内容来源:FBIF2018食品饮料创新论坛现场演讲,点击可查看FBIF2018演讲及报告摘要。
演讲人:美赞臣亚洲研发副总裁Guy Tweedie
原文
我是 Guy Tweedie,美心亚洲研发副总裁,Enfamil 全球负责人。我将讨论基于母乳研究的产品创新以及乳脂肪球膜 (MFGM) 的结构和功能。您将听到比上一位演讲者更详细的介绍。
正如上一次演讲中所描述的,母乳是大自然赐予的奇妙食物。母乳中有很多东西可以学习,而这些东西会因遗传、基因、环境、文化、饮食和哺乳期的不同而不同。对于我们美赞臣来说,这几十年来一直是我们巨大的灵感来源。我们拥有一支对母乳具有全球视野的专业团队,拥有一流的研究和一些有趣的合作。我们现在已经研究了四大洲六个国家的 1700 多对母子和 5000 多个全球样本。有趣的是,你面临着一系列的挑战。显然,收集这些信息用于配方奶粉开发并不容易。你还面临着一个巨大的挑战,你必须确保能够分析你所做的事情。我们与辛辛那提儿童医院进行了科学合作,探索母乳的成分、功能、发展和结果。当我们研究以下研究要素时:母亲人口统计、母乳、营养分析、婴儿生长、喂养和相关分析,我们会发现,其中的复杂性之高令人惊叹。 这些因素有些是保守的,有些是有效的,但或多或少都是保守的。
全球母乳探索
经过几十年的努力,我们在婴儿配方奶粉领域有三个非常鼓舞人心的研究成果,告诉我们应该如何配制奶粉,并指导我们未来的研究方向。下图中,从左边开始美赞臣Guy Tweedie:乳脂肪球膜:在婴儿奶粉中的结构,特性和生物活性 | FBIF2018食品饮料创新论坛,我们可以看到,1949年我们开发了维生素补充剂美赞臣Guy Tweedie:乳脂肪球膜:在婴儿奶粉中的结构,特性和生物活性 | FBIF2018食品饮料创新论坛,1983年我们再次调整配方,将乳清和酪蛋白的含量比例控制为60:40,以模仿母乳中的组成比例。2000年,我们在配方中添加了二十二碳六烯酸(DHA),之后进一步添加了乳铁蛋白和乳脂肪球膜。这些研究在许多科学会议、小组讨论和研讨会上都给予了我们帮助和支持。
美赞臣多年来的产品创新
综上所述,了解母乳的成分和功能,为婴幼儿营养设计提供了灵感。模仿母乳的成分是一回事,模仿母乳的好处又是另一回事。因此,我会把问题分成两个部分,分别是成分和好处。在婴幼儿配方奶粉中添加脂肪球膜的研发中,大量的数据积累起到了很大的作用。我会详细讲一下这个。
首先,我们来看看结构特性和生物活性。我们之前看过一张图,让我提醒一下你正在看什么。左边是一个分泌细胞,它分泌牛奶中的脂肪。在此之前,它的表面会形成一层薄膜,称为磷脂单层膜;脂肪在离开分泌细胞之前,会从分泌细胞获得另外两层膜。这就是牛奶脂肪球膜,也就是图中的红色球体。
覆盖乳汁分泌的脂肪滴的乳脂肪球膜
在大多数情况下,母乳和牛奶都是从乳腺分泌出来的,而母乳中的二十二碳六烯酸(DHA)大部分位于脂肪滴中。牛奶脂肪球膜非常特殊,因为它含有许多有益于婴儿认知和健康的生物活性复合脂质和蛋白质。这些牛奶脂肪球膜脂质和蛋白质的含量在婴儿配方奶粉中相对较低,但将这种成分重新添加回配方奶粉中为我们提供了机会,让我们的产品更接近母乳的效果。
接下来我要讲一下脂肪球膜的具体成分,包括神经节苷脂和含唾液酸的糖鞘脂,这些成分参与髓鞘形成和突触传递。基本上,当我们讲到脉冲如何传递到神经元和突触,再传到下一个时,脉冲如何传递到轴突末端是非常重要的。讲到髓鞘形成,我要稍微解释一下电脉冲如何传递到轴突的基本原理。想象一下,有很多电线缠绕在你的身上,这些电线没有绝缘,不利于电脉冲的传导。附着在轴突上的髓鞘提供了绝缘,让信号能够快速通过。所以,髓鞘形成极其重要。当然,突触传递会依赖于神经细胞之间的沟通。
然后还有磷脂,例如磷脂酰胆碱,它们是细胞膜的重要组成部分。然后还有鞘脂,它们类似于鞘磷脂,有助于形成神经髓鞘。然后还有蛋白质成分,例如粘蛋白-1和乳粘素,它们有利于消化和抗菌。因此,牛奶脂肪球膜是一种非常复杂的分子,含有许多不同的蛋白质和脂质,它们都具有不同的作用。
牛奶脂肪球膜成分增强免疫系统功能和大脑发育
我们先复习一下之前讲过的,左边是脑神经细胞,后面是轴突和雪旺细胞,还有髓鞘、鞘磷脂、神经节苷脂,这些物质可以促进髓鞘形成,加速动作电位向轴突的传导,所以动作电位就是电脉冲传导到轴突的过程。
牛奶脂肪球膜中的生物活性脂质促进髓鞘形成和突触传递
有报道显示,神经节苷脂作用于突触,具有促进突触传递和长期突触增强的作用。近期婴幼儿配方奶粉,美赞臣的体外数据显示,牛奶脂肪球膜中的特定成分,如鞘磷脂,可以促进突触形成。
现在我们来谈谈支持这一说法的一些数据。有很多研究,其中一项研究检查了鞘磷脂成分在小鼠模型中的作用。该模型包括未经治疗的小鼠、被给予合成鞘磷脂的小鼠、被给予鞘磷脂抑制剂的小鼠和被给予鞘磷脂膳食补充剂的小鼠。结果显示,未经治疗的小鼠、被给予抑制剂的小鼠和被给予鞘磷脂的小鼠的脑重量不同。可以看到髓鞘的重量以毫克为单位,髓鞘的厚度得到了恢复。因此,膳食补充鞘磷脂可以促进中枢神经系统的髓鞘形成,影响脑重量、髓鞘重量和髓鞘厚度。
本例中LCS造成的损伤也得到了修复。接下来我想说一下神经节苷脂,据报道,神经节苷脂大量存在于神经细胞的质膜和突触膜上,占脑脂质质量的6%-10%。神经节苷脂对髓鞘形成、突触形成、突触传递以及有利于记忆发展的长期突触增强也很重要。总的来说,神经节苷脂在大脑的基本功能中起着重要作用。
我们先来看相关的临床前数据。最近,一项针对新生仔猪的研究证明了乳脂肪球膜的作用。该研究为新生仔猪补充了早期摄入的磷脂和神经节苷脂,这些物质可以影响大脑和认知发育。从出生后第二天到第二十八天,给仔猪喂食含有源自乳脂肪球膜的磷脂的配方奶粉,包括鞘磷脂和神经节苷脂,占比为0.8%或2.5%。0.8%的水平是这种成分在母乳中的比例,研究中使用的方法称为空间T迷宫测试法。
请看左边的迷宫,它是一个“十字”。如果你从东往西看,从北往南看,你其实可以看到两个迷宫。如果你把小猪从南端或北端放进迷宫,它就会面临左转或右转的选择;如果小猪被放在南端,它可能会向左转获得奖励,但如果它被放在北端,它就必须向右转才能获得奖励。
空间T迷宫测试方法
你可以通过封锁迷宫的前半部分来观察迷宫。如果你把小猪放在迷宫的底部,它会向左或向右转去寻找食物;或者如果你把小猪放在北端,也就是迷宫的顶部,并封锁南端,小猪会向任何方向转去寻找食物。现在,在这个测试中,小猪被放在迷宫中,一端放着一碗巧克力牛奶,小猪可以喝,另一端不能喝。牛奶放在两端,没有气味。
接下来是迷宫实验的结果,我们给小猪看图片,让它们学习并提供指导,小猪在迷宫中向左或向右转。结果表明,食用高浓缩配方奶粉的小猪在认知测试中做出了更准确的选择,表明空间学习能力有所提高。这些发现需要在临床试验中得到证实,但我们可以看到,正确答案分别相当于配方奶粉的 0.8% 和 2.5%。
平均值存在差异。
乳脂肪球膜成分促进认知发育
我不想讨论用 CFGM 补充婴儿配方奶粉的营养。正如我之前提到的,配方奶粉中的 CFGM 含量很低,我们更喜欢使用植物油而不是乳脂作为主要脂肪来源,但在乳制品加工过程中,部分 CFGM 含量会丢失。所以,正如我最初向您展示的那样,您会看到乳脂穿过膜,但在乳制品加工过程中,这层膜会丢失。这种损失会损害配方奶粉中的营养以及您想要补充的其他成分。如果您比较母乳和牛奶中的 CFGM 脂质,您会发现这种成分的比例相似。但母乳和牛奶中磷脂和鞘磷脂的总量不同。那么发生了什么变化?为什么会变成这样?好吧,变化的是 CFGM 成分变得不那么容易与其余的乳脂分离。对于传统乳制品,您需要数百升传统牛奶才能获得 1 公斤 CFGM。 多家制造商在乳制品加工技术方面的进步使我们能够获得富含 CFGM 的乳制品成分。
牛奶脂肪球膜配方奶粉补充剂
让我们来看看关于牛奶脂肪球膜对认知能力改善的数据。这项由 Timby 进行的研究旨在调查补充牛奶脂肪球膜对认知能力的影响。在研究中,2 至 6 个月大的婴儿被喂食一到两种不同的配方奶粉。
有68位受试者,分别喂养标准配方奶粉、添加牛奶脂肪球膜的实验配方奶粉,以及母乳作为对照组。标准配方奶粉中含有二十二碳六烯酸(DHA)。这是婴幼儿贝利婴儿发育量表,这是贝利婴儿发育量表的第三代。设计这个量表的心理学家是南希·贝利。贝利于1994年去世,她的继任者继续发展这个量表,现在已经是第三代,于2007年发布。量表有五项,其中三项是关于认知发展的,分别是语言、认知和运动发展。这样你对婴幼儿的认知能力就有一定的了解了。这是食用添加二十二碳六烯酸(DHA)的标准配方奶粉的受试者得到的数值,低于102;而食用添加牛奶脂肪球膜配方奶粉的婴儿的数值为105.8,母乳喂养的婴儿的数值为106.4。 研究得出结论,营养干预可以消除研究人群中12个月大母乳喂养和配方奶喂养婴儿之间的认知能力差距。
补充牛奶脂肪球膜可促进婴幼儿认知发育
接下来我们来看看脂肪球膜脂。为了促进认知功能,我们给足月婴儿分别喂养含有脂肪球膜脂的配方奶粉和不含该成分的配方奶粉,直到他们 24 周龄,并评估各项功能。您可以看到对照组和喂养脂肪球膜脂的受试者的 Griffiths 智力发育分数,以及他们在总体智商、操作智商和眼手协调能力方面的表现。
因此,与母乳喂养对照组婴儿相比,喂食牛奶脂肪球膜脂质的婴儿血清神经苷脂水平有所升高。同时,与母乳喂养对照组婴儿相比,认知能力没有显著差异。总之,与标准配方奶粉相比,含有牛奶脂质的配方奶粉在多个领域改善了婴儿的认知发育。
乳脂肪球膜脂质可以改善婴儿的认知能力
最后,我们来谈谈婴儿的体重。这些是出生体重不足 1500 克的婴儿,他们被喂食标准配方奶粉和增强鞘磷脂配方奶粉,然后对他们进行各种认知能力评估。这些是实验中的对照组和增强鞘磷脂配方奶粉的数值。结果表明,增强鞘磷脂配方奶粉可以改善极低出生体重婴儿的认知能力。
鞘磷脂促进神经行为发育
接下来我们看一下脂肪球膜对儿童行为的影响。在2.5-6岁健康儿童的饮食中添加了富含脂肪球膜的配方奶粉。结果显示,食用含有脂肪球膜的配方奶粉的儿童在父母报告的行为规范上的得分高于食用对照配方奶粉的儿童。这是与改善免疫系统功能相关的临床数据。正如开头提到的,脂肪球膜是许多分子成分的集合,包括脂质和蛋白脂质,因此它有很多好处也就不足为奇了。所以这就是它对免疫系统功能的益处婴幼儿配方奶粉,这也是来自Timby提供的论文。
婴幼儿存在中耳炎的风险,接下来要讲的是牛奶脂肪球膜与中耳炎的关系。我们给足月健康婴儿喂养标准配方奶和添加牛奶脂肪球膜的配方奶直至6个月大,并记录他们的症状和用药情况。请参见这里是标准配方奶、添加牛奶脂肪球膜的配方奶和母乳的累计发病率数据。本研究结果表明,摄入牛奶脂肪球膜可降低中耳炎风险,并减少营养干预期间退热药的使用。
牛奶脂肪球膜与婴幼儿中耳炎风险
这是脂肪球膜和发热持续时间的关系图。我们的研究对象是2.5-6岁的学龄前儿童,喂养配方奶粉。数据来自Veereman的一篇论文。实验中,孩子们分别喂养添加脂肪球膜和不添加脂肪球膜的配方奶粉4个月,期间记录了孩子们的发热持续时间和症状。从数据中可以看到,对照组和添加脂肪球膜组的发热持续时间是有差异的。
乳脂肪球膜与发热持续时间
接下来是牛奶脂肪球膜与腹泻风险。在研究实验中,婴幼儿分别被给予含有牛奶脂肪球膜的膳食补充剂和不含牛奶脂肪球膜的膳食补充剂,持续6个月,并记录腹泻症状。可以看到,研究中每个孩子每年的血性腹泻持续时间和严重程度在对照组和牛奶脂肪球膜组之间是不同的。结论是,与含有脱脂牛奶蛋白的膳食补充剂相比,富含牛奶脂肪球膜蛋白的膳食补充剂缩短了血性腹泻的持续时间和患病率。
牛奶脂肪球膜与腹泻风险
综上所述,牛奶脂肪球膜具有极其复杂的营养结构,正如大家之前看到的,脂肪离开细胞,穿过细胞膜,在脂质处形成三层膜。牛奶脂肪球膜含有复杂的具有功能益处和生物活性的脂质和蛋白质,覆盖着甘油三酯核心,含有二十二碳六烯酸(DHA)。临床数据显示,饮食中的牛奶脂肪球膜脂质和鞘磷脂可以促进大脑发育。鞘磷脂和神经节苷脂等生物活性脂质可以促进髓鞘形成和快速神经传导;进一步地,饮食中的牛奶脂肪球膜补充剂可以促进认知发育。这些都是临床前研究,引领未来的发展趋势。接下来我们讨论了临床研究结果。我们通过使用贝利婴儿发育量表得出结论,这种成分对认知能力和行为能力有促进作用;通过家长提交的报告,得出结论,它改善了行为规范; 最后,牛奶脂肪球膜还可以提高婴幼儿免疫系统功能,减少中耳炎和腹泻的发病率,以及减少退热药的使用,缩短发热持续时间。
现场问答
谢谢大家的聆听,现在我们可以开始提问了。 问:美赞臣目前是B2C模式,并没有自己开发过任何产品和原料。那么脂肪球膜是美赞臣自己开发的吗? 这是我的第一个问题。 第二个问题是,我知道美赞臣在新产品美赞臣中添加了脂肪球膜,那么贵公司是如何让自己的产品在竞争激烈的市场中脱颖而出的? 谢谢。
答:第一个问题,牛奶脂肪球膜是我们自己研发的吗,或者说我们的技术是什么?嗯,我们的产品研发是多方共同努力的。通过介绍,相信大家也看到了一系列来自不同研究者的证据。早在2003年,我们就进行了第一代产品的研发,现在十五年过去了,我们把这些研究成果总结出来了。我们还会继续进行其他的临床研究,我想这会带来令人惊讶的结果。
对于第二个问题,我们的竞争优势在于我们的脂肪球膜成分。在我们的Blue Genia婴儿配方奶粉系列中,脂肪球膜成分的添加使得该产品在众多配方奶粉中脱颖而出。如前所述,差异就在于这种成分带来的许多健康益处。在比较含脂肪球膜的配方奶粉和不含该成分的配方奶粉时,我引用了Timby的研究,该研究显示了特定年龄段受试者的认知能力差异。
问:谢谢Tweedie先生。我的问题是关于脂肪球膜产品审批申请。目前中国对脂肪球膜的监管情况如何?根据中国的监管法规,婴儿配方奶粉中可以如何添加脂肪球膜成分?
答:我不是法规方面的专家,各国的法规各不相同。我们在论坛上讨论过这个问题,一般来说,对于每种新成分,你都需要向监管机构清楚地传达其好处,以获得批准。不同成分的批准结果各不相同。
我不是监管方面的专家,对此了解不多。问:Tweedie先生,非常感谢。我的问题是关于剂量,最低剂量是多少?我们已经了解了这种成分的好处,那么过量摄入这种成分的风险是什么?答:我记不太清楚过量摄入的风险了。回答你的第一个剂量问题,我们的工作是模仿特定市场母乳中这种成分的含量,也就是5%。
问:配方奶粉,每个厂家都宣称自己的产品接近母乳,很多品牌宣称添加了接近母乳的结构脂肪(OPO),有的宣称添加了人乳低聚糖(HMO),众所周知,美赞臣添加了牛奶脂肪球膜,那么人乳低聚糖和牛奶脂肪球膜可以兼容吗?
第二个问题,你们公司在做不同地区的牛奶脂肪球膜研究,不同地区你们的配方成分有区别吗?
A:你这个问题的关键是结构化脂质和母乳寡糖在功能上的差异。我相信在座的有些人更有资格谈论结构化脂质(OPO),所以在我看来,结构化脂质促进吸收,降低抵抗力,还有助眠等积极作用。这个案例很特殊,如果你愿意,你也可以试试甘油酯,它也有特殊的效果。牛奶脂肪球膜是一个非常不同的蛋白质和脂质阵列。我们正在探索它的作用和重要性,并找到了一系列的例子来证明这一点。目前,我们知道两种作用,即牛奶脂肪球膜对认知能力和免疫系统功能的改善。不同国家的牛奶脂肪球膜是否不同?这是一个有趣的问题。目前,我们还没有发现任何差异。随着我们对母乳的研究越来越多,找到更多的细节将会很有趣。我们可能会发现一些差异,这些差异可能与不同地理位置的饮食或其他因素有关。
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