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乳制品中强化骨骼的功能成分研究进展

发布时间:2021-01-11

来源:乳业科学与技术

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       随着技术的发展和科学研究的深入,一些能改善骨骼的功能性原料物质,如牛初乳碱性蛋白(colostrum basic protein,CBP)、胶原蛋白肽、VK2和乳矿物盐等相继被应用于食品中,特别是乳制品。光明乳业股份有限公司乳业研究院揭良,苏米亚,贾宏信等综述了CBP、胶原蛋白肽、VK2、钙和VD等功能性原料及功能性强化乳制品与人体骨健康的关系。

01

骨骼的结构和主要功能


        骨是一种矿化结缔组织,具有4 种类型的细胞:成骨细胞、骨化细胞、骨组织和破骨细胞。骨在机体中发挥着重要的功能,如运动、支持和保护软组织、储存钙和磷酸盐、储存骨髓等。尽管骨骼外观惰性,但它是一个高度动态的器官,不断被破骨细胞吸收,并被成骨细胞新生。骨组织在骨切割过程中扮演着机械传感器和协调者的角色。骨化细胞的功能尚不清楚,但这些细胞似乎在偶联骨吸收和骨形成中发挥重要作用。

       骨骼的主要功能有:骨骼是身体的支撑和肌肉的附着生长场所;骨骼、骨骼肌、腱、韧带与关节一起传送能量;骨骼可以保护内部组织,如头骨可以保护大脑,肋骨保护心脏和肺;位于长骨骼髓腔和松质骨空隙的骨髓可以产生血细胞,具有造血功能;骨骼可以保存矿物质(最多的是钙、磷)和蛋白质,必要时它们可以被转移至血液中。

02

骨骼相关的功能性原料


2.1
钙和VD
       钙的摄入对于骨骼和牙齿的结构完整性及其所参与的代谢反应都是至关重要的。骨骼可以看作是一个骨库。当血液中的钙含量达到较低水平,而饮食不能提供足够的钙,钙会从骨骼被释放到血液中。单纯补钙不仅能缓解部分患者的一些肌肉软组织症状,对骨密度增加也有一定的作用。但近年来国内外许多有关钙剂的研究对钙剂治疗骨质疏松的疗效提出了质疑。研究发现,补充钙结合VD可明显降低骨质疏松性骨折的发生率,而单独补充VD没有明显优势。钙和VD是骨健康关联性营养素。补充低剂量VD可以保持人体内钙的平衡,VD不仅是钙被机体吸收的载体,而且钙只有在活性VD的作用下才能被骨骼利用,适量补充钙和VD确实能提高骨量,减少骨质疏松所致的骨折发生率,因此对骨质疏松的预防和治疗需要的不仅仅是钙。
2.2
VK2
       VK族化合物属于脂溶性维生素。天然存在的VK根据其侧链形式不同可以分为VK1和VK2。补充VK2有助于儿童在成人期骨量峰值达到最大化,这有利于预防生长后期骨质疏松症的发生。对于VK2补充的使用依据,我国GB 14880—2012《食品安全国家标准食品营养强化剂使用标准》中明确规定了VK2在乳制品(调制乳粉)中的适用范围(仅限孕产妇和儿童)和使用量。一般成年人少有VK缺乏。

2.3
CBP
       CBP是一种浓缩牛乳低分子质量蛋白,取自牛初乳,易于被肠道吸收,是一种能促使骨骼形成的新乳源功能食品资源。骨骼的重建需要成骨细胞和破骨细胞协同作用,促进骨骼健康。大量研究显示,CBP对于所有年龄段的人群都可以有效增强骨骼对钙的吸收,增加骨密度和骨质量,因此对于预防骨质疏松症有重要作用。其机理一方面在于CBP可作为钙离子吸收强化剂,通过胃肠道增强对钙离子的吸收,钙离子通过胃肠道吸收后转移至血液,而后以CBP和钙结合的方式被骨骼吸收,故CBP能强化骨骼对钙的吸收;另一方面,在CBP的刺激下成骨细胞增殖加快,成骨细胞活性增强,产生大量骨钙蛋白,骨钙蛋白是骨骼和牙齿中的非胶原蛋白,能够分泌成骨细胞,起到对钙的固化作用,从而增加骨密度和骨质量。

2.4
胶原蛋白肽
       骨骼组成了人体的支撑骨架,它主要由矿物质和有机基质组成。85%~90%的有机基质是胶原蛋白。胶原蛋白肽是一种天然的、具有生物活性的蛋白质,是以新鲜动物组织(包括皮、骨、筋、腱、鳞等)为原料,经过提取、水解、精制生产的相对分子质量低于10 000 Da的产品。胶原蛋白肽不仅作为美容产品配料被推荐,增加肌肤的含水量和弹性以及去眼周皱纹,其同时还具有防治老年骨质疏松症和骨关节炎的功能。大量研究表明,摄入胶原蛋白肽有利于骨骼代谢,具有预防骨质疏松的功能。一些研究表明,胶原蛋白肽对骨矿物质密度较低的老年人有很好的作用。骨关节炎是一种由软骨退化引发的关节炎症,可能是由年龄老化、遗传、创伤或疾病造成的。现在还没有治愈骨关节炎的疗法,大多数治疗只能减轻疼痛、增加关节的灵活性或防止其进一步恶化。研究发现,摄入胶原蛋白肽可以减轻骨关节炎症状,并能修复骨关节损伤或减缓退行性变。

03

乳制品与中老年人群骨健康


       牛乳等乳制品是日常生活中必不可少的健康营养品,作为健康美容和补钙食品被广泛熟知和推荐。乳制品中的钙不能被人体完全吸收,因此从食物中补钙仅是强化骨骼的第1步,还需要很多其他因素的帮助。研究显示,中老年人骨质丢失,骨质疏松呈现随着年龄的增加发病率增高的特点,且女性发病率高于男性。因此结合强化改善骨骼功能性物质,如VD、胶原蛋白肽、CBP等来减缓中老年人骨质流失,防治骨质疏松症是功能性乳制品的一个开发趋势。大量研究显示,适当摄入钙、VD、胶原蛋白肽等强化乳制品能有效减缓中老年人,特别是绝经女性的骨质流失,降低中老年人群骨质疏松症的患病率。

结 语

       目前市场上以改善骨骼为目的应用在膳食,特别是乳制品中的主要功能性食物因子有钙、VD、CBP、胶原蛋白肽、VK2及乳矿物盐等。这些食物功能因子的应用提高了中老年居民的骨骼健康及生活质量,但是这些功能性因子的组合应用、是否具有协同作用以及协同作用的机制研究还比较缺乏。骨骼相关的食物因子对骨骼健康的协同作用临床研究及具体机制应是未来相关研究的重点。

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