這個領域的科學家，致力再造“脂肪球”

今年3月，世界衛生組織援引《柳葉刀》雜志刊發的一則研究報告引發許多人的關注：從1990年到2022年間，全球患肥胖癥的成年人增加了一倍多，患肥胖癥的兒童和青少年（5~19歲）更是增加了約3倍。

這可不妙——兒童肥胖癥幾乎會對所有系統和器官產生不利影響，會導致成年后患“慢病”的風險大大增加。而多項科學研究表明，母乳持續喂養時間大于6個月，可以顯著降低兒童未來患肥胖癥的風險。

然而，據四川大學華西第二醫院兒科教授、主任醫師毛萌透露，當前，世衛組織大部分成員國“前6個月純母乳喂養率”不足50%，中國更是不足30%。較低的母乳喂養率意味著，控制兒童肥胖率在中國面臨著不小的挑戰，而對于部分不得不喝配方奶粉的嬰幼兒群體而言，他們的“口糧”需要進一步向母乳這一“金標準”靠攏。

很多人也許會問：現在配方奶粉“已經很努力模仿母乳”了，為什么奶粉喂養和母乳喂養還會有這么大的差別？這其中有什么“蹊蹺”？

 Berthold Koletzko 、毛萌、 Ardy van Helvoort（自右至左）3位專家接受《中國科學報》專訪。 趙廣立 攝

從重新審視母乳脂質談起

德國慕尼黑大學醫院兒科高級教授Berthold Koletzko早早地就關注到了這個問題。作為國際知名的兒科專家和營養學家，他的視角更為宏觀。

“此前的研究主要集中在蛋白質和碳水化合物，現如今，我們越來越意識到母乳脂質的重要性。”他說，一個嬰兒如果通過純母乳喂養，那么長到6個月時，他/她從母乳中攝取的脂肪總量可達驚人的4千克；并且，這些脂肪不僅是第一大能量來源，還包含生長發育所需的重要脂肪酸，如DHA、ARA（二者均為長鏈不飽和脂肪酸），為嬰幼兒的智力、視力和生長發育奠定基石。

因此，在傳統的嬰幼兒配方奶粉生產中，添加特定脂質以確保其中有穩定的脂肪含量，是保證配方奶粉能夠提供嬰幼兒生長所必須營養物質的慣常做法。

但“添加脂質”這件事背后，大有文章。

Berthold Koletzko告訴《中國科學報》，與母乳中結構復雜的“脂肪球”不同，傳統配方奶中的脂肪結構非常簡單，基本上就是小脂滴的形態，直徑只有母乳脂肪球的十分之一，且表面沒有完整膜包裹。

配方奶粉中的脂肪一部分來源于牛乳脂肪。在奶粉生產工藝中，均質、噴霧干燥等加工過程會破壞其表面的活性膜和三維結構，并將牛乳脂肪球變成直徑0.5微米甚至更小的脂滴。

相比母乳脂肪球，更小的脂滴能讓嬰幼兒更快消化吸收。但問題就出在了這里——毛萌告訴了記者一個反直覺的冷知識：容易被過快地吸收，并不一定意味著積極的健康結果。

藏在“母乳脂肪球”背后的秘密

“母乳脂肪球中藏著乳汁中脂肪穩定的秘密。”來自南京醫科大學公共衛生學院營養學教授李東（應受訪人要求“李東”為化名）在一次學術分享中指出，乳脂的存在狀態與嬰幼兒健康關系匪淺，尤其母乳脂肪球的形狀、大小和結構等特點，或對嬰幼兒未來產生著人們不易覺察的影響。

母乳脂肪球及其三層膜結構。受訪者供圖，下同

“母乳脂肪是三大宏量營養素中唯一具有超分子結構的一類，除內部的甘油三酯核心外，外層是復雜的三層膜結構。”李東介紹道，母乳脂肪球的結構與其形成過程密切相關：甘油三酯在乳腺上皮細胞中聚集，經由細胞膜包裹，形成約4微米直徑的大粒徑脂肪球，均勻分散于乳汁之中。

母乳脂肪球的復雜結構等特性，使其消化吸收更為緩和。李東解釋說，大粒徑的母乳脂肪球，有著更復雜的結構和完整膜包裹，需要更多的時間被胃脂肪酶水解。同時，母乳脂肪球還會上浮至胃液表層，延長胃排空時間，使胃部脂肪酶可以與脂肪球有更久、更充分的接觸。

小腸是消化吸收脂肪的主要部位。李東進一步介紹道，研究發現，相比更小的脂滴，母乳脂肪球分解為可吸收形式（甘油三酯、游離脂肪酸等）的速率更為緩和。這是因為，經過胃腸脂肪酶的消化，母乳脂肪球在腸道內能以更為平緩的速率釋放游離脂肪酸。這一方面有利于維持餐后血脂平穩，避免血脂波動造成脂肪堆積，另一方面則確保DHA等長鏈脂肪酸被更好地用于大腦和身體發育。

Berthold Koletzko還告訴《中國科學報》，母乳脂肪球不僅結構復雜，成分也很多樣，不僅含有蛋白質，還含有復合脂質，如磷脂、鞘磷脂、膽固醇等等，這些復雜的成分是嬰兒大腦中脂質組成的重要來源。

有研究顯示，利用核磁共振等成像技術可以看到母乳喂養和配方奶喂養的嬰兒大腦結構有所不同，這種差異主要體現在大腦“白質”區域，正是那些復合脂質堆積的地方。

不過，讓毛萌更感興趣的是，母乳喂養的孩子肥胖的風險比較低，和母乳脂肪球有很大的關系。

“代謝模式太重要了！”毛萌說，母乳脂肪在生命早期的作用除了提供能量，還提供了非常重要的脂質成分來促進大腦、神經系統的發育，并塑造代謝模式——其背后可能隱藏著降低嬰幼兒肥胖率的密碼。

改進配方奶粉的潛力：復刻“脂肪球”

談及母乳脂肪球的不平凡之處，Berthold Koletzko不無感慨地說，顯然，母乳喂養是最佳方案；但另一方面，對母乳脂肪球結構特點的認識，使得我們也擁有巨大的潛力來逐步改進嬰兒配方奶粉，特別是在改善脂質大小、結構和表面包裹方面。

“配方奶粉不僅要在脂質及脂肪酸的成分、含量上接近母乳，還要在脂質的大小、結構、表面包裹和消化吸收機制、健康效應上接近母乳。”李東說：“作為配方食品技術發展的新方向，復刻母乳脂肪球、模擬母乳脂肪球大小和結構，可能是幫助嬰兒健康獲益接近母乳喂養兒的重點研發方向。”

在采訪中，荷蘭馬斯特里赫特大學營養與代謝轉化研究學院副教授、達能紐迪希亞研發中心高級總監Ardy van Helvoort帶來一個好消息：“最新的生產工藝能夠生產出與母乳脂肪球大小相近的3D脂球。”

激光掃描共聚焦顯微鏡（上列）和投射電子顯微鏡（下列）下的傳統配方奶粉（左）、創新工藝奶粉（中）、母乳中的脂肪形態大小對比。 

Ardy van Helvoort向《中國科學報》介紹，創新的工藝能夠確保加工過程不僅能夠保住脂肪球生物活性物質，同時能保留它的大小結構，從而更加接近母乳脂球。

事實上，達能紐迪希亞已經做了這些嘗試。Ardy van Helvoort說，在對母乳脂質進行了大量研究之后，他們開始著手在工藝上生產更接近于母乳脂肪球的產品——“3D脂球”。

與以往單一的脂滴結構不同，“3D脂球”呈現為一個完整膜包裹的球體，大小約3到5微米；并通過精準控制工藝構建表面完整的活性膜包覆，盡量還原母乳脂肪球膜中的磷脂、糖蛋白和膽固醇等組成結構。

“早在15年前，我們就假設不同脂質結構可能實際上決定了脂質最終不同的去向——比如它們是會被用于大腦和身體發育還是被儲存在脂肪組織中變成體脂。我們進行了大量的實驗研究來論證，而過去幾年的臨床研究證實了這一假設。”Ardy van Helvoort告訴《中國科學報》，這些研究讓他們漸漸意識到，這不僅僅是分子結構的問題，還包括超分子結構。于是，“再造大粒徑3D脂球以模擬母乳脂肪球”的設想得到了廣泛支持。

為了驗證“3D脂球”的安全性和有效性，2012年，一項名為Mercurius的大型隨機、雙盲、對照臨床研究在全球多國、多中心展開。此后通過長達5年的隨訪，科學家們證實了“3D脂球”能夠對嬰兒的生長、認知與代謝帶來長效、積極的影響。

Ardy van Helvoort介紹說，研究顯示，這種大脂肪球不僅是安全的——更接近母乳脂肪球、沒有副作用，而且喝含有這種新型大脂肪球的配方奶粉的嬰幼兒在1歲到5歲時會出現更接近于母乳喂養嬰兒的生長情況——體質指數（BMI）更適宜, 從而降低了體重增長過快和遠期肥胖的風險。

“這項研究還顯示，喝含有這種新型大脂肪球的配方奶的孩子在5歲時認知發育測試中表現更佳。”Ardy van Helvoort說，這表明，這種配方奶有可能對健康發育產生重要的影響。

“我們希望在未來能看到更多這方面的研究，我也相信將來會有更多的臨床評估。”Ardy van Helvoort補充道，通過創新工藝，“再造大粒徑3D脂肪球”的努力正在從臨床研究拓展到產品應用；未來，關于母乳脂質的探索，還將不斷繼續。

相關論文信息：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37531323/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37731397/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35276993/