二、乳鐵蛋白

近年來，乳鐵蛋白（Lf）的研究受到廣泛重視。1993年在日本召開了第一屆乳鐵蛋白（Lf）的結構與功能的國際會議，會上研究者就Lf的鐵結合機制、生物功能、醫學臨床應用和食品中的應用進行了探討，這標志著Lf特有的生物學意義已受到世界范圍的廣泛重視。

（一）Lf的基本性質

乳鐵蛋白是一種天然蛋白質的降解物，存在于牛乳和母乳中。乳鐵蛋白晶體呈紅色，是一種鐵結合性糖蛋白，相對分子質量為77100±1500。牛乳鐵蛋白的等電點（pI）為8，比乳鐵蛋白高2個pH單位。在1分子乳鐵蛋白中，含有2個鐵結合部位。其分子由單一肽鍵構成，谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和丙氨酸的含量較高；除含少量半胱氨酸外，幾乎不含其他含硫氨基酸；終端含有一個丙氨酸基團。

通過Lf的組成和氨基酸順序分析，證明它是由轉鐵蛋白（Transferrin，Tf）演變而來。各種哺乳動物（如人、羊、牛）的乳鐵蛋白在氨基酸排列上有較小的差異。1分子Lf能結合兩個Fe³⁺離子，含15～16個甘露糖，5～6個半乳糖，10～11個乙酰葡萄糖胺和1個唾液酸，其中中性糖8.5％，氨糖2.7％。

乳鐵蛋白對Cu²⁺也有結合作用，其結合能力也是每個Lf分子含兩個Cu²⁺。在乳鐵蛋白和Fe或Cu形成絡合物的過程中有碳酸氫鹽的參與，Fe或Cu和碳酸氫鹽的比例為1:1，碳酸氫鹽的存在對絡合物的生成有催化作用。維生素C對缺鐵Lf的飽和過程也有催化作用，維生素C的存在有利于飽和Lf的形成，Tf也有類似的性質。

當pH4.0時，90～100℃、5min的加熱，對Lf的鐵結合能力、抗菌性沒有影響；在pH2.0～3.0，100～120℃，加熱5min后，Lf明顯地降解，但其抑菌活性反而增強。

（二）Lf的生物活性及其影響因素

1.Lf的生物活性

乳鐵蛋白具有結合并轉運鐵的能力，到達人體腸道的特殊接受細胞中后再釋放出鐵，這樣就能增強鐵的吸收利用率，降低有效鐵的使用量，減少鐵的負面影響。

乳鐵蛋白對鐵的結合，避免了人體內OH·有害物質的生成。超氧離子·和抗壞血酸鹽或H₂O₂反應能產生高反應活性的OH·，這種OH·被認為是一種對人體有害的物質，·和H₂O₂的反應稱之為Haber-Weiss反應，它在過渡元素（如Fe）的催化下進行反應。該反應的產物OH·能殺死幾乎所有的微生物和誘導脂氧化。

乳鐵蛋白還有多種生物活性，歸納起來有以下幾個方面：①刺激腸道中鐵的吸收；②抑菌作用，抗病毒效應；③調節吞噬細胞功能；④調節發炎反應，抑制感染部位炎癥；⑤抑制由于Fe²⁺引起的脂氧化，Fe²⁺或Fe³⁺的生物還原劑（如抗壞血酸鹽）是脂氧化的誘導劑。

2.Lf生物活性的影響因素

乳鐵蛋白的生物活性受多種因素的制約，如鹽類、鐵含量、pH、抗體或其他免疫物質、介質等對其均有影響。它的鐵含量對其抑菌作用有決定性作用，碳酸鹽的存在可明顯增強其抑菌能力，而檸檬酸鹽的增加卻明顯減弱其抑菌能力。

（1）鐵飽和程度的影響　乳鐵蛋白的鐵含量對抑菌有決定性作用，如從乳房炎中分離的大腸桿菌、葡萄球菌和鏈球菌類在一定的合成介質中均被缺鐵乳鐵蛋白抑制，這種抑制作用因加入Fe³⁺使其飽和而消失，說明了乳鐵蛋白抑菌作用的鐵依賴性，它的抗脂氧化有類似結果。

（2）鹽類作用　碳酸鹽的存在可明顯增強乳鐵蛋白的抑菌能力，檸檬酸鹽的增加明顯減弱了缺鐵乳鐵蛋白對大腸桿菌、葡萄球菌和鏈球菌類的抑制。

（3）pH的影響　乳鐵蛋白的抑菌效果和pH密切相關，在pH7.4時效果明顯高于pH6.8，pH<6基本無抑菌作用。

（4）抗體或其他免疫物質間的協同作用　研究表明乳鐵蛋白和IgA抑菌有協同作用，Sarllson等人也得出相同結論。

（5）介質的作用　金黃色葡萄球菌用I¹²⁵示蹤蛋白實驗表明：85％能和Lf穩定結合，其他部分很少或不能結合，其介質以血液、胨-瓊脂較好，鹽汁或富鹽脫脂乳較差，最適pH為4.0～7.0。

（6）形態　Lf的生物活性和其形態有關，如10％水解的Lf有最好的抑菌效果，HPLC法分析有8種Lf的降解肽存在。

（7）動物的種類　Lf的活性和動物的種類相關，人、牛、羊等乳汁中Lf的含量和結構稍有不同，在許多體液、組織液（如唾液、鼻汁、膽汁、精液、淚等）均有Lf存在，它們在這些部分參與生物調解作用。

Lf對多種病原菌有抑制作用，服用含Lf的食品或制劑，對抑制腸道的病原菌，增加有益菌類和平衡腸道菌群，均有較好的作用。