A2 β-酪蛋白是牛奶酪蛋白的重要變異體之一，於1993年被紐西蘭兒科醫生髮現。目前已經鑑定出的牛奶中β-酪蛋白的變異體有13種，A2 β-酪蛋白為主要的變異體之一。A2 β-酪蛋白因其獨特的胺基酸序列特徵表現出較高的穩定性與抗氧化活性。A2 β-酪蛋白在67位含有脯氨酸。脯氨酸作為結構穩定的非極性胺基酸，其不易被氧化，這一特性使得 A2 β-酪蛋白在乳品加工與貯藏過程中能夠更好地維持自身理化特性與生物活性，從而延長乳品的貨架期，提高營養價值。
目前A2 β-酪蛋白檢測方法主要有基因檢測和蛋白檢測兩類。在基因檢測層面，通過分析奶牛CSN2基因第7外顯子的多態性，或直接檢測牛奶樣品中A1和A2等位基因的存在與否，可以實現對奶源基因型的快速篩查。在蛋白檢測方面，高效液相色譜法（HPLC）利用A1與A2 β-酪蛋白疏水性差異實現分離檢測，若聯用質譜技術（LC - MS）可進一步提升定性與定量的準確性；毛細管電泳法可以通過電荷差異對蛋白進行分離定量；中紅外光譜等快速檢測技術則藉助光譜特徵建立數學模型，實現對A2 β-酪蛋白的高通量篩查。。
在人類健康領域，A2 β-酪蛋白對胃腸道功能脆弱人群具有顯著益處。研究表明，飲用含A2 β-酪蛋白的牛奶，能夠減少兒童胃腸道炎症，幫助老年人增加腸道短鏈脂肪酸含量、調節腸道菌群，還能有效改善女性乳糖不耐症狀並提升消化舒適度。
基本介紹
- 中文名：A2 β-酪蛋白
- 實質：蛋白質
- 原種：β-酪蛋白
- 優點：自然源生的牛奶蛋白
- 釋義：現代奶牛β-酪蛋白的天然原型
- 作用：胺基酸重要來源，促進鈣和磷吸收
結構,生物活性,相關蛋白比較,結構對比,功能對比,檢測方法,等位基因檢測法,高效液相色譜法,毛細管電泳法,快速檢測法,與人體健康的關聯,對胃腸道健康有益,參與乳蛋白過敏,相關套用,珍稀情況,
結構
牛奶中蛋白質主要分為酪蛋白和乳清蛋白，其中酪蛋白約占總蛋白的80%，而β-酪蛋白作為酪蛋白中一種重要的蛋白組成，占酪蛋白的35%左右，由於基因水平上的差異，β-酪蛋白存在多種變體。目前已經鑑定出的牛奶中β-CN的變異體有13種，按其發現的順序命名為A1、A2、A3、A4、B、C、D、E、F、G、H1、H2和I。
A1和A2是β-酪蛋白最常見的變異體。A2 β-酪蛋白與A1β-酪蛋白唯一區別是鏈上第67個胺基酸不同，A2 β-酪蛋白在此位置含有脯氨酸。A1 β-酪蛋白由於第67位胺基酸組氨酸的存在，導致其更容易被消化酶水解並釋放β-酪啡肽-7，而該物質能被人體直接吸收並與一些人類疾病有關。相反，A2 β-酪蛋白第67個胺基酸是脯氨酸，則水解後不會產生BCM-7，更利於人類健康。
A2β-酪蛋白的結構
生物活性
A2 β-酪蛋白因其獨特的胺基酸序列特徵表現出較高的穩定性與抗氧化活性。脯氨酸作為結構穩定的非極性胺基酸，其不易被氧化（氧化會導致蛋白質結構改變、功能活性降低，並產生蛋白質交聯物和自由基等不利於人體健康的副產物），這一特性使得 A2 β-酪蛋白在乳品加工與貯藏過程中能夠更好地維持自身理化特性與生物活性，其不僅展現出較高的穩定性，還能通過延緩氧化進程有效延長乳品的貨架期，同時減少營養成分的降解與有害副產物的生成，進而提高乳品的營養價值。此外，有體外消化模擬研究表明，A2 β-酪蛋白牛奶對DPPH自由基的清除能力顯著優於普通牛奶，抗氧化活性更突出。
相關蛋白比較
A2 β-酪蛋白是現代奶牛β-酪蛋白的天然原型。最初，所有家養的牛隻含有A2 β-酪蛋白，後來因自然基因突變，出現了A1蛋白質的變體，即當前全球普遍存在的A1類牛奶β-酪蛋白。
結構對比
A1和A2β-酪蛋白的蛋白質結構存在差異， A1在消化過程中可生成β-酪啡肽-7（BCM-7），而A2則不會生成BCM-7。BCM-7是一種外啡肽，可與機體多種系統相互作用。多項研究表明，A1或BCM-7與部分嬰兒的1型糖尿病風險升高、免疫反應、消化功能紊亂，自閉症和呼吸功能障礙之間存在關聯。另有研究表明，A2β-酪蛋白不會生成BCM-7，與母乳中的β-酪蛋白相似。因此，基於A2 β-酪蛋白製成的配方奶因其不含A1 β-酪蛋白，因而可能與母乳更接近，更有利於促進嬰幼兒的生長發育。
功能對比
《中華臨床營養雜誌》2020年8月第28卷第4期刊發了題為《A1、A2 β-酪蛋白對腸腦軸影響的比較研究進展》的綜述文章，綜述文章稱，在β-酪蛋白對胃腸道症狀的影響方面，一項隨機、雙盲、交叉的試點研究結果顯示，與含A1 β-酪蛋白的牛奶相比，攝入僅含A2 β-酪蛋白牛奶的受試者腹痛、 腹脹減少大便形狀更好，表明避免食用A1 β-酪蛋白，而食用僅含A2 β-酪蛋白的乳製品可以顯著減少牛奶或β-酪蛋白不耐受導致的腹部不適。
在構成A1 β-酪蛋白與A2 β-酪蛋白的多肽鏈上，其中第67位胺基酸存在差，儘管只是一個胺基酸存在差異，但在人體代謝過程中，由於蛋白酶消化酪蛋白時對肽鍵有一定的選擇性，A1 β-酪蛋白會消化生成BCM-7，A2 β-酪蛋白則會消化生成BCM-9。消化產物不同，則會對人體產生不同影響。截至目前，約有超過140篇與A2 β-酪蛋白相關的研究論文接連發布，研究發現，只含有A2 β-酪蛋白的A2型蛋白質牛奶則親和人體，更易消化吸收。
第67位胺基酸
A1和A2，雖一字之差，卻會對消化產生影響。含有 A1 β-酪蛋白的普通牛奶在人體消化過程中，可能會降低乳糖酶活性並增加胃腸道症狀。與之相對應，只含有A2 β-酪蛋白的A2型蛋白質牛奶則親和人體， 更易被消化吸收，因此飲用A2型蛋白質牛奶可以減輕喝奶引起的腸胃不適症狀。
實際上，A2型蛋白質牛奶指的是只含有A2 β-酪蛋白的牛奶。從奶源上講，只有純種A2型奶牛才能產出只含有A2 β-酪蛋白的牛奶。目前，約有超過140篇與A2 β-酪蛋白相關的研究論文接連發布，研究發現A2型牛奶具有“親和”“易吸收”“低致敏性”等特點，飲用只含有A2 β-酪蛋白的牛奶可以減輕喝奶引起的腸胃不適症狀。
占比
檢測方法
目前A2 β-酪蛋白的檢測方法主要包括從奶牛基因層面檢測的等位基因檢測法，以及直接針對牛奶中蛋白質進行檢測的高效液相色譜法、毛細管電泳法和快速檢測法，每種方法各有特點和適用場景。
等位基因檢測法
牛奶樣品基因分型
Giglioti等建立了直接在牛奶樣品中對A1和A2等位基因進行基因分型的研究。評估了高解析度熔解曲線（HRM）法和rhAmp技術（使用雙酶和RNA-DNA雜合引物的新型基因型分型技術），兩種方法都能區分牛奶樣品中A1和A2等位基因的基因型，且rhAmp方法檢測A2牛奶樣品中A1的靈敏度較HRM法高十倍。之後該團隊又開發了使用鎖定核酸修飾偶聯探針組合的新型實時PCR，用於牛奶中β-CN基因A1和A2等位基因的檢測和定量。Jimenez-Montenegro也開發了基於鎖定核酸探針的雙鏈實時PCR檢測方法，用於A1牛奶樣品中的A2等位基因檢測。
檢測奶牛基因
A1和A2 β-CN的等位基因決定奶牛類型，進而決定牛奶中β-CN的類型。β-CN由CSN2基因編碼，研究人員通過採集奶牛血液，進行PCR擴增測序檢測CSN2基因第7外顯子多態性的基因型，從而分析CSN2基因的等位基因頻率和基因型頻率，以鑑定A2基因型奶牛。如對荷斯坦-弗里斯牛、娟姍牛等多種奶牛品種進行檢測，得到不同品種奶牛的相關基因頻率（如荷斯坦-弗里斯牛A2A2基因型頻率為17%等）。
高效液相色譜法
分離檢測原理
高效液相色譜法可用於檢測牛奶中的蛋白質，其原理是基於不同蛋白質組分的疏水性基團與固定相上的不溶性疏水性基團的相互作用。A2 β-CN中的非極性脯氨酸被A1中的帶電極性組氨酸取代，降低了A1的疏水性，使其從柱中洗脫的時間更短，從而可實現A1和A2 β-CN的分離檢測。該方法常與質譜聯用，以提高檢測的準確性。
具體檢測套用
牛奶需經過提取、離心脫脂等前處理，再經淋洗、洗脫後取淋洗液上機檢測。在高效液相色譜儀特定波長下分離樣液中的A1、A2 β-CN，用外標法定量。眾多研究運用此方法檢測牛奶中的A1和A2 β-CN含量，如劉澤陽等利用液相色譜-高分辨串聯質譜方法檢測市售牛奶，發現普通牛奶中A1 β-CN的含量約為A2 β-CN含量的2-4倍，個別A2牛奶樣品含微量A1 β-CN；Givens等用HPLC-MS測量了英國巴氏殺菌奶中β-CN變異體的占比；Poulsen等套用HPLC聯用電噴霧電離質譜（ESI-MS）鑑定丹麥本土奶牛品種牛奶中的β-CN變體並測定其相對含量。還有專利方法通過篩選A1和A2 β-CN胺基酸序列，利用質譜法檢測乳製品中的A1 β-CN和A2 β-CN。
毛細管電泳法
毛細管電泳（CE）因高解析度、能分離大分子物質等優點用於蛋白質分析。其分離原理是在高壓電場驅動下，樣品在毛細管中根據電荷大小、極性等特點不同實現分離。丁曉靜等利用CE技術分離測定乳及乳製品中α-乳白蛋白、β乳球蛋白及乳球蛋白的質量分數；張東送等運用CE技術獲得原料乳、巴氏乳和超高溫乳的蛋白質電泳圖譜，用於檢測乳製品摻假及不同物種間乳中蛋白質的遺傳變異類型。馮慿等利用毛細管區帶電泳建立了對液態奶和奶粉中β-CN和總β-CN進行分離並定量的方法，總β-CN和A2 β-CN的線性範圍分別為和0.2−7.7gL，線性相關係數均大於0.995，檢出限分別為0.1和0.067gL，定量限分別為0.3和0.2gL，為後續檢測A1、A2 β-CN各類變異體提供參考。
快速檢測法
中紅外光譜法
華中農業大學王巧華、張淑君研究團隊利用中紅外（MIR）光譜和化學計量學，可直接從大量牛奶中鑑定A1和A2牛奶，無需對奶牛進行基因分型。建立的模型檢測A1奶和A2奶的準確率分別為94.6%和97.4%，能夠快速區分A1和A2牛奶，滿足乳企規模化生產要求。
傅立葉變換紅外光譜法
傅立葉變換紅外（FTIR）光譜可研究牛奶蛋白構象特性。Daniloski等利用FTIR和核磁共振波譜結合化學計量學分析不同β-酪蛋白表型奶牛脫脂奶和膠束酪蛋白的構象和理化特徵差異，還利用FTIR光譜結合多變數分析區分具有不同β-CN遺傳變異的荷斯坦-弗里斯蘭奶牛的牛奶樣品。該方法可用於A1和A2牛奶樣品的快速鑑定，比奶牛基因分型更簡單、快速，有更好的套用前景。
與人體健康的關聯
A2β-酪蛋白與人體健康密切相關，主要體現在對胃腸道健康的積極影響以及在乳蛋白過敏方面的複雜作用。
對胃腸道健康有益
緩解乳糖不耐受症狀
缺乏乳糖酶會導致乳糖代謝障礙，使人對牛乳產生不良反應。相比同時含有A1和A2 β-酪蛋白的牛奶，飲用只含A2 β-酪蛋白的牛奶，更有助於改善人群乳糖不耐受狀況。孫建琴等對45名漢族受訪者的試驗表明，飲用僅含A2 β-酪蛋白牛奶的人群，BCM-7濃度更低、胃腸道排空時間更短、短鏈脂肪酸（SCFAs）水平更高，更利於胃腸道健康。
改善不同人群腸道健康
兒童：盛曉陽等對80名中國5-6歲學齡兒童的研究顯示，飲用僅含A2 β-酪蛋白牛奶的兒童，胃腸道炎症明顯減少，糞便頻率和糞便稠度也得到明顯改善。
老年人：Guantario B綜合評估A1和A2 β-酪蛋白對老年腸道模型的影響，發現僅含A2型β-酪蛋白的牛奶可以增加短鏈脂肪酸（SCFAS）的含量，調節腸道微生物群，改善腸道形態。
女性：在一項關於女性乳製品消化舒適度的隨機對照試驗中，僅食用含有A2 β-酪蛋白牛奶的女性，噁心、腹脹、腹瀉等症狀減少，乳糖不耐症狀得到改善，對含乳糖牛奶的消化舒適度提高。
參與乳蛋白過敏
牛乳過敏症狀涉及胃腸道消化吸收過程，蛋白消化後產生的活性多肽會進入機體內部，過敏原表位被遞呈給相關免疫細胞，進而引起免疫反應。A1 β-酪蛋白和BCM-7是引起牛乳蛋白過敏的重要因素。近年來隨著對A2 β-酪蛋白研究的興起，有學者將β-酪蛋白的多態性與蛋白過敏相聯繫，但目前對於A2型β-酪蛋白在乳蛋白過敏方面的作用，還需要更深入的研究和直接的證據來明確其具體影響。
相關套用
A2型蛋白質，與優量乳鐵蛋白協同作用
在A2型蛋白質的作用下，抗氧化劑谷胱甘肽GSH水平翻倍提升的基礎上，乳鐵蛋白會上調谷胱甘肽GSH的活性，抑制病毒複製，與致病菌爭奪鐵離子，使其死亡，還能促進自護相關細胞功能，從而更好地促進自身保護。
上海交通大學醫學院附屬新華醫院發育行為兒童保健科主任醫師盛曉陽教授，研究主題是關於“補充乳鐵蛋白的幼兒配方對於2-3歲幼兒呼吸道感染及腹瀉的影響”。從研究結果來說，攝入只含A2型β-酪蛋白，不含A1型的牛奶搭配優量乳鐵蛋白，能讓常見的急性呼吸道感染及腹瀉問題得到改善，寶寶急性上呼吸道感染和/或腹瀉病程減少23%。
一項隨機交叉研究結果則表明，相比飲用含A1和A2 β-酪蛋白的普通牛奶，受試者飲用僅含A2 β-酪蛋白後，在精細認知障礙測試中，測試的回響時間和錯誤率也有所減少。
A1和A2
珍稀情況
首先，因為A2β-酪蛋白的奶源非常稀有。不是所有的奶牛都能產出只含純淨A2β-酪蛋白而不含A1-β酪蛋白的牛奶。現今，西方的奶牛中只有約30%的奶牛是純正的A2奶牛，由其所產的牛奶只含100%純淨A2β-酪蛋白。
A2型*蛋白質是自然源初的牛奶蛋白質，是源自天然乳汁中的親和蛋白。最初自然界中的奶牛所產的都是含有A2型*蛋白質的牛奶。後來奶牛發生了基因突變，出現了A1型*蛋白質的變體，現今西方奶牛中純種A2奶牛隻占約30%，因此含有純淨A2型*蛋白質的源乳格外珍貴。
