超營養海豹奶 — 多樣化的乳寡醣

所有哺乳動物的乳汁都有一套基本的營養組合：脂肪、蛋白質和醣類（碳水化合物）。

不過，雖然成分都大同小異，但是各個成分依小北鼻的生存需求而演化成不同的比例，例如人類的母乳屬於低脂肪(~3-5%)、低蛋白質和高醣類，這個比例比較適合哺乳期較長，需要持續穩定供應能量的靈長類。

而冠海豹(Hooded Seal)的北鼻因為生活在環境較惡劣的北大西洋和北極海域，牠們需要趕快長大，哺乳期只有四天。為了在這麼短的時間內讓北鼻趕快獨立生活，牠們的乳汁超級營養，是目前已知脂肪含量最高的，超過 60%。在這四天裡，冠海豹北鼻每天能喝下約 7.5 公斤的超高脂乳汁。斷奶時，牠們的體重幾乎增加一倍，而這些脂肪會迅速轉化為一層厚厚的脂肪層(blubber)，讓牠們可以在冰冷海洋中保暖。

除了冠海豹，大西洋灰海豹北鼻的哺乳期也相對短，只有 17 天，牠們必須在不到三個禮拜內快速建立消化系統和免疫系統，以抵禦北大西洋環境壓力。

和海豹的成長策略形成鮮明對比的是黑犀牛(Black Rhino)，牠們的乳汁非常清淡，脂肪含量只有約 0.2%，因為繁殖週期非常緩慢，懷孕期超過一年，而哺乳期更是長達近兩年，所以雖然很稀，但是可以喝兩年。😂

乳寡糖的重要性

母乳中另一個重要的成分是乳寡糖(Milk Oligosaccharides, MOs)，是一種帶有 3-10 個短單醣鏈的乳糖，單醣(monosaccharides)包括葡萄糖、半乳糖(galactose)、岩藻糖(fucose)和唾液酸(sialic acids)。這些乳寡糖因為褐藻醣基化(fucosylation)、唾液酸基化(sialylation)和硫酸化(sulfation)等等修飾，結構很多樣，也帶有不同的功能，可以和不同物種的病原體、免疫細胞和共生微生物進行不同的交互作用。

目前泛哺乳動物的乳寡糖有超過 650 種已知結構，之前的研究已鑑定出超過 200 種獨特的人類乳寡糖結構，其中最大的是由 18 個單醣組成。

海豹北鼻可以快速成長、快速變胖，以及建立免疫系統，才可以為嚴酷海洋生活做好萬全準備。

但是，牠們從出生到斷奶的準備時間的短則只有 4 天，較長的也只有 17 天，除了母奶中的脂肪外，母乳中還有什麼秘方可以幫牠們在短時間內達成目標？

結構複雜的大西洋灰海豹乳寡糖

瑞典哥德堡大學(University of Gothenburg)和查爾摩斯理工大學(Chalmers University of Technology)的研究團隊認為海豹奶應該有什麼特殊配方，才能有此功效，因此對大西洋灰海豹奶進行分析。

研究團隊從蘇格蘭海岸的五隻野生大西洋灰海豹(Halichoerus grypus)媽媽身上採集了母乳，採集時間橫跨整個哺乳期，也就是平均約 17天左右，包括產後第 2, 7, 13, 17/18/19 天，總共 20 個母乳樣本。

接著，他們用質譜分析(Mass Spec)結合 AI 模型，解析其中 240 種醣類的結構，分析其在哺乳期間的動態變化。

分析結果發現，海豹奶的複雜性遠超過人類母乳。研究團隊在海豹奶中鑑定出 332 種獨特的寡醣分子，與人類母乳中約 250 種相比，其數量多出約 33%，而在經結構分析過的 240 種寡醣中，有 166 種(69%)的結構是之前沒看過的。

另外，有些乳寡糖的大小也前所未見，目前已知人類母乳中最大的寡糖是 18 個單醣，但是他們發現有的海豹奶的乳寡糖竟然有 28 個單醣組成那麼大。

海豹奶乳寡糖被修飾的比例也很高，有約 50% 被岩藻糖基化(fucosylated)，40% 為唾液酸岩藻糖基化(sialofucosylated)，這種高比例的岩藻糖基化特徵與人類母乳相似。

硫酸化是海豹母乳寡醣中一種非常普遍的修飾，研究團隊共發現 53 種獨特的硫酸化結構，其中 48 種是新發現的，使灰海豹成為已知擁有最多硫酸化母乳寡醣的物種。

乳寡糖的功能

海豹奶中這些結構複雜的乳寡醣，幫海豹寶寶提供各種的保護與支持。

• 岩藻糖基化(Fucosylation)：這類結構常被鑑定為有效的受體誘餌(decoy receptors)，在人乳和大西洋灰海豹乳汁中都非常豐富。在乳類生物學中受體誘餌是指乳汁中的寡糖利用其與宿主細胞表面聚醣相似的結構，吸引病原體與之結合，防止它們附著在寶寶的腸道上引發感染。
• 巨大寡糖(Giant MOs)：這些分子有複雜的分支結構，能多價呈現(multivalent presentation)多個結合位點，例如如唾液酸或岩藻糖基，使它們變成可溶性受體誘餌。
• 硫酸鹽化(Sulfation)：能增強受體誘餌的效力

除此之外，乳寡醣也是益生菌的優質食物，有助於在寶寶的腸道中建立最初的健康微生物群落。

海豹奶會隨時間變化

有趣的是海豹奶的成分比例是會隨著寶寶的成長而調整的，他們發現雖然海豹的哺乳期只有約 17 天，但隨著海豹寶寶的成長，乳汁中的成分和乳寡醣組成在不同時間點會有所變化，其整體多樣性會越變越高。

根據採集時間，可以大致分為三個時段：

1. 早期奶水 (Early): 產後約第 2-5 天可被檢測到，乳汁中含有乳糖(lactose)、唾液酸乳糖(sialyllactose)與岩藻糖基乳糖 (fucosyllactose)為主，不過在隨後的幾天內，濃度會迅速下降。

2. 穩定奶水 (Stable): 主要的乳寡醣特徵為 Type-2 H-抗原和 LacdiNAc，這些結構可以提供免疫調節和抵抗病原體的功能。

3. 晚期奶水 (Late): 乳寡醣的整體多樣性增加，富含 Lewis Y 抗原和硫酸化寡醣(sulfated MOs)。



這些醣類的功能包括：

• 抵抗病原體與抗生物膜
• 調節腸道微生態
• 免疫調節與抗發炎
• 促進胃腸道的發育，並能降低腸道滲透性。

▍海豹奶寡醣可以用來幹嘛？

由於這些海豹乳寡醣有抵抗病原體等功能，未來也許可以添加到嬰兒配方奶粉中，以更接近母乳的功能，增強嬰兒的免疫系統。除此之外，它的抗生物膜特性或許也可用來替代抗生素或是合並使用，避免促進細菌的抗藥性。

另外就是大家最愛(?)的保健食品，可能有些保健食品公司會想要拿來當維持腸胃道健康的產品。😂



Article:

Seal milk more refined than breast milk | University of Gothenburg


Publications:

C Jin, J Lundstrøm, CR Cori et al. Seal milk oligosaccharides rival human milk complexity and exhibit functional dynamics during lactation. Nat Commun (2025) DOI: 10.1038/s41467-025-66075-2