母乳的營養成分是為嬰兒量身定做的， 既能滿足嬰兒的發育需求， 也適應其當時消化能力。
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1. 蛋白質
動物乳汁的蛋白質含量是與子代的生長速度相關的。 人類嬰兒體重達到出生時的1倍， 大約需要125天， 其中母乳中蛋白質提供的能量占7%；牛犢體重翻倍只需要6周時間， 牛奶中蛋白質貢獻的能量占20%；兔子體重翻倍只需要1周時間， 兔奶中蛋白質貢獻的能量高達30%。
在蛋白質品質方面， 不同物種之間也存在明顯差異。 牛奶蛋白質以酪蛋白為主， 占總蛋白質的80%， 乳清蛋白只占20%。 而在成熟母乳中， 乳清蛋白與酪蛋白的比例介乎60:40和50:50之間。
2. 脂肪
母乳和牛奶的脂肪含量基本相同， 但品質不同。 例如， 母乳比牛奶含有更多的膽固醇、必需脂肪酸以及長鏈多不飽和脂肪酸 例如DHA， 而牛奶則沒有DHA。 （見表1）
3. 碳水化合物
母乳和牛奶在乳糖含量方面的差異程度較少：前者70克/ 升；後者48克/升。
4. 維生素和礦物質
牛奶的鈉、鉀含量是成熟母乳的3倍， 而磷則大約是6倍。 另一方面， 母乳裡的某些維生素， 例如維生素A、C、D、E含量則明顯高於牛奶。
成熟母乳和牛奶主要營養成分的比較
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