燕窩生物活性及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展

陳念 ，劉鵬 ，王羚酈 ，張威威 ，賴(lài)小平

1.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物醫(yī)藥系，廣東 中山 528436

燕窩是Aerodramus和Collocalia屬的多種金絲燕（swiftlet，Aves：Apodidae）用唾液黏結(jié)所筑的巢穴。在孵育幼燕期間，雄性金絲燕的2個(gè)舌下唾液腺的重量從2.5 mg增大到160 mg并開(kāi)始大量分泌唾液，金絲燕將唾液與其他物質(zhì)混合，一起黏附到洞穴的石壁上，整個(gè)過(guò)程耗時(shí)約35 d。筑巢花費(fèi)的時(shí)間、干物質(zhì)含量、脂肪及蛋白質(zhì)含量都是衡量燕窩品質(zhì)的重要因素，其中白燕窩含雜質(zhì)最少，檔次最高，其次為毛燕窩和草燕窩，正品燕窩的售價(jià)為2000～10 000美元/kg[1]。燕窩的采摘和加工過(guò)程非常復(fù)雜，一般包括采摘、清洗、浸泡、除毛、定形和風(fēng)干等步驟。目前，香港是世界上最大的燕窩消費(fèi)區(qū)和集散地[2-4]。金絲燕作為食蟲(chóng)動(dòng)物，廣泛分布于印度洋、南亞和東南亞、北澳大利亞和太平洋群島海岸邊的石灰?guī)r溶洞中，其中以印尼的金絲燕資源最為豐富，其次為馬來(lái)西亞婆羅洲（Borneo）的沙撈越（Sarawak）和沙巴省（Sabah）[5-7]。

1 燕窩的生物活性

燕窩在我國(guó)唐朝始即開(kāi)始作為藥用或食用，始載清代張路的《本草逢源》[8]。燕窩含多種水溶性活性蛋白、碳水化合物、無(wú)機(jī)鹽和礦物質(zhì)，具有抗衰老、抗癌、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)病后或術(shù)后恢復(fù)、增強(qiáng)體能和代謝、提高注意力等多種藥用價(jià)值[9]。

1.1 輔助促細(xì)胞分裂及表皮生長(zhǎng)因子樣活性

燕窩中的糖蛋白被證實(shí)可輔助伴刀豆球蛋白A或植物血球凝集素A對(duì)人外周血單核細(xì)胞的有絲分裂促進(jìn)作用。此類(lèi)糖蛋白不易水解，但在80℃以上條件下會(huì)變得不穩(wěn)定，易被高碘酸鹽氧化破壞[10-11]。燕窩還含有一種表皮生長(zhǎng)因子（EGF）樣成分，能夠刺激靜置培養(yǎng)的3T3成纖維細(xì)胞對(duì)胸腺嘧啶的攝入，普遍具有刺激細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)、促進(jìn)組織再生等作用[12]。

1.2 植物凝集素結(jié)合活性

燕窩提取物可阻止花生凝集素凝集，同時(shí)抑制由外源凝集素引起的脫唾液酸化的人紅細(xì)胞血凝反應(yīng)。Farrar等[13]從燕窩中提取出一種含有堿不穩(wěn)定的二糖結(jié)構(gòu)和對(duì)堿穩(wěn)定的碳水化合物鏈的唾液酸糖蛋白，其中二糖結(jié)構(gòu)決定了TF受體的免疫原性，碳水化合物鏈則可與花生凝集素結(jié)合。

1.3 抗流感病毒與凝血抑制活性

燕窩提取物對(duì)于流感病毒具有廣譜抑制作用，說(shuō)明起抑制作用的可能有多種成分，其中以N-乙酰神經(jīng)氨酸為主的唾液酸類(lèi)物質(zhì)被認(rèn)為是主活性成分。燕窩提取物可中和感染MDCK細(xì)胞的流感病毒，抑制由A型流感病毒引起的人紅細(xì)胞凝集，該提取物經(jīng)胰酶F水解后可抑制人、鳥(niǎo)和豬流感病毒的感染，但對(duì)流感病毒神經(jīng)氨酸酶卻無(wú)抑制作用[14-15]。燕窩中的活性抑制成分可受到所有流感病毒株系的神經(jīng)氨酸酶的破壞，因此金絲燕唾液中的類(lèi)粘蛋白可作為流感病毒神經(jīng)氨酸酶的底物[16]。燕窩提取物即使在4 mg/mL的高濃度下也不會(huì)引起紅細(xì)胞或MDCK細(xì)胞溶解，因此提取物經(jīng)胰酶F處理后得到的相對(duì)分子質(zhì)量在25×103以下的組分用于抗病毒處理應(yīng)該是有效和安全的。

1.4 改善骨骼強(qiáng)度和真皮厚度

經(jīng)胰酶F處理的燕窩提取物可提高卵巢切除小鼠的骨強(qiáng)度和真皮厚度，可用于絕經(jīng)后女性提升骨強(qiáng)度和延緩皮膚老化（推薦劑量為每天100 mg/kg），其中發(fā)揮作用的主要成分為軟骨素粘多糖。

1.5 致敏及激素成分

燕窩可引起IgE介導(dǎo)的過(guò)敏反應(yīng)，嚴(yán)重的可引起兒童過(guò)敏性休克，表現(xiàn)為血管性水腫、腹部絞痛、蕁麻疹、呼吸困難等Ⅰ型過(guò)敏反應(yīng)的典型癥狀[17-18]。導(dǎo)致該過(guò)敏反應(yīng)的蛋白，一種是相對(duì)分子質(zhì)量為77×103的卵傳鐵蛋白類(lèi)似物，另一種為66×103的絲氨酸蛋白酶類(lèi)似物，而這2種成分同樣均存在于雞蛋中，也能引起過(guò)敏反應(yīng)。不同來(lái)源的燕窩可能含有不同的過(guò)敏原，這些潛在的副作用成分可采用糖蛋白分離的方法去除。Ma等[19]從燕窩中發(fā)現(xiàn)了6種激素成分，分別為睪丸激素（T）、雌二醇（E2）、黃體酮（P）、促黃體激素（LH）、促卵泡激素（FSH）和泌乳刺激素（PRL）。

2 燕窩的化學(xué)組成

燕窩所含主要成分按含量高低依次為蛋白質(zhì)、碳水化合物、灰分和油脂，其中糖蛋白為主要成分，因此兼具有蛋白質(zhì)和碳水化合物的雙重特性[20-21]。

2.1 蛋白質(zhì)

從燕窩中獲得純的蛋白質(zhì)成分非常困難[22-26]。Howe等[16]首次從燕窩中提取出了金絲燕類(lèi)黏蛋白（mucoid），其制備不同溫度下的水提物的樣品預(yù)處理方法在隨后糖蛋白的分離中被廣泛采用[27]。金絲燕類(lèi)黏蛋白中半數(shù)為碳水化合物（其中1/3為N-乙酰神經(jīng)氨酸），可緩慢溶解于水或緩沖液中，在pH≥8時(shí)開(kāi)始析出不溶物和游離的唾液酸。由于含有碳水化合物基團(tuán)和羽毛，燕窩中腐殖酸氮和半胱氨酸氮的百分比高于純的蛋白質(zhì)，燕窩的含氮量約為10%。燕窩中主要含有的氨基酸為絲氨酸、蘇氨酸、天門(mén)冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸和纈氨酸，其中白燕窩含苯丙氨酸和酪氨酸較多[28]。燕窩提取物在電泳時(shí)常出現(xiàn)拖尾（可能與多蛋白復(fù)合物有關(guān)），在經(jīng)冷水浸泡或清洗去除唾液酸成分后其電泳行為會(huì)發(fā)生變化。SDS-PAGE和2-DE這2種電泳技術(shù)為研究人員了解燕窩蛋白質(zhì)組成提供了重要手段。Marcone[6]發(fā)現(xiàn)白燕窩和血燕窩中都含有相對(duì)分子質(zhì)量為20×103～90×103的 5種糖蛋白，2-DE則說(shuō)明燕窩中蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量為 28×103～57×103（pI為 4.7～5.9）。雖然Wang[20]的限量給食實(shí)驗(yàn)表明燕窩無(wú)法提供完整的食物蛋白，因此營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有限，但其含有的蛋白或多肽成分的生物學(xué)功能是毋庸置疑的，因此在保健品開(kāi)發(fā)領(lǐng)域極具價(jià)值。當(dāng)然，從人體內(nèi)消化的實(shí)際情況出發(fā)，在研究燕窩的作用機(jī)理時(shí)建議用模擬的人工消化液進(jìn)行預(yù)處理[29]。

2.2 碳水化合物

燕窩中的碳水化合物包括9%的唾液酸（N-乙酰-4-O-乙酰神經(jīng)氨酸）、7.2%的半乳醣胺、5.3%的葡萄糖胺、16.9%的半乳糖和0.7%的巖藻糖。糖蛋白或黏蛋白中的非還原性糖基N-乙酰神經(jīng)酸可通過(guò)天然提取或人工合成，常見(jiàn)的分離方法有熱水提、酸水解、酶-酸組合水解等[30-34]。燕窩含有豐富的黏性糖蛋白成分，經(jīng)胰酶F處理的燕窩提取物可抵御大鼠骨質(zhì)疏松癥并增加真皮厚度，其中起作用的軟骨素糖胺聚糖是人體骨骼和皮膚最重要的成分之一，從燕窩中還分離出了一種相對(duì)分子質(zhì)量為49×103的非硫酸化軟骨素蛋白聚糖。值得一提的是，燕窩可能成為研究軟骨素功能的重要的生物材料。

2.3 其他

燕窩含脂質(zhì)數(shù)量極少，但單甘油和雙甘油的含量卻非常高，二者的功能和來(lái)源尚不確定，可能是在潮濕的洞穴環(huán)境中三酰甘油發(fā)生水解，或燕窩中酶反應(yīng)的結(jié)果。元素分析發(fā)現(xiàn)，白燕窩中含Ca較多，血燕窩中則含有更多的K、Mg和Fe（尤其是Fe）。潛在的Pb、Cd和Hg等重金屬元素的存在是不容忽視的，因此對(duì)燕窩加工環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督非常必要。燕窩是金絲燕在繁育季節(jié)建造的，因此其中維生素E（生育酚）含量的檢測(cè)具有重要的生物學(xué)意義，但實(shí)際的檢測(cè)結(jié)果卻為陰性。燕窩的質(zhì)保期很長(zhǎng)，正品燕窩即使在潮濕環(huán)境中放置數(shù)天都不會(huì)發(fā)霉，這可能與燕窩中含有抗菌成分有關(guān)，當(dāng)然也不排除存在防腐劑的可能。

3 問(wèn)題與展望

以往有關(guān)金絲燕的分類(lèi)學(xué)研究主要來(lái)自形態(tài)學(xué)、巢穴和行為學(xué)方面的證據(jù)[35]。Gray等將所有的金絲燕都?xì)w為Collocalia屬，該方法一直持續(xù)了100多年；Brooke等則將Collocalia s.l.屬分為Collocalia s.s.、Hydrochous（僅包括瀑布雨燕，giant swiftlet，Hy?drochous gigas）和 Aerodramus，其中僅 Aerodramus具有回聲定位能力。

由于燕窩分類(lèi)上的混亂，以及高價(jià)帶來(lái)的大量假冒偽劣現(xiàn)象，使得對(duì)燕窩生物活性的研究更加困難。因此，在研究燕窩之前確定其準(zhǔn)確的來(lái)源物種的身份是非常必要的。文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)關(guān)于燕窩活性成分及性質(zhì)的研究均未指明其來(lái)源物種的準(zhǔn)確身份[36]，這在一定程度上降低了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性和重復(fù)性。DNA測(cè)序技術(shù)在金絲燕分類(lèi)和系統(tǒng)發(fā)育研究中的廣泛應(yīng)用（如cytb、12S rRNA、β-fi?brinogen內(nèi)含子7-Fib7）則為解決上述問(wèn)題提供了啟發(fā)[37-39]。本課題組成功地從燕窩中提取出基因組DNA，并根據(jù)cytb基因序列鑒定出一份來(lái)自印尼的進(jìn)口燕窩樣品真實(shí)的來(lái)源物種身份為Aerodramus fuciphagus[40]。

在國(guó)內(nèi)，燕窩摻假的情況十分嚴(yán)重，除了混以廉價(jià)的燕窩成分外，涉及的添加物涵蓋了動(dòng)物、植物、化學(xué)成分等，如羽毛、小魚(yú)蝦、海螺、昆蟲(chóng)、雞蛋、豬皮、海藻、苔蘚、白木耳、卡拉亞膠、明膠、黃豆、米、牛奶、淀粉、生長(zhǎng)激素、礦物質(zhì)、漂白劑、染色劑等[41]。大量文獻(xiàn)報(bào)道的燕窩鑒定方法（包括經(jīng)驗(yàn)法、氣相色譜法、等電聚焦、成分分析、毛細(xì)管氣相色譜法、2-DE、光鏡、熒光分析法、原子吸收光譜、掃描電鏡、紫外光譜、分子生物學(xué)技術(shù)、近紅外和傅立葉變換、光計(jì)量學(xué)方法、黃色蛋白反應(yīng)、SDS-PAGE等）在實(shí)際應(yīng)用中卻顯得捉襟見(jiàn)肘。經(jīng)驗(yàn)法、顯微法和理化法的可靠性較低；碳水化合物分析方法的缺陷在于多糖的生物合成可能并不穩(wěn)定，易受到環(huán)境的影響；蛋白質(zhì)電泳法具有一定的通用性，但電泳圖譜間的可比性較差。值得一提的是DNA技術(shù)，它不受環(huán)境暴露引起的DNA降解及糖蛋白等多種干擾因素的影響，可實(shí)現(xiàn)種甚至亞種水平燕窩來(lái)源物種身份的鑒定，目前有待解決的難題在于如何對(duì)燕窩中可能存在的生物來(lái)源的天然或摻假成分進(jìn)行定量，并建立合理的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

目前，雖然從燕窩中僅分離出少量的糖蛋白或糖肽類(lèi)活性成分，對(duì)其分子結(jié)構(gòu)、氨基酸和碳水化合物之間的連接方式也知之甚少，但燕窩已被開(kāi)發(fā)成各種保健品、食品和化妝品[23-25]。因此，相關(guān)產(chǎn)品廣告中對(duì)燕窩生物學(xué)功能的宣傳尚缺乏足夠的科學(xué)依據(jù)。此外，建立燕窩基因組和蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)，以及利用發(fā)酵法大量生產(chǎn)燕窩糖蛋白，也是緩解燕窩資源壓力的可行途徑之一。

[1]Medway L.The relation between the reproductive cycle，moult and changes in the sublingual salivary glands of the swiftlet Collocalia maxima hume[J].Proc Zool Soc London，1962,138(2):305-315.

[2]Cranbrook E.Reporton the birds'nestindustry in the Baram District and at Niah,Sarawak[J].Sarawak Museum J,1984,33:143-170.

[3]Lau A S M,Melville D S.International trade in swiftlet nestswith specialreference to Hong Kong[M].Cambridge(UK):Traffic International,1994.

[4]Sankaran R.The status and conservation of the edible-nest swiftlet(Collocalia fuciphaga)in the Andaman and Nicobar is?lands[J].Biol Conserv,2001,97(3):283-294.

[5]Thomassen H A,Wiersema A T,Bakker M A G,et al.A new phylogeny ofswiftlets(Aves:Apodidae)based on cyto?chrome-b DNA[J].Mol Phylogenet Evol,2003,29(1):86-93.

[6]Marcone M F.Characterization of the edible bird's nest the“caviar of the East”[J].Food Res Int,2005,38(10):1125-1134.

[7]Hobbs J J.Problems in the harvest of edible bird's nests in Sarawak and Sabah,Malaysian Borneo[J].Biodivers Conserv,2004,13(12):2209-2226.

[8]Xian X M,Hou Y,Lin J R,et al.Study on degradation of protein oftheediblebirds'nest(Aerodramus)in vitro[J].J Chin Med Materials,2010,33(11):1760-1763.

[9]Wu Y J,Chen Y,Wang B,et al.Application of SYBR green PCR and 2DGE methods to authenticate edible bird's nest food[J].Food Res Int,2010,43(8):2020-2026.

[10]Ng M H,Chan K H,Kong Y C.Potentiation of mitogenic re?sponse by extracts of the swiftlet's(Collocalia)nest[J].Biochem Int,1986,13(3):521-531.

[11]Kong Y C,Tsao S W,Song M E,et al.Potentiation of mito?genic response by extracts of the swiftlet's(Apus)nest collect?ed from Huai-Ji[J].Acta Zool Sinica,1989,35(4):429-435.

[12]Kong Y C,Keung W M,Yip T T,et al.Evidence that epi?dermal growth factor is present in swiftlet's(Collocalia)nest[J].Comp Biochem Physiol,1987,87B(2):221-226.

[13]Pozsgay V,Jennings H,Kasper D L.4,8-Anhydro-N-acetyl?neuraminic acid isolation from edible bird's nest and struc?ture determination[J].Eur J Biochem,1987,162(2):445-450.

[14]Biddle F,Belyavin G.The haemagglutination inhibitor in edi?ble bird-nest:its biological and physical properties[J].J Gen Microbiol,1963,31:31-44.

[15]Guo C T,Takahashi T,Bukawa W,et al.Edible bird's nest inhibits influenza virus infection[J].Antiviral Res,2006,70(3):140-146.

[16]Howe C,Lee L T,Rose H M.Collocalia mucoid:A substrate for myxovirus neuraminidase[J].Arch Biochem Biophys,1961a,95(3):512-520.

[17]Goh D L M,Chew F T,Chua K Y,et al.Edible“bird's nest”-induced anaphylaxis:An under-recognized entity[J]?J Pediatrics,2000,137(2):277-279.

[18]Ou K,Seow T K,Liang R C M Y,et al.Identification of a serine protease inhibitor homologue in bird's nest by an inte?grated proteomics approach[J]. Electrophoresis, 2001,22(16):3589-3595.

[19]Ma F C,Liu D C.Extraction and determination of hormones in the edible bird's nest[J].Asian J Chem,2012,24(1):117-120.

[20]Wang C C.The composition of Chinese edible birds'nests and the nature of their proteins[J].J Biol Chem,1921a,49(2):429-439.

[21]Lu Y,Han D B,Wang J Y,et al.Study on the main ingredi?ents of the three species of edible swift's nest of Yunnan province[J].Zool Res,1995,16(4):385-391.

[22]Lin J R,Zhou H,Lai X P.Review of research on edible bird's nest[J].J Chin Med Materials,2006,29(1),85-90.

[23]Houdret N,Lhermitte M,Roussel P D P.Purification and chemicalstudy ofa Collocalia glycoprotein[J].Biochimie,1975,57(5):603-608.

[24]Oda M.Saccharides and amino acids of the mucoid in an edi?ble bird's nest[J].Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi,1983,30:221-227.

[25]Tong T J,Liu D Y.Isolation and identification of glycopep?tide in edible bird's nest[J].Sci Bull,1985,12:949-952.

[26]Zou Y D.The preparation method of edible bird's nest poly?peptide and its application: China, ZL200510068015.2[P].2006.

[27]Nakagawa H,Hama Y,Sumi T,et al.Occurrence of a nonsul?fated chondroitin proteoglycan in the dried saliva of Collocalia swiftlets(edible bird's-nest)[J].Glycobiology,2007,17(2):157-164.

[28]Kathan R H,Weeks D I.Structure studies of Collocalia mu?coid I.Carbohydrate and amino acid composition[J].Arch Bio?chem Biophys,1969,134(2):572-576.

[29]Wang C C.The isolation and the nature of the amino sugar of Chinese edible birds'nests[J].J Biol Chem,1921b,49(2):441-452.

[30]Martin J E,Tanenbaum S W,Flashner M.A facile procedure of the isolation of N-acetylneuramic acid from edible bird'snest[J].Carbohydr Res,1977,56(2):423-425.

[31]Wang H,Ni K Y,Wang Y.Determination of sialic acid in edible bird's nest[J].Chin J Pharm Anal,2006,26(9):1251-1253.

[32]Yagi H,Yasukawa N,Yu S Y,et al.The expression of si?alylated high-antennary N-glycansin edible bird'snest[J].Carbohydr Res,2008,343(8):1373-1377.

[33]Oda M,Ohta S,Suga T,et al.Study on food components:the structure of N-linked asialo carbohydrate from the edible bird's nestbuiltby Collocalia fuciphaga[J].J Agr Food Chem,1998,46(8):3047-3053.

[34]Wieruszeski J M,Michalski J C,Montreuil J,et al.Structure of the monosialyl oligosaccharides derived from salivary gland mucin glycoproteins of the Chinese swiftlet(genus Collocalia)[J].J Biol Chem,1987,262(14):6650-6657.

[35]Chantler P,Driessens G.Swifts:a guide to the swifts and treeswifts ofthe world[M].Cambridge:Harvard University Press,1995.

[36]Farrar G H,Hulenbruck G,Karduck D.Biochemical and lec?tin-serological studies on a glycoprotein derived from edible bird's nest mucus[J].Hoppe-Seyler's Zeitschrift Physiol Chem,1980,361(3):473-476.

[37]Lee P M,Dale H C,Griffiths R,et al.Does behaviour re?flectphylogeny in swiftlets(Aves:Apodidae)[J]? Proc Natl Acad Sci USA,1996,93(14):7091-7096.

[38]Thomassen H A,den Tex R J,de Bakker M A G,et al.Phy?logenetic relationships amongst swifts and swiftlets:A multi lo?cus approach[J].Mol Phylogenet Evol,2005,37:264-277.

[39]Goh D L M,Chua K Y,Chew F T,et al.Immunochemical characterization ofediblebird'snestallergens[J].JAllergy Clin Immunol,2001,107(6):1082-1088.

[40]Lin J R,Zhou H,Lai X P,et al.Genetic identification of ed?ible birds'nestbased on mitochondrialDNA sequences[J].Food Res Int,2009,42(8):1053-1061.

[41]Wu R H,Chen Y,Wu Y J,et al.Review of EBN authentica?tion method[J].Inspection Quarantine Sci,2007,17(4):60-62.