雞蛋的抗氧化性能及營(yíng)養(yǎng)調(diào)控研究進(jìn)展

許雯雯 王建萍 張克英

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，動(dòng)物抗病營(yíng)養(yǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)物抗病營(yíng)養(yǎng)與飼料農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)物抗病營(yíng)養(yǎng)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611130)

雞蛋中存在大量脂類化合物，所以在儲(chǔ)存過(guò)程中容易發(fā)生脂質(zhì)水解和氧化，從而導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變質(zhì)。脂質(zhì)的氧化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，脂質(zhì)的氧化機(jī)制主要有3種：酶氧化、非酶及自由基介導(dǎo)的氧化和非酶及非自由基氧化，而自由基參與的脂質(zhì)氧化與體內(nèi)的氧化應(yīng)激密切相關(guān)[1]。人與動(dòng)物體內(nèi)發(fā)生各種生化反應(yīng)的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量自由基，如氫自由基(H·，即氫原子)、氯自由基(Cl·，即氯原子)、羥氧自由基(HO·)、烷氧自由基(RO·)、超氧化物陰離子自由基(O2-·)、甲基自由基(CH3·)等，具有強(qiáng)氧化性且活性高不穩(wěn)定的特點(diǎn)，容易與周圍分子發(fā)生反應(yīng)[2]。這些具有高氧化活性的自由基可對(duì)機(jī)體造成氧化損傷。由于機(jī)體中含有內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)，會(huì)產(chǎn)生大量?jī)?nèi)源性抗氧化物質(zhì)，主要包括谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)以及一些非酶物質(zhì)，如維生素A、維生素E、尿酸、金屬結(jié)合蛋白(MBP)、谷胱甘肽(GSH)、褪黑激素(MEL)、膽紅素(BIL)和多胺(PAs)等[3]，均可抵抗自由基的進(jìn)攻，保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷。雞蛋作為一種優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來(lái)源，幾乎是餐桌上不可或缺的食物。近年來(lái)，雞蛋更是作為一種抗氧化食品被消費(fèi)者重新認(rèn)識(shí)。雞蛋中含有大量具有抗氧化作用的化合物，如蛋清中的卵清蛋白、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白和溶菌酶，蛋黃中的磷蛋白、類胡蘿卜素和游離芳香族氨基酸。還有一些其他的抗氧化成分，如維生素E、維生素C、類胡蘿卜素、硒、碘等。提高雞蛋抗氧化性不僅可以增加其抗氧化性能，延長(zhǎng)貨架期，還對(duì)人體健康有積極影響。

1 雞蛋的組成及其抗氧化性能

1.1 雞蛋的結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成

雞蛋主要由蛋殼、蛋清和蛋黃3部分組成，它們分別占總蛋重的9.5%、63.0%和27.5%[4]。蛋黃被蛋清包裹，蛋清被殼膜包裹，殼膜黏附在堅(jiān)硬的蛋殼上，最終形成一個(gè)完整的雞蛋。雞蛋中的主要成分包括水(66%)、蛋白質(zhì)(12%)、脂質(zhì)(12%)、碳水化合物(<1%)、維生素以及礦物元素(<1%)等[5-6]。其中蛋白質(zhì)幾乎分布在整個(gè)雞蛋中，但大多數(shù)分布在蛋黃和蛋清中，少數(shù)分布在蛋殼和殼膜中[7]；脂質(zhì)幾乎完全存在于蛋黃中[8]；而礦物質(zhì)大多數(shù)存在于蛋殼中[9]。

蛋殼主要由鈣化殼及殼膜組成，鈣化殼的主要成分為無(wú)機(jī)物，其含量占蛋殼重量的94%～97%，有機(jī)物占蛋殼重量的3%～6%。無(wú)機(jī)物中的主要成分是碳酸鈣(93%)，另還含有少量的碳酸鎂(1%)、磷酸鈣和磷酸鎂混合物(2.8%)[10]。

蛋清的組成成分中，水占比約88%，蛋白質(zhì)占9.7%～11.0%，其中卵清蛋白是主要的蛋白質(zhì)，約占蛋清蛋白的54%，卵轉(zhuǎn)鐵蛋白和卵圓蛋白分別約占12%和11%，碳水化合物、脂質(zhì)和礦物質(zhì)為次要成分[8]。

蛋黃是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，包含各種懸浮在蛋白質(zhì)溶液中的顆粒。蛋黃中主要的化合物是水，占比約為50%，另外50%多為固體物質(zhì)；固體物質(zhì)的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。雞蛋清和蛋黃中均含有大量具有抗氧化特性的物質(zhì)。如蛋清中的卵清蛋白、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白，蛋黃中的卵黃高磷蛋白、類胡蘿卜素、維生素E以及芳香族氨基酸等。這些抗氧化物質(zhì)可通過(guò)清除自由基、螯合金屬離子、還原氧和過(guò)氧化物，破壞氧化酶活性，吸收紫外線或淬滅單線態(tài)氧等方式實(shí)現(xiàn)抗氧化作用。其中最主要的還是清除自由基以及螯合金屬離子這2種方式。

1.2 卵清蛋白

卵清蛋白是蛋清中含量最豐富的蛋白質(zhì)，約占總蛋清蛋白的54%[11]。卵清蛋白是由385個(gè)氨基酸組成的磷酸糖蛋白，其分子相對(duì)質(zhì)量約為42 699[12-13]。卵清蛋白由1條肽鏈和1條糖鏈組成，肽鏈上含有游離巰基，可通過(guò)結(jié)合金屬離子，達(dá)到調(diào)節(jié)氧化還原狀態(tài)的作用，從而表現(xiàn)出抗氧化活性[5,14]。卵清蛋白可以通過(guò)美拉德反應(yīng)與多糖共價(jià)結(jié)合形成復(fù)合物，通過(guò)螯合金屬離子以防止脂質(zhì)過(guò)氧化，清除自由基抗氧化，可以顯著增強(qiáng)卵清蛋白的抗氧化活性，而糖基化卵清蛋白抗氧化活性主要取決于糖的類型以及糖分子中羥基的構(gòu)型[14-15]。

1.3 卵轉(zhuǎn)鐵蛋白

卵轉(zhuǎn)鐵蛋白占卵白蛋白的12%，由686個(gè)氨基酸組成。卵轉(zhuǎn)鐵蛋白是一種鐵結(jié)合糖蛋白，每個(gè)卵轉(zhuǎn)鐵蛋白可結(jié)合2個(gè)Fe3+，且結(jié)合位點(diǎn)附近的卵轉(zhuǎn)鐵蛋白側(cè)鏈上的4個(gè)氨基酸殘基(2個(gè)酪氨酸殘基、1個(gè)組氨酸殘基和1個(gè)天冬氨酸殘基)與Fe3+配位密切相關(guān)[16-17]，轉(zhuǎn)卵鐵蛋白上含有2個(gè)可與鐵、銅、鋅等金屬離子結(jié)合的配位中心。由于這種金屬螯合能力，使卵轉(zhuǎn)鐵蛋白有與超氧化物歧化酶相似的抗氧化功能[18]。

1.4 卵黃高磷蛋白

卵黃高磷蛋白是卵黃蛋白的組成成分之一，占卵黃干物質(zhì)的4%，是自然界中磷酸化程度最高的糖蛋白，由217個(gè)氨基酸組成，其中絲氨酸含量超過(guò)總氨基酸的50%，且超過(guò)90%的絲氨酸均已磷酸化[19-20]。研究發(fā)現(xiàn)，卵黃高磷蛋白可與二價(jià)金屬陽(yáng)離子結(jié)合的方式抑制自由基的產(chǎn)生，從而抑制磷脂氧化產(chǎn)生丙二醛(MDA)。在芬頓反應(yīng)中，過(guò)氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量羥基自由基，具有超強(qiáng)的氧化性，過(guò)量的二價(jià)鐵離子參與芬頓反應(yīng)，則會(huì)大量生成有害的羥基自由基[21]。然而，卵黃高磷蛋白與二價(jià)鐵離子的高親和力可以阻止由鐵誘導(dǎo)的氧化損傷，發(fā)揮其抗氧化作用[22-23]。研究證明在過(guò)量鐵存在的情況下，卵黃高磷蛋白能有效地對(duì)抗紫外線誘導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化[24]。

1.5 氨基酸

氨基酸作為動(dòng)物必需的營(yíng)養(yǎng)素，對(duì)機(jī)體抗氧化方面也具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸較酚類化合物而言具有較弱的抗氧化活性，但氨基酸對(duì)酚類化合物的抗氧化活性具有協(xié)同作用[25]。其中，半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸可以通過(guò)氧化還原轉(zhuǎn)化為還原型谷胱甘肽，從而保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷，且蛋氨酸與總含硫氨基酸的比例對(duì)機(jī)體抗氧化具有重要意義[26-27]。另一些氨基酸，如賴氨酸、組氨酸和精氨酸可與糖反應(yīng)產(chǎn)生棕黑色素，具有抗氧化活性[28]。色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸等芳香族氨基酸可抑制自由基的連鎖反應(yīng)從而達(dá)到抗氧化作用[29]。

在Nimalaratne等[30]的研究中發(fā)現(xiàn)，蛋黃中的游離色氨酸和酪氨酸均對(duì)雞蛋表現(xiàn)出的抗氧化性有重要作用。有人提出，色氨酸的抗氧化活性主要是由于吲哚基團(tuán)的存在[31]。對(duì)于組氨酸，其抗氧化活性主要?dú)w因于咪唑基的供氫能力、脂質(zhì)過(guò)氧化自由基清除能力或金屬離子螯合能力[32]。

1.6 類胡蘿卜素

研究表明，雞蛋中含有類胡蘿卜素。類胡蘿卜素是一類重要的天然色素的總稱，屬于脂溶性化合物，普遍存在于動(dòng)物、高等植物、真菌、藻類中的黃色、橙紅色或紅色的色素之中。存在于自然界中的類胡蘿卜素主要有β-胡蘿卜素、葉黃素、玉米黃質(zhì)、番茄紅素以及β-隱黃素等。β-胡蘿卜素作為維生素A的前體物質(zhì)，對(duì)于人類(包括動(dòng)物)夜盲癥的治療具有重要意義。葉黃素和玉米黃質(zhì)是構(gòu)成人與動(dòng)物眼視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的主要色素，可以吸收藍(lán)光等有害光線，預(yù)防老年性眼球視網(wǎng)膜黃斑區(qū)病變引起的視力下降與失明[33-34]。人與動(dòng)物體內(nèi)不能合成類胡蘿卜素，必須從飲食中獲取。類胡蘿卜素是天然存在的抗氧化化合物，其中葉黃素和玉米黃質(zhì)具有清除羥基和超氧化物自由基的能力，這主要是因?yàn)殡p鍵的存在，雙鍵與自由基結(jié)合，產(chǎn)生高度共振穩(wěn)定的碳中心自由基。β-胡蘿卜素是一種非常有效的單線態(tài)氧淬滅劑，它能維護(hù)微粒體膜完整，阻止氧自由基產(chǎn)生[35-37]。

1.7 其他具有抗氧化活性的物質(zhì)

除了以上幾種蛋白質(zhì)和類胡蘿卜素以外，雞蛋中還有一些微量營(yíng)養(yǎng)素同樣具有抗氧化活性。維生素E為脂溶性維生素，α-生育酚是維生素E中最具有生物活性和抗氧化性的形式[38]，α-生育酚被認(rèn)為是一種過(guò)氧自由基清除劑，可溶于細(xì)胞膜的磷脂中，防止細(xì)胞膜中的長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸被氧化，從而保持其生物活性[38-39]。同時(shí)，α-生育酚也是人體低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)中主要的抗氧化劑，具有防止脂質(zhì)過(guò)氧化的作用[40]。

2 營(yíng)養(yǎng)對(duì)雞蛋抗氧化性能的影響

雞蛋中存在很多天然的具有抗氧化的物質(zhì)，這可能與雞蛋是唯一一種能夠在室溫下儲(chǔ)存較長(zhǎng)時(shí)間而蛋黃中的脂質(zhì)和金屬離子卻不會(huì)被氧化的性能有關(guān)[15]。通過(guò)調(diào)控蛋雞飼糧配方提高抗氧化成分的含量，以增加雞蛋中的抗氧化物質(zhì)，從而改善雞蛋的抗氧化性能。通過(guò)增加已經(jīng)含有的天然抗氧化劑的含量，根據(jù)雞蛋本身的性質(zhì)來(lái)添加抗氧化物質(zhì)更為簡(jiǎn)單方便。如由于雞蛋黃具有高脂含量的特點(diǎn)，飼糧中許多脂溶性抗氧化化合物，如葉黃素、維生素E、硒、碘、番茄素等都可以沉積到雞蛋黃中。其次，可以通過(guò)直接注射的方式在雞蛋中添加一些具有穩(wěn)定性的抗氧化物質(zhì)，以改善雞蛋的抗氧化性能。

2.1 維生素對(duì)雞蛋抗氧化性能的影響

維生素作為重要的微量營(yíng)養(yǎng)素之一，對(duì)蛋雞的抗氧化特性具有重要作用。動(dòng)物可消化吸收飼糧中的維生素并沉積到動(dòng)物體內(nèi)或其產(chǎn)品中。研究表明，在線性范圍內(nèi)，飼糧中維生素D的含量為617.5 μg/kg時(shí)，蛋黃中維生素D的含量最高可達(dá)200 μg/kg[41]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，給蛋雞飼喂富含膽鈣化醇(維生素D3)和25-羥基維生素D3(25-OH-D3)的飼糧，當(dāng)25-OH-D3含量為75 μg/kg時(shí)，可以顯著增加蛋黃中維生素D的含量(5.06 μg/蛋)和雞蛋的抗氧化活性[42]。Timur等[42]的研究表明，在蛋雞飼糧中單獨(dú)或聯(lián)合添加維生素E(α-生育酚乙酸酯)和硒(硒蛋氨酸)，蛋雞血清和雞蛋樣中的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活性均顯著升高，丙二醛含量顯著降低，雞蛋的抗氧化活性顯著增強(qiáng)。

2.2 植物或動(dòng)物提取物對(duì)雞蛋抗氧化性能的影響

大多數(shù)植物來(lái)源的抗氧化成分主要是酚類、黃酮類和類胡蘿卜素[43]。根據(jù)Pedroza等[44]的研究發(fā)現(xiàn)，在蛋雞飼糧中添加15%的花椰菜莖葉粉，不會(huì)對(duì)蛋雞的生產(chǎn)性能造成負(fù)面影響，反而能增加雞蛋中的類胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。Wen等[45]研究表明，在飼糧中添加生姜提取物(GE)能增加雞蛋重量，提高白蛋白高度和雞蛋的哈氏單位，降低蛋黃膽固醇含量和血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性；此外，GE還能改善蛋黃和血清的抗氧化狀態(tài)。Shang等[46]研究的菊粉、Zhang等[47]研究的白藜蘆醇和張玉[48]研究的葡萄原花青素等物質(zhì)均可提高蛋雞的抗氧化性能，改善蛋品質(zhì)。而動(dòng)物來(lái)源的抗氧化成分主要有蝦青素，蝦青素在魚(yú)和蝦等水生動(dòng)物體內(nèi)含量豐富，基于其對(duì)單線態(tài)氧和自由基的清除力，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化性。有研究發(fā)現(xiàn)，隨著蝦青素復(fù)合添加劑添加量的增加，蛋黃顏色逐漸加深，蛋黃中丙二醛含量逐漸降低，蛋黃中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性逐漸升高，以添加量為3.6 g/kg時(shí)效果最佳[49]。表1中總結(jié)了常用動(dòng)植物來(lái)源的抗氧化劑。

2.3 化學(xué)合成抗氧化劑對(duì)雞蛋抗氧化性能的影響

化學(xué)合成抗氧化劑是指應(yīng)用一些化學(xué)物質(zhì)經(jīng)人工合成的一類抗氧化劑，如2，6-二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)、丁基羥基茴香醚(BHA)、特丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)等。

這些抗氧化劑可以通過(guò)提供自身的氫來(lái)清除自由基，還原電位較低的抗氧化劑；當(dāng)一種抗氧化劑被另一種抗氧化劑再生，當(dāng)一種抗氧化劑通過(guò)自身氧化保護(hù)另一種抗氧化劑，當(dāng)2種或2種以上的抗氧化劑顯示出不同的抗氧化劑抗氧化物時(shí)，協(xié)同作用就會(huì)發(fā)生[50]。在蛋雞基礎(chǔ)飼糧中添加200 mg/kg TBHQ，56 d后發(fā)現(xiàn)可改善產(chǎn)蛋后期蛋雞產(chǎn)蛋率和哈氏單位，增加蛋殼厚度，改善機(jī)體抗氧化能力；而50 mg/kg葡萄原花青素添加效果相對(duì)較差[48]。綜上所述，化學(xué)抗氧化劑較天然抗氧化劑而言，具有更好的抗氧化效果。但由于某些人工合成的抗氧化劑具有潛在的致癌性和致毒性，如大劑量攝入BHA會(huì)使試驗(yàn)動(dòng)物前胃發(fā)生癌變，BHT則會(huì)抑制動(dòng)物體內(nèi)的呼吸酶，引起呼吸障礙，故其用量受到嚴(yán)格管制[51-52]。這使人們更加注重對(duì)天然的植物或動(dòng)物來(lái)源的抗氧化物質(zhì)的研究。

表1 常用動(dòng)植物來(lái)源抗氧化劑

3 小 結(jié)

雞蛋作為優(yōu)質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，對(duì)機(jī)體健康具有重要意義。與此同時(shí)，雞蛋中含有大量具有抗氧化特性的物質(zhì)，如雞蛋蛋白(卵清蛋白、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白、卵黃高磷蛋白)、芳香族氨基酸(酪氨酸和色氨酸)以及一些微量營(yíng)養(yǎng)素(維生素A、維生素E和類胡蘿卜素)等。此外，也可通過(guò)蛋雞飼糧配方如添加抗氧化劑(白藜蘆醇、茶褐素、黃酮等)達(dá)到增強(qiáng)雞蛋抗氧化性能的目的。目前，大多數(shù)研究都證明雞蛋具有抗氧化功能，是一種天然的抗氧化劑，但對(duì)其發(fā)揮抗氧化的機(jī)理、作用途徑、物質(zhì)代謝等的研究較少。且生產(chǎn)抗氧化雞蛋成本較高，如何保證營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增加的同時(shí)降低生產(chǎn)成本也是亟待解決的問(wèn)題之一。