畜禽血液在食品工业中的应用

张露娟

（上海食品科技学校，上海 201599）

改革开放以来，我国畜牧业得到了持续快速发展，肉类生产也逐渐由一元结构向多元结构转变。调查显示，到2017年，我国畜禽肉产量已达到8 654.43×104t，比1978年的856.3×104t足足增长了10倍。如今，我国已成为世界上肉类生产和消费的第一大国，肉类总产量居世界第1位，全球肉类的30%产自中国。然而畜禽养殖的快速发展，带来的是屠宰副产物的大量增加，如血液。据相关报道统计，2013年我国畜禽血液产量约598×104t，虽然近年来尚未有精确的统计数据，但据国家统计局的最新相关数据显示，2017年畜禽血液产量与2013年水平相当[1]。由于国家、地区、宗教文化、科学技术等方面的差异，除部分被人们利用外，还有相当一部分被作为废弃物丢掉。据报道，我国每年屠宰畜禽产生的血液，仅25%进行了集中合理利用，绝大多数被当作废弃物排放掉了，这不仅浪费了资源，而且也污染了环境。据环保部门估计，如要防治因畜禽血液排放而造成的污染，需消耗约1亿元[2]。党的十八大及十八届三中全会将生态文明建设摆上了更加重要的战略位置，将建立资源节约型、环境友好型社会定为基本国策。2015年，农业部在《关于开展农产品及加工副产物综合利用试点工作的通知》中指出，开发利用畜禽加工副产物用于食品、医药等领域。2016年，国务院下发了《国务院办公厅关于进一步促进农产品加工业发展的意见》，提出“加强综合利用”部署要求，引导促进农产品初加工、精深加工和综合利用协调发展。2018年1月1日起施行的《中华人民共和国环境保护税法》将“保护和改善环境，减少污染物排放，推进生态文明建设”写入立法宗旨。因此，实现畜禽血液综合利用不仅可以减少对环境的污染，而且具有明显的社会效益、经济效益和环境效益。加大畜禽血液资源的开发利用，使其朝多样化、系列化和高附加值方向发展[3]。通过介绍畜禽血液的资源概况，探讨了国内外畜禽血液在食品工业上的应用现状，并对畜禽血液的高值化应用前景进行了分析，以期为更好地开发利用畜禽血液提供参考。

1 畜禽血液资源

我国是世界上动物血液资源最丰富的国家之一，特别是畜禽血液，其总量占体重的6%～8%。其中，屠宰后的血液实际收集量：猪血占3.2%～3.5%，牛血占4.2%～4.8%，羊血占3.5%左右，血液中干物质含量为19%～21%。在理想条件下，猪血收集量可达40%，牛血约占60%，羊血约占45%。每头猪的采血量为2.5 kg左右，牛为15 kg左右，小牛为2.7 kg左右，家禽为0.1 kg左右[4-6]。据分析，健康畜禽血液中都含有丰富的营养物质和多种具有生物活性的物质，利用现代生物提取、分离、纯化、加工等技术对畜禽血液进行深加工，可将其开发加工成食品、食品添加剂、医药产品、化妆品等高附加值产品。2017年我国畜禽血液总量约600×104t，按含干物质20%计算，高营养干物质超过100×104t，若将其高值化利用，则将产生巨大的经济效益和社会效益。

2 畜禽血液的理化营养与功能性质

2.1 血液的理化性质

畜禽动脉血液含氧量高，呈鲜红色，静脉血中含氧量低，呈暗红色，因血液中含有挥发性脂肪酸，故带有腥味，相对密度1.046～1.052，呈弱碱性，血液中含有多种晶体物和胶体物，所以具有相当大的渗透压，pH值7.35～7.45[7]。血液富含蛋白质、微量元素、矿物质、激素、维生素、酶类及一些活性物质，每种成分含量比较稳定。血液包括血浆（约占2/3） 和细胞（约占1/3）2个部分。血浆中蛋白质约占8%，蛋白质主要分为纤维蛋白、白蛋白和各种球蛋白；而细胞成分主要为红细胞浓缩物，含36%的蛋白质，蛋白质主要为血红蛋白[8-9]。

血液的组成示意图见图1。

图1 血液的组成示意图

2.2 血液的营养成分

血液的营养主要体现在蛋白质的含量上，全血含蛋白质17%～21%，干燥血粉的蛋白质含量更是达到了80%以上，是全脂乳粉的3倍。猪血的蛋白质含量相当于猪瘦肉中的含量，故在西方素有“液态肉”之美称[10]。血液中必需氨基酸的总量高于全蛋和人乳，尤其是赖氨酸的含量，达到了9%，这与赖氨酸含量低的谷物蛋白恰好形成互补，这对改善动物性蛋白资源较缺乏的地区或国家的膳食很有意义。动物血液还含人体不可缺少的多种无机盐和微量元素，如钙、磷、铁、锰、锌等，尤其是含铁量高，每100 g血的铁含量高达45 mg（一般肉中含铁量仅为0.5～4.0 mg），血红素铁作为补铁制剂兼具吸收率高（吸收率可达10%～20%）、不刺激消化道、副作用低等优点，同时还是染色剂、抗肿瘤和治疗铅中毒等食品添加剂和药品的原料。血液蛋白中的白蛋白和血浆蛋白质具有较高的脂肪结合能力和持水特性，这在肉制品加工中可被用来改善肉制品的口感和结构。因血浆蛋白具有极好的起泡能力，故在焙烤业中，可减少鸡蛋的用量，节约成本。畜类血清中还具有与抗体活性或化学结构与抗体相似的免疫球蛋白，含量为12～14 mg/mL，是动物免疫球蛋白的“资源库”。此外，动物血液中的葡萄糖、维生素、无机盐、酶类、有机酸及微量元素等，都是人体和动物所需的重要营养。

血液中的营养成分示意图见图2[9-11]。

图2 血液中的营养成分示意图

2.3 畜禽血液的功能性质

畜禽血液的部分酶类、维生素、激素及活性肽等功能性物质具有调节免疫、抗氧化等作用。其中，从畜禽血液中提取出来的超氧物歧化酶（SOD）能抵御超氧阴离子自由基对细胞的伤害，是我国卫生部批准的具有防辐射、抗衰老、调节免疫和血脂及美容功能的物质之一，目前在食品、化妆品，以及临床上有广泛应用。畜禽血液蛋白中还含有某些阿片样、抗氧化、抑菌等小分子活性肽，已有国外学者从牛血红蛋白中提取出了30种具有抗菌能力的活性肽。此外，畜禽血液中的免疫球蛋白、纤溶酶、凝血酶及蛋白酶抑制剂等功能性物质也与人体健康息息相关。如免疫球蛋白能凝集细菌、中和细菌毒素，与体内的其他因素共同作用下，彻底杀死细菌和病毒，增强人体的免疫力[3，12]。

3 畜禽血液在食品工业上的应用现状

3.1 国外现状

欧美及日本发达国家对于畜禽血液的利用较早，在加工技术方面，机械化和自动化程度也越来越高，利用范围除食品工业领域外，还涵盖饲料、医药、化工、肥料等领域，取得了很多研究利用成果并形成了规模化产业。其中，法国是畜禽血液利用较早的国家之一，1976年利用血量占猪血采集总量的41%，且利用范围比较广，如用动物血液制备了酒类澄清剂，并将其大量用于葡萄酒生产；荷兰SONAC公司处理了欧洲80%的畜禽血液，该国Harimex公司生产的血浆蛋白组分的复合物作为黏合剂用于重组肉类的生产；德国和比利时把血浆粉作为食品黏结剂和乳化剂使用；保加利亚用血液蛋白粉来生产加工乳酪；英国和丹麦等国用畜血制备黑香肠、布丁和甜点心等；瑞典30%～40%的牛血用于制作布丁食用，并在肉制品加工中用血浆蛋白替代大豆蛋白；在日本，血色素被用作着色剂，代替肉作为香肠原料，开发出了饼干、糖果、面条等血红素铁强化食品；美国在动物血液的开发研究上处于世界领先水平，并已经成功实现猪血深加工产业化，如美国Protein Simple公司处理了该国80%的畜禽血液，Boaolai、Sigma等蛋白质生产公司生产了全世界30%以上的血液制品，这些公司一直致力于对血液制品的研发，目前，正将主要的资源和力量集中在血红素铁、血浆蛋白粉、亚硝基血红蛋白及生物活性肽等产品的开发上，这些物质是食品添加剂、保健食品、生物制剂的重要原料，在食品、医药等领域应用广泛[13-16]。

3.2 国内现状

我国畜禽血液综合利用研究起步较晚。20世纪70年代前，血液的利用量很少，主要是被用来加工一些传统食品，如血豆腐、血肠等。20世纪70年代末至20世纪80年代初，我国开始重视血液的开发利用，将其列为重点课题进行攻关，相继开发出系列血液制品[16-18]。20世纪90年代以来，随着美国公司的血液制品涌入我国市场，国内的一些研究人员和企业开始研发血浆蛋白粉、血红蛋白粉等产品，形成了一批重大成果。这一时期，畜禽血液在食品工业上的利用主要有以下几方面：①肉制品加工。向灌肠、香肠、肉脯及西式火腿中适量添加猪血浆蛋白，因血浆蛋白有较好的乳化性，产品的切片性、持水力、弹性及出品率等得以提高。江苏省某县食品公司加工厂尝试在红肠中加10%～12%的血浆，产品的蛋白质含量提高约7%，产品得率提高约20.4%，每千克香肠的成本降低5%～8%。该厂还用血粉代替鸡蛋添加到肉脯中，不仅节约了成本，而且收到了较好的效果。②菜肴烹任。天津肉联厂曾利用猪血浆蛋白烹制出肚丝蛋白、蛋白芹菜、蛋白虾片、辣油蛋白、油爆蛋白丁、红扒蛋白、锅塌蛋白、芙蓉蛋白虾片、雪花蛋白、高立蛋白、辣椒蛋白、蛋白四宝等12种菜肴。这些菜肴不仅色、香、味、形俱全，且具有高蛋白、低脂肪等优点。③糖果糕点制作。邯郸肉联厂曾用酶降解血浆，经脱色脱臭后，研发出了一种蛋白质含量80%以上，脂肪含量低于1%，碳水化合物量低于2%，氯化钠量低于6%，溶解度为95%，水分在6%以内的食用蛋白，将该食用蛋白用于糕点中收到了良好的效果。上海市食品研究所曾将血蛋白粉掺入饼干、面包等产品中，提高了产品的蛋白质含量。研究发现，血浆蛋白粉是一种良好的发泡剂，比蛋类蛋白的发泡快且口味好，能保持24 h不出水。血浆蛋白粉还是一种很好的乳化剂，可代替牛奶蛋白加入京果粉中；添加到面包中，使面包呈现出更好的色泽；添加到面粉中，可提高25%左右的蛋白质效价。④营养补剂开发。由于血液中含丰富的蛋白质、铁、及微量元素，特别适宜用作营养添加剂。如作蛋白质补剂，补充儿童发育所需组氨酸、赖氨酸等营养；作为铁补剂，血色素铁具有预防和治疗缺铁型贫血的功效[14，19-21]。近年来，随着社会发展和科技进步，血液的利用取得较大进展，在营养补剂、畜禽饲料、血红素、血卟啉衍生物、超氧化物歧化酶（SOD）等项目的研发上都取得了一系列的成果，有部分成果已经被工业化生产。技术上也已逐渐达到了国际先进水平，同时也缩短了与世界先进国家的差距。

4 畜禽血液在食品工业上高值化应用前景

4.1 血红素铁

血红素铁（卟啉铁），卟啉类化合物，机体中有效铁约70%以血红素的形式存在，是哺乳动物血液、肌肉中的天然色素和生物铁，分子式C34H36N4O4Fe，相对分子量614.48，不溶于水，可溶于酸性丙酮及碱性水溶液，具有重要的生理功能和很高的实用价值。在血红蛋白及肌红蛋白中，血红素约占3.8%，全血中血红素含量为0.5%左右，动物血液中血色素型铁比一般植物中的铁营养价值要高，且加工工艺简单、成本低。血红素铁在火腿红肠制品、罐头生产中可作为发色剂及人工色素的替代品，不仅保持了肌肉固有的色彩、口感和味道，还使其制品的色泽均匀、鲜艳美观。此外，与非血红素铁相比，用血红素铁制成的铁强化食品是缺铁人群的良好食品。例如，将血红素铁添加到糖果、饼干、面条、面包、米粉、方便汤料、调料、饮料、果冻、海带制品、奶制品和酱油等食品中，不但可以起到补铁的作用，而且不影响食品原有的色、香、味、形。而血红素铁是一种生物态铁，是动物血液中的天然色素和生物铁化合物，能够直接被人体肠黏膜吸收，生物利用率高，而且无副作用。因此，畜禽血液中的血红素铁在食品工业中具有较大的开发价值和应用前景[22-26]。

4.2 血浆蛋白

血浆主要包括血清和血纤维蛋白，它们是结构蛋白，氨基酸组成较全。研究发现，血浆蛋白的消化率达92%，生物效价为87%，蛋白质利用率约80%，可完全代替全能蛋白。经喷雾干燥制成的血浆蛋白粉，蛋白含量（大于76%）十分丰富，且富含免疫球蛋白（大于16%），在功能性肉制品加工、面食制品、西点等领域应用广泛。试验发现，制作午餐肉时，用血浆代替18%的水，午餐肉的红色加深，弹性增加，品质得到了提高；用血浆和面粉按1∶5（质量比）制成的银丝面条，其色、香、味和抗拉性都要优于普通的面条；用血浆蛋白代替1/3～1/2鸡蛋制作的蛋糕、蛋卷等，应用效果良好，色、香、味都能保持正常。此外，血浆蛋白作为一种功能性蛋白来源，被添加到肉制品中后，不仅能延长产品的货架期，还能增加产品的蛋白质含量，且从产品品质上看，产品的组织紧密、口感嫩滑且无血腥味，适合大规模推广和工业化生产[16，27-30]。

4.3 亚硝基血红蛋白

血红蛋白作为一种理想的食品着色剂，可代替亚硝酸钠，能有效降低食品中亚硝酸的残留，从而降低形成致癌物质亚硝胺的几率。将血液中的血红蛋白和亚硝酸钠中NO-人工合成亚硝基血红蛋白（HbNO），被称为腌肉色素。它可以作为发色剂应用在肉制品加工中，能从根本上解决肉制品的护色这一世界性难题，实现肉制品的低硝化、无硝化，为我国的“放心肉工程”提供一种新型的食品添加剂。它还可作为无硝腌制系统中着色剂添加到火腿、香肠中，能满足人们对肉色的要求。亚硝基血红蛋白在对肉制品提供颜色的同时，还能对食品进行铁强化，并提供优质蛋白质。随着生活水平的不断提高，人们对食品的安全性、保健功能要求也越来越高，无硝腌制剂的研制与发展前景广阔，作为其中的色素成分，亚硝基血红蛋白的进一步研究、推广和应用也非常有意义[31-33]。

4.4 免疫球蛋白

动物血液中富含免疫球蛋白，免疫球蛋白分为IgG，IgA，IgM，IgD，IgE 5类。由于免疫球蛋白具有免疫生理功能，因此，从血液中分离出免疫球蛋白并将其添加到功能食品中，将对改善婴幼儿、中老年人等免疫力低下人群的健康具有重要意义。近几年，抗体医学品产业已开始向健康食品领域拓展，由此产生了一种新型的食品，称为“抗体食品”。含大量免疫球蛋白及其他具有特殊功能的生物活性因子的抗体食品具有提高免疫力、抗癌、抗老化、促进生长发育，以及预防和改善风湿病症等诸多作用。目前，已上市的抗体食品有免疫牛奶、免疫鸡蛋、小牛球蛋白和初乳等。免疫球蛋白还具有防腐保鲜应用，研究证明特异性IgY对食品腐败菌有杀灭作用，从而对食品起到保鲜作用，是一种安全的食品防腐剂。随着分析技术的快速发展，免疫球蛋白作为食品分析工具的应用也越来越多，这对实现食品的快速、高灵敏度检测具有重要意义。另外，作为一种新型的免疫强化剂，在功能性肉制品生产中添加免疫球蛋白，具有提神、抗疲劳、提高免疫力、阻碍化学致癌的发展、增加骨骼强度、减少低密度脂蛋白和胆固醇等功效。此外，随着老龄化社会来临，添加免疫球蛋白的功能性肉制品已成为未来老年人健康食品的重要发展方向。但目前由于条件限制，免疫技术在食品工业中的应用还不普及，相信随着科学的不断发展，免疫技术在食品科学研究、食品安全质量管理和食品生产中将发挥重要作用，免疫学技术在食品科学中的应用将越来越广泛[12，21，34-35]。

4.5 蛋白胨

蛋白胨是微生物培养基的一种原料，在食品、发酵、医药等领域中也应用广泛。家畜血作为重要的蛋白来源，可以被用来制取蛋白胨，且工艺简单。例如，以猪血为原料制取的蛋白胨，可作为特种功能性食品的配料。再如，在肉制品生产方面，可用来制取高不饱和脂肪酸类熟食制品、高氨基酸保健品等，是良好的肉制品添加剂和营养强化剂。

4.6 超氧物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）

SOD在动物红细胞内含量较高，猪源SOD氨基酸与人源相同率达到82.4%。可作为抗氧化剂应用于食品中。若将其作为罐头食品、果汁等的抗氧剂，能防止因过氧化酶引起的食品腐败变质，还可作为蔬菜、水果的保鲜剂。此外，它还常作为食品营养强化剂，目前在酸奶、蛋黄酱、可溶性咖啡、奶糖、绿茶饮品等食品中加入SOD，能预防龋齿、敏感症、痛风、降压、抑制氧化等，大大提高食品的保健功能。因此SOD作为纯天然添加剂具有良好的市场前景。

5 结语

我国是一个畜禽生产大国，血液作为畜禽屠宰后主要副产物，其综合利用效果将影响畜牧业、食品工业等相关产业的健康发展。虽然近20年来我国畜禽血液利用水平逐渐提高，但整体综合利用率还不高，生产发展中仍然存在一些问题：加工核心技术落后，产品单一；深加工设备不完善，部分仪器的投入成本较高；有关产品的标准不健全等。针对以上存在问题，我国还有待在政策、科技、市场等

方面加大对畜禽加工副产物综合利用的扶持力度。例如，在畜禽副产物的综合利用核心技术、人才培养等方面加大资金投入，加快产业发展；鼓励副产物加工企业与高校、科研院所的深度合作，提升副产物精深加工技术的研究与创新力，从而促进科研成果的转化；加强对一些已掌握先进的畜禽副产物精深加工技术，但由于购置设备、建设厂房等资金的缺乏，给予相关企业政策扶持，支持加工企业加强副产物综合利用；打造集约化、规模化的屠宰厂，对充分利用副产物开发多种形式的产品更加有利，从而提升规模化、集约化水平，达到实现规模化生产的目的；此外，充分发挥行业组织作用，鼓励相关的行业组织积极参与国家、地方有关政策法规、食品安全标准的制（修）订工作，实现产业持续健康发展[1]。21世纪是一个以资源高效利用和循环利用为核心的循环经济发展的新时代。2018年中央1号文件指出，要以现代畜牧业建设为抓手，加快畜牧业现代化进程。畜禽血液的深加工要紧跟畜禽养殖业的发展步伐，产业的经济效益才能提高，进而带来长足的社会效益。