功能性蛋的研究进展与展望

张 敏，张海军，王 晶，武书庚，＊，杨瑞鹏，齐广海

1.中国农业科学院饲料研究所，农业部饲料生物技术重点开放实验室，生物饲料开发国家工程研究中心，中丹Mille功能性蛋及蛋制品联合实验室 （北京 100081）

2.蜜儿乐儿乳业（上海）有限公司 （上海 200050）

我国禽蛋产量占世界的40%，自1985年以来，连续居世界第一，禽蛋包括鸡蛋、鸭蛋、鹌鹑蛋等，鸡蛋占禽蛋总量的70%以上。鸡蛋营养丰富，富含高品质蛋白质、脂质、维生素和矿物质等。科技的进步，使得通过改变饲粮矿物质、维生素、脂肪酸等手段，调控禽蛋的组成，开发功能性蛋成为可能。

1 鸡蛋的组成

蛋清是鸡蛋的主要组成成分，约占鸡蛋总重的60%～63%；包含88%水分，12%固形物（其中约90%是蛋白质［1］）。蛋清蛋白质主要含卵清蛋白、卵转铁蛋白、卵类粘蛋白、卵粘蛋白、溶菌酶等，分别占蛋清蛋白质的54%、12%、11%、3.5%和3.4%。抗生物素蛋白和半胱氨酸蛋白酶抑制剂是提取分离后具有高潜力工业应用价值的次要的蛋清蛋白质［2］。鸡蛋含有人体需要的9种必需氨基酸，且其氨基酸模式与母乳相似（表1）。从某种意义上说，鸡蛋是仅次于人类母乳的完美食物。

氨基酸种类 g／946 g母乳 g／50 g 鸡蛋色氨酸 0.161 0.083苏氨酸 0.435 0.278异亮氨酸 0.530 0.336亮氨酸 0.899 0.543赖氨酸 0.643 0.456甲硫氨酸 0.199 0.190胱氨酸 0.180 0.136苯丙氨酸 0.435 0.340酪氨酸 0.501 0.249缬氨酸 0.596 0.429精氨酸 0.407 0.410组氨酸 0.218 0.154丙氨酸 0.341 0.367天冬氨酸 0.776 0.664谷氨酸 1.589 0.837甘氨酸 0.246 0.216脯氨酸 0.776 0.256丝氨酸 0.407 0.485

作为最大的生物细胞之一，蛋黄水分含量低、营养素（脂质、蛋白质、碳水化合物和矿物质）含量丰富。蛋黄脂质由甘油三酯（TAG，66%），磷脂（PL，28%）和胆固醇及其酯（6%）组成［3］。具有调节血脂、改善记忆、延缓衰老等生理活性的磷脂是蛋黄脂质的重要组成部分，主要含磷脂酰胆碱（70%～80%）、磷脂酰肌醇（10%～15%）、神经鞘磷脂（1%～3%）和溶血磷脂酰胆碱（1%～2%）［4］。

2 功能性蛋的研究

鸡蛋的结构特性，为功能性蛋的开发提供良好的载体。研究表明，鸡蛋的胆固醇、脂肪酸、磷脂、氨基酸、矿物质、维生素、胡萝卜素等，均能通过蛋鸡饲料进行调控，生产功能性蛋，平衡儿童、老人等人群的饮食营养结构［5］，也契合了人们对健康饮食和美好生活的向往。

2.1 富集维生素

鸡蛋脂质主要存在于蛋黄（32.6%），与蛋白质紧密结合。因鸡蛋脂质的特性，脂溶性维生素（A、D、E、K）更倾向于富集在蛋黄中。

作为生长发育的调节剂，VA在视觉、维持粘膜完整、繁殖、骨发育、免疫反应和细胞分化增殖等过程中发挥重要作用。通过饲粮成分可增加鸡蛋中VA含量。但蛋黄中VA浓度随蛋鸡饲料中维生素增加的反应性远低于VE和类胡萝卜素，日粮中高剂量VA又影响蛋鸡健康［6］，因此鸡蛋中富集VA含量有限［7］。

VD缺乏会导致严重健康风险，足够的VD可预防儿童佝偻病（或成人骨软化症）、骨质疏松性骨折、跌倒和早产死亡［8］。成人VD的每日推荐摄入量（RDA）为：欧盟5μg／d，美国15～20μg／d。鸡蛋VD含量随日粮VD增加而增加，可以生产VD含量2.5～12.5μg／枚的鸡蛋，满足VD的RDA［9］。

VE是参与多个生化过程的生物抗氧化剂［10］，欧盟推荐的摄入量为12 mg／d，美国15～19 mg／d。研究表明，超过60%的老年人摄入VE量不足推荐量的50%［11］。VE较易从饲料转移到蛋黄中［12］，且蛋鸡体内不储备。因此，蛋鸡持续补充VE可以生产富含VE的鸡蛋。

VK在血液凝固和骨代谢中起重要作用，欧盟RDA 为95μg／d，美国为90～120μg／d。鸡蛋是VK的良好来源，增加饲粮VK，可显著增加蛋黄VK［13］。但富含VK鸡蛋在改善人类营养方面的报道较少，需进一步研究。

叶酸是一种水溶性维生素，对预防神经管缺陷、心血管疾病、某些癌症、认知障碍和骨质疏松症等有重要作用［14］。通过日常饮食通常不能提供最佳的叶酸含量，因此富含叶酸的功能性蛋应运而生。通过增加日粮叶酸含量，可增加鸡蛋叶酸含量2～4倍［15］，从32μg／枚增加到75μg／枚［16］，叶酸富集蛋在4 ℃下，可储存4周［17］。

2.2 富集矿物质

硒是机体必需的营养元素，是一些重要抗氧化酶和含硒蛋白的必需组成部分，具有抗氧化、抗应激、提高机体免疫力等生物学功能［18］。饲料中加入硒，可提高蛋鸡的免疫力、鸡蛋中硒的含量，增加其保健功能。无机硒饲料（亚硒酸盐或硒酸盐）毒性大，动物需要量与中毒剂量差距较小，从饲料转移到鸡蛋的效率较低；饲粮中添加0.10～0.30 mg／kg有机酵母硒，能显著提高蛋硒含量，且对蛋鸡生产性能和蛋品质无不良影响［19］；补充0.4 mg／kg有机硒［20］，鸡蛋的硒含量从7.1μg增加到30.7μg／枚。在蛋鸡多不饱和脂肪酸日粮中，添加吡啶羧酸铬和酵母硒，前者极显著降低了血清及蛋黄中的胆固醇含量；后者极显著提高了产蛋率，降低了料蛋比，并降低了蛋黄中胆固醇含量，提高鸡蛋硒含量［21］。

碘是人体的必需微量元素之一，世界卫生组织（WHO）估计全世界有20 亿人患有碘缺乏症［22］。加碘盐是目前预防碘缺乏症的广泛使用的措施。富碘蛋可以作为预防措施之一，通常，生产富碘蛋的家禽日粮含碘1～2 mg／kg，当增加鸡饲料的碘至5 mg／kg，可以获得含有约（51.4±6.2）μg／枚碘的富碘蛋［23］。因此，补充碘与每个鸡蛋的总碘含量之间存在高度相关性。

2.3 改善脂肪酸

长链多不饱和脂肪酸（LCPUFAs）是人体必需脂肪酸，包括n－6系列的亚油酸（LA）、花生四烯酸（AA）和n－3系列的亚麻酸（ALA）、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）等。LCPUFAs是细胞膜的主要组成部分，人类LCPUFAs主要源于饮食，饮食中鸡蛋、深海水产品等富含n－3 LCPUFA。研究表明，通过向母鸡饲料中添加n－3 LCPUFA，观察到n－3 LCPUFA 的显著富集。PUFA 不影响蛋鸡的生长、蛋重和产蛋量等性能［24］。

目前主要有两种途径富集n－3 LCPUFA 鸡蛋：在日粮中使用植物性ALA 来源（如亚麻籽［25］，亚麻油，大麻籽和大麻籽油［26］，苜蓿［27］等），依赖其转化为EPA 和DHA；在日粮中使用EPA 和DHA来源。ALA 在蛋鸡体内转化为EPA 和DHA 的效率虽然高于人类或啮齿动物，但效率仍然有限［28］。与植物性ALA 相比，使用深海水产品的油脂可使蛋黄中的DHA 含量更高。包括鱼油，鱼粉和海豹油［29、30］等均可以作为富集n－3 LCPUFA 有效的膳食基质。另外，富含DHA 的海藻也可直接添加到家禽饲粮中［31］。研究表明，当蛋鸡饲料中添加胆碱，辅助2%的裂殖壶菌粉末时喂养超过14 d可增强蛋黄DHA 含量，且对蛋品质或蛋成分没有不利影响［32］。

共轭亚油酸（CLA）是亚油酸的同分异构体，因其抗动脉粥样硬化、降胆固醇、免疫调节和降体脂特性而备受关注［33］。饲粮中添加一定量CLA，可使鸡蛋中总CLA 含量（以总脂肪酸甲酯计）达到18.76%［34］。但是，蛋中强化CLA 会增加饱和脂肪酸、蛋黄水分含量和硬度，并降低鸡蛋的感官品质。此外，当饲粮中CLA 增加时，蛋黄脂质中LA、AA和DHA 的比例会降低。因此富集CLA 蛋的功能性有待进一步研究［35］。

n－6／n－3 LCPUFAs的比例失调容易导致心血管疾病、肿瘤、糖尿病、自身免疫等疾病的发病风险提高。n－6／n－3 LCPUFAs的饮食摄入比例一般不应高于4∶1，然而过去150年来西方人的饮食中n－6／n－3 LCPUFAs值达到15∶1～17∶1，导致高血压、高血脂和肥胖病人越来越多［36］。近年来有研究通过调控蛋鸡饲料，调整鸡蛋中n－6／n－3 LCPUFAs的比例。Neijat等［37］用大麻籽降低了鸡蛋中的n－6／n－3比例，增加了鸡蛋中的DHA 和EPA 浓度。

2.4 富集生物活性成分

鸡蛋中富集生物活性成分是近年来的趋势。这些生物活性成分如黄酮类化合物、左旋肉碱、γ－氨基丁酸（GABA）、类胡萝卜素等对人类健康有益。

黄酮类化合物可改善心血管功能，作为饲料添加剂也可改善家禽生产性能，改善脂质代谢和蛋品质。槲皮素（3，3’，4’，5，7－五羟基黄酮）是黄酮类化合物中含量和活性最高的化合物，其作为饲料添加剂能够改善蛋鸡蛋品质，提高蛋黄蛋白质和磷脂含量并降低蛋黄胆固醇和甘油三酯含量［38］。

左旋肉碱和GABA，具有增强代谢，抗氧化活性，控制血压等积极作用。使用发酵荞麦作为饲料添加剂，可以生产富含左旋肉碱和GABA 的功能性蛋［39］。

类胡萝卜素具有抗氧化，促进细胞分化，调节细胞增殖和增强免疫等功能。叶黄素和玉米黄质是类胡萝卜素的一种，能预防老年人黄斑变性，对癌症和心血管疾病有保护作用并提高免疫能力［40］。研究表明，叶黄素和玉米黄质很容易从饲料转移到蛋黄中，使蛋黄呈现金橙色［7］。

此外，还有富集大豆异黄酮、番茄红素和植物活性成分，如异落叶松脂素、黄豆苷元、雌马酚等［41］功能性蛋的开发。

2.5 降低鸡蛋中的胆固醇

因胆固醇（约200～300 mg／100 g）和饱和脂肪（约3 g／100g），鸡蛋一直是健康机构和营养专家的争议食品［42］。尽管后来的研究证实，与饱和脂肪酸和总脂肪酸相比，鸡蛋中特定类型的膳食胆固醇对血液水平和心血管疾病的影响有限，但是，通过一些有助于维持消费者健康的调控开发胆固醇降低的功能性蛋仍然有意义。

研究表明：中草药饲料添加剂使蛋鸡所产鸡蛋哈夫单位提高，蛋黄中胆固醇含量显著降低，且随着添加时间的延长下降趋势明显［43］；薄荷叶粉［44］和低聚木糖等均能显著降低鸡蛋总胆固醇含量。

2.6 提高抗体和其他物质

生物技术的发展促进了其在蛋鸡及其在生产特殊抗体鸡蛋上的发展。蛋黄抗体具有抗原特异性，可通过特异性抗体皮下或肌内注射蛋鸡产生免疫球蛋白（IgY）抗体［45］。免疫球蛋白功能性蛋具有增强免疫系统的功能，具有较大发展潜力。

3 展望

功能性蛋提高了蛋的营养价值的同时，也存在一些需要进一步深入研究的问题，比如：营养素在蛋黄中富集规律、机理、富集极限研究，n－6和n－3 LCPUFA 在蛋中的比率问题，营养素间吸收竞争关系，风味和储藏稳定性问题，功能性蛋在人体内的消化吸收和功效问题等。提升营养素的含量通常涉及更高的生产成本，通过技术进步和饲料创新降低成本成为更高的要求。

人们越来越关注食品溯源和食品安全，促进了回归“自然”的有机食品的增长，功能性蛋在这种背景下显现出了明显的优势。禽类是天然的“生物转化器”，野生禽类天然生产含有n－3脂肪酸，VE、类胡萝卜素和硒等营养素的蛋，从某种意义上，富集上述营养素的功能性蛋是回归自然的趋势。功能性蛋倡导“来自健康禽类的健康蛋”，因此，强化的各营养素对禽类和人类的整体健康和平衡具有深远的意义。

4 结论

禽蛋为富集人体所需的重要的营养素提供了载体，过去的很多研究通过改变饲粮矿物质、维生素、脂肪酸等营养组成、富集生物活性物质和抗体物质等方式，开发功能性蛋。功能性蛋具有平衡人群的营养结构的优势，也体现了回归自然的趋势，预计未来的需求会不断增加。因此，在功能性蛋领域进行更多的研究，强化营养素的同时，解决需要不断探索的技术和其他问题，平衡禽类和人类的共同健康，对未来功能性蛋的深入发展至关重要。