鸡蛋的抗氧化性能及营养调控研究进展

许雯雯 王建萍 张克英

(四川农业大学动物营养研究所，动物抗病营养教育部重点实验室，动物抗病营养与饲料农业农村部重点实验室，动物抗病营养四川省重点实验室，成都 611130)

鸡蛋中存在大量脂类化合物，所以在储存过程中容易发生脂质水解和氧化，从而导致营养物质变质。脂质的氧化是一个复杂的过程，脂质的氧化机制主要有3种：酶氧化、非酶及自由基介导的氧化和非酶及非自由基氧化，而自由基参与的脂质氧化与体内的氧化应激密切相关[1]。人与动物体内发生各种生化反应的同时会产生大量自由基，如氢自由基(H·，即氢原子)、氯自由基(Cl·，即氯原子)、羟氧自由基(HO·)、烷氧自由基(RO·)、超氧化物阴离子自由基(O2-·)、甲基自由基(CH3·)等，具有强氧化性且活性高不稳定的特点，容易与周围分子发生反应[2]。这些具有高氧化活性的自由基可对机体造成氧化损伤。由于机体中含有内源性抗氧化系统，会产生大量内源性抗氧化物质，主要包括谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)以及一些非酶物质，如维生素A、维生素E、尿酸、金属结合蛋白(MBP)、谷胱甘肽(GSH)、褪黑激素(MEL)、胆红素(BIL)和多胺(PAs)等[3]，均可抵抗自由基的进攻，保护机体免受氧化损伤。鸡蛋作为一种优质的蛋白质来源，几乎是餐桌上不可或缺的食物。近年来，鸡蛋更是作为一种抗氧化食品被消费者重新认识。鸡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、卵转铁蛋白和溶菌酶，蛋黄中的磷蛋白、类胡萝卜素和游离芳香族氨基酸。还有一些其他的抗氧化成分，如维生素E、维生素C、类胡萝卜素、硒、碘等。提高鸡蛋抗氧化性不仅可以增加其抗氧化性能，延长货架期，还对人体健康有积极影响。

1 鸡蛋的组成及其抗氧化性能

1.1 鸡蛋的结构及化学组成

鸡蛋主要由蛋壳、蛋清和蛋黄3部分组成，它们分别占总蛋重的9.5%、63.0%和27.5%[4]。蛋黄被蛋清包裹，蛋清被壳膜包裹，壳膜黏附在坚硬的蛋壳上，最终形成一个完整的鸡蛋。鸡蛋中的主要成分包括水(66%)、蛋白质(12%)、脂质(12%)、碳水化合物(<1%)、维生素以及矿物元素(<1%)等[5-6]。其中蛋白质几乎分布在整个鸡蛋中，但大多数分布在蛋黄和蛋清中，少数分布在蛋壳和壳膜中[7]；脂质几乎完全存在于蛋黄中[8]；而矿物质大多数存在于蛋壳中[9]。

蛋壳主要由钙化壳及壳膜组成，钙化壳的主要成分为无机物，其含量占蛋壳重量的94%～97%，有机物占蛋壳重量的3%～6%。无机物中的主要成分是碳酸钙(93%)，另还含有少量的碳酸镁(1%)、磷酸钙和磷酸镁混合物(2.8%)[10]。

蛋清的组成成分中，水占比约88%，蛋白质占9.7%～11.0%，其中卵清蛋白是主要的蛋白质，约占蛋清蛋白的54%，卵转铁蛋白和卵圆蛋白分别约占12%和11%，碳水化合物、脂质和矿物质为次要成分[8]。

蛋黄是一个复杂的系统，包含各种悬浮在蛋白质溶液中的颗粒。蛋黄中主要的化合物是水，占比约为50%，另外50%多为固体物质；固体物质的主要成分是脂质和蛋白质。鸡蛋清和蛋黄中均含有大量具有抗氧化特性的物质。如蛋清中的卵清蛋白、卵转铁蛋白，蛋黄中的卵黄高磷蛋白、类胡萝卜素、维生素E以及芳香族氨基酸等。这些抗氧化物质可通过清除自由基、螯合金属离子、还原氧和过氧化物，破坏氧化酶活性，吸收紫外线或淬灭单线态氧等方式实现抗氧化作用。其中最主要的还是清除自由基以及螯合金属离子这2种方式。

1.2 卵清蛋白

卵清蛋白是蛋清中含量最丰富的蛋白质，约占总蛋清蛋白的54%[11]。卵清蛋白是由385个氨基酸组成的磷酸糖蛋白，其分子相对质量约为42 699[12-13]。卵清蛋白由1条肽链和1条糖链组成，肽链上含有游离巯基，可通过结合金属离子，达到调节氧化还原状态的作用，从而表现出抗氧化活性[5,14]。卵清蛋白可以通过美拉德反应与多糖共价结合形成复合物，通过螯合金属离子以防止脂质过氧化，清除自由基抗氧化，可以显著增强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决于糖的类型以及糖分子中羟基的构型[14-15]。

1.3 卵转铁蛋白

卵转铁蛋白占卵白蛋白的12%，由686个氨基酸组成。卵转铁蛋白是一种铁结合糖蛋白，每个卵转铁蛋白可结合2个Fe3+，且结合位点附近的卵转铁蛋白侧链上的4个氨基酸残基(2个酪氨酸残基、1个组氨酸残基和1个天冬氨酸残基)与Fe3+配位密切相关[16-17]，转卵铁蛋白上含有2个可与铁、铜、锌等金属离子结合的配位中心。由于这种金属螯合能力，使卵转铁蛋白有与超氧化物歧化酶相似的抗氧化功能[18]。

1.4 卵黄高磷蛋白

卵黄高磷蛋白是卵黄蛋白的组成成分之一，占卵黄干物质的4%，是自然界中磷酸化程度最高的糖蛋白，由217个氨基酸组成，其中丝氨酸含量超过总氨基酸的50%，且超过90%的丝氨酸均已磷酸化[19-20]。研究发现，卵黄高磷蛋白可与二价金属阳离子结合的方式抑制自由基的产生，从而抑制磷脂氧化产生丙二醛(MDA)。在芬顿反应中，过氧化氢(H2O2)与二价铁离子反应会产生大量羟基自由基，具有超强的氧化性，过量的二价铁离子参与芬顿反应，则会大量生成有害的羟基自由基[21]。然而，卵黄高磷蛋白与二价铁离子的高亲和力可以阻止由铁诱导的氧化损伤，发挥其抗氧化作用[22-23]。研究证明在过量铁存在的情况下，卵黄高磷蛋白能有效地对抗紫外线诱导的脂质过氧化[24]。

1.5 氨基酸

氨基酸作为动物必需的营养素，对机体抗氧化方面也具有重要意义。研究发现，氨基酸较酚类化合物而言具有较弱的抗氧化活性，但氨基酸对酚类化合物的抗氧化活性具有协同作用[25]。其中，半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸可以通过氧化还原转化为还原型谷胱甘肽，从而保护机体免受氧化损伤，且蛋氨酸与总含硫氨基酸的比例对机体抗氧化具有重要意义[26-27]。另一些氨基酸，如赖氨酸、组氨酸和精氨酸可与糖反应产生棕黑色素，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连锁反应从而达到抗氧化作用[29]。

在Nimalaratne等[30]的研究中发现，蛋黄中的游离色氨酸和酪氨酸均对鸡蛋表现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团的存在[31]。对于组氨酸，其抗氧化活性主要归因于咪唑基的供氢能力、脂质过氧化自由基清除能力或金属离子螯合能力[32]。

1.6 类胡萝卜素

研究表明，鸡蛋中含有类胡萝卜素。类胡萝卜素是一类重要的天然色素的总称，属于脂溶性化合物，普遍存在于动物、高等植物、真菌、藻类中的黄色、橙红色或红色的色素之中。存在于自然界中的类胡萝卜素主要有β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质、番茄红素以及β-隐黄素等。β-胡萝卜素作为维生素A的前体物质，对于人类(包括动物)夜盲症的治疗具有重要意义。叶黄素和玉米黄质是构成人与动物眼视网膜黄斑区域的主要色素，可以吸收蓝光等有害光线，预防老年性眼球视网膜黄斑区病变引起的视力下降与失明[33-34]。人与动物体内不能合成类胡萝卜素，必须从饮食中获取。类胡萝卜素是天然存在的抗氧化化合物，其中叶黄素和玉米黄质具有清除羟基和超氧化物自由基的能力，这主要是因为双键的存在，双键与自由基结合，产生高度共振稳定的碳中心自由基。β-胡萝卜素是一种非常有效的单线态氧淬灭剂，它能维护微粒体膜完整，阻止氧自由基产生[35-37]。

1.7 其他具有抗氧化活性的物质

除了以上几种蛋白质和类胡萝卜素以外，鸡蛋中还有一些微量营养素同样具有抗氧化活性。维生素E为脂溶性维生素，α-生育酚是维生素E中最具有生物活性和抗氧化性的形式[38]，α-生育酚被认为是一种过氧自由基清除剂，可溶于细胞膜的磷脂中，防止细胞膜中的长链多不饱和脂肪酸被氧化，从而保持其生物活性[38-39]。同时，α-生育酚也是人体低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)中主要的抗氧化剂，具有防止脂质过氧化的作用[40]。

2 营养对鸡蛋抗氧化性能的影响

鸡蛋中存在很多天然的具有抗氧化的物质，这可能与鸡蛋是唯一一种能够在室温下储存较长时间而蛋黄中的脂质和金属离子却不会被氧化的性能有关[15]。通过调控蛋鸡饲粮配方提高抗氧化成分的含量，以增加鸡蛋中的抗氧化物质，从而改善鸡蛋的抗氧化性能。通过增加已经含有的天然抗氧化剂的含量，根据鸡蛋本身的性质来添加抗氧化物质更为简单方便。如由于鸡蛋黄具有高脂含量的特点，饲粮中许多脂溶性抗氧化化合物，如叶黄素、维生素E、硒、碘、番茄素等都可以沉积到鸡蛋黄中。其次，可以通过直接注射的方式在鸡蛋中添加一些具有稳定性的抗氧化物质，以改善鸡蛋的抗氧化性能。

2.1 维生素对鸡蛋抗氧化性能的影响

维生素作为重要的微量营养素之一，对蛋鸡的抗氧化特性具有重要作用。动物可消化吸收饲粮中的维生素并沉积到动物体内或其产品中。研究表明，在线性范围内，饲粮中维生素D的含量为617.5 μg/kg时，蛋黄中维生素D的含量最高可达200 μg/kg[41]。进一步研究发现，给蛋鸡饲喂富含胆钙化醇(维生素D3)和25-羟基维生素D3(25-OH-D3)的饲粮，当25-OH-D3含量为75 μg/kg时，可以显著增加蛋黄中维生素D的含量(5.06 μg/蛋)和鸡蛋的抗氧化活性[42]。Timur等[42]的研究表明，在蛋鸡饲粮中单独或联合添加维生素E(α-生育酚乙酸酯)和硒(硒蛋氨酸)，蛋鸡血清和鸡蛋样中的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性均显著升高，丙二醛含量显著降低，鸡蛋的抗氧化活性显著增强。

2.2 植物或动物提取物对鸡蛋抗氧化性能的影响

大多数植物来源的抗氧化成分主要是酚类、黄酮类和类胡萝卜素[43]。根据Pedroza等[44]的研究发现，在蛋鸡饲粮中添加15%的花椰菜茎叶粉，不会对蛋鸡的生产性能造成负面影响，反而能增加鸡蛋中的类胡萝卜素等营养物质的含量。Wen等[45]研究表明，在饲粮中添加生姜提取物(GE)能增加鸡蛋重量，提高白蛋白高度和鸡蛋的哈氏单位，降低蛋黄胆固醇含量和血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性；此外，GE还能改善蛋黄和血清的抗氧化状态。Shang等[46]研究的菊粉、Zhang等[47]研究的白藜芦醇和张玉[48]研究的葡萄原花青素等物质均可提高蛋鸡的抗氧化性能，改善蛋品质。而动物来源的抗氧化成分主要有虾青素，虾青素在鱼和虾等水生动物体内含量丰富，基于其对单线态氧和自由基的清除力，表现出较强的抗氧化性。有研究发现，随着虾青素复合添加剂添加量的增加，蛋黄颜色逐渐加深，蛋黄中丙二醛含量逐渐降低，蛋黄中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性逐渐升高，以添加量为3.6 g/kg时效果最佳[49]。表1中总结了常用动植物来源的抗氧化剂。

2.3 化学合成抗氧化剂对鸡蛋抗氧化性能的影响

化学合成抗氧化剂是指应用一些化学物质经人工合成的一类抗氧化剂，如2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)、丁基羟基茴香醚(BHA)、特丁基对苯二酚(TBHQ)等。

这些抗氧化剂可以通过提供自身的氢来清除自由基，还原电位较低的抗氧化剂；当一种抗氧化剂被另一种抗氧化剂再生，当一种抗氧化剂通过自身氧化保护另一种抗氧化剂，当2种或2种以上的抗氧化剂显示出不同的抗氧化剂抗氧化物时，协同作用就会发生[50]。在蛋鸡基础饲粮中添加200 mg/kg TBHQ，56 d后发现可改善产蛋后期蛋鸡产蛋率和哈氏单位，增加蛋壳厚度，改善机体抗氧化能力；而50 mg/kg葡萄原花青素添加效果相对较差[48]。综上所述，化学抗氧化剂较天然抗氧化剂而言，具有更好的抗氧化效果。但由于某些人工合成的抗氧化剂具有潜在的致癌性和致毒性，如大剂量摄入BHA会使试验动物前胃发生癌变，BHT则会抑制动物体内的呼吸酶，引起呼吸障碍，故其用量受到严格管制[51-52]。这使人们更加注重对天然的植物或动物来源的抗氧化物质的研究。

表1 常用动植物来源抗氧化剂

3 小 结

鸡蛋作为优质的营养来源，对机体健康具有重要意义。与此同时，鸡蛋中含有大量具有抗氧化特性的物质，如鸡蛋蛋白(卵清蛋白、卵转铁蛋白、卵黄高磷蛋白)、芳香族氨基酸(酪氨酸和色氨酸)以及一些微量营养素(维生素A、维生素E和类胡萝卜素)等。此外，也可通过蛋鸡饲粮配方如添加抗氧化剂(白藜芦醇、茶褐素、黄酮等)达到增强鸡蛋抗氧化性能的目的。目前，大多数研究都证明鸡蛋具有抗氧化功能，是一种天然的抗氧化剂，但对其发挥抗氧化的机理、作用途径、物质代谢等的研究较少。且生产抗氧化鸡蛋成本较高，如何保证营养物质增加的同时降低生产成本也是亟待解决的问题之一。