醋蛋制备工艺及药理作用研究进展

2021-09-09 12:32黑龙江中医药大学150040中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所100193马宏伟1王琢1王向涛
首都食品与医药 2021年17期
关键词:蛋清蛋液水解

黑龙江中医药大学(150040) 中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所(100193)马宏伟1, 王琢1, 王向涛△

鸡蛋是日常生活中补充能量的重要食材,鸡蛋富含人体必需的多种物质,其中以丰富的蛋白质及脂类为主,当然还包含对人体有益的多种微量元素等。鸡蛋所含蛋白质在蛋黄及蛋清中均有分布,其中蛋黄中蛋白质及脂肪含量最多,除48%的水分外,脂肪约占剩余蛋黄的三分之二,蛋白质约占其三分之一[1]。蛋清中虽没有蛋黄营养物质丰富,但其所含蛋白质的量也很可观,大约100g的蛋清中就有10g蛋白质,且蛋清中蛋白质种类众多,包含卵清蛋白、卵类粘蛋白、卵粘蛋白及溶菌酶等多种功能丰富的蛋白[2]。在科技飞速发展及人类越来越重视健康生活的大背景下,鸡蛋被越来越多地用来分离纯化多种功能肽,进而应用于各种食品药品以及保健品。在我国民间一直存在与功能肽同一思想理论的鸡蛋偏方制法,即醋蛋。醋蛋一直以来都被人们广泛使用,与人们的生活息息相关,对人类的健康事业有着深远的影响。然而由于传统工艺制备的醋蛋产品在味觉、形态等各方面存在的问题,使得醋蛋的发展受到了很大的影响。故研究人员通过实验多次改进制备工艺,如有从味觉出发,对传统工艺制备醋蛋进行腥味矫味的试验。有为了降低酸度,使用多种酶进行酶解来代替醋酸酸解,或是通过改进其制备工艺来达到目的的试验。也有从醋蛋产品外观形态出发,进行多种醋蛋液醋蛋粉的工艺改进及产品形态的修饰比较。当然也有站在功能的角度,通过与其他相似作用药物的比较,利用其相辅相成的关系,进行多种复方产品的制备。科研人员为了研究验证醋蛋的各种药理作用,像降血脂、抗疲劳、对消化系统的影响、对血细胞及血红蛋白含量的影响、抗氧化及降压等多种作用[3-4],而进行了多种试验研究。醋蛋的应用是我国历代人们经验的总结及智慧的结晶,材料易于获得,价格低廉,是一种应手而效的经典流传偏方,值得进一步研究和完善。

1 醋蛋产品制备工艺改进

1.1 醋蛋液及醋蛋粉的制备 从文献中可以看出,研究人员对于醋蛋液的制备大多选择传统的工艺制备,即用9°米醋浸泡整颗鸡蛋至蛋壳软化,然后将鸡蛋内膜破衣,搅匀待用。但也有一些改进工艺,如李笑梅[5]等人先将鸡蛋打破,再用9°米醋浸泡蛋液及蛋壳,结果蛋壳未完全溶解,此法还待考察。此外,吴桂贞[6]等人对工艺进一步改进,先按传统工艺将全蛋用9°米醋浸泡至软化,再将内膜撕破于烧杯中搅匀再次浸泡,所制醋蛋原液分布均匀,蛋壳完全溶解。王宝贵等人二次浸泡所得醋蛋液与传统醋蛋即将鸡蛋直接打破浸泡相比,产品的分散性及水解度皆是最佳,且还保留了蛋壳中的Ca2+,可以预防老年人骨质疏松等[7]。干燥的方式对于产品也有很大的影响,如董璐[8]等人考察了在醋蛋原液干燥过程中,使用喷雾干燥法的条件,从产品湿润性、产率及溶解性三个方面进行了考察。最终在喷雾干燥流速为15ml/min,进口温度为145℃,与辅料比为4∶6的条件下,所得产品最佳。不过在整个实验过程中,对于产品的损耗较大,对产品的产率有很大影响。李笑梅[9]通过真空干燥的方法对醋蛋原液进行干燥,通过实验对比,得出干燥温度在45℃-60℃的成品效果最好,但干燥时间过长。干燥的方式有很多种,在考虑醋蛋相关特性的前提下,醋蛋可以选择真空、喷雾及冻干等方式。如果是小批量的实验研究,可以考虑使用真空干燥及冻干,如果是大批量工业生产,相对来说可以减少产品损耗,故此喷雾干燥也不失为一种不错的选择。

1.2 醋蛋产品矫味 由于醋蛋腥味过重,故研究人员进行多次矫味实验,如艾华[10]等人在醋蛋原液中加蜂蜜、蛋白糖和香精,用凉开水按1∶5稀释后,制成醋蛋口服液。醋蛋的腥味主要是产品中所含胆固醇及挥发性脂类导致,故张吉全[11]通过活性炭吸附、β-环糊精包裹及胆固醇氧化酶去除胆固醇的方法,研究了对胆固醇的去除实验。结果胆固醇氧化酶去除方法对胆固醇去除率过低不可取,β-环糊精包裹法在最佳条件下,虽然去除率高达96.3%,但是β-环糊精在许多国家不是合法的食品添加剂。因此最终选用活性炭吸附法对胆固醇进行去除,活性炭具有明显物理吸附能力[12],对很多物质都有效,实验结果表明在活性炭用量1g,吸附时间40min,吸附温度20℃的条件下,去除率可达80.5%。他们同时还通过添加白砂糖、蜂蜜、葡聚糖、苹果汁及哈密瓜汁等多种水果汁对醋蛋产品进行矫味。综上所述,可以在活性炭吸附的前提下,通过添加蜂蜜、白砂糖及葡聚糖等甜味剂对醋蛋产品进行矫味,另外还可以添加苹果汁等各种水果汁,在矫味的同时增加产品的营养成分。除以上添加辅料矫味的方法外,陈雨洁[13]通过臭氧处理醋蛋,使产生腥味的物质及挥发性气体减少,从而使醋蛋产品腥味降低,同时还有产生芳香气体的作用。

1.3 降低醋蛋产品酸度 因为醋酸的存在,对患者的牙齿、胃黏膜等都有一定的损伤作用。研究人员为降低酸度进行了多次试验,如杨萍芳[14]用苹果醋代替米醋制备醋蛋液,减少对患者的胃刺激。还有一些研究者通过添加一些食疗材料,矫味的同时也降低了酸度,如崔政伟[15]等人在醋蛋传统工艺的基础上添加大枣、桂圆及枸杞等材料,不仅增加了产品的稳定性,还降低了酸度。再如鲍佐宝[16]等人用发芽糙米制粉与醋蛋粉以一定比例混合,也起到了降低酸度的作用。综上,可以通过添加食疗材料与醋蛋产品混合,或用酸度较低的果酸代替醋酸制备醋蛋液。此外从产生活性肽的角度出发,可以用酶代替醋酸水解,从而避免产品酸度过高,如Shengqi Rao[17]分别用胃蛋白酶、a-糜蛋白酶及胰酶蛋白酶水解蛋清,获得活性多肽。据Yao Ren[18]报道,用胃蛋白酶与胰蛋白酶先后进行酶解大大增加了蛋清中蛋白质的水解及可溶性肽产率。以上酶解的方式,在蛋白质达到水解的同时,又避免了醋蛋中的酸性成分对服用者胃肠道刺激,使产品受众面更广,更有效、更安全地应用于疾病的预防与治疗。

1.4 复合醋蛋产品制备 由于以上醋蛋产品的各种问题及为了丰富产品功效,研究人员另辟新路,通过添加其他食疗材料制备出全新的产品。如王博一[19]等人制备了一种具有健脾化湿功能的复合醋蛋产品,在醋蛋原液中加入苍术、白术、厚朴、陈皮、茯苓等健脾化湿药的提取物,制备出一种预防、治疗、康复为一体的保健产品。管长生[20]在醋蛋原液的基础上进行改进,制备出了一种具有降三高功效的复方产品。醋蛋自身就对高血脂、高血压有不错的效果,再与像苦荞麦、党参、白术、炙甘草等有相似作用的中药以相须相使的配伍关系制成复方产品,对降三高发挥更好的药效。黄树民[21]等人发明了一种具有预防和治疗高血压、心脏病、骨质增生等疾病的醋蛋蜂蜜膏。制备工艺是在醋蛋原液中加入决明子、栀子、菊花、橘皮及维生素B2等的提取物,同时还加入水果萃取物制备出一种水果饮料,可平时饮用,还可起到预防治疗疾病的效果。以上复方产品,包括很多本文并无列举的产品,大多均是加入补益食材或中药,制备一种复方保健品,在对一些醋蛋传统问题有所改进的基础上,也大大丰富了醋蛋的功效,为醋蛋的发展开辟了新的方向。但要想进一步将醋蛋制备成有具体功效的药物,解决其作用机制等问题,还需广大科研人员的努力。

2 醋蛋药理作用

2.1 降血脂的作用 随着人们生活条件的改善,摄入的脂肪及蛋白质等营养物质水平大多偏高,再加上不规律的作息及偏少的运动量,导致出现超重、肥胖及糖尿病等的人群越来越多,从而导致高血脂患者日益剧增,加剧了心脑血管疾病的发生[22]。而醋蛋及鸡蛋酶解物近年来被报道广泛应用于高脂血症,国内外科研人员对其进行深入及广泛的研究,如Marquesd[23]等人报道,蛋白质水解产物可以对机体内胆固醇进行吸收,从而达到降脂的作用。郑玥[24]等人通过体外表征及体内动物实验验证醋蛋降血脂的作用,主要验证了醋蛋液对胆汁酸结合能力、胆固醇胶束形成的抑制能力及体内血脂相关指数。结果显示,给药组药物对胆汁酸的结合能力可达43.21%,对胆固醇胶束的形成具有较好的抑制作用,随着醋蛋液浓度的增大,醋蛋液对胆固醇胶束形成的抑制能力也随之增强,这与体外实验结果一致。同时通过比较实验动物给药组与空白组血清及肝脏中甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇的含量比值,证明了在动物体内醋蛋液对于高脂血症有明显的疗效。Nagaoka[25]等人研究结果表明鸡蛋水解物中活性肽抑制胆固醇胶束形成,可降低血脂,与郑玥她们的研究结果相同。还有文献报道,蛋清中含有脂肪抑制剂从而发挥降血脂作用。如Bungo Shirouchi1[26]等人研究结果表明,蛋清水解物之一,卵清蛋白到达肠道并充当脂肪抑制剂,同时由于蛋清的理化性质,生成可以容纳胶束且抑制脂质吸收的凝胶,另外蛋清水解物通过抑制饮食中三酰甘油的吸收,增加机体蛋白质质量,增强肝脏β氧化,从而发挥抗肥胖作用。陈雨洁[13]等人通过油酸建立高脂血症HpeGc细胞模型,考察了醋蛋液降血脂的药理作用。结果显示,在高浓度(4μl/ml)剂量下,醋蛋液会导致模型中胆固醇、甘油三酯及活性氧水平的升高,超氧化物歧化酶(SOD)降低,造成一定的脂质积累和氧化损伤,在降血脂方面有一定的科学依据。结合以上科研者的研究成果,无论是体外实验还是体内实验,均可以看出鸡蛋水解物对于高脂血症有不错的治疗及预防作用,在这个高血脂患者日益增多的大环境下,这一研究成果是很有发展意义及前景的。

2.2 抗氧化作用 活性氧(ROS)是机体细胞代谢的产物之一,但其在体内积累太多,对蛋白质、脂类及其他大分子产生氧化损伤,是导致癌症、糖尿病及心血管疾病的病因之一[27]。活性氧包括羟自由基、过氧化氢及超氧阴离子等,基于其对人类身体健康有极大的损害[28],人们对这些自由基的清除及抑制脂质过氧化展开了大量的研究。抗氧化作用正是醋蛋产品的药理作用之一,且作用效果显著。有研究表明,醋蛋发挥抗氧化作用的主要物质是活性肽[29-30],醋蛋在传统制备工艺中对鸡蛋进行了酸解,将蛋白质水解为部分肽。为了追求将鸡蛋水解的更加彻底,以期发挥更好的作用,故研究抗氧化作用的实验大多是将醋蛋液进行酶解。如陈黎斌[31]等人对醋蛋的酶解产物进行了抗氧化实验研究,结果显示醋蛋液胃蛋白酶酶解产物抗氧化作用与纯化VC抗氧化阳性组比较效果相差无几。陈黎斌[32]等人还研究了醋蛋液酶解产物清除自由基的能力,在8mg/ml的浓度下,醋蛋酶解产物对于羟自由基·OH及DPPH·自由基的清除率均高达到90%以上。Ada Valos[33]等人通过测试蛋白水解物对抑制低密度胆固醇(LDL)诱导氧化的能力,结果表明蛋清水解物具有较强的抗氧化能力。除通过测试自由基消除能力及低密度胆固醇诱导能力来研究醋蛋抗氧化能力外,杨锋[34]等人还研究了美德拉反应对于醋蛋抗氧化能力的影响,他们使醋蛋与葡萄糖发生美德拉反应,然后测试美德拉反应产物对自由基的清除能力。结果显示,在与葡萄糖质量比、反应初始pH、反应温度、反应时间等条件达到最佳时,美德拉反应产物对各种自由基的消除能力都有所提高,其中对DPPH·自由基的清除率及Fe3+离子的还原能力最强,与醋蛋多肽相比,自由基清除率增加了52.1%,Fe3+离子还原能力(A700nm)增加了0.611。对于药物药理作用的研究,动物体内及临床试验的研究是必需的。Mar A[35]等人通过SHR大鼠动物实验,证明长期服用蛋清水解物增加了血浆中氧化自由基的吸收能力,降低了SHR大鼠主动脉丙二醛水平,即证明其具有增加血浆自由基的清除能力及抑制脂质过氧化的能力。艾华[10]等人通过临床试验研究醋蛋酶解产物的抗氧化作用,结果显示醋蛋酶解产物可提高血浆中抗氧化酶系统的活性,增加清除自由基的效率,故可提高机体抗氧化能力。概而言之,醋蛋酶解产物不仅在清除自由基方面有显著的效果,而且在实验动物及临床试验人员身上也展现出了其对于增加抗氧化酶系统活性的能力。由此可见,醋蛋在抗氧化方面药效显著,是一个值得深入研究的方向。

2.3 降压作用 高血压是醋蛋最常被人们所应用治疗的疾病,降压药的降压机制分为很多种,醋蛋主要是通过抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统发挥作用。如陈黎斌[36]等人研究发现醋蛋降压的活性成分为ACE抑制肽,其主要发挥两个作用[37],一是抑制AngⅠ转换为AngⅡ,如图1-A所示,二是增加缓激肽的活性,从而通过机体内肾素-血管紧张素及激肽释放酶-激肽系统对血压产生高度调节作用,除此之外,醋蛋活性物质,还通过增强ACE2的表达,减低AngⅡ的含量发挥作用,如图1-B所示,这也进一步验证了醋蛋的降压机制。多肽既是醋蛋发挥作用的活性成分,对于多肽分离纯化的研究自然也就势在必行,如吴迪[38]验证了醋蛋中多肽的分离纯化条件,即在用蛋白酶酶解的情况下,酶解温度为50℃,酶用量为1%,酶解时间3h,酶解pH为9时条件最佳,且对多肽分离纯化影响程度依次为酶解时间>酶解温度>酶用量。此外,还有国外学者[39]用胃蛋白酶及碱性蛋白酶水解蛋黄,研究蛋黄水解物在机体内对NO释放的影响。结果表明,蛋黄水解物中存在特异性一氧化氮合酶(NOS)抑制剂,致使机体NO释放增多,而NO又具有舒张血管的作用,从而达到降压效果。文献中也报道了对蛋清、蛋黄水解产物及醋蛋产物进行动物体内实验及临床试验,如Forough Jahandideh[40]等人通过SHR大鼠动物实验验证蛋清、脱脂蛋黄、煎全蛋及未脱脂蛋黄水解物对实验动物血压的影响。结果除未脱脂蛋黄组外,其他组别与对照组相比均对大鼠血压有显著性降低,特别是脱脂蛋黄作用效果更为显著。陈平[41]等人通过临床实验验证醋蛋液的降压效果,对53名自发性高血压(SHR)患者随机分为醋蛋液组跟安慰剂组,结果治疗后安慰剂组血压无明显变化,而醋蛋液组血压有明显下降,收缩压总数降低4kPa,舒张压总数降低2.07kPa。综上所述,可以得知醋蛋及鸡蛋酶解产物有明显的降压效果,其发挥作用的活性成分为活性肽。结合以上抗氧化部分论述,可以得出鸡蛋水解物发挥降压机制主要有三条途径,首先是通过抑制血管紧张素转化酶(ACE)发挥作用,这也是研究最为广泛的机制之一,其次是一氧化氮合酶(NOS)抑制剂的作用,通过NO介导的血管扩张发挥降压作用,最后是通过增强抗氧化能力发挥降压的作用。

图1 ACE及ACE2在肾素-血管紧张素系统中的作用示意图

2.4 其他作用 醋蛋除以上药理作用外,还有抗疲劳、抗炎、对消化功能的影响及提高免疫功能等作用。如李凤文[42]等人通过实验验证醋蛋抗疲劳及免疫作用的实验,通过小鼠游泳时间来验证抗疲劳作用,结果显示给药组比对照组游泳时间延长72s。同时通过醋蛋液对小鼠脾淋巴细胞增殖能力及血清溶血素影响的实验,表明了醋蛋液对机体有明显的免疫作用。有科研人员验证了蛋黄水解物抗炎的作用,如Chalamaiah Meram[43]等人以巨噬细胞为体外模型,评价了蛋黄不同酶解产物的抗炎作用。结果表明,水解物对NO、促炎细胞因子及白细胞介素等均有较强的抑制作用,表明水解物可显著降低炎症反应。韦玉先[44]等人通过实验验证了醋蛋对大鼠血细胞(RBC)及血红蛋白(HGB)含量的影响,结果显示给药组RBC及HGB含量均高于生理盐水对照组,故醋蛋对大鼠红细胞及血红蛋白的含量有显著影响。此外,彭成[45]等人验证了醋蛋对消化功能及抗衰老的作用,研究表明小鼠给药组24h内的纳食量及墨汁长度均高于对照组,同时给药组心、脑脂褐素含量均高于对照组,故而得知醋蛋也具有显著的促消化及抗衰老的作用。

3 展望

近年来醋蛋越来越受大众的青睐,主要用于预防和治疗高血脂、高血压等老年疾病。但醋蛋传统制法一直以来受风味等问题的困扰,故本文收集了目前对于这些问题的工艺改进方式及方法,以期对广大患者及科研者有所帮助。目前醋蛋产品形式仍然单一,除传统的食用方式之外,各种保健饮料或小食品的产品占领大半个市场。这些产品虽然在风味等传统问题上有所改善,但在功效上更多偏向保健品,缺失了醋蛋自身对疾病原有的预防、治疗作用。在今天这个科技信息飞速更新的时代,科研人员不能继续走传统中医的经验路线,通过实验研究弄清药物的作用机制是必不可少的。此外国外对于醋蛋的研究虽然较少,但其科研工作者对于鸡蛋水解产物的研究要比国内更加完善和深入,且醋蛋与鸡蛋酶解产物发挥作用的机制是相近的,因此我国可以借鉴学习他们对于鸡蛋酶解产物的研究,进一步完善醋蛋的相关研究。综上,个人认为,醋蛋相关产品目前主要存在两个问题,一是产品风味与功效并没有完美的结合到一起,即对醋蛋风味问题有改善的研究,并没有证明改善后的产品功效是否依旧可观,而证明了醋蛋有显著药理作用的研究,又没有改善产品的风味问题。二是目前对于醋蛋药理作用的研究还是有所欠缺,且过于浅显,故我们有必要对其进行更加深入的探讨,使其能够更好、更规范地应用于人类疾病的预防与治疗。

针对以上问题,提出以下建议:首先,基于传统醋蛋液酸度高、味腥及不利于携带等问题,可以参考已有文献,添加相关矫味剂,或通过其他方法,将产品制备成病患可以接受的饮料或便于携带的粉末、胶囊等相关固体制剂。其次,对于醋蛋风味及功效能否完美结合的问题,个人认为在改善产品风味的同时,需确保醋蛋原有功效不被削弱,更甚可以通过与其他相关药物的协同作用或改变剂型等方式,增强其功效。且通过相关体内体外实验,对其药理作用得以验证,制备出功效、风味、状态俱佳的产品。最后,可以利用现代分析仪器与方法、建立制备产品数学模型、结合现代分子生物技术相关理论知识,深入研究导致以上问题的根源,及产品发挥功效的相关成分、作用机制、与生理功能相互关系。在此基础上,还可以与新剂型相结合,将相关作用成分加工制备成脂质体、乳剂、固体分散体或纳米级别的其他相关剂型,在增加功效的同时,改善产品风味、功效等问题。

猜你喜欢
蛋清蛋液水解
拒绝“剩宴” 蛋清变猫头
打发蛋清有讲究
水解沉淀-碳热还原氮化法制备碳氮化钛粉末
黄瓜“厚蛋烧”
水解常数及其常见考查方式
千层厚蛋烧
煎鸡蛋
盐类的水解考点探究
盐类水解的原理及应用
不同淀粉对蛋清浆的影响研究