賀娟妮，賀寶鋒，姚海偉，彭夢(mèng)姣，李 婧

(1.陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工與紡織服裝學(xué)院，陜西 咸陽712000； 2.江蘇科技大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江212100)

0 引言

雞蛋對(duì)人體健康非常有益。雞蛋中蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分含量豐富，可為人類提供基本的營養(yǎng)物質(zhì)。雞蛋具有良好的發(fā)泡性和乳化性，風(fēng)味獨(dú)特，常常被用于食品加工。雞蛋中的蛋白質(zhì)及其多肽具有許多重要的生物活性，如抗菌、抗氧化活性，免疫調(diào)節(jié)和抑制高血壓等，在疾病預(yù)防中有重要作用[1]。如果將蛋白質(zhì)酶解形成多肽，其活性會(huì)大大增強(qiáng)，并且有利于機(jī)體的消化和吸收。因此，雞蛋中功能蛋白質(zhì)的分離和生物活性肽的制備已頗受關(guān)注，且具有很高的研究價(jià)值[2]。本文從雞蛋的組成、生物活性成分、蛋白質(zhì)分離及多肽制備3個(gè)方面對(duì)雞蛋中蛋白質(zhì)及其多肽的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，為充分利用我國豐富的禽蛋資源，提高蛋產(chǎn)品附加值，促進(jìn)雞蛋產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 雞蛋組成

1.1蛋清

雞蛋蛋清主要由蛋白質(zhì)(10.4%)和水(88%)組成，占整個(gè)蛋質(zhì)量的60%以上。蛋清中還含有痕量的脂質(zhì)(0.02%)，以及S、K、Na、Cl、P、Ca、Mg、Fe等元素形成的化合物。碳水化合物在蛋清中的存在形式有兩種，分別是游離碳水化合物和化合碳水化合物。葡萄糖是蛋清中游離碳水化合物的主要成分，占比98%。

1.2蛋黃

蛋黃在雞蛋中的質(zhì)量大約占28%，主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，含少量的礦物質(zhì)和碳水化合物。脂質(zhì)占蛋黃干質(zhì)量的60%。蛋黃脂質(zhì)主要包含甘油三酯、磷脂、膽固醇和腦苷脂。大多數(shù)蛋黃蛋白質(zhì)有兩種存在形式：低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)和高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)，低密度脂蛋白在蛋黃蛋白質(zhì)中占比60%。蛋黃中含有1.0%～1.5%的礦物質(zhì),其中以磷最為豐富。蛋黃中超過60%的磷存在于磷脂中。蛋黃中含有大約1%的碳水化合物，這些碳水化合物大部分都是甘露糖和葡萄糖胺[3]。

1.3蛋殼

蛋殼是一種高度精密有序的礦化結(jié)構(gòu)，主要由礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)和水組成，約占整個(gè)雞蛋質(zhì)量的9.5%。礦物質(zhì)占整個(gè)蛋殼質(zhì)量的91%，是蛋殼的主要成分，包括鈣(98%)、鎂(0.9%)、磷(0.9%)等[4]。蛋殼分外層的角質(zhì)層和內(nèi)層的殼膜兩層，外層主要由蛋白質(zhì)、少量的碳水化合物、脂質(zhì)組成，內(nèi)殼膜包含有少量的原卟啉。

2 雞蛋的生物活性成分

2.1蛋清

蛋白質(zhì)是雞蛋蛋清中的主要活性成分，雞蛋蛋清中含有各種蛋白質(zhì)，卵白蛋白(ovalbumin)含量最大，占蛋清中蛋白質(zhì)的54%，其次是卵轉(zhuǎn)鐵蛋白(ovotransferrin)占比13%、卵類黏蛋白(ovomucoid)占比11%、卵球蛋白(ovoglobulin)占比4%、卵黏蛋白(ovomucin)占比3.5%、溶菌酶(Lysozyme)占比3.5%、卵糖蛋白(ovoglycoprotein)占比1%、卵巨球蛋白(ovomacroglobulin)占比0.5%等雞卵白蛋白[5]。

截至目前，蛋清中已鑒定出至少165種蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)在蛋清中的含量分布極不均衡，卵白蛋白、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白、卵類黏蛋白、卵黏蛋白、溶菌酶和卵糖蛋白6種高密度蛋白質(zhì)的含量占蛋清總蛋白含量的86%[6]。蛋清中的低密度蛋白質(zhì)種類繁多，如伴侶族蛋白、抗菌蛋白Tenp、脂鈣蛋白CALγ、血清蛋白、免疫球蛋白、肌動(dòng)蛋白、泛素蛋白和組蛋白等。如表1所示，蛋清中的蛋白質(zhì)具有良好的生物活性[3]。

表1 蛋清中功能蛋白的生物活性

卵白蛋白和卵轉(zhuǎn)鐵蛋白均具有良好的抗氧化活性，有研究發(fā)現(xiàn)，將糖類與卵白蛋白混合，可以大大提高卵白蛋白本身的還原能力、DPPH自由基清除活性和抗氧化能力[7]。蛋清中的卵轉(zhuǎn)鐵蛋白酶解之后，其抗氧化活性也會(huì)顯著提高。溶菌酶及其酶解產(chǎn)物對(duì)革蘭氏陽性菌有非常明顯的抑制活性，常常被用作天然的食品防腐劑。卵白蛋白的酶解肽段對(duì)枯草芽孢桿菌有很強(qiáng)的抑制活性[8]。卵轉(zhuǎn)鐵蛋白，轉(zhuǎn)鐵蛋白家族的成員，是人體內(nèi)一種重要的鐵元素載體，防止鐵被微生物感染，它對(duì)很多菌類都具有抑制活性，如假單胞菌、變異鏈球菌、金黃色葡萄球菌、蠟樣芽胞桿菌、李斯特氏菌和幽門螺桿菌等[9]。Cystatin和卵白素一直以來都是抗癌藥物研發(fā)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，尤其是卵白素在癌癥治療的預(yù)先靶向方面有廣泛的應(yīng)用，組織蛋白酶B和L可引發(fā)胃癌，經(jīng)過純化的蛋清cystatin可以減少組織蛋白酶B和L的影響，預(yù)防胃癌。許多體內(nèi)試驗(yàn)表明，溶菌酶能有效抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。通過一種簡單的去溶劑化技術(shù)可以形成自組裝納米溶菌酶，自組裝納米溶菌酶具有抗癌活性，并在較寬的pH值和溫度范圍下結(jié)構(gòu)優(yōu)異、功能穩(wěn)定，用自組裝納米溶菌酶治療MCF-7乳腺癌時(shí)，基于活性氧物種的機(jī)制可以殺死95%的癌細(xì)胞[10]。由α亞基和β亞基組成，β亞基對(duì)腫瘤細(xì)胞有毒性，由鏈霉蛋白酶處理的卵粘蛋白產(chǎn)生的糖肽在雙移植腫瘤系統(tǒng)中顯示出抗腫瘤活性，來自鏈霉蛋白酶處理的卵粘蛋白的高度糖基化肽似乎具有抗腫瘤活性，并且用該肽治療腫瘤可有效防止水腫和新生血管生成[11]。蛋清中的卵轉(zhuǎn)鐵蛋白可以使用非硫醇還原劑自動(dòng)分離，由此產(chǎn)生的多肽能顯著抑制HCT-116結(jié)腸癌細(xì)胞和MCF-7乳腺癌細(xì)胞的增殖，而且不影響正常人乳腺細(xì)胞[12]。JALILI-FIROOZINEZHAD S等[13]研究發(fā)現(xiàn)，卵轉(zhuǎn)鐵蛋白對(duì)人癌細(xì)胞系具有細(xì)胞毒性活性，并且在酶介導(dǎo)的水解后這種活性顯著增加，已經(jīng)有許多報(bào)道描述了卵蛋白和多肽通過多種機(jī)制進(jìn)行的免疫調(diào)節(jié)活性，經(jīng)甲基乙二醛修飾后，蛋清中的卵清蛋白可刺激巨噬細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子α[14]。此外，RUPA P等[15]報(bào)道，熱變性卵清蛋白影響CD4+T細(xì)胞中細(xì)胞因子的產(chǎn)生，熱變性卵清蛋白也能增加白細(xì)胞介素的產(chǎn)生，由卵清蛋白產(chǎn)生的肽(對(duì)應(yīng)于區(qū)域aa 77-84和aa 126-134)引起巨噬細(xì)胞吞噬活性的增加，還報(bào)道了卵清蛋白肽在癌癥免疫治療中增強(qiáng)免疫反應(yīng)。Cystatin通過嗜熱菌蛋白酶和胃蛋白酶酶解卵轉(zhuǎn)鐵蛋白，得到的IRW、IQW、LKP共3種活性多肽對(duì)血管緊張素轉(zhuǎn)化酶顯示出強(qiáng)的抑制活性，同時(shí)發(fā)現(xiàn)雞蛋蛋清中的溶解酵素水解液也能顯著抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶[16]。

2.2蛋黃

蛋黃對(duì)于人類來說也是一種重要的營養(yǎng)來源，其消化率可與牛奶相媲美，雞蛋特別是蛋黃中存在大量活性物質(zhì)，蛋黃中蛋白質(zhì)的生物價(jià)值甚至優(yōu)于牛奶，其生理功能成分的開發(fā)一直是國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)[17]。蛋黃中的蛋白質(zhì)至少已有316種被鑒定，受蛋黃中脂類影響，蛋黃中蛋白質(zhì)的研究難度較大，還有待于進(jìn)一步研究[18]。蛋黃中卵黃高磷蛋白、卵黃球蛋白(IgY)、卵黃蛋白3種蛋白質(zhì)的生物活性如表2所示。

表2 蛋黃中功能蛋白的生物活性

卵黃高磷蛋白具有強(qiáng)烈的金屬螯合作用，因此是一種強(qiáng)的抗氧化劑，同時(shí)，在DPPH自由基清除試驗(yàn)和人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞中，卵黃高磷蛋白經(jīng)過胰蛋白酶的酶解形成的卵黃高磷蛋白磷酸化肽段顯示出了極強(qiáng)的抗氧化性，在亞油酸氧化體系下，蛋黃中蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物表現(xiàn)出抗氧化活性[19]。卵黃高磷蛋白對(duì)人癌細(xì)胞系具有細(xì)胞毒性活性，眾所周知，DNA損傷與癌癥代謝有關(guān)，因此，防止脫氧核糖核酸損傷是預(yù)防癌癥的一種方法。CHALAMAIAH M等[20]研究發(fā)現(xiàn)，卵黃高磷蛋白對(duì)H2O2刺激引起的HeLa、HepG2細(xì)胞DNA損傷有保護(hù)作用。IgY對(duì)DR5蛋白具有良好的親和力，DR5蛋白誘導(dǎo)癌細(xì)胞配體的凋亡，有助于癌細(xì)胞中腫瘤壞死因子整體凋亡。因此，IgY可有效誘導(dǎo)MCF7細(xì)胞死亡，而且對(duì)正常細(xì)胞沒有毒性。同時(shí)，蛋黃來源的IgY已被證明在感染鼠傷寒沙門氏菌小鼠的腸粘膜中顯示出一些免疫調(diào)節(jié)活性[21]。蛋黃中的卵黃蛋白可以抑制LPS誘導(dǎo)的RA W 264.7巨噬細(xì)胞中促炎細(xì)胞因子如TNFα、I L-1β、IL-6和IL-10的產(chǎn)生，因此具有抗炎活性[22]。

2.3蛋殼

在蛋品加工行業(yè)，蛋殼往往被丟棄，不僅污染環(huán)境，而且浪費(fèi)資源。蛋殼中生物學(xué)活性成分有溶菌酶、膠原蛋白、角蛋白、硫酸軟骨素、唾液酸和透明質(zhì)酸等[23]。有研究表明，唾液酸有利于嬰幼兒大腦的發(fā)育，同時(shí)與癌癥、炎癥及衰老等有密切的關(guān)系[24-25]。角蛋白因富含苯丙氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸和丙氨酸等疏水性氨基酸而不溶于水，由于角蛋白中存在大量的二硫鍵，因此具有較強(qiáng)的耐酸堿及抗酶解能力[26]。透明質(zhì)酸具有較強(qiáng)的保濕、鎖水能力，是一種理想的天然保濕因子，憑借其天然、無過敏且與人體組織良好的相容性，被廣泛應(yīng)用于化妝品、保健食品及醫(yī)藥領(lǐng)域[27]。膠原蛋白具有多種生物活性，包括參與細(xì)胞遷移、分化及增殖，同時(shí)可以使骨、腱、軟骨和皮膚具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。有研究證明，膠原蛋白具有降低甘油三酯和膽固醇的作用[28]。

3 雞蛋蛋白質(zhì)分離和多肽制備

從蛋清和蛋黃中分離純化蛋白質(zhì)的方法很多。最初的方法是20世紀(jì)50年代用硫酸銨、氯化鈉、氯化鉀通過鹽析法分離卵白蛋白、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白、卵黏蛋白和卵黃高磷蛋白[29]。但是這種方法分離的蛋白質(zhì)純度很低，目前，色譜法是分離雞蛋蛋白質(zhì)普遍采用的方法。FEENEY R E等[30]于1960年首次使用色譜法成功分離蛋白，之后各種色譜技術(shù)相繼用于蛋白的純化和鑒定研究，包括親和色譜、離子交換色譜、排阻色譜及其與質(zhì)譜的聯(lián)用技術(shù)等。有研究者采用離子交換色譜法分離出卵白蛋白、溶菌酶、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白、卵黃高磷蛋白，采用親和色譜分離出溶菌酶和卵轉(zhuǎn)鐵蛋白[31-32]。色譜法可以分離出高純度蛋白質(zhì)，然而，色譜法因?yàn)橘M(fèi)用高昂，進(jìn)程緩慢，容量低并不適合大規(guī)模生產(chǎn)。超濾法是一種比較適合分離純化雞蛋蛋白質(zhì)的方法，卵白蛋白、溶菌酶、卵黃免疫球蛋白在21世紀(jì)初期先后被采用超濾法分離出來[33]。但是超濾法操作過程煩瑣、復(fù)雜，操作過程中蛋白質(zhì)很容易被污染，因此，即使超濾法可以分離出高純度(≥90%)蛋白質(zhì)，依然不能應(yīng)用推廣。另外，多種分離蛋白質(zhì)的方法往往僅限于模擬樣品的分析，在實(shí)際樣品中應(yīng)用較少。

雞蛋蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換后得到的多肽不但有營養(yǎng)價(jià)值而且還具有多種生物活性。這些多肽在天然蛋白質(zhì)中通常是沒有生物活性的，只有通過酶解或者水解之后才能顯示出其特有的生物活性，生產(chǎn)功能多肽最常用的制備方法是用商業(yè)酶制劑進(jìn)行酶解[34]。常用于蛋白質(zhì)水解的酶有蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、α胰凝乳蛋白酶、堿性蛋白酶和木瓜蛋白酶等，這些商業(yè)酶制劑因?yàn)榫哂斜娝苤淖钸m宜pH值、溫度、最佳切割位點(diǎn)，酶解時(shí)具有高效性[35]。同時(shí)，酶解時(shí)為提高效率也會(huì)采取高溫高壓的物理措施。非商業(yè)酶制劑也會(huì)用于雞蛋蛋白質(zhì)的酶解生產(chǎn)功能多肽。那些非商業(yè)酶制劑價(jià)格便宜，可以降低成本。純化技術(shù)常常被用來提高多肽的純度，增強(qiáng)其活性。這些技術(shù)主要包括低分子量截留超濾膜法、凝膠過濾、離子交換色譜法和反相高效液相色譜法[36]。通過這些純化技術(shù)得到的多肽，他們的抗氧化活性和抑制高血壓活性比直接水解得到的多肽活性要高。

4 結(jié)束語

雞蛋不僅可以用作功能性食品材料，還可以用于藥物材料。研究雞蛋中蛋白質(zhì)和多肽的生物活性和功能特性對(duì)促進(jìn)雞蛋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。目前，許多雞蛋蛋白質(zhì)和多肽的研究均是基于體外細(xì)胞系進(jìn)行，為了加快雞蛋作為活性功能原料的使用，需要更多的體內(nèi)試驗(yàn)或者人體試驗(yàn)，證明其在胃腸環(huán)境中的安全性、活性、穩(wěn)定性。同時(shí)，雞蛋功能蛋白質(zhì)及活性多肽的研究目前還停留在基礎(chǔ)研究階段，基礎(chǔ)研究成果順利工業(yè)化將成為未來研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。