改善营养性贫血的功能性食品的开发利用
现状:
贫血作为世界范围内重要的公共性营养卫生问题之一,已引起高度重视和广泛关注。
在世界各地,贫血广泛分布,属于一种常见病,尤以发展中国家为甚。
由于某些营养素缺乏而引起的营养性贫血又是贫血中最常见的类型,如铁缺乏症或缺铁性贫血已成为威胁人类健康的大敌之一。
世界人口的10%~20%存在缺铁现象,约30%~40%的儿童、育龄妇女存在不同程度的缺铁症。
我国的营养性贫血人群分布现状更不容乐观,据最近的调查统计,婴幼儿和中小学生缺
铁性贫血者高达64.4%,妇女达47%。
一些落后地区孕妇不同阶段的贫血率均在70%以上,
晚期甚至高于90%。
近十年来,我国现代城镇居民贫血发生率每年以10%~15%的速度增长。
同时值得关注的是,那些过度追求减肥瘦身和排毒而导致的饮食不均衡、营养素摄入不足、代谢机能紊乱或减弱增加了新的贫血人群。
这也成为一种新的现代都市文明病。
营养性贫血引发的一系列健康损害不容忽视,特别是明显的贫血能引起儿童智力发育和行为障碍。
即使是未达到贫血程度的轻度到中度铁缺乏亦可对机体的组织功能产生损害,尤其是对婴儿及儿童的认知功能和精神运动发育造成不可逆的损伤。
但是,只要我们有针对性地加以预防,特别是通过合理膳食、均衡营养,及时补充可能缺乏的营养素等,则可有效地防患于未然。
贫血是世界性公共营养卫生问题,而利用补血功能食品是预防和改善营养性贫血的有效途径。
猪血的开发利用
猪血的营养价值:
猪血中蛋白质含量高达17%~21%,高于人乳和全蛋。
其氨基酸组成平衡,含人体所需的8种必需氨基酸,符合联合国粮农组织、世界卫生组织(FAO/WHO)专家组推荐模式,为一种优质蛋白质,营养学家称其为液体肉。
猪血中含有人体所需要的几乎全部的营养成分:蛋白质、氨基酸、维生素、糖和钠、钾、铁、钙等人体不可缺少的微量元素,特别是铁、锌、钙等金属离子大都是与蛋白质和其他有机物相结合,以有机复合体的形式存在,容易被人体吸收利用。
猪血的营养全面、平衡,有利于满足老年人、妇女、儿童的需要。
猪血不但营养丰富,而且还是保健食疗的佳品,据测定猪血中含有铁、锌、磷、铜、钙、硒等多种人体必需的微量元素,尤其猪血中的铁含量高达3 0 m g /1 0 0 g ,而且人体吸收率高,是理想的补铁食品,对妇女、儿童和老年人的缺铁性贫血有预防和治疗效果,俗
语之“吃血补血”。
分离纯化猪血中的功能因子蛋白质、血红素铁、免疫球蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)开发易消化吸收食品、补血食品、增强免疫食品及抗衰老食品的新思路。
一.前言
现代研究认为,食品具有三大功能:一是营养功能,提供人体所需的各种营养素;二是感觉功能,以满足人们不同的嗜好和要求;三是生理调节功能。
第三点则是近年来对食品功能的新发展,即食品在具有上述前两大功能的基础上,同时对人体具有生理调节功能。
所谓保健食品(又称为功能食品)是食品上述三大功能完美结合的体现和科学地结合。
日本厚生省将保健食品定义为“食品具有与生物防御、生物节津调整、防治疾病、恢复健康等有关功能因子(又称活性成分),经设计加工,对生物体具有明显调整功能”。
保健食品中最重要的成分是功能因子,常见的保健食品功能因子有活性多肽或蛋白质、
活性多糖、自由基清除剂、免疫调节剂、功能性油脂等。
猪血是肉联厂生产的副产物,其中含有大量的保健食品功能性因子,但未能很好地开发利用。
猪血约占生猪体重的5.0%,我国每年生猪出栏头数达3.5亿头,按每头猪屠宰后获得3kg血计,每年的屠宰血量高达10.5亿公斤,其中含有丰富的营养成分,被誉为“液体肉”。
实质上,猪血的营养价值远比猪肉高得多,但由于诸多原因,当前我国猪血的利用率还很低,除极少一部分以血粉形式供作饲料外,其余以污水形式排放,致使大量宝贵营养资源流失,且造成严重的环境污染。
而一些发达的工业化国家则对猪血有合理的利用。
在保健食品盛行的今天,建议从猪血中提取或制取保健功能因子,用于制造特定的保健食品,为我国猪血的深度利用和保健食品的功能因子资源的开发提供新的思路。
二.保健食品的开发
以猪血为原料,提取其中的蛋白质、血红素、免疫球蛋白和SOD酶,分别制造不同的保健食品。
1.易消化吸收蛋白食品
易消化吸收蛋白食品是先将猪血中的蛋白质组分分离出来,再利用一定的蛋白酶进行水解,将猪血蛋白水解为易于被人体吸收的多肽和氨基酸,而后制造成食品,其具体工艺如下:猪血→(等体积水)调制→煮制→打碎→冷却→(HCI)调pH→分离脱色→猪血蛋白→蛋白酶水解→冷冻干澡→易消化吸收蛋白食品。
用酶解后的猪血蛋白为原料,可以生产不同类型的易消化吸收蛋白食品,如酸性蛋白饮料、蛋白强化奶粉等。
由于该类食品具有易消化吸收的特点,尤其在下列几种情况下可作为蛋白营养源:一是因高温、过度疲劳等引起的肠胃功能降低时;二是手术后特别是消化道手术后的康复食品;三是婴幼儿和老年人消化功能障碍或弱化者;四是高负荷运动时需补充蛋白质却又不能使肠胃负担过重者。
2.抗衰老食品
超氧化物歧化酶(简称SOD酶)是优良的超氧阴离子自由基清除剂,具有抗辐射、抗肿瘤、抗炎症、延缓衰老和治疗自身免疫性疾病的作用,现已成为食品工业中被广泛认可的抗衰老功能成分之一。
提取猪血中丰富的SOD酶,进而生产具有抗衰老功能的保健食品,正符合我国社会老龄化趋势的需求。
利用猪血制备SOD酶,国内应用最广泛的是McCord-Fridivicl法,该工艺存在有机溶剂和磷酸氢二钾用量大、生产周期长、产品纯度低、活力差、费用昂贵等缺点。
我国学者对其进行了改造,较为成熟的是华东理工大学袁勤生等人的工艺:先用加热和超滤(UF)相结合的办法除去血红蛋白,上清液直接加以丙酮沉淀,再加热变性(55℃~60℃,15min),除去杂蛋白。
结果所得SOD酶产品的比活力为13290.7UI/mg蛋白,得率为65%。
而刘利东改用热变性、饱和硫酸铵盐析、分子筛纯化制备的SOD酶产品比活力为14200UI/mg蛋白,得率为46.5mg/L猪血红细胞。
3.增强免疫食品
有研究表明,经免疫注射的毛重110kg的商品肥育猪的血液可提取约3.5g免疫球蛋白。
免疫球蛋白是具有抗体活性,其化学结构与抗体相似的球蛋白,基本结构是由一对较长的多肽链和一对较短的多肽链和几对二硫键连接而成的四肽结构,属于糖蛋白类。
它普遍存在于哺乳动物和人体的血液和组织液以及外分泌液和B淋巴细胞的细胞膜上,其功能可提高人体自身的免疫能力,增强抗病能力。
增强免疫食品是含有能加强人体自身免疫能力的免疫功能因子,如香菇多糖,免疫球蛋白等的食品。
我国在90年代初开始对免疫球蛋白资源进行了大量研究,其成果有:鸡蛋中免疫球蛋白的分离提取、免疫乳的研制等。
对猪血免疫球蛋白资源的开发,都缺乏深入的研究,致使这一宝贵的资源至今仍被大量废弃。
4.补血食品
铁在机体内具有重要的生理功能,它主要参与机体内部氧和二氧化碳的运输、交换和组织的吸收过程及某些氧化还原过程。
缺铁时,会引起缺铁性贫血。
食物中的铁可分为两类:一类是以Fe(OH)3络合物形式存在于植物性食物中,与其络合的有机分子有蛋白质、氨基酸、有机酸等。
这种形式的铁必须事先与有机部分分开,并还原成为亚铁离子后才能被吸收。
另一类为血红素铁,是与血红蛋白和肌红蛋白中的卟啉结合的铁,此种类型的铁不受植酸及磷酸的影响,将以卟淋铁形式直接被肠粘膜上皮细胞吸收,其吸收率比离子铁高三倍。
研究表明,每100ml猪血中血红素铁的含量高达40mg以上,而每100g瘦猪肉中仅含有1.6mg 血红素铁。
因而,提取猪血中的血红素铁,制成具有补血功能的食品,可用于缺铁性贫血患者、孕妇、受伤流血过多者、手术后病人及部分妇女因月经过多而造成气血不足者。
有关猪血血红素的提取方法可谓五花八门,有有机酸沉淀法、多酚沉淀法、絮凝法。
较为成熟的是冰醋酸法,该法具有工艺流程简单、操作简便易行、产品得率高等优点,其具体工艺如下:
猪血→加热保温(冰醋酸,加热,90℃,30min)→室温放置沉淀(10h)→离心→沉淀→醋酸洗涤Ⅰ→蒸馏水洗涤Ⅱ→乙醚洗涤Ⅲ→乙醇洗涤Ⅳ→沉淀物→干燥→血红素成品血红素铁除作为优良的补血功能因子外,它还可以作为色素,部分或全部替代亚硝酸盐作为肉制品的发色剂。
此外,血红素还是化学合成抗癌药物胆红素的原料。
当然,易消化吸收猪血蛋白食品,对由于蛋白质缺乏而引起的贫血也有相当疗效。
我国猪血深度开发近来取得重要进展,采用生物酶技术、结晶技术、压气蒸馏技术等高新技术开发出的血红素、水解球蛋白、水解血浆粉可作为食品原料、食品添加剂、营养强化剂、医药原料等,又可开发出功能食品,像血红素生血补铁口服片、水解血浆口服液等,产品纯度高,提取率高,易于人体的吸收利用,是很好的营养强化剂和营养增补剂,经卫生防疫部门的检测和毒理实验,表明产品无任何毒副作用,且蛋白质、微量元素等营养指标高。
水解血浆蛋白和水解血球蛋白可广泛应用在食品工业中,如血浆蛋白添加在肉制品中,可以增加蛋白质含量,改善产品内在质量和口感;在畜禽养殖业饲料中添加可促进幼小畜禽的生长发育,提高机体免疫力。
血球蛋白还可作为食品的增补剂和天然着色剂。
采用先进技术开发猪血资源是利国利民的好事,同时也具有较高的经济价值和社会效益。
除了猪血能补血,含铁量较多的补血食物有鸭血、猪血、动物肝脏、菠菜、茄子等红根蔬菜、还有大枣、柑橘等水果中,另外,只有二价的铁才容易被人体吸收,而食物中多含有三价的铁,所以还需要吃些酸性食物使三价铁在胃肠道中转化为二价铁被身体吸收,这样的酸性食物有西红柿、酸菜等。