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林蛙卵營養成分和保健功能的研究進展

2018-06-05 06:57劉俊梅吳世玉王丹洋周琪羅澤江于寒松
食品研究與開發 2018年11期
關鍵詞:林蛙黑色素脂肪酸

劉俊梅,吳世玉,王丹洋,周琪,羅澤江,于寒松

(吉林農業大學食品科學與工程學院,吉林長春130118)

中國林蛙(Rana temporaria chensinensis David)俗稱田雞、哈士蟆,屬兩棲綱、無尾目、蛙科、林蛙屬,主產于我國東北地區。中國林蛙體內富含蛋白質、糖類以及多種維生素和激素等[1],具有重要的保健功能[2]。長白山地區林蛙溝系達2 100多條,占全省總量的四分之一左右,養殖面積超過148萬公頃,年產林蛙油超過30 t,其副產物林蛙卵超過35 t。雌性林蛙的輸卵管干燥品,別名蛤蟆油、哈士蟆油、林蛙油等,具有很高的保健價值,始載于《本草綱目》,具有滋陰潤肺、補腎益精等功效,是我國名貴的滋補品,多年來一直名譽海內外[2]。雌性林蛙去油后會殘留大量林蛙卵,是蛤蟆油生產的主要副產物之一[3]。研究證明,林蛙卵的藥用、保健價值也很高[4]。

近些年來,關于林蛙卵油、林蛙卵蛋白、林蛙卵多糖和林蛙卵黑色素的報道較多,林蛙卵油具有抗驚厥[5]、抗焦慮[6]和調節血脂[7]等作用:林蛙卵多糖具有抗腫瘤[8]、抗氧化[9]、降血糖[10]、降血脂[11]等作用;林蛙卵黑色素具有明顯的抗氧化作用[12];林蛙卵蛋白具有抗疲勞作用[13]。林蛙卵的營養成分和保健功能的研究進展是林蛙卵保健品開發利用的前提。故本文將對近幾年國內外專家、學者對林蛙卵營養成分和保健功能進行歸納總結,旨在了解其保健價值,為林蛙卵產品包括保健品和藥品提供科學依據。

1 林蛙卵營養成分

1.1 一般化學成分

在1994年,李成義等[14]以林蛙卵為原材料,提取林蛙卵油,并通過高效液相色譜法和放射免疫法首次分析了林蛙卵油的主要成分,結果顯示,林蛙卵中含有多種化學成分,不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)、微量元素、雌二醇(estradiol,E2)、孕酮(progesterone,P)、睪酮(testosterone,T)等成分:林蛙卵油中含有卵胞激素(follicularstimulating hormone,FSH)、垂體泌乳素、蛋白質、維生素、磷脂酰膽堿(phosphatidylcholine,PC)、鞘磷脂(sphingomyelin,SM)和磷脂酰乙醇胺(phosphatidyl ethanolamine,PE)等營養成分。林蛙卵中的營養物質很豐富,林蛙卵做為林蛙油生產過程中的副產物,可以作為一種新的保健食品原料,在保健品開發上具有廣闊的市場前景和極高的經濟價值。

1.2 蛋白質及氨基酸類成分

王宇等[15]通過微量凱氏定氮法和茚三酮法分析了林蛙卵中的蛋白質和氨基酸含量(表1),結果顯示,林蛙卵中蛋白質含量為16.8%,較雞蛋中蛋白質含量11.8%相比略高[16],而且林蛙卵中蛋白質種類繁多。陶鳳云等[17]以林蛙卵為原料,經過丙酮分離沉淀、陽離子交換色譜、凝膠過濾色譜和反相高效液相色譜(reverse phase high-performance liquid chromatography,RPHPLC)分離得到一種具有核糖核酸酶活性的蛋白質,在體外細胞毒性試驗中,具有抑制人體3種腫瘤細胞 HeLa、K562、MCF-7 的作用,其 IC50分別為0.6、0.8 mmol/L和4 mmol/L,而對于正常人成纖維細胞在酶濃度達到8 mmol/L時仍未見明顯細胞毒性。李永政等[18]以脫脂林蛙卵為原材料,研究復合蛋白酶對林蛙卵蛋白的最佳酶解條件,并檢測其蛋白酶的抗疲勞活性,結果顯示最佳優化條件下得到的林蛙卵蛋白酶解物具有較好的抗疲勞作用。

表1 林蛙卵中必需氨基酸含量Table 1 Content of essential amino acids in ovum of Rana chensinensis

由表1可知,林蛙卵中含有人體營養所需的9種必需氨基酸,其中精氨酸的含量為7.18%,伍力等[19]以SD大鼠為研究對象,檢測精氨酸對嘔吐毒素應激大鼠攝食與生長情況、臟器指數和血液各項指標的影響,結果顯示精氨酸具有的營養及免疫調節雙重作用,能在一定程度上緩解嘔吐毒素應激損傷;亮氨酸的含量為6.08%,袁雪薇等[20]研究發現亮氨酸能夠改善非酒精性脂肪性肝病,改善胰島素抵抗和瘦素抵抗、提高機體抗氧化能力、降低炎性因子等作用。林蛙卵中游離氨基酸含量為2.58%,由于游離氨基酸不需經過蛋白酶水解就能被吸收[21],所以2.58%的游離氨基酸具有重要的營養學意義。

1.3 脂肪酸類成分

曹陽等[22]建立了一種測定林蛙卵中肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸含量的方法,通過毛細管氣相色譜法測定了吉林地區林蛙卵油和兩種黑龍江地區林蛙卵油中肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸的含量,分別為:吉林0.956、5.889、1.290、8.03、3.254 mg/g;黑龍江 I 0.248、1.757、0.344、2.632、1.253 mg/g; 黑 龍 江 II 0.593、3.614、0.793、5.187、2.467 mg/g,產地不同,林蛙卵中脂肪酸的含量也略有差異,吉林地區林蛙卵中各脂肪酸的含量高于黑龍江林蛙卵,棕櫚酸、油酸、亞油酸為主要成分,亞油酸和油酸又是不飽和脂肪酸,這是其具有降血脂、降低血栓形成、降低血小板黏附作用等功能的主要物質基礎[23]。金莉莉等[23]通過石油醚萃和超臨界CO2流體萃取得到林蛙卵油,用石英毛細管色譜/質譜法測定其脂肪酸組分(表2),結果顯示:采用石油醚方法萃取得到的林蛙卵油分離出19種組分,不飽和脂肪酸含量為72.38%;采用超臨界CO2流體萃取得到的林蛙卵油分離出26種組分,不飽和脂肪酸含量為69.65%。研究結果表明:兩種方式獲得的林蛙卵油脂肪酸主要組分及含量基本一致,均由C12-22脂肪酸組成,主要不飽和脂肪酸是十六碳烯酸、亞油酸、油酸、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)等。由表2可知,林蛙卵油中的不飽和脂肪酸主要成分是油酸和亞油酸;侯召華等[24]建立了林蛙油中膽固醇超高效液相色譜(ultra performance liquid chromatography,UPLC)檢測方法,并對林蛙油中的脂肪酸進行了測定,結果顯示林蛙油中的不飽和脂肪酸主要成分是油酸和亞油酸。由表2可知,林蛙卵油中的不飽和脂肪酸含量不僅高于林蛙油,且飽和脂肪酸低于林蛙油。因為林蛙油不僅產量少,而且價格昂貴,所以以林蛙卵為原料,提取林蛙卵油,開發保健食品,具有很高的經濟價值。

1.4 多糖類成分

近些年來,多糖的研究逐漸得到關注。微生物源多糖、植物源多糖和動物源多糖的研究報道逐漸增多。從20世紀70年代開始,多糖逐漸被專家、學者及科研工作者研究,在當時,人們發現多糖不僅是生物體內的能力物質和結構材料,還是機體細胞膜的組成成分。多糖的生物學功能逐漸被發現,具有抗腫瘤作用、增強免疫力、調節血糖和抗氧化等多種生物功效[8,25]。多糖像蛋白質和核酸一樣成為支持人體生命活動所必須的生物大分子物質,這樣的觀點正逐漸被人們所接受。隨著動物源多糖的研究報道逐漸增多,林蛙卵多糖的提取工藝和功能活性的研究報道也逐漸變得豐富起來了。劉娟等[26]采用超聲法提取林蛙卵粗多糖,通過單因素試驗和正交試驗確定了提取的最佳工藝條件:陳大勇等[9]通過木瓜蛋白酶解法提取林蛙卵多糖,并測定了林蛙卵多糖的抗氧化活性,結果顯示,林蛙卵多糖的提取率為2.67%,在林蛙卵的DPPH自由基清除試驗中,林蛙卵多糖的IC50為1.81 mg/mL。林蛙卵多糖的發現和獲取不僅活躍了林蛙產品市場,更是使之成為變廢為寶的一項舉措,同時為林蛙卵制品包括藥品及保健品的開發提供科學依據。

1.5 維生素類成分

維生素又名維他命,是維持人體生命活動必須的一類有機物質,也是保持人體健康的重要活性物質,這類物質在體內既不是構成身體組織的原料,也不是能量的來源,而是一類調節物質,在物質代謝中起重要作用[27]。這類物質由于體內不能合成或合成量不足,所以雖然需要量很少,但必須經常由食物供給。1994年,李成義等[14]通過高效液相色譜法,首次檢測了林蛙卵油中脂溶性維生素,結果顯示,林蛙卵中含有維生素A、β-胡蘿卜素、維生素D、維生素E和維生素K,具體含量見表3。

1.6 微量元素類成分

微量元素與人類的健康息息相關,它們雖然在人體中含量很少,但卻對人的生命起著不可忽視的作用[28]。微量元素在人體內的作用多種多樣,它們主要通過結合蛋白、酶、維生素和激素發揮重要作用高艷菲等[29]研究發現鐵是人體制造血紅蛋白必不可少的元素,人體鐵元素的缺乏會造成缺鐵性貧血;鋅是很多金屬酶的組成成分和酶的激動劑,人體鋅元素的缺乏會造成味覺減退、厭食、視力下降和兒童智力發育等癥狀。王宇等[15]通過電感耦合等離子發射光譜儀法(induc tively coupled plasma-atomic emission spectrometry,ICPAES法測定林蛙卵中微量元素含量,陳曉平等[30]通過電感偶合等離子發射光譜儀測定了林蛙油中微量元素含量見表4。

表4 林蛙卵與林蛙油微量元素含量Table 4 Content of trace elements in ovum of Rana chensinensis and oviductus ranae

由表4可知,林蛙卵中鋅元素高出林蛙油中鋅元素1倍,硒的含量高出林蛙油中硒元素1倍,林蛙卵是人體補充微量元素的一種很好的天然食品原料。

1.7 甾體激素類成分

雌二醇是林蛙卵中主要的雌激素,常用于治療更年期綜合征、骨質增生,對于預防紫外線、脂質的代謝都有作用[31];Schiller CE等[32]通過動物實驗研究發現,雌二醇可以減少抑郁模型大鼠在強迫游泳實驗中的不動時間、增加游泳行為,雌二醇與抗抑郁藥物氟西汀具有類似的作用。李成義等[14]通過放射免疫分析(radioimmunoassay,RIA)分析林蛙油、林蛙卵和林蛙卵油中的雌二醇和孕酮含量,見表5。

表5 林蛙卵、林蛙卵油和林蛙油中雌二醇和孕酮的含量Table 5 Content of E2and P in ovum of Rana chensinensis,Oviductus Ranae and ovum-oil of Rana chensinensis

結果顯示,林蛙卵中雌二醇的含量是其包含的所有激素含量最多的一種,較林蛙油,林蛙卵中的雌二醇含量更高。

1.8 黑色素類成分

近些年來,人們對黑色素的關注度持續升高,微生物類黑色素、植物類黑色素和動物類黑色素的研究報道也逐漸增多。從黑木耳、紅茶葉、桂花種皮、烏骨雞、魷魚墨等微生物和動植物中提取的黑色素都具有抗氧化、增強人體免疫力、抗衰老、抗輻射和抗病毒等功能。目前黑色素具有廣泛的用途。在食品工業,黑色素被用作酒類、飲料類、嬰兒保健品和大眾食品的添加劑[33],日本利用黑色素開發保健飲料,用于清除螯合重金屬離子,并申請了專利。在醫藥領域,被用作治療某些神經系統疾病的藥物[34],美國已經出現合成黑色素治療帕金森綜合征藥物的專利。由于林蛙卵的年產量比較大,而且黑色素在卵中存在相對集中,提取容易,因此林蛙卵具有成為新型天然黑色素原材料的潛力。蘇玉紅等[12]研究鹽酸水解法提取林蛙卵黑色素的最佳工藝,并分析了林蛙卵黑色素的抗氧化活性,結果顯示,鹽酸水解提取林蛙卵黑色素在最佳工藝下,黑色素的提取率為7.02%;還有學者采用木瓜蛋白酶提取林蛙卵黑色素,在最佳工藝條件下,林蛙卵黑色素的提取率可達13.23%[35]。林蛙卵黑色素的發現和獲取不僅是使林蛙卵變廢為寶的一項措施,也為林蛙卵產品包括保健品和藥品的研發提供了科學依據。

林蛙卵的化學成分起步較晚,所以研究并不充分,林蛙卵核酸含量的測定目前尚不明確,成分提取及純化定性與定量檢測仍需探索;林蛙卵黑色素的提取、分離和鑒定仍不完善,需要進一步的探索。

2 林蛙卵的保健功能

2.1 抗疲勞作用

張肅等[13]研究了東北林蛙卵蛋白的抗疲勞活性,對昆明小鼠連續灌胃35 d后,分別測量小鼠的體重變化情況、負重游泳力竭時間、肝糖原和血乳酸的含量,結果表明,林蛙卵蛋白可以降低運動后小鼠血乳酸含量、增加小鼠負重游泳時間和肝糖原含量,林蛙卵蛋白可以增加小鼠抗疲勞的活性作用;李永政等[18]以昆明小鼠為實驗對象,通過測定小鼠的負重游泳時間、肝糖原及血乳酸含量,研究發現,經口服給予小鼠林蛙卵蛋白及其酶解物,均能顯著延長小鼠負重游泳時間,增加肝糖原含量,少劇烈運動后血乳酸的產生,而酶解后組在延緩疲勞的產生和加速疲勞的消除方面都具有更明顯的作用,表明林蛙卵蛋白及其酶解液均有明顯的抗疲勞保健功效,酶解后作用進一步增強。此外,林蛙卵油還有抗焦慮作用,閆清偉等[6]在動物實驗中研究發現,林蛙卵油可以明顯提高焦慮模型大鼠的運動能力,提高大鼠飲食及體重,以上研究證明,林蛙卵在抗焦慮和抗疲勞方面具有很強的活性。

2.2 抗氧化作用

陳大勇等[9]研究以林蛙卵為原料,采用木瓜蛋白酶提取的林蛙卵多糖對DPPH自由基的半數清除率為1.81 mg/mL,林蛙卵多糖具有較強的抗氧化能力。此外,林蛙卵黑色素也具有抗氧化能力,蘇玉春等[12]研究以林蛙卵為原料,采用鹽酸水解提取的林蛙卵黑色素對DPPH自由基具有顯著的清除作用,清除50%DPPH自由基對應的黑色素質量濃度為0.6 mg/mL,1.0 mg/mL林蛙卵黑色素對羥自由基的清除率達到65%。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性是判斷機體衰老程度的重要生理指標之一,金莉莉等[36]在動物實驗中研究發現,輸卵管能有效地提高小鼠紅細胞SOD活性,與對照相比差異極顯著(P<0.01),而且林蛙卵和卵油同樣具有提高小鼠紅細胞SOD 活性的能力,甚至卵的作用還更明顯(P<0.01)。通過以上研究證明,林蛙卵具有較強的抗衰老能力。

2.3 調節血脂

李成義等[37]通過動物實驗研究發現,治療組與對照組相比差異顯著(P<0.05),林蛙卵油中的雌二醇和激素成分可顯著降低高脂模型家兔的甘油三脂(triglyceride,TG)、總膽固醇(total cholesterol,TC)和低密度脂蛋白-膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C),P<0.05,并顯著提高高脂模型家兔的高密度脂蛋白-膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C),P<0.05,林蛙卵油中的雌二醇和激素成分具有顯著降血脂作用(P<0.05);劉潔等[38]以高脂血癥家兔為實驗對象,連續口服林蛙卵油28天后,能明顯降低高脂血癥模型家兔血清TC、TG的含量,并提高家兔血清HDL-C的含量。高松等[39]研究了林蛙卵油軟膠囊調節血脂的作用,在試驗中期和后期,比較高、中和低劑量組與高脂對照組中TC、TG和HDL-C的含量后發現,中劑量組和高劑量組顯著降低大鼠血清中TC、TG含量(P<0.01),增高大鼠血清中 HDL-C 含量(P<0.01),結果顯示,林蛙卵具有調節血脂的保健作用。

3 展望

林蛙卵為林蛙油生產過程中的副產物之一,林蛙卵的年產量大且未能得到充分利用,常常被用于飼料加工,將這一集保健價值和藥用為一體的產物當做飼料,造成了極大的浪費。近些年來,許多學者逐漸關注林蛙卵,而且已經證實了林蛙卵具有極高的保健和藥用價值,但由于起步較晚,對林蛙卵的研究還不夠深入,因此,加強對林蛙卵化學成分和保健功能的研究,以便為林蛙卵的深加工提供理論依據。綜上所述,林蛙卵具有極高的營養保健價值,具有廣闊的市場前景和極高的經濟價值。

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