燕窝生物活性及质量标准研究进展

陈念 ，刘鹏 ，王羚郦 ，张威威 ，赖小平

1.广州中医药大学 中药学院，广东 广州 510006；2.中山火炬职业技术学院 生物医药系，广东 中山 528436

燕窝是Aerodramus和Collocalia属的多种金丝燕（swiftlet，Aves：Apodidae）用唾液黏结所筑的巢穴。在孵育幼燕期间，雄性金丝燕的2个舌下唾液腺的重量从2.5 mg增大到160 mg并开始大量分泌唾液，金丝燕将唾液与其他物质混合，一起黏附到洞穴的石壁上，整个过程耗时约35 d。筑巢花费的时间、干物质含量、脂肪及蛋白质含量都是衡量燕窝品质的重要因素，其中白燕窝含杂质最少，档次最高，其次为毛燕窝和草燕窝，正品燕窝的售价为2000～10 000美元/kg[1]。燕窝的采摘和加工过程非常复杂，一般包括采摘、清洗、浸泡、除毛、定形和风干等步骤。目前，香港是世界上最大的燕窝消费区和集散地[2-4]。金丝燕作为食虫动物，广泛分布于印度洋、南亚和东南亚、北澳大利亚和太平洋群岛海岸边的石灰岩溶洞中，其中以印尼的金丝燕资源最为丰富，其次为马来西亚婆罗洲（Borneo）的沙捞越（Sarawak）和沙巴省（Sabah）[5-7]。

1 燕窝的生物活性

燕窝在我国唐朝始即开始作为药用或食用，始载清代张路的《本草逢源》[8]。燕窝含多种水溶性活性蛋白、碳水化合物、无机盐和矿物质，具有抗衰老、抗癌、增强免疫力、促进病后或术后恢复、增强体能和代谢、提高注意力等多种药用价值[9]。

1.1 辅助促细胞分裂及表皮生长因子样活性

燕窝中的糖蛋白被证实可辅助伴刀豆球蛋白A或植物血球凝集素A对人外周血单核细胞的有丝分裂促进作用。此类糖蛋白不易水解，但在80℃以上条件下会变得不稳定，易被高碘酸盐氧化破坏[10-11]。燕窝还含有一种表皮生长因子（EGF）样成分，能够刺激静置培养的3T3成纤维细胞对胸腺嘧啶的摄入，普遍具有刺激细胞分裂和生长、促进组织再生等作用[12]。

1.2 植物凝集素结合活性

燕窝提取物可阻止花生凝集素凝集，同时抑制由外源凝集素引起的脱唾液酸化的人红细胞血凝反应。Farrar等[13]从燕窝中提取出一种含有碱不稳定的二糖结构和对碱稳定的碳水化合物链的唾液酸糖蛋白，其中二糖结构决定了TF受体的免疫原性，碳水化合物链则可与花生凝集素结合。

1.3 抗流感病毒与凝血抑制活性

燕窝提取物对于流感病毒具有广谱抑制作用，说明起抑制作用的可能有多种成分，其中以N-乙酰神经氨酸为主的唾液酸类物质被认为是主活性成分。燕窝提取物可中和感染MDCK细胞的流感病毒，抑制由A型流感病毒引起的人红细胞凝集，该提取物经胰酶F水解后可抑制人、鸟和猪流感病毒的感染，但对流感病毒神经氨酸酶却无抑制作用[14-15]。燕窝中的活性抑制成分可受到所有流感病毒株系的神经氨酸酶的破坏，因此金丝燕唾液中的类粘蛋白可作为流感病毒神经氨酸酶的底物[16]。燕窝提取物即使在4 mg/mL的高浓度下也不会引起红细胞或MDCK细胞溶解，因此提取物经胰酶F处理后得到的相对分子质量在25×103以下的组分用于抗病毒处理应该是有效和安全的。

1.4 改善骨骼强度和真皮厚度

经胰酶F处理的燕窝提取物可提高卵巢切除小鼠的骨强度和真皮厚度，可用于绝经后女性提升骨强度和延缓皮肤老化（推荐剂量为每天100 mg/kg），其中发挥作用的主要成分为软骨素粘多糖。

1.5 致敏及激素成分

燕窝可引起IgE介导的过敏反应，严重的可引起儿童过敏性休克，表现为血管性水肿、腹部绞痛、荨麻疹、呼吸困难等Ⅰ型过敏反应的典型症状[17-18]。导致该过敏反应的蛋白，一种是相对分子质量为77×103的卵传铁蛋白类似物，另一种为66×103的丝氨酸蛋白酶类似物，而这2种成分同样均存在于鸡蛋中，也能引起过敏反应。不同来源的燕窝可能含有不同的过敏原，这些潜在的副作用成分可采用糖蛋白分离的方法去除。Ma等[19]从燕窝中发现了6种激素成分，分别为睾丸激素（T）、雌二醇（E2）、黄体酮（P）、促黄体激素（LH）、促卵泡激素（FSH）和泌乳刺激素（PRL）。

2 燕窝的化学组成

燕窝所含主要成分按含量高低依次为蛋白质、碳水化合物、灰分和油脂，其中糖蛋白为主要成分，因此兼具有蛋白质和碳水化合物的双重特性[20-21]。

2.1 蛋白质

从燕窝中获得纯的蛋白质成分非常困难[22-26]。Howe等[16]首次从燕窝中提取出了金丝燕类黏蛋白（mucoid），其制备不同温度下的水提物的样品预处理方法在随后糖蛋白的分离中被广泛采用[27]。金丝燕类黏蛋白中半数为碳水化合物（其中1/3为N-乙酰神经氨酸），可缓慢溶解于水或缓冲液中，在pH≥8时开始析出不溶物和游离的唾液酸。由于含有碳水化合物基团和羽毛，燕窝中腐殖酸氮和半胱氨酸氮的百分比高于纯的蛋白质，燕窝的含氮量约为10%。燕窝中主要含有的氨基酸为丝氨酸、苏氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸和缬氨酸，其中白燕窝含苯丙氨酸和酪氨酸较多[28]。燕窝提取物在电泳时常出现拖尾（可能与多蛋白复合物有关），在经冷水浸泡或清洗去除唾液酸成分后其电泳行为会发生变化。SDS-PAGE和2-DE这2种电泳技术为研究人员了解燕窝蛋白质组成提供了重要手段。Marcone[6]发现白燕窝和血燕窝中都含有相对分子质量为20×103～90×103的 5种糖蛋白，2-DE则说明燕窝中蛋白质相对分子质量为 28×103～57×103（pI为 4.7～5.9）。虽然Wang[20]的限量给食实验表明燕窝无法提供完整的食物蛋白，因此营养价值有限，但其含有的蛋白或多肽成分的生物学功能是毋庸置疑的，因此在保健品开发领域极具价值。当然，从人体内消化的实际情况出发，在研究燕窝的作用机理时建议用模拟的人工消化液进行预处理[29]。

2.2 碳水化合物

燕窝中的碳水化合物包括9%的唾液酸（N-乙酰-4-O-乙酰神经氨酸）、7.2%的半乳醣胺、5.3%的葡萄糖胺、16.9%的半乳糖和0.7%的岩藻糖。糖蛋白或黏蛋白中的非还原性糖基N-乙酰神经酸可通过天然提取或人工合成，常见的分离方法有热水提、酸水解、酶-酸组合水解等[30-34]。燕窝含有丰富的黏性糖蛋白成分，经胰酶F处理的燕窝提取物可抵御大鼠骨质疏松症并增加真皮厚度，其中起作用的软骨素糖胺聚糖是人体骨骼和皮肤最重要的成分之一，从燕窝中还分离出了一种相对分子质量为49×103的非硫酸化软骨素蛋白聚糖。值得一提的是，燕窝可能成为研究软骨素功能的重要的生物材料。

2.3 其他

燕窝含脂质数量极少，但单甘油和双甘油的含量却非常高，二者的功能和来源尚不确定，可能是在潮湿的洞穴环境中三酰甘油发生水解，或燕窝中酶反应的结果。元素分析发现，白燕窝中含Ca较多，血燕窝中则含有更多的K、Mg和Fe（尤其是Fe）。潜在的Pb、Cd和Hg等重金属元素的存在是不容忽视的，因此对燕窝加工环节进行监督非常必要。燕窝是金丝燕在繁育季节建造的，因此其中维生素E（生育酚）含量的检测具有重要的生物学意义，但实际的检测结果却为阴性。燕窝的质保期很长，正品燕窝即使在潮湿环境中放置数天都不会发霉，这可能与燕窝中含有抗菌成分有关，当然也不排除存在防腐剂的可能。

3 问题与展望

以往有关金丝燕的分类学研究主要来自形态学、巢穴和行为学方面的证据[35]。Gray等将所有的金丝燕都归为Collocalia属，该方法一直持续了100多年；Brooke等则将Collocalia s.l.属分为Collocalia s.s.、Hydrochous（仅包括瀑布雨燕，giant swiftlet，Hy⁃drochous gigas）和 Aerodramus，其中仅 Aerodramus具有回声定位能力。

由于燕窝分类上的混乱，以及高价带来的大量假冒伪劣现象，使得对燕窝生物活性的研究更加困难。因此，在研究燕窝之前确定其准确的来源物种的身份是非常必要的。文献研究发现，大多数关于燕窝活性成分及性质的研究均未指明其来源物种的准确身份[36]，这在一定程度上降低了实验结论的可靠性和重复性。DNA测序技术在金丝燕分类和系统发育研究中的广泛应用（如cytb、12S rRNA、β-fi⁃brinogen内含子7-Fib7）则为解决上述问题提供了启发[37-39]。本课题组成功地从燕窝中提取出基因组DNA，并根据cytb基因序列鉴定出一份来自印尼的进口燕窝样品真实的来源物种身份为Aerodramus fuciphagus[40]。

在国内，燕窝掺假的情况十分严重，除了混以廉价的燕窝成分外，涉及的添加物涵盖了动物、植物、化学成分等，如羽毛、小鱼虾、海螺、昆虫、鸡蛋、猪皮、海藻、苔藓、白木耳、卡拉亚胶、明胶、黄豆、米、牛奶、淀粉、生长激素、矿物质、漂白剂、染色剂等[41]。大量文献报道的燕窝鉴定方法（包括经验法、气相色谱法、等电聚焦、成分分析、毛细管气相色谱法、2-DE、光镜、荧光分析法、原子吸收光谱、扫描电镜、紫外光谱、分子生物学技术、近红外和傅立叶变换、光计量学方法、黄色蛋白反应、SDS-PAGE等）在实际应用中却显得捉襟见肘。经验法、显微法和理化法的可靠性较低；碳水化合物分析方法的缺陷在于多糖的生物合成可能并不稳定，易受到环境的影响；蛋白质电泳法具有一定的通用性，但电泳图谱间的可比性较差。值得一提的是DNA技术，它不受环境暴露引起的DNA降解及糖蛋白等多种干扰因素的影响，可实现种甚至亚种水平燕窝来源物种身份的鉴定，目前有待解决的难题在于如何对燕窝中可能存在的生物来源的天然或掺假成分进行定量，并建立合理的质量标准。

目前，虽然从燕窝中仅分离出少量的糖蛋白或糖肽类活性成分，对其分子结构、氨基酸和碳水化合物之间的连接方式也知之甚少，但燕窝已被开发成各种保健品、食品和化妆品[23-25]。因此，相关产品广告中对燕窝生物学功能的宣传尚缺乏足够的科学依据。此外，建立燕窝基因组和蛋白质组数据库，以及利用发酵法大量生产燕窝糖蛋白，也是缓解燕窝资源压力的可行途径之一。

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