乌鸡黑色素提取方法及其应用研究进展
2017-02-02雷帮星刁家文邹明春
黄 燕,何 劲,雷帮星,刁家文,罗 艳,邹明春,王 维
乌鸡黑色素提取方法及其应用研究进展
黄 燕1,何 劲2,雷帮星3,刁家文1,罗 艳1,邹明春1,王 维4
(1.毕节职业技术学院,贵州毕节 551700;2.贵阳学院食品与制药工程学院,贵州贵阳 550003;3.贵州大学贵州省生化工程中心,贵州贵阳 550025;4.贵州黔真农业有限公司,贵州毕节 551700)
乌鸡为药食两用的滋补佳品,乌鸡体内的黑色素具有清除体内自由基、抗氧化、提高免疫力、防紫外线、延缓衰老等多种生物学活性和生理功能。通过阐述乌鸡黑色素的提取方法及其应用现状与发展前景,以期为乌鸡黑色素方面的相关研究提供参考。
乌鸡;黑色素;提取方法;应用;研究进展
乌鸡在我国饲养历史悠久,主要分布在云南、贵州、陕西、浙江等地,近年的医学研究表明,乌鸡富含丰富而较全面的人体必需多种营养素,特别是氨基酸种类齐全,且含量较高,富含天然黑色素,低胆固醇,具有重要的食用和药用价值,为药食两用的滋补佳品[1-2],是营养丰富的天然保健功能食品,是广大消费者追求的无公害绿色环保食品。而乌鸡与普通鸡最明显、最具价值的差异就是乌鸡体内含有大量的黑色素,乌鸡黑色素由酪氨酸在酪氨酸酶的催化作用下经过复杂的生物化学反应而合成[3],富含人体必需的多种营养素,具有保护功效,可以避免紫外线引起的急慢性改变,具有清除自由基、抗氧化的功能,从而预防癌症、抗衰老、提高免疫力,是乌鸡滋补养生、强身健体、抗衰防老、颐养天年的物质基础。随着生活水平和生活质量的不断提高,乌鸡的食用价值和药用价值越来越引发人们的关注,乌鸡黑色素研究与应用逐步成为提高乌鸡食用和药用价值研究的热点与重点。鉴于此,通过阐述乌鸡黑色素的提取方法及其应用现状与发展前景,以期为乌鸡黑色素方面的相关研究提供参考。
1 乌鸡黑色素提取方法
乌鸡黑色素的结构复杂,主要与蛋白质以聚合体的形式存在,因此黑色素提取主要是与蛋白质进行分离,目前分离黑色素主要有盐酸水解法和酶水解法2种方法。
1.1 盐酸水解法
盐酸水解法是最常用的黑色素提取方法,酸法提取的黑色素颗粒略大,因为在提取过程中对黑色素颗粒表面造成了一定的损伤,所以酸法提取的黑色素表面较粗糙,但光稳定性好。该提取方法简单、操作方便,缺点是该提取方法容易损伤黑色素的化学及形态结构。徐顶巧等人[4]通过研究料液比、盐酸质量分数和提取时间对黑色素提取的影响,表明盐酸质量分数27%,提取时间6 h,料液比1∶2时,黑色素的得率最高,达到4.72%。朱方等人[5]研究表明,黑色素提取的最佳工艺为提取时间2 h,料液比1∶4。由于乌鸡种类和提取器官的不同,盐酸提取方法的最佳工艺存在差别,但操作流程都是将乌鸡组织绞碎,用浓盐酸处理一定时间,抽滤后洗涤,然后真空冷冻干燥获得黑色素粗品。
1.2 酶水解法
酶法是较好的黑色素提取方法,酶法提取的黑色素颗粒表面光滑并且尺寸略小,提取的黑色素在抗紫外线效果比酸法好,黑色素的抗氧化性也要比酸法略好,但在热稳定性方面,酶法提取的乌鸡黑色素稳定性较好。蛋白酶的种类、加酶量、pH值、酶解温度和酶解时间等都可以影响酶法黑色素的提取,蔡华珍等人[6]的研究表明,消化液中氨基态氮含量与黑色素分离得率呈线性关系,酸性蛋白酶对乌鸡蛋白质的水解能力大于木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶提取黑色素得率大于中性蛋白酶,而中性蛋白酶提取黑色素得率大于碱性蛋白酶。酸性蛋白酶最佳作用条件为pH值2.8,酶解温度34.8℃,加酶量3.8%,酶解时间在20 h左右,酶分3次加入效果更好。张恒业等人[7]采取分步酶解的方法提取乌鸡黑色素,首先用复合蛋白酶水解,再用酸性蛋白酶水解,黑色素分步酶解的方法得率高,而且对VC有保护作用。
1.3 酸法和酶提取法相结合
除了盐酸水解法和酶水解法外,也可以综合利用酸法和酶提取法相结合。在中性条件下,利用木瓜蛋白酶处理3 h,离心沉淀物,用盐酸处理提取,最后冷冻干燥获得黑色素。周伟伟等人[8]研究表明,该方法费时较少,获得的黑色素纯度较高。
2 乌鸡黑色素应用研究进展
乌鸡黑色素可以滋补养生、强身健体、延缓衰老、防紫外线,具有清除自由基、抗氧化的功能,在预防癌症、抗衰老、提高免疫力等方面都有很好效果。
2.1 清除自由基
乌鸡黑色素对自由基有很强的清除能力。黄燕等人[9]研究了乌鸡黑色素的提取工艺及其对羟自由基的清除效果,利用响应面分析法优化其提取工艺,并分析乌鸡黑色素对·OH清除能力。乌鸡黑色素最佳工艺条件为酶解温度66.9℃,加酶量3.9%,酶解时间12.8 h,pH值5.4。同时,乌鸡黑色素对·OH有较强清除能力,随着乌鸡黑色素质量浓度的增加,其清除能力逐渐增强。
2.2 排铅解毒
乌鸡黑色素结构中具有带负电的羧基和去质子化的羟基对毒性阳离子有明显的结合作用,黑色素可以作为毒性阳离子的脱毒剂。王哲鹏等人[10]以黄体果蝇为试验动物,研究2种乌鸡黑色素添加水平(0.02 mg/mL和0.2 mg/mL) 对果蝇在高铅 (2 mg/mL)条件下平均寿命和体内铅含量的影响。结果表明,乌鸡黑色素能显著提高果蝇的平均寿命,0.02 mg/mL和0.2 mg/mL添加水平的延寿率达70.2%和54.9%;添加0.2 mg/mL乌鸡黑色素能显著降低果蝇体内铅含量达32.9%,乌鸡黑色素对果蝇具有一定排铅解毒作用。
2.3 抗紫外线功能
乌鸡黑色素可以避免紫外线引起的急慢性改变。蔡华珍等人[11]研究了乌鸡黑色素的抗紫外线功能,表明当乌鸡黑色素水悬液质量浓度高于0.009 mg/mL时,对紫外线照射的唾液链球菌嗜热亚种和德氏乳杆菌保加利亚亚种,以及食品中的VC有明显保护作用;质量浓度越高保护作用越强,黑色素的保护作用随着照射时间的延长而减弱;黑色素经光照、室温或低温处理后,其抗紫外线性质几乎未受影响,高温处理则影响较大,温度越高影响越严重,但与对照相比仍具有较强的抗紫外线功能。
2.4 抗氧化功能
乌鸡黑色素具有抗氧化功能。朱加进[12]研究了乌鸡黑色素的提取工艺和抗氧化活性,将60只雄性昆明种小鼠随机平均分为6组,每天颈部皮下注射0.5 g/kg D-半乳糖制造衰老小鼠模型,空白对照组颈部皮下注射生理盐水。造模的同时剂量组给予50,250,1 250 mg/kg的乌鸡黑色素溶液灌胃,阳性对照组给予100 mg/kg的VE灌胃,模型对照组、空白对照组灌胃蒸馏水。6周后,分别测定MDA,SOD,GsH-xP,T-AOC和脂褐素等生化指标,模型对照组和空白对照组相比,肝组织和血清中MDA及脑组织和肝组织中脂褐素的含量明显升高;剂量组和模型对照组相比,高、中、低3个剂量组能够不同程度地降低脑组织和肝组织中脂褐素以及肝组织和血清中MDA的含量,同时能够不同程度地提高肝组织和血清中SOD,GsH-Px活力和总抗氧化能力(T-AOC)。乌鸡黑色素能降低过氧化脂质含量和提高抗氧化酶活力,具有一定的抗氧化能力。
3 小结与展望
乌鸡最大特点就是其体内含有药食两用功效的黑色素,乌鸡黑色素在清除自由基、抗氧化、预防癌症、抗衰老、提高免疫力等方面的应用越来越广泛,将具有广阔的开发与应用前景,随着人们对乌鸡黑色素食用和药用价值认识的不断提高,乌鸡黑色素相关方面的研究与开发将不断深入,逐步为人类提供更好的保健作用。
[1]周礼伦,李敬丹,陈泽林.乌蒙乌骨鸡肉营养价值研究 [J].上海畜牧兽医通讯,2004(12):23-24.
[2]黄燕,何劲,雷帮星.储藏温度与时间对乌蒙乌鸡肌肉pH值和系水力的影响 [J].保鲜与加工,2016,16(3):32-35.
[3]黄燕,何劲,雷邦星.日粮中添加不同水平硒对乌蒙乌鸡生长性能、屠宰性能及黑色素含量的影响 [J].饲料研究,2016(7):13-15.
[4]徐顶巧,周建军.黑羽乌骨鸡毛中黑色素提取工艺 [J].食品与发酵工业,2013,39(3):216-221.
[5]朱方,倪治明,张莹,等.泰和乌鸡黑色素提取工艺的研究 [J].食品与机械,2012,28(3):144-147.
[6]蔡华珍,胥孝俊.酶法与酸法提取的乌鸡黑色素的性能比较 [J].食品与发酵工业,2007,33(4):65-68.
[7]张恒业,李欣,岳晓禹.乌骨鸡黑色素的分步酶解法制备及其性能研究 [J].食品科学,2011,32(24):55-59.
[8]周伟伟,陈中,芮汉明.乌鸡黑色素的研究进展 [J].食品与机械,2006,22(4):134-137.
[9]黄燕,何劲,雷帮星,等.乌蒙乌鸡黑色素的提取及其对羟自由基的清除效果研究 [J].食品工业,2014,35(3):159-161.
[10]王哲鹏,邓学梅,王安如,等.乌鸡黑色素对果蝇的紫外辐射保护作用 [J].中国农业大学学报,2007,12(1):17-21.
[11]蔡华珍,吴勇.乌鸡黑色素抗紫外线功能的应用研究[J].食品与发酵工业,2006,32(11):47-49.
[12]朱加进.泰和乌鸡黑色素提取工艺及其对衰老模型小鼠抗氧化作用的研究 [G]//中国营养学会第十一次全国营养科学大会暨国际DRIs研讨会学术报告及论文摘要汇编(下册).杭州:中国营养学会,2013:112-115.◇
Research Progress in Extraction Methods and Application of Melanin from Black Bone Chicken
HUANG Yan1,HE Jin2,LEI Bangxing3,DIAOJiawen1,LUOYan1,ZOU Mingchun1,WANG Wei4
(1.BijieCareer Technical College,Bijie,Guizhou 551700,China;2.College of Food and Pharmaceutical Engineering,Guiyang University,Guiyang,Guizhou 550003,China;3.Guizhou Province Biochemical Engineering Center,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025,China;4.Guizhou Qianzhen Agricultural Co.,Ltd.,Bijie,Guizhou 551700,China)
Black bone chicken is a kind of tonic food for both medicine and food,chicken body melanin has free radical scavenging,antioxidant,improving immunity,anti ultraviolet,delay activity and physiological function of aging and other biological,this paper describes the method of extracting melanin of black bone chicken and its current application situation and development prospect,to provide reference for the related research of the black chicken pigment.
black bone chicken;melanin;extraction method;application;research progress
S831
A
10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.09.015
1671-9646(2017) 09a-0056-02
2017-07-09
毕节市高层次科技人才培育项目(毕科合[2016]36号)。
黄 燕(1971— ),女,本科,副教授,研究方向为畜产品贮藏与加工。