畜禽血精深加工利用及其研究进展

汪正熙，王 卫，张 旭，张佳敏，白 婷

（成都大学 四川省肉类加工重点实验室，四川 成都 610106）

畜禽血液是动物屠宰后的主要副产物之一，我国每年畜禽屠宰产生的血总量可达800×104t以上。畜禽血营养价值较高，蛋白质含量17%～22%，血干物质蛋白质含量超过90%，其中60%～65%为血红蛋白，还含大量的维生素、矿物质、激素、酶、抗体等活性物质，素有“液态肉”之称[1]。长期以来，由于屠宰分散、技术落后等原因，畜禽血被收集利用的只有25%左右，大部分被作为废弃物排放，不仅未能很好地加工利用，还带来环境污染隐患[2]。畜禽血除了常规传统制作成血豆腐、血肠、血粉等外，通过深度开发利用，可提取加工出广泛应用于食品、饲料、医药、保健和化工等行业的高附加值产品，如亚硝基血红蛋白、血红蛋白肽、血纤维蛋白、血浆蛋白、免疫球蛋白、血红素铁、SOD、凝血酶等[3]。对畜禽血的利用途径、开发产品及其研究进展进行了概要综述。

1 食品饲料用产品开发利用

1.1 亚硝基血红蛋白

从血液中分离提取亚硝基血红蛋白，可作为食品营养强化剂及替代亚硝酸钠的天然着色剂。在亚硝基血红蛋白提取工艺中，选用葡萄糖、糊精、黄原胶、海藻酸钠、壳聚糖等与亚硝基血红蛋白发生糖基化反应，增强其热稳定性和分散性，提升应用效能[4]。杨锡洪[5]添加糖基化亚硝基血红蛋白于灌肠中，灌肠色泽及其稳定性好，质构、风味等均优于添加亚硝酸钠等方式发色的产品。肖朝耿等人[6]将糖基化酰基血红蛋白与甜菜粉混合加入中式香肠，在不影响香肠的弹性和内聚力的情况下，部分替代了亚硝酸钠的作用。Pengxue Liu等人[7]研究将糖基化亚硝基血红蛋白添加到哈尔滨红肠中，在保持产品传统特性的同时，显现出对大肠杆菌生长及脂肪氧化极为显著的抑制作用。香肠肉制品行业的亚硝酸盐是研究的重点，糖基化亚硝基血红蛋白运用到肠中能部分替代亚硝酸钠，可作为亚硝酸盐的有效替代物，在未来的腌腊行业有待深入研究，期待能替代亚硝酸盐。

1.2 天然食用香精

以血液酶解蛋白质为基质，辅以载体葡萄糖，通过葡萄糖与氨基酸发生Maillard反应制备出的天然香精具有独特的风味，可作为品质改良剂增强食品的风味[8]。工业上酶解提取蛋白质的常用酶包括木瓜蛋白酶、酶胰蛋白酶等，提取的蛋白质添加脂肪后，经热反应获得的产物风味物质更加丰富，进一步采用理化或生化法可有效解决含有的醛类与胺类的血腥味问题[9]。以畜禽血为原料加工的天然食用香精已经广泛应用于方便面、火腿肠、方便米粉、速冻食品，以及复合调味品和食品加工配料中[10]。畜禽血提取的食用香精比化合香精安全性更高，随着香精行业的发展，畜禽血作为香精原料物质，香精产品种类将更丰富、生产更产业化。

1.3 血浆蛋白粉

血浆蛋白是血浆的固体成分，除了作为食品中营养强化源外，更多是用于饲料，可增强牲畜的生产性能[11]。但用于动物饲料的血液只能是非反刍动物，且不能添加到反刍动物饲料中[12]。提取工艺不同血浆蛋白粉的营养成分有较大差异，高灰分，高Na、Mg、Ca含量的血浆蛋白的凝胶弹性好，高Mg、Ca含量的则保水性佳[13]。已有通过工艺优化提升血浆蛋白品质的众多研究，例如从藏羊血提取优质血浆蛋白的最佳工艺为以转速6 000 r/min离心20 min，进风温度180℃，进料速度400 mL/h[14]。陈福华等人[15]研究添加血浆蛋白粉对仔猪生长性能的影响，以2.5%血浆蛋白粉与1%活性蛋粉混合，可显著改善仔猪日采食量和日增重，降低仔猪腹泻率。

1.4 血红蛋白粉

畜禽血液中血红蛋白可占总蛋白含量的90%左右，大多通过喷雾干燥的低温处理方法提取，氨基酸的生物降解少，颗粒结合能力强，产品是水产养殖重要的蛋白质添加料[16]。Wei Yao等人[17]在新型优质蛋白饲料开拓研究中，用血红蛋白粉替代昂贵的鱼粉蛋白饲养杂交石斑鱼，17.3%～23.3%的鱼粉蛋白可以用血红蛋白粉替代，对鱼类生长性能和肠道发育未见不良影响。Guitao Ding等人[18]将鸡血红蛋白粉替代鱼粉蛋白添加到大口黑鲈中，通过生长率、饲料利用、免疫力和血液等指标评价，血红蛋白粉9.8%的替代率有利于大口黑鲈的生长。血浆蛋白粉和血红蛋白粉大都作为饲料饲养鱼和猪等，能有效提高水产行业和非反刍动物的生长性能，对畜禽血饲料开发利用具有重要意义。

畜禽血在食品、饲料等中的应用技术已经相对成熟，与畜禽血中血浆蛋白粉和血红蛋白粉的提取已经成功运用到非反刍动物或者水产行业，作为亚硝酸盐替代物也已有相对成熟的研究，实验室的研究都是相对成熟的，也具有可行性。可是目前关于这些产品的大规模生产还需要进一步探究，为减少畜禽血液的资源浪费和实现资源充分利用，产品生产工业化、连续化是未来畜禽血液发展的总体趋势。

2 医药及保健产品利用

2.1 血红素铁

血红素占全血的1%～2%，已成为医药上的新型补铁剂类[19]。秦凤贤[20]运用单一酶超声波细胞破碎法、复合酶超声波细胞破碎法、CMC吸附法探究血红素铁的制备，复合酶制得的血红素浓度最高，为9.80 μg/mL。秦春青[21]利用碱性蛋白酶酶解制取鹅血血红素铁，然后通过对大鼠贫血模型试验，验证了血红素铁对缺铁性贫血的显著改善作用。将血红素铁作为口服液应用于畜禽养殖仔猪、蛋鸡增强其生长性能的效果也得到证实，血红素铁微胶囊用于治疗人体贫血也取得了良好效果[22-23]。血红素铁较铁离子补铁剂（葡萄糖酸亚铁） 补铁效果的优点都明显地体现出来，并且血液作为动物副产物，本身作为可食用物，血红素铁的提取既解决了血红素铁的来源，又有效解决了贫血患者的贫血情况。

2.2 血红蛋白肽

红细胞经溶血得到血红蛋白，血红蛋白有多种肽类统称为血红蛋白肽，因畜禽不同含量在650～700 mg/g，所含矿物质主要为 Fe，K，Na，Ca等[24]。通过酶解、脱色、超滤分离等步骤可获得纯度较高的血红蛋白肽，所用酶包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶和胃蛋白酶等。研究已证实血红蛋白肽在降血压、抗菌、抗氧化、促进胃肠道的早期发育及调节胃肠运动、促进氨基酸的吸收和加速蛋白质的合成等方面具有多种生物活性功能[25]。水解血红蛋白肽能获得活性较高的血管紧张素I转换酶（ACE） 抑制肽，在人体血压调节过程中还可发挥重要作用[26]。方俊[27]从非特异性免疫和细胞免疫角度研究猪血多肽对小鼠的影响，结果显示该多肽可提高正常小鼠及环磷酞胺所致免疫低下小鼠的免疫功能，从微观分析了猪血多肽的具体作用机理，深入了解多肽的作用效果。血红蛋白肽具有的抗氧化、抗菌、降血压等功效，不仅运用到生物医学上，也可作为添加剂添加到食品、饲料中，起到间接作用。

2.3 血纤维蛋白原

血纤维蛋白原能促进伤口愈合和增强免疫力，其提取方法包括反复冷沉淀法、经典冷沉淀法、冷乙醇法、硫酸铵沉淀法和聚乙二醇沉淀法等[28]。研究表明，纤维蛋白原能刺激新西兰白兔机体产生体液免疫应答，也适用于先天性无或低纤维蛋白原血症、纤维蛋白原含量低下病患的治疗。外用纤维蛋白原主要是制成纤维蛋白原粉（止血粉） 及止血绷带等用于止血[29]。血纤维蛋白原经凝血酶作用形成血纤维蛋白，从而使血液凝固，有利于伤口愈合，因此在牙科、口腔颌面外科、化妆品和整形外科领域等得到广泛应用[30]。血纤维蛋白的抗氧化和抗菌的作用也得到证实，近期对血小板富纤维蛋白（PRF） 的研究显示出其类似于抗菌肽的显著抗菌潜力，从而为血纤维蛋白的应用开拓了新领域[31-32]。血纤维蛋白原含量极低，在医药方面效果显著，畜禽血中提取的血小板富含纤维蛋白，能够解决血友病患者血液不凝固的病症和缓解大出血的临床情况。

2.4 血清白蛋白

血清白蛋白是血浆中含量最丰富的蛋白质，占血浆中蛋白质总含量的50%以上，常用提取方法包括热沉淀法、吸附法和双水相法等[33-34]。白蛋白在肝脏中合成并分泌到血液中流通，使人体中的器官与组织间的微循环得到显著提升，常用于治疗低蛋白血症、多种因失血过多而造成的人体休克、脑水肿等疾病[35]。Mahmoud Gharbavi等人[36]研究牛血清白蛋白纳米颗粒与三乙酸甘油酯作为新型微乳液体系的多功能载体性，该系统的无毒性显著提高了其在体外和体内生物医学领域中的可应用性，例如在脑共同递送或神经变性，以及癌症疾病中的多功能系统修复等，在医学上呈现显著作用。除了牛血中提取血清白蛋白在医疗上应用外，猪血量大易获取，可作为血清白蛋白的来源研究对象。

2.5 免疫球蛋白

免疫球蛋白（Ig）是一类能与抗原特异性结合并类似于抗体的高效价蛋白质，可分为IgG，IgA，IgM，IgD和IgE等几类[37]，提取方法包括α/β-半乳糖苷酶辅助饱和硫酸铵法、FeCl3盐析法、低温乙醇法等[38]。免疫球蛋白可作为麻疹病毒抗体，抑制和治疗儿童免疫性血小板减少症，制成的微胶囊可治疗由肠道致病菌所引起的腹泻等症状[39-40]。研究表明，从猪血液中提纯免疫球蛋白，注射或者饲喂均能有效被仔猪吸收，提高成活率，免疫球蛋白在养殖业中提高家禽和鱼的成活率的效果也得到证实[41]。从纯度和得率来看，α/β-半乳糖苷酶辅助饱和硫酸铵法最好，生产成本也低，在技术较成熟的状态下致力于研究快速的提取手段。

2.6 凝血酶

从畜禽血中提取凝血酶的方法包括硫酸铵分级盐析、丙酮沉淀和磁分离法等。凝血酶是血液凝固系统中起重要作用的丝氨酸蛋白水解酶，可使血液中可溶性的纤维蛋白原转化为不溶的纤维蛋白，达到止血的目的[42]，在医药上为止血药，临床上用于肝脏出血、消化道出血和结扎出血等的止血[43]。郝清斌[44]研究经肌肉局部注射凝血酶对兔缺血后肢血管新生的影响，结果显示其可促进兔后肢缺血早期毛细血管新生。张倩等人[45]研究凝血酶对离体大鼠胸主动脉与肺动脉血管张力的影响，结果显示出对大鼠离体血管的收缩作用，其机制可能是通过凝血酶受体-1而发挥，且该作用不依赖于细胞外钙离子的存在。凝血酶与血纤维蛋白的利用紧密结合，两者结合能有效解决生物医学上的出血情况。

2.7 超氧化物歧化酶（SOD）

SOD是生物体内的金属蛋白酶，常用的提取方法包括了透析法纯化、破碎法、离心机分离法等。SOD是氧自由基的天然清除剂，具有抗炎症、抗辐射、抗肿瘤、抗衰老和缺血后再灌流损伤的恢复等功能，因此可作为抗衰老药品，也深受化妆品行业的喜爱[46]。根据所含金属可分为铁SOD（FeSOD），锰SOD（MnSOD）， 铜锌SOD（Cu/ZnSOD） 和镍SOD（NiSOD） 等[47]。近年展现出Mn-SOD在治疗高血压、糖尿病、视网膜病变、抗辐射、急性肺损伤等方面的效能[48]。目前，动物血液中提取的SOD应用到面膜、精华、蛇粉等的产品已在100种以上，如奥琪、大宝、紫罗兰等高级化妆品均添加了SOD[49]。超氧化物歧化酶的应用最广泛，在食品、医药和化妆品行业都有涉及，具有的抗氧化性能在各行业具有实用性，为畜禽血的加工利用提供了一条重要路径。

血液在人体和其他动物的生命活动中起着至关重要的作用，废弃的畜禽血液中含有各种营养活性成分，提取相关的有效物质作为医药制品能解决部分疾病，进一步深度研究畜禽血汇总活性成分的价值用于医药行业，未来作为医药制品可为兽用药，也可进一步作为人用药，当然有些成分应用领域广泛，比如超氧化物歧化酶还可作为化妆品。

3 结语

畜禽血是畜禽屠宰加工最大的副产物之一，传统利用方式是制作血肠、血豆腐、血粉等，血豆腐甚至成为美味食品的良好食材，血粉也是广为应用的工业原料。但要实现高效利用的途径，是将其深度加工为用于食品及饲料中的亚硝基血红蛋白、香精、血红蛋白粉、血浆蛋白粉，以及用于医疗保健等中的血红素铁、血红蛋白肽、血纤维蛋白、血浆白蛋白、免疫球蛋白、SOD、凝血酶等。虽然畜禽血中营养物质的功能已经被开发利用，但是更深层次的开发还需要多方面、全方位的探索研究。并且畜禽血含量丰富，有效利用的量仅为25%，畜禽血连续工业化生产能解决血液浪费和实现资源有效利用。所以，未来的发展趋势有2个方面：一是研究提取新的有效成分并成功运用，并且在原有的基础上研究有效成分的应用范围；二是通过现代酶解、发酵、萃取、分离、联产等高新技术的应用，进一步提高畜禽血的利用率，提升提取产品活性效价和附加值，降低对环境可能导致的不良影响。