畜禽在屠宰過程中,通過刺殺放血可獲得大量的畜禽血液。20世紀70年代以前,我國畜禽的血液除少量用作食品的加工外,基本上全部作為廢棄物排放掉,既嚴重汙染了環境,又造成了嚴重的經濟損失。20世紀80年代以來,畜禽血液的綜合利用逐漸被人們所重視,對其深入開展了綜合利用的科學研究,逐步應用到食品工業、製藥工業中,使我國畜禽血液綜合利用水平有了突破性進展。
畜禽血液的成分組成比較複雜,成分極為豐富,有著特殊的生理生化性質,畜禽血液的綜合利用方向與方法同血液的生理生化特性、血液在活體中的機能作用有著密切的關係。
一般來說,動物血液的總量為體重的6%~8%,但因動物的種間差異而有所不同,同一種動物其血量的多少又受其年齡、性別、肥瘦、營養狀況、活動程度、妊娠、泌乳以及環境條件(如海拔高度)等因素的影響,如雄性動物血量比雌性的稍多。各種家畜的血量。
動物的血液大部分在心血管係統中不斷流動,稱為循環血;另一小部分存在於肝、肺、皮膚和脾等器官的毛細血管中,稱為貯存血。當動物精神緊張、劇烈運動、處高原地帶缺氧時,可使貯存血量減少,大量進入肌肉組織。動物受傷或屠宰時,當一次性失血占血液總量的25%~30%時,血壓顯著下降,導致對腦細胞和心肌細胞的血液供應不足,動物逐步開始死亡。
一、血液的組成
血液是由液體成分的血漿和懸浮於血漿中的血細胞所組成。動物屠宰時獲得的新鮮血液,如用抗凝劑(檸檬酸鹽、草酸鹽等)處理和離心沉澱後,就能明顯地分為上、下兩層。上層為血漿,下層深紅色沉澱物為血細胞,包括紅細胞、白細胞和血小板(即在紅細胞層表麵的薄層)。
畜禽屠宰以後獲得的新鮮血液,如果不經抗凝處理,幾分鍾後便會凝固成為膠凍狀的血塊,而後血塊逐漸變小緊縮,並析出一層淡黃色的液體,稱為血清。血清與血漿的主要區別是,血清中不含有纖維蛋白原,因為血漿中的可溶性纖維蛋白原在血液凝固過程中已轉變為不溶性的細絲狀纖維蛋白而被留在凝固的血塊中,所以血清是不含有纖維蛋白原的血漿,很多不參與凝固過程的物質在血漿和血清中的量基本相同。
(一)血漿
血漿為淡黃色的液體,但不同種的畜禽血漿顏色稍有不同,狗、兔的血漿無色或略帶黃色,牛、馬的血漿顏色較深。血漿之所以呈黃色,主要是因血漿中存在黃色素,哺乳仔豬的血漿中由於含脂肪較多,渾濁而不透明。血漿中大部分為水,占90%~93%,7%~10%為幹物質,幹物質中數量最多的是蛋白質。
(二)紅細胞
紅細胞是單個存在的,微黃色稍帶綠色陰影,由於紅細胞(RC)中含有血紅蛋白(Hb),所以多數紅細胞聚合起來呈紅色。哺乳動物成熟的紅細胞同其他細胞不同,是無核、雙麵略向內凹的圓盤形的細胞,這種雙圓盤的結構可以保證全部胞漿,主要是其中的血紅蛋白與細胞膜保持最短距離,便於迅速而有效地進行氣體交換。紅細胞的生存時間很短,舊的紅細胞在脾髒中被消滅,新的紅血球不斷由骨髓中產生來補充。紅細胞的直徑因動物種類而不同,馬為5.4μm,豬為6.2μm,牛為5.6μm。
紅細胞是血細胞中數量最多的一種,其正常數量因動物種類、品種、性別、年齡、飼養管理條件以及環境條件等而有所不同。各種成年家畜血液中紅細胞數量。
紅細胞中含有60%的水分、40%的幹物質,幹物質中90%為血紅蛋白,其餘10%為磷脂化合物、膽固醇、葡萄糖、鉀鹽和鈣鹽等。
紅細胞具有一定的特性:一是紅細胞膜具選擇性通透性,以維持細胞內化學組成和保持紅細胞正常生理活動機能;二是滲透脆性,如果血漿或周圍溶液的環境滲透壓低於紅細胞的,則水分子大量進入紅細胞,紅細胞逐漸脹大,最後導致細胞膜破裂,易將血紅蛋白釋放出來,這一現象稱為紅細胞溶解,簡稱溶血。相反,如果血漿或周圍溶液的環境滲透壓高於紅細胞,水分子將由紅細胞內透出,紅細胞失水而皺褶,最後也將破裂。9g/L NaCl溶液是紅細胞的等滲溶液,也稱等張溶液,或稱生理鹽水。據研究,剛開始溶血時的NaCl溶液的濃度稱為紅細胞的最小抵抗,完全溶血時NaCl溶液的濃度為最大抵抗。各種家畜紅細胞的最小、最大抵抗;三是紅細胞具懸浮穩定性,即紅細胞在血漿中保持穩定狀態,不易下沉的特性。將獲得的鮮血加抗凝劑後放入試管內,於是紅細胞將緩慢地下沉,在單位時間內紅細胞下沉的速度稱為紅細胞沉降率或簡稱血沉,紅細胞下降越快表示其穩定性越差,在畜禽血液綜合利用時,有時要保持其穩定性,有時要破壞其穩定性。
(三)白細胞
白細胞為無色有核的血細胞,它的體積比紅細胞大,數量遠比紅細胞少,不同動物白細胞與紅細胞的比例是:山羊1∶1300,綿羊1∶1200,牛1∶800,豬1∶400,狗和貓為1∶400。家畜正常白細胞的數量變化很大,因為它是動物機體防疫體係的一部分,可隨機體生理狀況的改變而發生變動,家畜每立方毫米血液的白細胞總數為8000~15000個。各種家畜白細胞的數量。
(四)血小板
血小板是體積很小的圓盤狀、橢圓狀或杆狀細胞,血小板沒有細胞核,但能消耗O2,也能產生乳酸和CO2,是活的細胞。在正常家畜血液中,每立方毫米血小板的數量為:馬35萬,豬40萬,綿羊74萬,其數量變化情況隨動物生理情況而異,動物在劇烈運動後數量劇增,大量失血和組織損傷時其數量也顯著增多。
二、血液的理化特性
血液綜合利用與加工與血液的理化特性有直接關係,掌握血液的理化特性可以較好地指導血液的綜合利用與加工。
(一)顏色
動物血液的顏色與紅細胞中血紅蛋白的含量有密切的關係,動脈血中含氧量高,呈鮮紅色;靜脈血中含氧量低,呈暗紅色。
(二)氣味
血液中因存在有揮發性脂肪酸,故帶有腥味,肉食動物血液的腥味尤甚。
(三)相對密度
血液的相對密度取決於所含細胞的數量和血漿蛋白的濃度,各種畜禽全血的相對密度在1.046~1.052範圍內。
(四)滲透壓
血液中因含有多種晶體物和膠體物,所以具有相當大的滲透壓,哺乳動物血液滲透壓大致一定,用冰點下降度(單位:℃)表示,馬0.56,牛0.6,豬0.62,兔0.57,狗0.57。
(五)黏滯性
血的黏滯性為蒸餾水的4~5倍,這主要取決於紅細胞數量和血漿蛋白的濃度。
(六)酸堿度
動物血液的酸堿度一般是在pH 7.35~7.45之間變動。靜脈血因含有較多的碳酸,其pH比動脈血低0.02~0.03。肌肉劇烈活動時,由於有大基酸性產物如乳酸、碳酸等進入血液,可使靜脈血pH進一步降低,生命能夠耐受的pH極限約為6.9和7.8。血液酸堿度之所以能夠經常保持相對的恒定,一方麵是由於血液中具有多種緩衝物質,另一方麵是由於肺的呼吸活動和腎髒的排泄活動排出酸性產物,使血液中的緩衝物質的量經常保持穩定。
三、血液的化學成分
血液的主要化學成分有的來自消化道消化分解的產物,有的來自組織細胞釋放的代謝產物。主要包括:水分、氣體(O2、CO2、N2)、蛋白質(清蛋白、球蛋白、纖維蛋白原)、葡萄糖、乳酸、丙酮酸、脂類(脂肪、卵磷脂、膽固醇)、非蛋白氮(氨基酸、尿素、尿酸、肌酐、氨)、無機鹽(鈉、鉀、鈣、鎂、氯、硫、磷、鐵、錳、鈷、銅、鋅、碘)、酶、激素、維生素以及色素等,同時血液中含有1.2%體積的物理吸附氮,其總氮含量隨動物的肥度而發生變化,在2.62%~9.02%之間。血液中幹物質含量平均在19.0%。蛋白質水平隨年齡有所波動,最大含量是在動物3個月時,為6.88%~7.20%,此後逐漸下降,到12個月時達5.58%。所示為不同動物血液的化學組成,血漿與血細胞的化學成分。
(一)血漿中的蛋白質
血漿蛋白一般分為清蛋白、球蛋白、纖維蛋白原三種,可用鹽析法分離,也可用區帶電泳法分離,用電泳法分離時,球蛋白可以分為α1-、α2-、β-、γ-球蛋白四種。
1.纖維蛋白原
纖維蛋白質完全由肝髒合成,占血漿總蛋白量的4%~6%,有重要的凝血作用,相對分子質量340000,由6條肽鏈組成。與其他蛋白質不同,它可以在飽和NaCl溶液中完全沉澱,當纖維蛋白原凝結以後便形成纖維素,纖維素不溶於水、10g/L的中性鹽溶液、酒精或醚,如將纖維素放入HCl或NaOH溶液則膨脹後溶解,在10g/L的NaF溶液中或0.05~0.1g/mL的NaCl中也溶解,溶解後的纖維素溶液加熱到56℃,便又重新凝結,將溶液倒入飽和的NaCl或MgSO4溶液中,又形成沉澱。