微生態血粉生物技術作為21世紀高新技術的核心已成為各國研究的熱點和重點,利用生物技術原理,將動物血液降解為小分子蛋白、腖、肽類及氨基酸的混合物,形成具有營養和保健雙重生理功能的微生態血粉,是大規模、高效益利用我國豐富的動物血液資源的一條新途徑。發酵血粉雖然有著廣闊的前景,但是由於對其研究起步較晚,目前仍處於發酵菌株的篩選以及發酵工藝參數確定的研究階段,尚未形成產業化生產的規模。
3.畜禽血液產品在食品工業上的應用
國外畜禽血液在食品加工上的應用曆史比較長,日本將血色素作香腸的著色劑,將血漿粉代替肉作為香腸原料,德國和比利時曾大量進口血漿粉作為食品黏結劑和乳化劑,瑞典、丹麥把血漿用於肉製品中,保加利亞用血生產酸乳酪,俄羅斯除利用豬血製作血腸外,還利用血漿作餃子餡。目前畜禽血液在我國食品工業上應用還不多,主要是將血液經降解、脫色、幹燥、粉碎,製成高蛋白富鐵食品。另外,從畜禽血液中提取水解蛋白、血色素、超氧化物歧化酶、胸腺因子多肽激素、免疫球蛋白、幹擾素等也是我國近年來在血液資源開發和利用上所取得的重要科技成果。
研究報道,1L血液可提取血紅素10~15g,同時可產生400g左右的蛋白,加工工藝簡單,成本低,其中血紅素可作為營養缺乏或不良以及貧血的人群的營養補充劑,而且血紅素補血無毒無害,吸收率高,可望取代目前常用的補鐵劑,將成為受歡迎的新一代產品。豬血中除含有凝血酶和血紅素外,還含有人體必需的8種氨基酸,且含量豐富。用豬血製備的食用蛋白,廣泛應用於食品加工中,可以提高食品營養價值,改善人們的膳食結構。
(1)在肉製品中的應用在香腸、灌腸、西式火腿和肉脯中添加適量的豬血漿蛋白,脂肪含量略有降低,蛋白質含量提高,特別是血漿蛋白乳化性能好,產品的保水性、切片性、彈性和黏度,產品的得率等均有提高,成本降低。如在紅腸中加入10%~12%的血漿,蛋白質含量可提高7%,產品的得率可提高20.4%,每千克香腸成本降低5%~8%;用血漿代替雞蛋添加到肉脯中效果也很好,降低了成本。天津肉聯廠在香腸中添加10%的血漿蛋白,增加效益明顯,金鑼火腿腸也添加有血漿蛋白,經濟效益明顯。
(2)在糕點中的應用血漿或全血經水解、酶解、脫色、脫臭後,可製得一種食用蛋白質,其蛋白質含量比奶粉的含量高80%以上,脂肪含量小於1%,碳水化合物含量小於2%,氯化物含量小於6%,溶解度達到了95%,水分在6%以下。應用於糕點,如京果粉、蛋糕、乳兒糕、餅幹、桃酥、蛋卷、麵包、饅頭等均取得較好的效果。上海市食品研究所經研究發現,血漿蛋白粉是一種良好的發泡劑,有牛奶味,可代替牛奶蛋白,添加到麵包中,使色澤、保形性更佳,不易老化,添加到麵粉中,可提高蛋白質效價25%左右。
(3)在營養補劑中的應用由於血中含有豐富的蛋白質、微量元素和鐵質等,特別適宜於做營養添加劑,如蛋白質補劑,補充兒童發育所需組氨酸、賴氨酸作為鐵質補劑,血色素可預防和治療缺鐵性貧血。山東濰坊新技術研究所曾研製含17種氨基酸的複合氨基酸粉(液)。
(4)在烹調菜肴中的應用利用血漿蛋白粉烹飪菜肴,如蛋白蝦片、辣油蛋白等具有高蛋白、低脂肪的特點,味道鮮美,滑嫩可口,吃而不膩,營養豐富,色、香、味、形俱佳。
4.畜禽血液產品在醫藥工業上的應用
畜禽血液在醫藥工業中的利用已有較長的曆史,在醫學臨床上也起到了重要的作用,特別是改革開放以來,國家對畜禽血液利用非常重視,組織了重點攻關課題,應用於醫學臨床的血液製品不斷被開發出來,並取得了較好的效果。
(1)血卟啉衍生物是在原卟啉基礎上經過分子結構修飾而製得,該物質有與癌細胞中的核糖核酸緊密結合的作用,血卟啉衍生物做熒光注射劑,注射48h後產生熒光反應,可定位癌細胞,然後用氦氖氣激光殺死癌細胞,通過對基底細胞癌、黑色素癌、胃癌、食道癌等臨床試驗,對腫瘤細胞有較強的殺傷力,藥物毒性小,療效好。
(2)原卟啉鈉生化藥廠采用脂化法研究的原卟啉鈉,得率0.1%,含量93%以上。該產品有保護肝和降低轉氨酶的作用,用於治療急性肝炎、慢性活動性肝炎等,經臨床試驗,有效率為71.7%。
(3)超氧化物歧化酶(SOD)SOD主要是從豬血中研究采用生化方法製取,該物質是具有重要保護作用的一種酶,能有效地清除超氧化自由基陰離子,保護細胞免受自由基陰離子的損害,對風濕性關節炎和自身免疫、老年保健有療效,與其他消炎類藥物聯合使用,有增效作用。目前已廣泛用於抗衰老,美容健體,放射生物學,許多疾病的發病機理研究等,為其提供了重要的藥物和生化製劑。
(4)血肽素(血紅蛋白肽)血肽素是將血液中大分子蛋白質物質控製降解為多肽和氨基酸,該低聚物混合體具有較好的可溶性,同時最大限度地保留了血液中有機鐵、銅、維生素等全價營養素,它含有18種氨基酸,以氮計蛋白質含量大於70%,有機鐵含量大於2000mg/kg,另含有少量銅、鋅、鈣等元素,是一種全天然組分和高附加值的產品。它作為保健食品及功能食品,適用於營養不良或缺鐵性貧血、缺鈣等症狀,可以提供易於為人體吸收的有機鐵、血紅蛋白降解多肽和氨基酸等營養因子,預防和改善缺鐵性貧血和營養性貧血。目前國內對合理利用動物血液改善缺鐵性貧血呼聲很高,缺鐵性貧血是一個世界性問題,在我國十分普遍,以嬰兒、學齡前兒童、育齡婦女和青少年較為常見。血肽素產品的推出,對改善缺鐵性貧血人群的健康狀況、提高生活質量和工作效率將起到積極的作用,而且產品附加值高,市場需求大,適合於大中型牲畜屠宰企業的技術改造,副產物的綜合利用和廢物處理,也可建立獨立的食品加工企業。
(5)凝血酶凝血酶是機體凝血係統中的天然成分,它由兩條肽鏈組成,多肽鏈之間以二硫鍵相連接,凝血酶在體內以凝血酶原的形式存在,在一定條件下凝血酶原被激活,並轉化為有活性的一種蛋白水解酶。凝血酶可直接作用於血漿纖維蛋白原,催化血漿纖維蛋白原中血纖維肽A和B的斷裂,轉變成不溶性血纖維蛋白凝塊,促使血液凝固。臨床上廣泛應用,常以幹粉或溶液局部塗於傷口及手術外,控製毛細血管滲血,多用於骨出血、扁桃體摘除和拔牙等,有時也可口服,用於治療十二指腸出血,凝血酶局部止血效果好且無副作用。最近國內學者將其製備成“人體膠水”,模仿血液凝固的自然機製,在手術過程中,將它均勻地噴射在創麵上,能迅速凝血,使病人在手術時少流1/3的血,這正是凝血酶的作用。目前國際上凝血酶僅有英、美、日等少數發達國家能在低溫條件下從人或牛血液中提取,產量較小,遠遠滿足不了市場需求。我國主要從豬血中提取凝血酶,產品已應用於臨床,產量較小。凝血酶的提取,既可使血液變廢為寶,又可以提高血液的經濟價值,生產前景十分廣闊,效益高於超氧化物歧化酶(SOD)。
(6)血紅素血紅素是由原卟啉與一個2價鐵原子構成的稱為鐵卟啉的化合物,存在於紅細胞中,與蛋白質結合組成複合蛋白質,成為血紅蛋白(Hb)或肌紅蛋白(Mb)。肌紅蛋白是珠蛋白與一個分子血紅素結合,血紅蛋白是珠蛋白與4個分子血紅素相結合,它們在機體內氧氣運輸、貯存利用或氣體交換起著重要作用。目前血紅素在醫學臨床上已廣泛使用,如血紅素可作為半合成膽紅素原料,可生產抗肝功能亢進、抗炎症作用和抗腫瘤作用的重要藥物,也是人類良好的補血劑,可直接被人體吸收,吸收率高達10%~20%。國內外對血紅素及血紅素補鐵劑都高度重視。
(7)免疫球蛋白免疫球蛋白(Ig)是動物體內重要的免疫活性物質,在動物幼體的營養代謝和生理調節方麵具有重要的作用。Ig一般分為IgG、IgA、IgD、IgE、IgM五大類,血清中IgG含量占Ig總量的80%以上,正逐步被廣泛用於嬰兒食品、代乳食品、保健食品中,其中球蛋白(IgG)常用來進行人工被動免疫,是一種已經應用了50多年的血漿蛋白製劑。血清中IgG的含量較多,經過免疫強化注射的豬(牛)可生產出富含IgG的血清,是工業化生產免疫球蛋白的極好原料來源。以前分離免疫球蛋白多采用化學鹽析法、有機溶劑沉澱法、離子交換色譜法、凝膠過濾法等,盡管所得製品純度較高,但很難工業化生產。超濾是近年來發展起來的新興分離技術,以其無相變化分離為主要特點,正日益成功地應用在生物製品的分離純化中。畜禽血液產品加工的品種較多,隨著科學技術的發展,將會有更多的新產品被研究開發出來。