畜禽血液在食品工業(yè)中的應用

張露娟

（上海食品科技學校，上海 201599）

改革開放以來，我國畜牧業(yè)得到了持續(xù)快速發(fā)展，肉類生產(chǎn)也逐漸由一元結(jié)構(gòu)向多元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。調(diào)查顯示，到2017年，我國畜禽肉產(chǎn)量已達到8 654.43×104t，比1978年的856.3×104t足足增長了10倍。如今，我國已成為世界上肉類生產(chǎn)和消費的第一大國，肉類總產(chǎn)量居世界第1位，全球肉類的30%產(chǎn)自中國。然而畜禽養(yǎng)殖的快速發(fā)展，帶來的是屠宰副產(chǎn)物的大量增加，如血液。據(jù)相關報道統(tǒng)計，2013年我國畜禽血液產(chǎn)量約598×104t，雖然近年來尚未有精確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但據(jù)國家統(tǒng)計局的最新相關數(shù)據(jù)顯示，2017年畜禽血液產(chǎn)量與2013年水平相當[1]。由于國家、地區(qū)、宗教文化、科學技術(shù)等方面的差異，除部分被人們利用外，還有相當一部分被作為廢棄物丟掉。據(jù)報道，我國每年屠宰畜禽產(chǎn)生的血液，僅25%進行了集中合理利用，絕大多數(shù)被當作廢棄物排放掉了，這不僅浪費了資源，而且也污染了環(huán)境。據(jù)環(huán)保部門估計，如要防治因畜禽血液排放而造成的污染，需消耗約1億元[2]。黨的十八大及十八屆三中全會將生態(tài)文明建設擺上了更加重要的戰(zhàn)略位置，將建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會定為基本國策。2015年，農(nóng)業(yè)部在《關于開展農(nóng)產(chǎn)品及加工副產(chǎn)物綜合利用試點工作的通知》中指出，開發(fā)利用畜禽加工副產(chǎn)物用于食品、醫(yī)藥等領域。2016年，國務院下發(fā)了《國務院辦公廳關于進一步促進農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展的意見》，提出“加強綜合利用”部署要求，引導促進農(nóng)產(chǎn)品初加工、精深加工和綜合利用協(xié)調(diào)發(fā)展。2018年1月1日起施行的《中華人民共和國環(huán)境保護稅法》將“保護和改善環(huán)境，減少污染物排放，推進生態(tài)文明建設”寫入立法宗旨。因此，實現(xiàn)畜禽血液綜合利用不僅可以減少對環(huán)境的污染，而且具有明顯的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。加大畜禽血液資源的開發(fā)利用，使其朝多樣化、系列化和高附加值方向發(fā)展[3]。通過介紹畜禽血液的資源概況，探討了國內(nèi)外畜禽血液在食品工業(yè)上的應用現(xiàn)狀，并對畜禽血液的高值化應用前景進行了分析，以期為更好地開發(fā)利用畜禽血液提供參考。

1 畜禽血液資源

我國是世界上動物血液資源最豐富的國家之一，特別是畜禽血液，其總量占體重的6%～8%。其中，屠宰后的血液實際收集量：豬血占3.2%～3.5%，牛血占4.2%～4.8%，羊血占3.5%左右，血液中干物質(zhì)含量為19%～21%。在理想條件下，豬血收集量可達40%，牛血約占60%，羊血約占45%。每頭豬的采血量為2.5 kg左右，牛為15 kg左右，小牛為2.7 kg左右，家禽為0.1 kg左右[4-6]。據(jù)分析，健康畜禽血液中都含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和多種具有生物活性的物質(zhì)，利用現(xiàn)代生物提取、分離、純化、加工等技術(shù)對畜禽血液進行深加工，可將其開發(fā)加工成食品、食品添加劑、醫(yī)藥產(chǎn)品、化妝品等高附加值產(chǎn)品。2017年我國畜禽血液總量約600×104t，按含干物質(zhì)20%計算，高營養(yǎng)干物質(zhì)超過100×104t，若將其高值化利用，則將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 畜禽血液的理化營養(yǎng)與功能性質(zhì)

2.1 血液的理化性質(zhì)

畜禽動脈血液含氧量高，呈鮮紅色，靜脈血中含氧量低，呈暗紅色，因血液中含有揮發(fā)性脂肪酸，故帶有腥味，相對密度1.046～1.052，呈弱堿性，血液中含有多種晶體物和膠體物，所以具有相當大的滲透壓，pH值7.35～7.45[7]。血液富含蛋白質(zhì)、微量元素、礦物質(zhì)、激素、維生素、酶類及一些活性物質(zhì)，每種成分含量比較穩(wěn)定。血液包括血漿（約占2/3） 和細胞（約占1/3）2個部分。血漿中蛋白質(zhì)約占8%，蛋白質(zhì)主要分為纖維蛋白、白蛋白和各種球蛋白；而細胞成分主要為紅細胞濃縮物，含36%的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)主要為血紅蛋白[8-9]。

血液的組成示意圖見圖1。

圖1 血液的組成示意圖

2.2 血液的營養(yǎng)成分

血液的營養(yǎng)主要體現(xiàn)在蛋白質(zhì)的含量上，全血含蛋白質(zhì)17%～21%，干燥血粉的蛋白質(zhì)含量更是達到了80%以上，是全脂乳粉的3倍。豬血的蛋白質(zhì)含量相當于豬瘦肉中的含量，故在西方素有“液態(tài)肉”之美稱[10]。血液中必需氨基酸的總量高于全蛋和人乳，尤其是賴氨酸的含量，達到了9%，這與賴氨酸含量低的谷物蛋白恰好形成互補，這對改善動物性蛋白資源較缺乏的地區(qū)或國家的膳食很有意義。動物血液還含人體不可缺少的多種無機鹽和微量元素，如鈣、磷、鐵、錳、鋅等，尤其是含鐵量高，每100 g血的鐵含量高達45 mg（一般肉中含鐵量僅為0.5～4.0 mg），血紅素鐵作為補鐵制劑兼具吸收率高（吸收率可達10%～20%）、不刺激消化道、副作用低等優(yōu)點，同時還是染色劑、抗腫瘤和治療鉛中毒等食品添加劑和藥品的原料。血液蛋白中的白蛋白和血漿蛋白質(zhì)具有較高的脂肪結(jié)合能力和持水特性，這在肉制品加工中可被用來改善肉制品的口感和結(jié)構(gòu)。因血漿蛋白具有極好的起泡能力，故在焙烤業(yè)中，可減少雞蛋的用量，節(jié)約成本。畜類血清中還具有與抗體活性或化學結(jié)構(gòu)與抗體相似的免疫球蛋白，含量為12～14 mg/mL，是動物免疫球蛋白的“資源庫”。此外，動物血液中的葡萄糖、維生素、無機鹽、酶類、有機酸及微量元素等，都是人體和動物所需的重要營養(yǎng)。

血液中的營養(yǎng)成分示意圖見圖2[9-11]。

圖2 血液中的營養(yǎng)成分示意圖

2.3 畜禽血液的功能性質(zhì)

畜禽血液的部分酶類、維生素、激素及活性肽等功能性物質(zhì)具有調(diào)節(jié)免疫、抗氧化等作用。其中，從畜禽血液中提取出來的超氧物歧化酶（SOD）能抵御超氧陰離子自由基對細胞的傷害，是我國衛(wèi)生部批準的具有防輻射、抗衰老、調(diào)節(jié)免疫和血脂及美容功能的物質(zhì)之一，目前在食品、化妝品，以及臨床上有廣泛應用。畜禽血液蛋白中還含有某些阿片樣、抗氧化、抑菌等小分子活性肽，已有國外學者從牛血紅蛋白中提取出了30種具有抗菌能力的活性肽。此外，畜禽血液中的免疫球蛋白、纖溶酶、凝血酶及蛋白酶抑制劑等功能性物質(zhì)也與人體健康息息相關。如免疫球蛋白能凝集細菌、中和細菌毒素，與體內(nèi)的其他因素共同作用下，徹底殺死細菌和病毒，增強人體的免疫力[3，12]。

3 畜禽血液在食品工業(yè)上的應用現(xiàn)狀

3.1 國外現(xiàn)狀

歐美及日本發(fā)達國家對于畜禽血液的利用較早，在加工技術(shù)方面，機械化和自動化程度也越來越高，利用范圍除食品工業(yè)領域外，還涵蓋飼料、醫(yī)藥、化工、肥料等領域，取得了很多研究利用成果并形成了規(guī)?；a(chǎn)業(yè)。其中，法國是畜禽血液利用較早的國家之一，1976年利用血量占豬血采集總量的41%，且利用范圍比較廣，如用動物血液制備了酒類澄清劑，并將其大量用于葡萄酒生產(chǎn)；荷蘭SONAC公司處理了歐洲80%的畜禽血液，該國Harimex公司生產(chǎn)的血漿蛋白組分的復合物作為黏合劑用于重組肉類的生產(chǎn)；德國和比利時把血漿粉作為食品黏結(jié)劑和乳化劑使用；保加利亞用血液蛋白粉來生產(chǎn)加工乳酪；英國和丹麥等國用畜血制備黑香腸、布丁和甜點心等；瑞典30%～40%的牛血用于制作布丁食用，并在肉制品加工中用血漿蛋白替代大豆蛋白；在日本，血色素被用作著色劑，代替肉作為香腸原料，開發(fā)出了餅干、糖果、面條等血紅素鐵強化食品；美國在動物血液的開發(fā)研究上處于世界領先水平，并已經(jīng)成功實現(xiàn)豬血深加工產(chǎn)業(yè)化，如美國Protein Simple公司處理了該國80%的畜禽血液，Boaolai、Sigma等蛋白質(zhì)生產(chǎn)公司生產(chǎn)了全世界30%以上的血液制品，這些公司一直致力于對血液制品的研發(fā)，目前，正將主要的資源和力量集中在血紅素鐵、血漿蛋白粉、亞硝基血紅蛋白及生物活性肽等產(chǎn)品的開發(fā)上，這些物質(zhì)是食品添加劑、保健食品、生物制劑的重要原料，在食品、醫(yī)藥等領域應用廣泛[13-16]。

3.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

我國畜禽血液綜合利用研究起步較晚。20世紀70年代前，血液的利用量很少，主要是被用來加工一些傳統(tǒng)食品，如血豆腐、血腸等。20世紀70年代末至20世紀80年代初，我國開始重視血液的開發(fā)利用，將其列為重點課題進行攻關，相繼開發(fā)出系列血液制品[16-18]。20世紀90年代以來，隨著美國公司的血液制品涌入我國市場，國內(nèi)的一些研究人員和企業(yè)開始研發(fā)血漿蛋白粉、血紅蛋白粉等產(chǎn)品，形成了一批重大成果。這一時期，畜禽血液在食品工業(yè)上的利用主要有以下幾方面：①肉制品加工。向灌腸、香腸、肉脯及西式火腿中適量添加豬血漿蛋白，因血漿蛋白有較好的乳化性，產(chǎn)品的切片性、持水力、彈性及出品率等得以提高。江蘇省某縣食品公司加工廠嘗試在紅腸中加10%～12%的血漿，產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量提高約7%，產(chǎn)品得率提高約20.4%，每千克香腸的成本降低5%～8%。該廠還用血粉代替雞蛋添加到肉脯中，不僅節(jié)約了成本，而且收到了較好的效果。②菜肴烹任。天津肉聯(lián)廠曾利用豬血漿蛋白烹制出肚絲蛋白、蛋白芹菜、蛋白蝦片、辣油蛋白、油爆蛋白丁、紅扒蛋白、鍋塌蛋白、芙蓉蛋白蝦片、雪花蛋白、高立蛋白、辣椒蛋白、蛋白四寶等12種菜肴。這些菜肴不僅色、香、味、形俱全，且具有高蛋白、低脂肪等優(yōu)點。③糖果糕點制作。邯鄲肉聯(lián)廠曾用酶降解血漿，經(jīng)脫色脫臭后，研發(fā)出了一種蛋白質(zhì)含量80%以上，脂肪含量低于1%，碳水化合物量低于2%，氯化鈉量低于6%，溶解度為95%，水分在6%以內(nèi)的食用蛋白，將該食用蛋白用于糕點中收到了良好的效果。上海市食品研究所曾將血蛋白粉摻入餅干、面包等產(chǎn)品中，提高了產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量。研究發(fā)現(xiàn)，血漿蛋白粉是一種良好的發(fā)泡劑，比蛋類蛋白的發(fā)泡快且口味好，能保持24 h不出水。血漿蛋白粉還是一種很好的乳化劑，可代替牛奶蛋白加入京果粉中；添加到面包中，使面包呈現(xiàn)出更好的色澤；添加到面粉中，可提高25%左右的蛋白質(zhì)效價。④營養(yǎng)補劑開發(fā)。由于血液中含豐富的蛋白質(zhì)、鐵、及微量元素，特別適宜用作營養(yǎng)添加劑。如作蛋白質(zhì)補劑，補充兒童發(fā)育所需組氨酸、賴氨酸等營養(yǎng)；作為鐵補劑，血色素鐵具有預防和治療缺鐵型貧血的功效[14，19-21]。近年來，隨著社會發(fā)展和科技進步，血液的利用取得較大進展，在營養(yǎng)補劑、畜禽飼料、血紅素、血卟啉衍生物、超氧化物歧化酶（SOD）等項目的研發(fā)上都取得了一系列的成果，有部分成果已經(jīng)被工業(yè)化生產(chǎn)。技術(shù)上也已逐漸達到了國際先進水平，同時也縮短了與世界先進國家的差距。

4 畜禽血液在食品工業(yè)上高值化應用前景

4.1 血紅素鐵

血紅素鐵（卟啉鐵），卟啉類化合物，機體中有效鐵約70%以血紅素的形式存在，是哺乳動物血液、肌肉中的天然色素和生物鐵，分子式C34H36N4O4Fe，相對分子量614.48，不溶于水，可溶于酸性丙酮及堿性水溶液，具有重要的生理功能和很高的實用價值。在血紅蛋白及肌紅蛋白中，血紅素約占3.8%，全血中血紅素含量為0.5%左右，動物血液中血色素型鐵比一般植物中的鐵營養(yǎng)價值要高，且加工工藝簡單、成本低。血紅素鐵在火腿紅腸制品、罐頭生產(chǎn)中可作為發(fā)色劑及人工色素的替代品，不僅保持了肌肉固有的色彩、口感和味道，還使其制品的色澤均勻、鮮艷美觀。此外，與非血紅素鐵相比，用血紅素鐵制成的鐵強化食品是缺鐵人群的良好食品。例如，將血紅素鐵添加到糖果、餅干、面條、面包、米粉、方便湯料、調(diào)料、飲料、果凍、海帶制品、奶制品和醬油等食品中，不但可以起到補鐵的作用，而且不影響食品原有的色、香、味、形。而血紅素鐵是一種生物態(tài)鐵，是動物血液中的天然色素和生物鐵化合物，能夠直接被人體腸黏膜吸收，生物利用率高，而且無副作用。因此，畜禽血液中的血紅素鐵在食品工業(yè)中具有較大的開發(fā)價值和應用前景[22-26]。

4.2 血漿蛋白

血漿主要包括血清和血纖維蛋白，它們是結(jié)構(gòu)蛋白，氨基酸組成較全。研究發(fā)現(xiàn)，血漿蛋白的消化率達92%，生物效價為87%，蛋白質(zhì)利用率約80%，可完全代替全能蛋白。經(jīng)噴霧干燥制成的血漿蛋白粉，蛋白含量（大于76%）十分豐富，且富含免疫球蛋白（大于16%），在功能性肉制品加工、面食制品、西點等領域應用廣泛。試驗發(fā)現(xiàn)，制作午餐肉時，用血漿代替18%的水，午餐肉的紅色加深，彈性增加，品質(zhì)得到了提高；用血漿和面粉按1∶5（質(zhì)量比）制成的銀絲面條，其色、香、味和抗拉性都要優(yōu)于普通的面條；用血漿蛋白代替1/3～1/2雞蛋制作的蛋糕、蛋卷等，應用效果良好，色、香、味都能保持正常。此外，血漿蛋白作為一種功能性蛋白來源，被添加到肉制品中后，不僅能延長產(chǎn)品的貨架期，還能增加產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量，且從產(chǎn)品品質(zhì)上看，產(chǎn)品的組織緊密、口感嫩滑且無血腥味，適合大規(guī)模推廣和工業(yè)化生產(chǎn)[16，27-30]。

4.3 亞硝基血紅蛋白

血紅蛋白作為一種理想的食品著色劑，可代替亞硝酸鈉，能有效降低食品中亞硝酸的殘留，從而降低形成致癌物質(zhì)亞硝胺的幾率。將血液中的血紅蛋白和亞硝酸鈉中NO-人工合成亞硝基血紅蛋白（HbNO），被稱為腌肉色素。它可以作為發(fā)色劑應用在肉制品加工中，能從根本上解決肉制品的護色這一世界性難題，實現(xiàn)肉制品的低硝化、無硝化，為我國的“放心肉工程”提供一種新型的食品添加劑。它還可作為無硝腌制系統(tǒng)中著色劑添加到火腿、香腸中，能滿足人們對肉色的要求。亞硝基血紅蛋白在對肉制品提供顏色的同時，還能對食品進行鐵強化，并提供優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。隨著生活水平的不斷提高，人們對食品的安全性、保健功能要求也越來越高，無硝腌制劑的研制與發(fā)展前景廣闊，作為其中的色素成分，亞硝基血紅蛋白的進一步研究、推廣和應用也非常有意義[31-33]。

4.4 免疫球蛋白

動物血液中富含免疫球蛋白，免疫球蛋白分為IgG，IgA，IgM，IgD，IgE 5類。由于免疫球蛋白具有免疫生理功能，因此，從血液中分離出免疫球蛋白并將其添加到功能食品中，將對改善嬰幼兒、中老年人等免疫力低下人群的健康具有重要意義。近幾年，抗體醫(yī)學品產(chǎn)業(yè)已開始向健康食品領域拓展，由此產(chǎn)生了一種新型的食品，稱為“抗體食品”。含大量免疫球蛋白及其他具有特殊功能的生物活性因子的抗體食品具有提高免疫力、抗癌、抗老化、促進生長發(fā)育，以及預防和改善風濕病癥等諸多作用。目前，已上市的抗體食品有免疫牛奶、免疫雞蛋、小牛球蛋白和初乳等。免疫球蛋白還具有防腐保鮮應用，研究證明特異性IgY對食品腐敗菌有殺滅作用，從而對食品起到保鮮作用，是一種安全的食品防腐劑。隨著分析技術(shù)的快速發(fā)展，免疫球蛋白作為食品分析工具的應用也越來越多，這對實現(xiàn)食品的快速、高靈敏度檢測具有重要意義。另外，作為一種新型的免疫強化劑，在功能性肉制品生產(chǎn)中添加免疫球蛋白，具有提神、抗疲勞、提高免疫力、阻礙化學致癌的發(fā)展、增加骨骼強度、減少低密度脂蛋白和膽固醇等功效。此外，隨著老齡化社會來臨，添加免疫球蛋白的功能性肉制品已成為未來老年人健康食品的重要發(fā)展方向。但目前由于條件限制，免疫技術(shù)在食品工業(yè)中的應用還不普及，相信隨著科學的不斷發(fā)展，免疫技術(shù)在食品科學研究、食品安全質(zhì)量管理和食品生產(chǎn)中將發(fā)揮重要作用，免疫學技術(shù)在食品科學中的應用將越來越廣泛[12，21，34-35]。

4.5 蛋白胨

蛋白胨是微生物培養(yǎng)基的一種原料，在食品、發(fā)酵、醫(yī)藥等領域中也應用廣泛。家畜血作為重要的蛋白來源，可以被用來制取蛋白胨，且工藝簡單。例如，以豬血為原料制取的蛋白胨，可作為特種功能性食品的配料。再如，在肉制品生產(chǎn)方面，可用來制取高不飽和脂肪酸類熟食制品、高氨基酸保健品等，是良好的肉制品添加劑和營養(yǎng)強化劑。

4.6 超氧物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）

SOD在動物紅細胞內(nèi)含量較高，豬源SOD氨基酸與人源相同率達到82.4%?？勺鳛榭寡趸瘎糜谑称分?。若將其作為罐頭食品、果汁等的抗氧劑，能防止因過氧化酶引起的食品腐敗變質(zhì)，還可作為蔬菜、水果的保鮮劑。此外，它還常作為食品營養(yǎng)強化劑，目前在酸奶、蛋黃醬、可溶性咖啡、奶糖、綠茶飲品等食品中加入SOD，能預防齲齒、敏感癥、痛風、降壓、抑制氧化等，大大提高食品的保健功能。因此SOD作為純天然添加劑具有良好的市場前景。

5 結(jié)語

我國是一個畜禽生產(chǎn)大國，血液作為畜禽屠宰后主要副產(chǎn)物，其綜合利用效果將影響畜牧業(yè)、食品工業(yè)等相關產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。雖然近20年來我國畜禽血液利用水平逐漸提高，但整體綜合利用率還不高，生產(chǎn)發(fā)展中仍然存在一些問題：加工核心技術(shù)落后，產(chǎn)品單一；深加工設備不完善，部分儀器的投入成本較高；有關產(chǎn)品的標準不健全等。針對以上存在問題，我國還有待在政策、科技、市場等

方面加大對畜禽加工副產(chǎn)物綜合利用的扶持力度。例如，在畜禽副產(chǎn)物的綜合利用核心技術(shù)、人才培養(yǎng)等方面加大資金投入，加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展；鼓勵副產(chǎn)物加工企業(yè)與高校、科研院所的深度合作，提升副產(chǎn)物精深加工技術(shù)的研究與創(chuàng)新力，從而促進科研成果的轉(zhuǎn)化；加強對一些已掌握先進的畜禽副產(chǎn)物精深加工技術(shù)，但由于購置設備、建設廠房等資金的缺乏，給予相關企業(yè)政策扶持，支持加工企業(yè)加強副產(chǎn)物綜合利用；打造集約化、規(guī)?；耐涝讖S，對充分利用副產(chǎn)物開發(fā)多種形式的產(chǎn)品更加有利，從而提升規(guī)模化、集約化水平，達到實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的目的；此外，充分發(fā)揮行業(yè)組織作用，鼓勵相關的行業(yè)組織積極參與國家、地方有關政策法規(guī)、食品安全標準的制（修）訂工作，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展[1]。21世紀是一個以資源高效利用和循環(huán)利用為核心的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的新時代。2018年中央1號文件指出，要以現(xiàn)代畜牧業(yè)建設為抓手，加快畜牧業(yè)現(xiàn)代化進程。畜禽血液的深加工要緊跟畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展步伐，產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益才能提高，進而帶來長足的社會效益。