虾青素鸡蛋的营养活性和功能特性研究

闫倩楠1,杨泽豪2,于淼2,马挺军1*

1(北京农学院 食品科学与工程学院,北京,102206)2(吉林万方沃土农业科技发展有限公司,吉林 白山,134799)

摘 要 随着消费者对食品营养的追求,市面上出现多种迎合消费者需求的功能性鸡蛋,该研究通过比较红法夫酵母源虾青素鸡蛋与其他鸡蛋在营养物质和抗氧化、抗炎及减脂功能特性方面的差异,评估红法夫酵母源虾青素鸡蛋的品质。结果显示,红法夫酵母源虾青素鸡蛋中含有虾青素(60.5±1.48) μg/g,蛋白质(12.96±0.38) g/100 g,在不饱和脂肪酸中,二十二碳六烯酸占比为0.62%,二十碳五烯酸占比为0.18%,均高于雨生红球藻源虾青素鸡蛋,必需氨基酸与总氨基酸的比值为39.1%,与雨生红球藻源虾青素鸡蛋相同。超氧化物歧化酶活性、总抗氧化能力和谷胱甘肽过氧化物酶活性均高于普通鸡蛋,丙二醛值最低为457.62 nmol/L,红法夫酵母源虾青素鸡蛋抗氧化能力优于其他鸡蛋;红法夫酵母源虾青素鸡蛋可以降低白细胞介素-6、白细胞介素-10、肿瘤坏死因子-α和NO的分泌,抑制率为1.61%,具有抗炎活性;红法夫酵母源虾青素鸡蛋脂滴含量下降,具有减脂功能。研究结果显示,红法夫酵母源虾青素鸡蛋是一种优质的功能性鸡蛋,能够提供更好的营养价值。

关键词 鸡蛋;红法夫酵母源虾青素;品质;功能特性

随着人们健康意识的不断提高,对食品的营养价值和健康功能提出了更高的要求。这种需求推动了功能性鸡蛋的发展,即通过调整蛋鸡的饲料成分,使其富含特定的营养成分,从而为消费者提供额外的健康益处[1]。功能性鸡蛋的开发是基于对鸡蛋营养成分的深入了解和科学调控,在蛋鸡饲料中添加特定的矿物质、维生素、虾青素和脂肪酸等成分,即可生产出富含硒、叶黄素、虾青素等功能性成分的鸡蛋。此类鸡蛋不仅满足了消费者对健康食品的需求,更为特定人群提供了个性化的营养解决方案。

虾青素是目前自然界中最强的天然抗氧化剂之一,其抗氧化能力约为维生素E的500倍[2]。虾青素能够提高氧化因子的活性,也能使丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量降低[3]。在蛋鸡日饲料中添加天然虾青素的物质,虾青素能在10 d内稳定富集于鸡蛋中,有效增强鸡蛋的贮存稳定性,游离虾青素在蛋黄中的富集效率高于酯化虾青素[4]。添加虾青素-二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)的鸡蛋在贮存42 d后DHA含量下降<3%,进一步印证了添加虾青素-DHA可提高鸡蛋的氧化稳定性[5]。饲粮中添加42.6 mg/kg虾青素并连续饲喂24周,能够使蛋黄颜色明显加深[6]。CHINTONG等[6]研究发现,虾青素提取物可以提高DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的活性,并能抑制胡萝卜素的颜色变化和单重态氧的猝灭。此外,虾青素能够帮助减轻关节炎等炎症症状,抑制炎症反应中化学物质的释放,从而减轻炎症反应(图1)。在烟曲霉性角膜炎小鼠模型中,虾青素可显著抑制炎症细胞因子如白介素IL-1β、INF-α和高迁移率族蛋白B1的表达[7]。PARK等[8]发现1 g/mL脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的RAW264.7巨噬细胞可被5、10、20 mmol/L 的虾青素抑制,并且能够显著降低NO的产生和诱导型一氧化氮合酶iNOS和诱生型环氧化镁COX-2的表达。虾青素可以通过调节脂质代谢来抑制肥胖,研究表明虾青素能够改善高脂饮食引起的血脂异常,降低血清中的总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇水平,显著降低高脂饮食诱导的小鼠体重和脂肪含量[9]

图1 虾青素抗炎机理图
Fig.1 Anti-inflammatory mechanism of astaxanthin

基于此,本文拟以红法夫酵母源虾青素鸡蛋为研究对象,对其营养物质、功能特性进行研究,与普通鸡蛋形成对比,评估红法夫酵母源虾青素鸡蛋的价值,为红法夫酵母源虾青素鸡蛋的市场发展提供一定的数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

普通鸡蛋(PT),当地市场购买;对照组鸡蛋(JP)、饲喂红法夫酵母源虾青素饲粮的鸡蛋(JX)、饲喂雨生红球藻源虾青素饲粮的鸡蛋(A)、海兰褐蛋鸡产的谷饲鸡蛋(D)、北京油鸡产的林间散养鸡蛋(C),吉林万方沃土农业有限公司。

虾青素标准品(≥98%)(色谱级),上海阿拉丁生物科技股份有限公司;石油醚(30~60 ℃)(分析纯),上海罗恩试剂有限公司;地塞米松(优级纯)、牛胰岛素(优级纯)、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(优级纯)、奥利司他(试剂级),北京索莱宝科技有限公司;LPS(生物级),上海麦克林生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

Spectra Max Mini多功能酶标仪,美谷分子仪器(上海)有限公司;LC-2030C3D Plus高效液相色谱仪,日本岛津公司;SH220F石墨消解仪,海能未来技术集团股份有限公司;Centrifuge 5810R高速冷冻离心机,德国艾本德股份公司;WS-01恒温恒湿培养箱,湖北黄石恒丰医疗器械有限公司;IX71倒置荧光显微镜,日本奥林巴斯光学工业股份有限公司;Mx3005P Stratagene荧光PCR仪,美国安捷伦科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 营养物质测定

虾青素:参照张馨月[10]的方法稍作修改。取1.00 g样品处理,检测波长482 nm,采用色谱柱ZORBAX Eclipse XDB-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm),进行虾青素含量的测定。

水分含量:参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法进行测定;蛋白质含量:参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法进行测定;脂肪含量:参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的索氏提取法进行测定;脂肪酸参照GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》进行测定;氨基酸参照GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》进行测定;胆固醇测定采用南京建成总胆固醇试剂盒。

1.3.2 抗氧化特性

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性采用超氧化歧化酶试剂盒(南京建成)WST-1 法测定;总抗氧化能力(total antioxidant capacity, T-AOC)采用总抗氧化能力测试盒(南京建成)ABTS 法测定;谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性采用谷胱甘肽过氧化物酶测试盒(南京建成)测定;过氧化氢酶(catalase,CAT)活性采用过氧化氢酶试剂盒(南京建成)钼酸铵法测定;MDA含量采用丙二醛试剂盒(南京建成)TBA 法测定。

1.3.3 抗炎、减脂活性测定

1.3.3.1 细胞培养与传代

鸡巨噬(HD11)细胞在EMEM培养基中培养,3T3-L1细胞在1640培养基中传代,随后使用分化培养基分化,最后使用传代培养基与受试物共同培养。倒置显微镜下观察细胞状态,汇合度达到90%左右时传代。37 ℃胰酶消化3 min,每瓶分装1 mL,随后加入4 mL培养基。

1.3.3.2 工作浓度范围的选取

收集对数生长期细胞,96孔板每孔加入100 μL,设置空白对照组(培养基),设置不同浓度的样品组(LPS、虾青素、鸡蛋浓度),设置0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL梯度浓度,每个浓度设置3个复孔,再向每孔中加入20 μL不同浓度的样品,空白对照组加等量的培养基,继续培养大约12 h,并观察细胞生长状态,随后用CCK-8试剂盒进行浓度测定,使用酶标仪在450 nm波长处测定。

1.3.3.3 虾青素鸡蛋抗炎活性测定

参照张金兰等[11]的方法并稍有改动。设置对照组、模型组和干预组,共培养24 h,测定不同组别的HD11细胞分泌细胞因子,随后提取RNA使用qPCR法测定TNF-α、白细胞介素-6(interleukin 6,IL-6)、白细胞介素-10(interleukin 10,IL-10)的mRNA相对表达量。将鸡蛋液用培养基梯度稀释为0、100、200、400、600、800、1 000 μg/mL,考察不同浓度蛋液对LPS诱导的 HD11 细胞活力的影响,筛选出最佳蛋液浓度用于后续实验。细胞存活率按公式(1)计算。

细胞存活率

(1)

1.3.3.4 虾青素鸡蛋的mRNA基因表达量测定

通过NCBI官网查询实验所需的基因序列,用Primer 5软件合成实验所需基因的引物序列,如表1所示。

表1 RT-qPCR所用引物序列
Table 1 Primers sequences for RT-qPCR

基因名称引物序列(5′~3′)IL-6F:GGCCCTTGCTTTCTCTTCGR:ATAATAAAGTTTTGATTATGTTNF-αF:CATTGCCCTGTGAGGAGGACR:CGACCCTAAGCCCCCAATTCIL-10F:ACATCCAACTGCTCAGCTCTR:ATGCTCTGCTGACTGGT

细胞总RNA提取:96孔板中的细胞经不同浓度的蛋液与LPS处理后,用4 ℃预冷的PBS洗涤细胞2次,根据试剂盒说明,加入Buffer RL裂解液充分裂解HD11细胞,之后按步骤提取纯化细胞中的总RNA,放置于无RNA酶的离心管中,-80 ℃冰箱保存。

反转录:将提取得到的RNA按照试剂盒说明书反转录为cDNA。在37 ℃反应15 min、85 ℃孵育5 s,产物在-20 ℃冰箱保存。反转录体系为:2 μL 5×Evo M-MLV RT Master Mix,5 μL RNA模板,3 μL ddH2O。

RT-qPCR分析:取上一步获得的cDNA进行RT-qPCR分析。表1中的引物用于本实验RT-qPCR检测。RT-qPCR反应体系及反应程序:12.5 μL 2×UltraSYBR Mixture (Low ROX),0.5 μL引物F和R,1 μL cDNA,10.5 μL ddH2O,扩增条件为95 ℃、预变性10 min,变性15 s,60 ℃、60 s,95 ℃、15 s,60 ℃、60 s,95 ℃、15 s下进行40个循环。

1.3.3.5 NO含量测定

使用南京建成试剂盒中的硝酸还原酶法测定。取细胞液分别配制空白管、标准管和测定管,混匀后静置10 min,使用酶标仪在550 nm波长处进行吸光度测定。

1.3.3.6 减脂特性的测定

3T3-L1脂肪细胞的诱导分化:3T3-L1细胞接种于12孔板中,待细胞融合2 d达到抑制后,进行分化实验,用一号分化培养基培养48 h(5% CO2,37 ℃),换用二号分化培养基培养48 h,倒置显微镜100倍下观察细胞形态。当出现明显的脂滴时,进行样品干预,选取不同浓度的虾青素标准品、奥利司他、JP与虾青素标准品混合物、不同浓度蛋液继续培养48 h,分化结束。

油红O染色实验:用适量PBS轻柔漂洗细胞3次,用10%(体积分数)甲醛溶液固定10 min。PBS漂洗,每孔加入1 mL油红O工作液,室温避光染色10 min,再次漂洗,采用倒置显微镜观察细胞内脂滴形态并分别拍摄照片。

油红O染色提取实验:在经油红O染色实验后的12孔板中每孔加入1 mL异丙醇,轻微荡摇使细胞内脂滴溶解,每孔取200 μL至96孔板,3次平行实验,酶标仪检测490 nm处的吸光度值,记录数据并根据检测出的OD值分析相对脂滴含量。

1.4 数据处理

使用Graphpad Prism 9软件对实验数据进行统计学分析,数据以“平均值±标准差”表示。多组间比较采用ANOVA单因素方差分析,P<0.05为差异具有统计学意义。同组数据标注不同的小写字母代表存在显著性差异。

2 结果与分析

2.1 虾青素鸡蛋的营养物质

2.1.1 不同鸡蛋的营养、活性物质含量

由表2可知,JX和A虾青素含量分别为(60.5±1.48)、(40.7±5.59) μg/g,具有显著差异(P<0.05),日饲料中添加虾青素可以使鸡蛋中富集虾青素,其余鸡蛋中均没有虾青素检出。红法夫酵母源的虾青素是游离虾青素[12],蛋鸡中添加游离虾青素比添加酯化虾青素更能有效地积累虾青素,蛋黄中的保留率约为12.0%,而富含单酯和双酯的虾青素保留率分别为4.0%和2.5%[4]

表2 不同鸡蛋的营养成分与活性物质含量
Table 2 Nutrient and active substance content of different eggs

组别湿基含量虾青素含量/(μg/g)水分含量/%全蛋蛋白质/(g/100 g)蛋黄脂肪/(g/100 g)胆固醇/(mmol/L)JP-76.4±0.32a12.26±0.25b32.13±0.75ab1.75±0.27bPT-77.1±0.01a11.07±0.21c29.50±0.70abc2.48±0.29aJX60.5±1.48a75.6±0.15b12.96±0.38a32.00±1.15ab1.55±0.12bA40.7±5.59b75.9±0.13b12.64±0.91b28.86±0.85bc2.67±0.24aC-75.3±0.89b11.16±0.82c27.75±4.90c1.82±0.16bD-74.8±1.02c13.38±0.73a32.62±1.37a1.95±0.55b

注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05);-表示未检测出(表5同)。

JX、A中水分含量显著低于JP和PT(P<0.05)。JX的蛋白质含量为(12.96±0.38) g/100 g,A含有(12.64±0.91) g/100 g蛋白质,两种鸡蛋的蛋白质含量差异显著(P<0.05)。目前没有研究表明虾青素可以直接影响鸡蛋中蛋白质含量,但是由于虾青素具有抗氧化特性,能够提高动物免疫力,因而使蛋白质含量富集[13]。D中的脂肪含量最高,为(32.62±1.37) g/100 g,JP为(32.13±0.75) g/100 g,其次为JX>PT>A。JX中的胆固醇含量最低为(1.55±0.12) mmol/L,较低的胆固醇含量对于特殊人群食用鸡蛋具有特殊的意义。有研究表明,虾青素可显著升高鸡蛋黄抗氧化能力(P<0.05),并使高密度和极低密度脂蛋白胆固醇水平显著高于对照组(P<0.05),同时降低低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯水平降低(P<0.05)[14]

2.1.2 蛋黄中脂肪酸含量

由表3可知,6种鸡蛋中共鉴定出26种脂肪酸,其中JX中24种、JP中26种、A中25种、PT中25种、D中23种、C中23种。D中的脂肪酸含量最高59.53%,其次是A 59.10%和JX 58.77%。

表3 不同鸡蛋的脂肪酸含量 单位:%

Table 3 Fatty acid content of different eggs

序号脂肪酸名称PTJPJXACD1己酸0.10±0.01b0.11±0.00b0.154±0.00a0.063±0.00bc0.066±0.00bc0.044±0.00c2辛酸0.07±0.00a0.05±00c0.07±0.00a0.04±0.00bc0.05±0.00b0.05±0.00b3癸酸0.04±0.00b0.04±0.00c0.05±0.01a0.05±0.00b0.05±0.004a0.06±0.00a4十一烷酸0.07±0.00b0.06±0.01ab0.08±0.00ab0.03±0.03b0.06±0.00ab0.09±0.07a5月桂酸0.06±0.00a0.05±0.02a0.08±0.02a0.09±0.08a--6肉豆蔻酸0.42±0.00b0.35±0.00d0.39±0.00b0.53±0.01a0.42±0.00b0.41±0.03c7肉豆蔻油酸0.11±0.00b0.06±0.00e0.08±0.00d0.15±0.00a0.09±0.00c0.10±0.01c8十五烷酸0.05±0.00c0.05±0.00c0.06±0.00b0.05±0.00c0.06±0.00a0.07±0.00a9十五碳一烯酸0.10±0.02c0.08±0.04cd-0.13±0.01b0.17±0.12a-10棕榈酸25.23±0.05c26.20±0.18bc27.21±0.18ab28.87±0.92a24.45±0.03c27.27±2.25ab11棕榈油酸3.93±0.01b2.95±0.02e3.61±0.02c5.00±0.10a3.36±0.01d3.44±0.28cd12十七烷酸0.16±0.00e0.19±0.00d0.25±0.00b0.33±0.01a0.20±0.00c0.16±0.01e13十七碳一烯酸0.11±0.00c0.10±0.00c0.11±0.00c0.10±0.00c0.13±0.00a0.10±0.01c14硬脂酸7.59±0.01a8.71±0.06a8.78±0.05a9.00±2.03a8.20±0.01a9.66±1.78a15反式油酸0.17±0.00a0.16±0.00c0.16±0.00c0.16±0.00c0.17±0.00b0.16±0.01c16反式亚油酸0.17±0.00a0.13±0.00ab0.07±0.07c0.13±0.00ab0.16±0.00a0.10±0.03bc17亚油酸12.09±0.01a14.48±0.53a15.50±0.11a12.80±0.24a13.22±0.02a15.99±6.61a18花生酸0.08±0.00ab0.04±0.00b0.14±0.01a0.13±0.00ab0.14±0.00a0.18±0.13a19γ-亚麻酸0.08±0.00d0.04±0.00e0.15±0.00b0.17±0.01a0.15±0.00bc0.14±0.01c20α-亚麻酸0.31±0.00b0.42±0.00b0.40±0.00b0.36±0.01b0.36±0.00b0.75±0.31a21花生一烯酸 0.26±0.01a0.22±0.01ab0.26±0.02a0.05±0.00c0.21±0.01ab0.17±0.11b22花生二烯酸0.11±0.00d0.12±0.00cd0.16±0.00b0.12±0.00c0.12±0.00cd0.23±0.01a23山嵛酸-0.06±0.00a---0.04±0.00b24二高 -γ-亚麻酸0.13±0.00e0.17±0.00c0.22±0.01a0.21±0.00a0.15±0.01d0.18±0.01b25EPA0.16±0.00bc0.11±0.00d0.18±0.01a0.11±0.03d0.12±0.00d0.15±0.02c26DHA0.30±0.00cd0.45±0.00b0.62±0.01a0.42±0.01b--27SFA33.9835.9537.3539.3533.8038.1328MUFA4.583.514.125.434.033.8729PUFA13.3615.9117.2914.3214.2617.5430UFA17.9419.4021.4119.7518.2921.4131FA51.9155.3858.7759.1052.0959.5332MUFA/SFA10.3414.7813.249.8811.9314.4033PUFA/SFA2.892.482.403.132.652.3934UFA/SFA0.530.540.570.500.540.56

注:饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA);单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA);多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA);不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA);脂肪酸(fatty acid,FA);同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(表4同)。

各种鸡蛋中饱和脂肪酸含量均在30%以上,D的饱和脂肪酸含量占总脂肪酸的38.13%,高于JX(占比37.35%)。A占比39.35%。

本研究发现JP中棕榈油酸(C16∶1)含量为2.95%,JX的棕榈油酸含量最高为3.61%,二者具有显著差异(P<0.05)。JP中的单不饱和脂肪酸含量为3.51%,含量最低。

JX的多不饱和脂肪酸含量为17.29%,JP为15.91%,A中仅有14.32%。其中,亚油酸含量在总多不饱和脂肪酸中占比最多,每种鸡蛋的亚油酸/多不饱和脂肪酸分别为JX 16.72%、A 13.81%、PT 13.04%、JP 15.62%、D 17.25%、C 14.26%。JX亚油酸含量较高是由于其虾青素含量较高,虾青素中的脂肪酸主要为油酸和亚油酸[15]。这与PANAITE等[16]研究一致,添加微藻的鸡蛋中蛋黄脂肪酸含量得到显著提高(P<0.05)、抗氧化能力(P<0.000 1)和蛋黄颜色强度(P<0.001)也具有极显著差异,尤其是蛋黄红度,但蛋黄胆固醇浓度无显著变化。

另外,JX中二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)含量占比最高为0.18%,与其他几种鸡蛋具有显著差异(P<0.05),A占比只有0.11%,低于其他功能鸡蛋。虾青素作为一种活性成分添加到蛋鸡的日饲粮中,利用其抗氧化活性保护蛋鸡,进而促进EPA在鸡蛋中高效富集[17]。DHA俗称“脑黄金”,是一种有益的脂肪酸,虾青素在鸡蛋中的富集形态主要为非酯化形式,这种形态的虾青素具有更强的抗氧化能力,因而能够保护脂质氧化[6],JX中的DHA含量占比为0.62%,与其他几种鸡蛋相比具有显著差异(P<0.05);A中的占比仅有0.42%,低于其他功能鸡蛋,D和C中未检出DHA,游离形式存在的脂肪酸很容易被氧化,而其他脂类可以被蛋黄内源酶水解,因而使DHA含量上升[18]。综上所述,JX具有较好的品质。A中的γ-亚麻酸含量最高占比为0.17%,这是由于A中的虾青素来源于藻类提取,因而更容易富集于鸡蛋中[19],含量显著升高(P<0.05);JX中含有0.15%,占比最少的是JP,只含有0.04%。

2.1.3 全蛋氨基酸含量

如表4所示,鸡蛋中共检测出16种氨基酸。JP的氨基酸含量最高,为12.69 mg/100 mg,PT中的氨基酸含量最低,仅有10.38 mg/100 mg。非必需氨基酸中,6种鸡蛋中谷氨酸含量最高,PT中的谷氨酸含量占总非必需氨基酸的 29.82%,JP为27.24%。必需氨基酸中亮氨酸含量较高,PT占比最高为26.60%,C占比最少,为24.95%。

表4 不同鸡蛋的氨基酸含量 单位:mg/100 mg

Table 4 Amino acid content of different eggs

序号氨基酸类型PTJPJXACD1天冬氨酸0.64±0.10f1.37±0.01a1.21±0.01d1.25±0.02b1.22±0.01c1.09±0.01e2苏氨酸0.57±0.57b0.70±0.01a0.60±1.00b0.65±0.086ab0.58±0.01b0.64±0.01ab3丝氨酸0.93±0.01c1.01±0.10d0.93±0.01c0.94±0.02b0.95±0.01b0.84±0.04a4谷氨酸1.84±0.04c2.13±0.01a1.84±0.08c1.94±0.01b1.85±0.5c1.70±0.01d5甘氨酸0.42±0.01b0.44±0.02a0.42±0.01b0.41±0.02c0.42±0.01b0.37±0.01d6丙氨酸0.66±0.08b0.71±0.02a0.67±0.11b0.64±0.01c0.64±0.03c0.62±0.02d7缬氨酸0.33±0.11b0.35±0.04a0.33±0.03b0.33±0.15b0.33±0.02b0.28±0.03c8蛋氨酸0.33±0.02c0.26±0.01e0.36±0.03b0.27±0.01d0.38±0.05a0.18±0.02f9异亮氨酸0.50±0.20d0.72±0.03a0.52±0.20d0.68±0.02b0.66±0.04b0.57±0.03c10亮氨酸1.12±0.01c1.23±0.04a1.12±0.01c1.17±0.05b1.17±0.02b1.06±0.02d11酪氨酸0.42±0.01e0.46±0.05b0.45±0.01c0.47±0.03b0.52±0.01a0.44±0.03d12苯丙氨酸0.62±0.01d0.72±0.06a0.66±0.03b0.67±0.02b0.63±0.01c0.58±0.05e13组氨酸0.32±0.04f0.41±0.04a0.39±0.03c0.37±0.04d0.41±0.01b0.37±0.01e14赖氨酸0.88±0.01c0.96±0.05a0.88±0.01c0.88±0.06c0.91±0.01b0.78±0.03d15精氨酸0.65±0.1e0.78±0.01a0.74±0.05c0.73±0.02d0.76±0.01b0.66±0.03e16脯氨酸0.16±0.01f0.44±0.02b0.20±0.01e0.42±0.01d0.43±0.02c0.46±0.04a17TAA 10.3812.6911.3111.8211.8710.6518EAA4.214.874.434.624.694.1119NAA6.177.826.897.207.176.5420NAA/TAA0.590.620.610.610.600.6121EAA/TAA40.638.439.139.139.638.622EAA/NAA0.680.620.640.640.660.63

注:总氨基酸(total amino acids,TAA);必需氨基酸(essential amino-acid,EAA);非必需氨基酸(non-essential amino acid:NAA);NAA/TAA:非必需氨基酸与总氨基酸的比例;EAA/TAA:必需氨基酸与总氨基酸的比例;EAA/NAA:必需氨基酸与非必需氨基酸的比例;序号17~22行单位为%。

赖氨酸作为必需氨基酸,是构成鸡蛋蛋白质的重要组成物质。JP中赖氨酸含量最高,为0.96 mg/100 mg。蛋氨酸属于必需氨基酸,能够增强鸡蛋的抗氧化能力以及参与蛋白质的合成。C中蛋氨酸含量最高,为0.38 mg/100 mg,JX为0.36 mg/100 mg。天冬氨酸能够促进蛋白质的合成[20],JP中含有1.37 mg/100 mg,与其蛋白质含量成正比,蛋白质含量为12.26 g/100 g。苏氨酸和丝氨酸均能够促进脂肪代谢,JP中分别含有0.70、1.01 mg/100 mg,JX中分别为0.60、0.93 mg/100 mg。缬氨酸具有抗氧化的功能[21],其中JP组缬氨酸含量最高,D组含量最低。JX中EAA/TAA为39.1%, JP中为38.4%,JX的营养品质较高,虾青素鸡蛋中氨基酸含量升高是由于虾青素是一种强大的抗氧化剂,其可以在蛋白质降解和游离氨基酸形成中抑制酶的氧化[22]

2.2 虾青素鸡蛋的抗氧化特性

由表5可知,JX的SOD活性显著高于其他几组鸡蛋(P<0.05),清除了超氧阴离子的毒性作用,有效保护鸡蛋免受氧化损伤[23];T-AOC的活性JX>JP,差异显著(P<0.05),其余鸡蛋T-AOC排序为A>D>PT>C。JX的GSH-Px显著高于JP(P<0.05),说明日饲粮中添加虾青素能够提高鸡蛋的抗氧化能力,与GAO等[14]的研究结果一致。虾青素鸡蛋的T-AOC、SOD水平和GSH-Px水平显著升高(P<0.05),MDA含量显著降低(P<0.05),MDA的含量越低,其抗氧化能力越强,JX的MDA值为457.62 nmol/L,JP为884.05 nmol/L,添加虾青素后能够显著降低MDA值。JX的亚油酸含量较高,占总不饱和脂肪酸的72.40%,亚油酸具有抑制自由基活性的能力,能够减缓氧化过程[24]。MDA是亚油酸氧化后期的产物,酵母和藻类来源的虾青素鸡蛋均具有相似的抑制亚油酸氧化程度的作用。与HUANG等[25]研究结果一致,日饲粮中添加共轭亚油酸会使CAT、SOD活性显著增加。综上所述,JX具有良好的抗氧化能力。

表5 不同鸡蛋的抗氧化能力
Table 5 Antioxidant capacity of different eggs

组别SODT-AOCGSH-PxCATMDA/(nmol/L)PT0.002 0±0.00c0.17±0.07d0.15±0.02b0.78±0.88a688.08±293.15abJP0.007 7±0.00c0.39±0.05b0.71±0.04a1.08±0.34a884.05±203.56bcJX0.825 6±0.07a0.44±0.08b1.18±0.49a1.17±0.58a457.62±110.80aA0.006 4±0.01c0.27±0.07cd0.12±0.05c1.19±0.28a793.14±94.09bcC0.001 4±0.002c0.15±0.07d0.31±0.46b1.04±0.91a969.98±255.20cD0.112 4±0.13b0.18±0.13d0.14±0.02c0.71±0.55a500.76±71.95a维生素C—0.95±0.02a———

注:“—”代表该指标无需对比维生素C值。

2.3 虾青素鸡蛋的抗炎特性

2.3.1 不同受试物最大安全浓度

如图2所示,通过CCK-8检测法发现,细胞存活率在LPS质量浓度为0.5、1 μg/mL时没有显著差异,因而选择1 μg/mL的LPS诱导HD11细胞;在鸡蛋液质量浓度为100、200、400、600、800、1 000 μg/mL的条件下培养,发现细胞存活率在100 μg/mL时与空白组比没有显著差异,且细胞存活率超过80%,因而选择此浓度为蛋液培养浓度。

a-LPS;b-蛋液

图2 不同受试物对HD11细胞最大安全浓度的影响
Fig.2 Effects of different tested substances on the maximum safe concentration of HD11 cells

注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

a-IL-6;b-IL-10;c-NO;d-TNF-α

图3 不同受试物对HD11细胞抗炎活性的影响
Fig.3 Effects of different tested substances on the anti-inflammatory activity of HD11 cells

2.3.2 不同受试物抗炎活性结果

如图3所示,JX和A的抗炎因子TNF-α与空白对照组相比具有显著差异(P<0.05),TNF-α诱导了T细胞活化增殖、分化,而IL-6、IL-10均明显被抑制(P<0.05),具有显著差异,说明虾青素鸡蛋具有抗炎效果,这是因为IL-6可以促炎,也可以抗炎,有传递信息、激活免疫系统、调节免疫细胞等功效[26]。IL-10是功能负性调节因子,能够参与多种细胞的生物调节,在多种疾病中发挥重要作用。虾青素鸡蛋能抑制NO的分泌,起到抗炎的作用,抑制率为1.61%,且具有显著效果(P<0.05)。虾青素(100 μmoL/L)对IL-6和TNF-α产生的最大抑制率分别为65.2%和21.2%[27]。虾青素(5、10、20 moL/L)显著抑制了LPS(1 g/mL)诱导的RAW 264.7巨噬细胞中NO的产生、iNOS和COX-2的表达以及NF-κB DNA结合[8]

2.4 虾青素鸡蛋的减脂特性

2.4.1 不同受试物最大安全浓度

由图4-a可知,当蛋液质量浓度分别为100、200、400、600、800、1 000 μg/mL时,仅100 μg/mL组的细胞存活率与对照组无显著差异,故确定该浓度为蛋液的后续培养浓度;在虾青素质量浓度为5、10、30、40、50、70 μg/mL的培养体系中,5~40 μg/mL组细胞活力无显著差异(图4-b),因此将其定为最佳诱导浓度;对于奥利司他,当浓度设为5、10、15 mol/L时,3组细胞活力均无显著差异,最终选择存活率最高的15 mol/L奥利司他溶液用于细胞处理。

a-蛋液;b-虾青素;c-奥利司他

图4 不同药物对3T3-L1细胞最大安全浓度的影响
Fig.4 Effects of different drugs on the maximum safe concentration of 3T3-L1 cells

2.4.2 不同受试物对3T3-L1细胞脂肪生成的抑制作用

3T3-L1脂肪细胞加入诱导液后,继续培养48 h,之后采用油红染色法测定细胞OD值,以确定不同的药物对细胞脂肪生成的抑制作用。通过油红染色脂肪,得到OD值,可以定量对照组和实验组生成脂肪的相对含量。由图5-a可知,与空白对照相比,15 mol/L的奥利司他与40 μg/mL的虾青素标准品的OD值均显著降低(P<0.05),奥利司他可以抑制脂肪酸合成酶的表达[28],虾青素能够抑制HepG2细胞脂肪堆积,细胞内甘油三酯和总胆固醇浓度显著降低[29],与本研究一致。与JP相比,JP+标准品组脂滴含量降低,OD值由0.97降低为0.89,二者不具有显著差异,JX的OD值为0.61,与JP具有显著差异,说明虾青素能有效积累,并能强烈抑制脂质过氧化。A的脂滴含量高于JX,其OD值为0.75,与JP相比具有显著差异(P<0.05),JX具有更好的减脂活性。

a-OD值;b-3T3-L1细胞油红O染色(40×)

图5 3T3-L1细胞油红O染色
Fig.5 3T3-L1 cell oil red O staining

3 结论

本文将虾青素鸡蛋的营养活性、抗氧化特性和功能特性等与其他鸡蛋系统的比较,综合评定得到以下结论:红法夫酵母源虾青素鸡蛋中含有虾青素(60.5±1.48) μg/g,蛋白质(12.96±0.38) g/100 g,DHA占比为0.62%,EPA占比为0.18%,均高于雨生红球藻源虾青素鸡蛋,氨基酸含量EAA/TAA为39.1%,与雨生红球藻源虾青素鸡蛋相同,但是高于普通鸡蛋。红法夫酵母源虾青素鸡蛋抗氧化能力优于其他鸡蛋,尤其是MDA含量远低于其他鸡蛋,具有极显著的差异,说明红法夫酵母源的虾青素鸡蛋具有更好的保护氧化应激和抗氧化的能力;红法夫酵母源虾青素鸡蛋可以降低IL-6、IL-6、TNF-α和NO的分泌,具有更好的抗炎活性;红法夫酵母源虾青素鸡蛋脂滴含量下降,具有减脂功能。因此,红法夫酵母源虾青素鸡蛋是一种优质的功能性鸡蛋,能够提供更好的营养价值,此外,还具有特殊的抗氧化活性和抗炎、减脂特性,能够满足特殊人群的消费习惯,后续可以通过动物体内实验进一步确证其功能特性,以推动功能性鸡蛋的产业化和市场多样化的发展。

参考文献

[1] 张敏, 张海军, 王晶, 等.功能性蛋的研究进展与展望[J].粮食与食品工业, 2020, 27(1):43-47;50.
ZHANG M, ZHANG H J, WANG J, et al.Research progress and prospects of functional eggs[J].Cereal &Food Industry, 2020, 27(1):43-47;50.

[2] 邢淑婕, 刘开华.虾青素联合茶多酚对南湾鳙鱼油抗氧化作用的研究[J].中国食品添加剂, 2012, 23(4):114-117.
XING S J, LIU K H.Effect of tea polyphenols and astaxanthin on antioxide of fish oil of Nan-Wan sand gurnard[J].China Food Additives, 2012, 23(4):114-117.

[3] DANSOU D M, WANG H, NUGROHO R D, et al.Assessment of response to moderate and high dose supplementation of astaxanthin in laying hens[J].Animals, 2021, 11(4):1138.

[4] ZHAO Y C, LI X Y, WANG C C, et al.Free astaxanthin-rich diets enhanced astaxanthin accumulation in egg yolks compared to esterified astaxanthin-rich diets[J].Food Chemistry, 2023, 405:134872.

[5] DANSOU D M, WANG H, NUGROHO R D, et al.Effects of duration and supplementation dose with astaxanthin on egg fortification[J].Poultry Science, 2021, 100(9):101304.

[6] CHINTONG S, PHATVEJ W, RERK-AM U, et al.In vitro antioxidant, antityrosinase, and cytotoxic activities of astaxanthin from shrimp waste[J].Antioxidants, 2019, 8(5):128.

[7] HUAN Y, PENG X D, LIN J, et al.Anti-inflammatory effects of astaxanthin against fungal keratitis[J].International Journal of Ophthalmology, 2020, 13(11):1681-1688.

[8] PARK J H, YEO I J, HAN J H, et al.Anti-inflammatory effect of astaxanthin in phthalic anhydride-induced atopic dermatitis animal model[J].Experimental Dermatology, 2018, 27(4):378-385.

[9] RADICE R P, LIMONGI A R, VIVIANO E, et al.Effects of astaxanthin in animal models of obesity-associated diseases:A systematic review and meta-analysis[J].Free Radical Biology &Medicine, 2021, 171:156-168.

[10] 张馨月. 富含虾青素鸡蛋的品质及保鲜研究[D].北京:北京农学院, 2024.
ZHANG X Y.Study on the quality and preservation of astaxanthin rich eggs[D].Beijing:Beijing University of Agriculture, 2024.

[11] 张金兰, 魏巍, 杨云, 等.乳酸菌发酵对枸杞果汁体外抗氧化和抗炎活性的影响[J].中国酿造, 2023, 42(2):76-82.
ZHANG J L, WEI W, YANG Y, et al.Effects of lactic acid bacteria fermentation on antioxidant and anti-inflammatory activities in vitro of goji berry juice[J].China Brewing, 2023, 42(2):76-82.

[12] 张辰, 徐慧, 朱坤福, 等.微生物法生产虾青素的研究进展[J].中国酿造, 2021, 40(10):29-35.
ZHANG C, XU H, ZHU K F, et al.Research progress in the production of astaxanthin by microbial method[J].China Brewing, 2021, 40(10):29-35.

[13] 石阳, 井锶源, 王晓萱, 等.虾青素的生物学功能及其在畜禽生产中的应用[J].动物营养学报, 2023, 35(12):7617-7624.
SHI Y, JING S Y, WANG X X, et al.Biological functions of astaxanthin and its application in livestock and poultry production[J].Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(12):7617-7624.

[14] GAO S, LI R H, HENG N, et al.Effects of dietary supplementation of natural astaxanthin from Haematococcus Pluvialis on antioxidant capacity, lipid metabolism, and accumulation in the egg yolk of laying hens[J].Poultry Science, 2020, 99(11):5874-5882.

[15] 余小元, 谢子健, 曹月琴, 等.虾青素的主要来源物种:雨生红球藻[J].生物学通报, 2022, 57(2):7-11.
YU X Y, XIE Z J, CAO Y Q, et al.The main source of astaxanthin:Haematococcus pluvialis[J].Bulletin of Biology, 2022, 57(2):7-11.

[16] PANAITE T D, CORNESCU G M, PREDESCU N C, et al.Microalgae (Chlorella vulgaris and Spirulina platensis) as a protein alternative and their effects on productive performances, blood parameters, protein digestibility, and nutritional value of laying hens’ egg[J].Applied Sciences, 2023, 13(18):10451.

[17] TANG H, YANG Z, CHEN S.Astaxanthin and its potential effects on human health[J].Journal of Functional Foods, 2013, 5(1):93-100.

[18] LUO W, WANG J H, CHEN Y, et al.Quantitative lipidome analysis of boiled chicken egg yolk under different heating intensities[J].Molecules, 2023, 28(12):4601.

[19] WANG M, MA H T, GUAN S Y, et al.Astaxanthin from Haematococcus pluvialis alleviates obesity by modulating lipid metabolism and gut microbiota in mice fed a high-fat diet[J].Food &Function, 2021, 12(20):9719-9738.

[20] MATTHEWS D E.Review of lysine metabolism with a focus on humans[J].The Journal of Nutrition, 2020, 150:2548S-2555S.

[21] ZHANG Z Y, TESLAA T, XU X C, et al.Serine catabolism generates liver NADPH and supports hepatic lipogenesis[J].Nature Metabolism, 2021, 3(12):1608-1620.

[22] SHARMA S, ZHANG X M, AZHAR G, et al.Valine improves mitochondrial function and protects against oxidative stress[J].Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2024, 88(2):168-176.

[23] CHEN Y H, HAO Z Q, LV Z P, et al.Comparative effects of organic and nano-selenium on egg quality and antioxidant capacity in layer hens[J].Foods, 2025, 14(9):1454.

[24] MORVARIDZADEH M, ESTVO M D, MORVARIDI M, et al.The effect of conjugated linoleic acid intake on oxidative stress parameters and antioxidant enzymes:A systematic review and meta-analysis of randomized clinical trials[J].Prostaglandins &Other Lipid Mediators, 2022, 163:106666.

[25] HUANG Y S, WEN X B, LI S K, et al.Effects of dietary lipid levels on growth, feed utilization, body composition, fatty acid profiles and antioxidant parameters of juvenile Chu’s croaker Nibea coibor[J].Aquaculture International, 2016, 24(5):1229-1245.

[26] ALIYU M, ZOHORA F T, ANKA A U, et al.Interleukin-6 cytokine:An overview of the immune regulation, immune dysregulation, and therapeutic approach[J].International Immunopharmacology, 2022, 111:109130.

[27] KWAK T W, CHA J Y, LEE C W, et al.Anti-inflammatory and antioxidant effect of astaxanthin derived from microalgae[J].Journal of Life Science, 2011, 21(10):1377-1384.

[28] 段伟静, 吕冬菊, 赵兴敏, 等.降脂药奥利司他通过靶向脂代谢途径对肝细胞癌细胞HepG2增殖和凋亡的影响[J].河北医科大学学报, 2024, 45(3):260-270.
DUAN W J, LYU D J, ZHAO X M, et al.Effects of lipid-lowering drug orlistat on proliferation and apoptosis of hepatocellular carcinoma cellline HepG2 through targeted lipid metabolism pathway[J].Journal of Hebei Medical University, 2024, 45(3):260-270.

[29] 刁翠茹, 王静, 闫勇, 等.虾青素对高脂HepG2细胞及高脂膳食饲喂C57BL/6J小鼠血脂代谢的影响[J].食品科学, 2020, 41(17):139-144.
DIAO C R, WANG J, YAN Y, et al.Effect of astaxanthin on lipid metabolism in HepG2 cells and in C57BL/6J mice fed with high-fat diet[J].Food Science, 2020, 41(17):139-144.

Nutritional activity and functional properties of astaxanthin eggs

YAN Qiannan1, YANG Zehao2, YU Miao2, MA Tingjun1*

1(Food Science and Engineering College Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China)2(Jilin Wanfang Wotu Agricultural Science and Technology Development Co.Ltd., Baishan 134799, China)

ABSTRACT With the consumer’s pursuit of food nutrition, there are a variety of functional eggs on the market to meet the needs of consumers.The purpose of this study was to evaluate the quality of Phaffia rhodozyma-derived astaxanthin eggs by comparing the differences in nutrients and functional properties of antioxidant, anti-inflammatory and lipid-lowering.The results showed that the astaxanthin eggs from P.rhodozyma contained (60.5±1.48) μg/g astaxanthin, (12.96±0.38) g/100 g protein, DHA accounted for 0.62%, EPA accounted for 0.18%, which were higher than those of astaxanthin eggs from Haematococcus pluvialis.The ratio of EAAs/TAAs JX was 39.1%, which was the same as that of astaxanthin eggs from H.pluvialis.The activity of SOD, the activity of total antioxidant capacity and glutathione peroxidase were higher than those of ordinary eggs.The lowest MDA value of was 457.62 nmol/L.The addition of astaxanthin could make the antioxidant capacity better than other eggs.The astaxanthin eggs from P.rhodozyma could reduce the secretion of interleukin-6, interleukin-10, tumor necrosis factor α and NO, and the inhibition rate was 1.61%.It had anti-inflammatory and fat reducing activity, while the content of lipid droplets decreased.The astaxanthin egg derived from P.rhodozyma is a high-quality functional egg, which can provide better nutritional value.

Key words eggs; Phaffia rhodozyma-derived astaxanthin;quality;functional characteristics

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043038

引用格式:闫倩楠,杨泽豪,于淼,等.虾青素鸡蛋的营养活性和功能特性研究[J].食品与发酵工业,2026,52(5):373-382.YAN Qiannan, YANG Zehao, YU Miao, et al.Nutritional activity and functional properties of astaxanthin eggs[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(5):373-382.

第一作者:硕士研究生(马挺军教授为通信作者,E-mail:mtingjun@163.com)

基金项目:北京市景观休闲农业创新团队项目(BAIC09-2025)

收稿日期:2025-04-16,改回日期:2025-07-24