專題報導 畜產食品科技 發酵 雞卵蛋白的...

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發酵 雞卵蛋白的 免疫性 專題報導 畜產食品科技 「蛋」是讓人感覺既親切又熟悉的食品, 但是你知道「蛋」有多少不為人知的祕密嗎? 在現代科技的發展及健康的訴求下, 平凡無奇的「蛋」將逐漸拋開傳統的刻板印象, 帶給我們完全不同的價值感受! 陳怡兆 發酵 雞卵蛋白的 免疫性

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發酵雞卵蛋白的免疫性

專題報導 畜產食品科技

「蛋」是讓人感覺既親切又熟悉的食品,

但是你知道「蛋」有多少不為人知的祕密嗎?

在現代科技的發展及健康的訴求下,

平凡無奇的「蛋」將逐漸拋開傳統的刻板印象,

帶給我們完全不同的價值感受!

■陳怡兆

發酵雞卵蛋白的免疫性

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蛋是一種非常重要的食品,從有歷史記載以來,在人類的生活中,就占有相當重

要的地位。對人類來說,蛋不僅營養豐富,也是最經濟的食品。在過去生活水準比較

差的年代,蛋經常被視為一種補品,但是,在今天已經成為我們的日常食品了,甚至

還因為含有比較高的膽固醇而被人嫌棄,真是不可同日而語!不過多年來的研究發

展,也讓蛋品科技日新月異,在時代的變遷下,配合消費者的需求,蛋的利用也走向

多樣化,也讓人們對蛋品有更深入的認識和妥善的利用。

蛋的營養價值

鳥禽類的蛋一般可以分為蛋殼、蛋白及蛋黃三部分,而各部分所占的比例,以雞

蛋為例,蛋殼約占11%、蛋白有57%左右、蛋黃則占有剩下的32%。若以可食用的部

分來說,蛋白和蛋黃的比例大概等於 1.8:1。其中,蛋白含水量約 88%,蛋黃則含有

50%左右的水;蛋黃占全蛋重量的36%,但卻有全蛋熱量的 75%。

雞蛋含有12∼13%的蛋白質、11∼12%脂肪、1∼2%無機質、少量的維生素和微

量的碳水化合物。蛋含有豐富而且平衡的蛋白質,它的胺基酸組成非常地「完美」,並

且極容易被消化吸收。所以,營養學家經常用蛋的蛋白質做為標準,來評定其他食物

的蛋白質。而且,蛋也含有很多種不飽和脂肪酸、鐵、磷等微量礦物質和多種維生

素,所以蛋被認為是非常理想的食品。

蛋黃的脂質中大約含有 5.5%的膽固醇,同時也有23%的卵磷脂。以一個60公斤的

成人為例,他的體內大概有120公克的膽固醇,膽固醇不僅僅是組成生體膜和脂蛋白的

成分,同時也是膽酸及各種荷爾蒙的原料。所以,為了維持身體正常代謝的需要,人

類一定要從食物中得到足夠的膽固醇,蛋黃剛好是一個很好的來源。此外,蛋黃中也

含有豐富的卵磷脂,可以減低膽固醇對心血管所帶來的威脅。所以,蛋黃中的膽固醇

對健康人而言,不會像一般外界所想像的那麼不好。

機能性蛋品的發展

以往的雞蛋通常是用生鮮的型式在市場上出現,但隨著加工技術的日益精進,蛋

的加工品也愈來愈多。一般來說,蛋的加工利用可以分成殼蛋的加工、去殼蛋的加工

和蛋的成分利用等。

殼蛋的加工利用,主要是傳統中式的加工品,包括皮蛋、鹹蛋、燻蛋、糟蛋等,

提供人類直接消費。在去殼蛋的加工方面,必須把蛋殼打破,把蛋的內容物加工利

用。目前,以液蛋、冷凍液蛋和蛋粉為主。這一類的加工品大多做為二次加工的原

料,例如沙拉醬、蛋黃醬、糕餅的製造和水產的煉製品、火腿、香腸等產品的添加,

有一些還用來製造蛋飲料。

在蛋的成分利用方面,必須將蛋中有用的成分抽取出來,再加以利用,例如溶菌

蛋白、卵磷脂和伴蛋白等。近年來,由於生活水準的提高和健康意識的抬頭,利用飼

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酵,再用噴霧乾燥的方法製成粉狀產品,經由

口服飼養,可以強化老鼠防禦細菌感染的能

力,也因此打開了發酵雞卵蛋白增強免疫能力

的研究。

發酵雞卵蛋白對嗜中性球、巨噬細胞功能

的影響和抵禦細菌感染上均獲得正面的證實,

也讓發酵雞卵蛋白提升免疫力的特性得到初步

的肯定,也因為這樣,在未來必然能大幅提升

蛋品的附加價值,使得蛋品不單單只是食品,

而朝向建康食品或藥品的方向大步邁進。

先天性免疫機制

通常,免疫可以分為專一性和非專一性。

非專一性的免疫又稱為先天免疫。先天免疫的

機制主要包括五道防線:解剖性、生理性、胞

攝性、吞噬性及發炎性等的防線。

在解剖性的防線中,主要依靠皮膚和黏

液。皮膚的表皮層可以阻止外來物的侵入,而

真皮層的皮脂腺會分泌皮脂,以防止大部分微

生物的繁衍。黏液由黏膜所分泌,例如唾液、

淚液等含有抗菌和抗病毒成分,以沖刷這些入

侵者。在下呼吸道和消化道中,人類藉由纖毛

的擺動來移除黏液所帶來的微生物,這也是身

體抵禦外來病原的第一道防線。

生理性的防線包括溫度、酸鹼值、氧和一

些溶解因子,例如雞的體溫比較高,可以抑制

炭疽的發生。另一方面,只有少數的病原能在

胃酸裏存活,新生兒由於胃酸不足,所以比成

人容易生病。溶解因子也屬於非專一性的免

疫,包括溶酉每和干擾素等都可以溶解細菌或降

低病毒的感染活性。

胞攝及吞噬作用是兩種很重要的先天免疫

機制。胞攝作用是指細胞把胞外的分子攝入的

能力,分子被攝入後,會形成攝入體,最後,

攝入體和溶菌體中的溶菌酵素作用,而把攝入

的分子分解再排出胞外。吞噬作用是利用細胞

養技術也生產出許多具有特殊成分的機能性蛋,

例如低膽固醇蛋、含有ω-3多元不飽和脂肪酸的

雞蛋(ω-3蛋)、強化亞麻油酸蛋、含有二十二

碳六烯酸(docosahexaenoic acid (22:6),DHA)

的雞蛋、和帶有二十碳五烯酸(eicosapentaenoic

acid (20:5),EPA)的雞蛋等。這些具有健康成分

的蛋,已經擺脫傳統蛋的營養形態,正式跨入健

康食品的行列中。

目前,有很多國內外學者從事免疫雞蛋的研

究,也就是蛋雞經過特殊的免疫處理後,所生產

雞蛋中的蛋黃會擁有抵抗該種疾病的免疫球蛋

白,再利用特殊的分離技術,精製IgY免疫球蛋

白,就可以用口服的方式獲取被動免疫的效果。

在蛋白方面,如果蛋白經過酵母菌發酵產生

一些免疫刺激物,也可以用口服的方式讓宿主提

升免疫力,抵抗病菌的感染。這些研究和發展,

將來會把蛋品帶向預防和治療疾病的領域,跨足

生物醫學的範疇,大大地提高了蛋的附加價值和

用途,在蛋品利用上開創另一個天地。

發酵蛋品的發展

在一九八○年代,美國就已經有用雞卵蛋白

製造類似優酪乳產品的研究和開發。在國內,也

有學者專家從事利用乳酸菌發酵雞卵蛋白的研

究,但是大多著重在新型態產品的開發,很少針

對發酵雞卵蛋白的機能特性做深入的探討。

近來,由於畜牧生產上的密集飼養,使得飼

養動物的密度增加,造成這些動物的免疫功能下

降,感染疾病的機會顯著增加。所以,普遍使用

廣效性的抗生素來預防和治療家畜禽的疾病感

染,也因此產生了藥物殘留和病菌抗藥性等問

題。然而只有增強宿主本身的防禦機制來對抗病

菌的感染,才真正是畜禽保健上的主要手段。

從一九九二年開始,日本北海道大學開始從

自然界的動植物中,尋找可以增強宿主抵抗病菌

感染的物質,發現雞卵蛋白經過麵包酵母菌的發

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15科學發展 2004年7月,379期

嗜中性球和巨噬細胞的重要功能便在於噬菌

作用,以消化和破壞入侵的微生物來達到防禦的

目的。如果先天或後天的噬菌作用不完全或有缺

陷,會導致宿主對病原感染機會的增加。所以,

噬菌細胞在宿主對抗微生物感染時扮演著重要的

角色。

發酵雞卵蛋白

當以五百毫克/公斤的劑量給予仔牛發酵雞

卵蛋白時,牠的白血球及嗜中性球的數目並沒有

增加。但是,在投藥以後,嗜中性球活性會增

加,到第三天的時候達到最大值。不過,到了第

六天又會回到投藥以前的水準。另外,在細胞內

殺滅細菌的變化上,給予五百毫克/公斤劑量的

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畜產食品科技

膜伸出像變形蟲的偽足包圍粒子,攝入形成吞

噬體。吞噬作用與胞攝作用一樣會和溶菌體結

合,經溶菌酵素的作用分解消化吞噬的物質。

發炎反應主要有三種基本特性:1.血管擴

張使得組織溫度上升,2.血管通透性增加,3.

吞噬細胞移動到發炎區。發炎反應是由一連串

化學媒介物質的交互作用所產生的,包括一些

細胞的酵素系統、補體系統和噬菌細胞的作用

(尤其是嗜中性球及巨噬細胞)。補體系統是參

與酵素反應的一些血清蛋白,其組成通常是蛋

白質或醣蛋白質複體,其最終可促進免疫細

胞,如嗜中性球、巨噬細胞等,產生細胞毒殺

作用。發炎反應結束後,吞噬作用會帶走細胞

殘骸,最後就是組織的修復和再生。

吞噬細胞對細菌的吞噬作用:(1)細胞膜外翻形成偽足將細菌包住(紅色者)。(2)攝入的細菌形成吞噬體,並向溶菌體移動。

(3)吞噬體與溶菌體融合,溶菌體並釋放出溶菌酵素。(4)攝入物質被溶菌酵素分解消化。(5)被消化後的殘渣自細胞中釋

出。

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性的腎上腺類皮質醇的濃度增加,更加深宿主

免疫力的下降。因此,在選擇治療家畜感染的

藥物時,必須同時考慮到免疫功能的提升,以

及避免免疫能力受抑制的現象發生。幸運地,

發酵雞卵蛋白的使用對仔牛的預防感染,有很

高的成效,值得我們進行進一步的探討。

此外,一些實驗也證實發酵雞卵蛋白具有

提升免疫力的效果。研究人員經常用環磷酸胺

和醋酸可體松來誘發老鼠產生免疫被抑制的現

象,再以大腸桿菌來感染這些老鼠,以模擬動

物在藥物或環境緊迫的狀況下,免疫功能被抑

制的情形。環磷酸胺可以誘發老鼠白血球的減

少和循環系統中嗜中性球數目的下降,醋酸可

體松則可以降低嗜中性球和巨噬細胞的功能。

然而,實驗證實發酵雞卵蛋白能減少老鼠

在免疫被抑制的情況下,被大腸桿菌感染而死

亡的比率。這也表示,發酵雞卵蛋白可以在免

疫力已經下降的時候,再刺激免疫力的活化來

對抗細菌的感染。

另一方面,科學家也發現源自卵白蛋白的

一種蛋白水解物,也有刺激免疫細胞活化的現

象。嗜中性球和巨噬細胞的活化對於系統性的

感染有一種強而有力的預防效果,在預防或輔

助治療家畜系統性的感染上,發酵雞卵蛋白具

有非常大的應用價值和潛力。

至於發酵雞卵蛋白對巨噬細胞功能性的影

響,科學家發現老鼠經過餵食發酵雞卵蛋白以

後,腹腔內巨噬細胞的噬菌能力加倍,而且,

肺泡中巨噬細胞的噬菌能力也提升了60%左

右。

在體外試驗中,利用酪蛋白鈉誘發天竺鼠

腹腔內的巨噬細胞,發現這些巨噬細胞在每公

撮含 10 微克發酵雞卵蛋白的環境下,可以增加

葡萄糖的消耗量,顯示發酵雞卵蛋白在體內和

體外,都能增強巨噬細胞的功能。

此外,我們也發現當仔豬口服20∼100毫克

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發酵雞卵蛋白以後,可以使細菌殘留比率顯著

地下降,同樣在第三天達到最低值。不過,到

了第五天,殺菌活力會回復到開始投藥時候的

水準。這表示發酵雞卵蛋白也可以強化細胞內

的殺菌活性。

在上述的研究中,給予仔牛發酵雞卵蛋白

口服劑量一到四天,可以使周圍血液中的嗜中

性球功能增強。雖然發酵雞卵蛋白對於嗜中性

球的影響機制,還未確定,不過發酵雞卵蛋白

藉由口服的方式就可以達成周圍血液嗜中性球

的活化。因為嗜中性球的活性在投藥後明顯地

提升,也因此發酵雞卵蛋白被認為是可以活化

嗜中性球氧化細菌的系統。而且,殺菌能力和

嗜中性球活性的增加有相同的傾向,這也表示

口服發酵雞卵蛋白,對於活化仔牛嗜中性球來

防禦細菌的感染的確是有效的。

對於仔牛的感染,通常用抗生素或是合成

腎上腺類皮質醇類的藥物給予治療。但是,抗

生素的使用會降低嗜中性球的功能,而腎上腺

皮質醇的使用,則會抑制宿主的免疫能力。而

且,動物在密集飼養下,環境因子(如溫度、

溼度、風量、風速、水分供應等)給予動物的

壓力,使動物產生緊張或不安也會使血中內源

蛋含有很多種不飽和

脂肪酸、鐵、磷等微

量礦物質和多種維生

素,所以蛋被認為是

非常理想的食品。

李男提供

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專題報導

畜產食品科技

/公斤發酵雞卵

蛋白以後,可以

增強仔豬腹腔中

嗜中性球的殺菌

能力。但是,藉

由口服發酵雞卵

蛋白而達到活化

噬菌作用的效

果,是因為直接

作用在嗜中性球

和巨噬細胞上,

或者是經由其他

細胞的誘發介質

因子的間接影

響,像干擾素及

間白素等,到目

前都還不是很清

楚。

另一方面,

目前科學家使用

的發酵雞卵蛋

白,主要還是從雞蛋的粗製產品中得到的。也

有一些科學家發現口服溶菌酉每,可以增強體液

和細胞的免疫反應,而在發酵雞卵蛋白中,大

約含有2.7%的溶菌酉每。不過實驗的結果顯示溶

菌酉每在老鼠對抗細菌的感染上,並沒有起任何

的保護作用,而麵包酵母粉在細菌的感染上,

也同樣沒有保護作用。因此,嗜中性球和巨噬

細胞菌的活化是經由口服得到的。

然而引起活化作用的物質,可能是發酵雞

卵蛋白在消化道水解時所產生的胜月太,也有可

能是發酵雞卵蛋白被嗜中性球和巨噬細胞代謝

而產生一些間接性的活化物質。至於發酵雞卵

蛋白所具有的免疫刺激物質究竟是什麼,以及

在宿主防禦機構上的影響,實在值得更進一步

的研究。

「蛋」是令人感覺親切又熟悉的食品,我們

幾乎每天都會接觸到它。在營養學的觀點上,

蛋可以稱為「完美食物」,人體所需要的各種營

養素,在雞蛋裡均毫無遺漏地具備了。此外,

日新月異的加工技術也逐漸改變了蛋的形態,

並且提升了蛋的價值,具特殊營養成分、健康

訴求的機能性蛋也應運而生。甚至,現在蛋品

的應用也已經被拓展到生物醫學等領域。也就

是說,蛋除了可以供作食用外,將為人類的健

康作出更大的貢獻。

陳怡兆行政院農委會畜產試驗所加工組

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巨噬細胞可吞噬大部分的細菌、死亡的細胞及細胞外間質碎屑,如果巨噬細胞沒有在傷口部位出現,則傷

口無法復原。巨噬細胞本身亦可釋放出細胞激素,活化附近的纖維母細胞及角質細胞,被活化的角質細胞

會附著到基礎代謝薄層上複製並修補表皮層。