鸡蛋贮藏过程中脂质氧化与内源酶活性的相关性

刘 钰，赵孟斌，于浩坤，杨 莉，吕 兵，王庆玲*

（石河子大学食品学院，新疆 石河子 832003）

鸡蛋是一种优质膳食来源，在我国日常餐饮消费中占据重要地位。鸡蛋蛋黄中含有功能性磷脂组分，蛋清蛋白质的氨基酸比例均衡，利于胃肠道吸收，因而具有较高的营养价值[1-2]。在长期贮藏过程中，鸡蛋品质迅速劣变，并伴随着蛋黄脂质的水解及氧化[3]，同时，其加工性能迅速降低。研究表明，鸡蛋贮藏过程中发生的诸如蛋黄pH值升高、水分含量增加、蛋黄指数下降等变化与蛋黄的功能性质密切相关，并受贮藏时间、温度、湿度等因素的影响[4]。

脂肪酶对鸡蛋贮藏过程中的脂质水解起关键作用，团队前期研究结果表明鸡蛋贮藏过程中中性脂肪酶、酸性脂肪酶、磷脂酶活性均显着下降[3]，而最新的蛋黄蛋白质组学研究显示，新鲜鸡蛋黄中存在22 种蛋白酶/蛋白酶抑制剂及628 种多肽，表明蛋黄内部存在抵御和调控氧化的分子基础[5-6]。

为了深入了解内源酶在鸡蛋贮藏过程中对脂质氧化的调控作用，本研究以不同贮藏时期的鸡蛋为对象，明确鸡蛋贮藏过程中蛋黄脂质的氧化规律，重点考察鸡蛋在不同贮藏时间下的蛋黄内源酶活力动态变化，以期明确鸡蛋贮藏过程中内源抗氧化酶对脂质氧化的调控作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验原料为产蛋24 h内的海兰褐壳蛋，购于石河子市宏鑫养殖场。

蛋白质定量试剂盒、脂肪酶试剂盒、总抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）试剂盒、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）试剂盒、总超氧化物歧化酶（total superoxide dismutase，T-SOD）试剂盒、过氧化氢酶（catalase，CAT）试剂盒、丙二醛（malondialdehyde，MDA）试剂盒 南京建成生物研究所。

1.2 仪器与设备

X7酶标仪 美国基因有限公司；Neofuge-15R冷冻离心机 力康生物医疗科技控股有限公司；RE-2000A旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂；YXQ-SG46-280S灭菌锅 上海博迅实业有限公司；DK-8D恒温水浴锅金坛市医疗仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

鸡蛋于22 ℃、45%相对湿度条件下贮藏60 d，每10 d取样一次分别测定表征脂质氧化的过氧化值（peroxide value，POV）、MDA含量和脂肪酶、GSH-Px及T-SOD等内源酶活力变化规律。

鸡蛋破壳后去除蛋清，将蛋黄置于滤纸上，用蒸馏水缓慢冲洗残余蛋清，换至另一滤纸上缓慢滚动至蛋清和蒸馏水被滤纸吸收完全，使用滴管刺破蛋黄膜后吸取蛋黄液，收集蛋黄液于无菌干燥烧杯混匀备用。取一定量蛋黄液，加入4 倍体积生理盐水，漩涡振荡器充分混匀，3 500 r/min离心10 min，上清液作为样品处理液，用于内源酶活力测定。用无水乙醇代替生理盐水制得样品处理液，用于MDA含量的测定。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 总蛋白质量浓度的测定

蛋黄中总蛋白质量浓度的测定基于考马斯亮蓝法用试剂盒完成。

1.3.2.2 POV的测定

以氯仿-甲醇溶液为溶剂，进行蛋黄脂质的提取[7]，POV根据GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》，用硫代硫酸钠溶液滴定法测定。

1.3.2.3 MDA含量的测定

MDA含量的测定基于硫代巴比妥酸法用试剂盒完成。

1.3.2.4 内源酶活力、T-AOC的测定

利用试剂盒进行样品处理液的内源酶活力和T-AOC的测定。脂肪酶活力采用比色法测定，T-AOC采用2,2’-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)快速法测定；GSH-Px活力采用比色法测定；T-SOD活力采用羟胺法测定；CAT活力的测定采用可见光分光光度法。

1.4 数据统计分析

每个指标测定至少3 组平行，结果用平均值±标准差表示，SPSS 19.0统计软件进行数据单因素方差分析，绘图利用Origin 8.5软件完成。

2 结果与分析

2.1 鸡蛋贮藏过程中蛋黄总蛋白质量浓度的变化

图1 鸡蛋贮藏过程中蛋黄总蛋白质量浓度的变化Fig. 1 Changes in total protein concentration in egg yolk during storage

由图1可知，鸡蛋贮藏过程中蛋黄总蛋白质量浓度总体呈显着下降趋势（P＜0.05），新鲜蛋黄总蛋白质量浓度为22.08 g/L，贮藏50 d后降低至11.17 g/L，降低了49.41%。其主要原因在于鸡蛋在贮藏过程中蛋白质在蛋白酶的作用下会发生分解[8]，贮藏过程中蛋黄水分含量的增加也与蛋白质量浓度减少有关。在贮藏60 d时，蛋黄中蛋白质量浓度反而表现出略微上升，可能与贮藏后期蛋白酶抑制剂的作用有关。此外，贮藏后期鸡蛋发生腐败变质现象，可能出现散黄蛋[9-11]，蛋清和蛋黄混合使总蛋白质量浓度在50～60 d升高了0.69 g/L。差异蛋白质组学研究表明，蛋黄蛋白质在贮藏过程中发生显着变化。Gao Dan等对不同贮藏时间的蛋黄浆质进行二维电泳差异比对，发现33 个蛋白点12 种蛋白质丰度发生显着变化，进一步研究分析表明蛋白酶抑制剂（如卵抑制剂、类α2-巨球蛋白）的降解对鸡蛋贮藏过程中的品质劣变发挥了重要作用[12]。该结果进一步解释了本研究贮藏后期蛋黄总蛋白质量浓度上升的原因。杨小龙等[13]研究了贮藏温度对鸡蛋营养成分的影响，发现4 ℃和16 ℃贮藏条件下，蛋黄蛋白质量浓度随贮藏时间延长均呈波动性下降趋势，与本研究结果类似。

2.2 鸡蛋贮藏过程中POV的变化

图2 鸡蛋贮藏过程中POV的变化Fig. 2 Changes in POV in eggs during storage

POV是衡量油脂氧化初期氧化程度的重要指标。由图2可知，鸡蛋贮藏初期POV呈大幅上升趋势，至贮藏第30天时POV达到最大值0.173 mg/g。究其原因，贮藏过程中鸡蛋与外界进行水分和气体交换，蛋黄脂质氧化程度不断加剧。王庆玲等[14]同样发现鸡蛋在贮藏前15 d POV变化呈显着上升趋势。本研究中，贮藏30 d后蛋黄脂质的POV基本趋于平稳，贮藏后期未表现出POV继续上升，这与初级氧化产物向次级氧化产物的转变有关。当油脂深度氧化时，氢过氧化物的氧化速率超过了生成速率，导致POV降低[15]，然而本研究中贮藏后期的POV呈现平稳状态可能是蛋黄内源抗氧化物质的作用结果。

2.3 鸡蛋贮藏过程中MDA含量的变化

图3 鸡蛋贮藏过程中MDA含量的变化Fig. 3 Changes in MDA content in eggs during storage

脂质氧化过程中的主要次级产物是一些醛、酮、酸类[16]，MDA含量是衡量脂质氧化程度的重要指标。由图3可知，随着贮藏时间的延长，MDA含量呈上升趋势。鸡蛋贮藏过程中MDA含量初始为0.22 nmol/mg，在40 d前大致平稳但略有上升，贮藏40～60 d呈大幅上升，60 d时达2.70 nmol/mg。说明在贮藏过程中蛋黄脂质发生了显着的氧化反应，次级氧化产物积累随时间延长而增多。Galobart等则发现鸡蛋在贮藏前60 d硫代巴比妥酸值先上升后下降[17]，说明脂质氧化后期MDA含量减少，与本研究结果的差异主要在于其与本研究贮藏温度不同，且饲料中添加了亚麻油等物质，这些物质能够抑制贮藏后期的蛋黄脂质氧化反应。

2.4 鸡蛋贮藏过程中脂肪酶活力的变化

脂肪酶主要是指一类能够催化甘油三酯水解生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯的酶[18]，其活力与鸡蛋贮藏过程中的脂质水解密切相关。由图4可知，鸡蛋贮藏过程中脂肪酶活力呈现显着下降趋势（P＜0.05）。经过60 d的贮藏，脂肪酶活力由1.78 U/g降至0.29 U/g，较新鲜鸡蛋下降了83.71%。研究结果表明脂肪酶活力与贮藏时间呈负相关，脂肪酶在贮藏前期不断发挥促进脂质水解的功能，而随着贮藏时间延长，酶活力下降，导致其促进脂质水解的能力逐渐降低。王庆玲[3]对鸡蛋贮藏过程中脂质变化规律研究表明：蛋黄脂质尤其是磷脂含量随贮藏时间延长不断降低归功于内源酶诱导的磷脂水解，且贮藏前期脂质水解强度更大，此结论与本研究中脂肪酶活力测定的结果相互印证。

2.5 鸡蛋贮藏过程中GSH-Px活力的变化

图5 鸡蛋贮藏过程中GSH-Px活力的变化Fig. 5 Changes in GSH-Px activity in eggs during storage

GSH-Px是一类具有抗氧化活性的蛋白酶类，其对保护蛋黄中诸如不饱和脂肪酸等成分具有重要的作用[19]。由图5可知，在贮藏的前40 d，鸡蛋GSH-Px活力显着下降（P＜0.05），并在第40天达到最低值0.067 U/mg，而后呈波动下降趋势，这说明GSH-Px抗氧化能力随着贮藏时间延长不断降低。在贮藏40～50 d过程中，GSH-Px活力略升高，主要原因可能是贮藏后期蛋黄脂质氧化产物累积，蛋黄游离卵磷脂中的卵黄高磷蛋白磷酸肽对脂质过氧化发挥抑制作用[20]，从而促使GSH-Px活力从0.067 U/mg上调至0.245 U/mg。

2.6 鸡蛋贮藏过程中T-SOD活力的变化

图6 鸡蛋贮藏过程中T-SOD活力的变化Fig. 6 Changes in T-SOD activity in eggs during storage

自由基是生物氧化过程中的副产物，主要包括超氧阴离子自由基及羟自由基。SOD能够催化超氧阴离子自由基歧化为H2O2和O2[21]。由图6可知，鸡蛋贮藏过程中T-SOD活力表现出前期下降、贮藏中期显着上升（P＜0.05）、而后又略下降的趋势。0～20 d贮藏过程中T-SOD活力下降，20 d以后则表现出显着上升，从0.20 U/mg升至2.87 U/mg（50 d），在第60天活力降至2.42 U/mg。前期T-SOD活力的下降归因于蛋黄内氧化体系的共同作用；贮藏中期T-SOD活力的上升可能是鸡蛋在贮藏过程中被病毒或细菌等侵害，SOD参与了由病毒感染和细菌引起的免疫反应，从而引起酶活力上升[22]，表明鸡蛋内部的抗氧化酶在贮藏过程中能够发挥一定的抗氧化功能；而后期的T-SOD活力下降可能是由于贮藏后期蛋黄的pH值显着上升[8]，导致T-SOD活力下降。

已有研究发现了与本实验类似的结果，何青芬等[23]在对蛋黄抗氧化能力的研究中发现的SOD活力变化规律与本研究相同。Wawrzykowski等证明了蛋黄来源的SOD具有较高活力，并发现4 ℃贮藏6 d SOD活力显着下降[24]；3 年后，该作者证实了蛋黄SOD可保护脂肪酸免受过氧化损伤[25]。赵启龙等[26]在壳聚糖对蛋黄抗氧化功能的研究中，发现蛋黄在贮藏前期T-SOD活力缓慢下降，贮藏8 周出现显着上升。

2.7 鸡蛋贮藏过程中CAT活力的变化

CAT能将有害的活性氧H2O2分解为H2O和O2[27]。因此，鸡蛋内源CAT能够抑制H2O2引起的鸡蛋机体过氧化损伤。由图7可知，鸡蛋贮藏过程中CAT活力整体呈下降的趋势，而在贮藏第20天略微上升，30 d时出现明显的拐点。CAT活力在20～30 d时升高的原因在于这一阶段SOD催化产生了过多的H2O2，导致机体产生应激反应，从而使CAT活力升高。30 d后的活力下降则表明鸡蛋内源CAT的抗氧化作用减弱。孙宝丽等[28]在测定蛋黄中CAT活力的研究中发现在贮藏的第28天时CAT活力达最大值，与本研究结果类似。

图7 鸡蛋贮藏过程中CAT活力的变化Fig. 7 Changes in CAT activity in eggs during storage

2.8 鸡蛋贮藏过程中T-AOC的变化

图8 鸡蛋贮藏过程中T-AOC的变化Fig. 8 Changes in T-AOC in eggs during storage

T-AOC反映机体抵御系统的抗氧化能力，代表了机体内的酶和非酶抗氧化物的总体水平[29]。由图8可知，鸡蛋贮藏过程中T-AOC在贮藏的第20天达最大值1.60 mmol/L，20～30 d急剧下降，30～60 d下降平缓。这种变化归结于贮藏前期在CAT、GSH-Px等抗氧化酶作用下鸡蛋体现出较高的抗氧化能力，而后由于内源酶活性的动态波动，导致T-AOC下降。总体上，鸡蛋贮藏前期能够维持较高的抗氧化能力，而贮藏后期抗氧化能力不断下降。

2.9 相关性分析结果

图9 蛋黄氧化指标及酶活力相关性分析Fig. 9 Correlation analysis between lipid oxidation indices and endogenous enzyme activity in egg yolk

采用偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）对不同的贮藏时间下的蛋黄氧化指标及酶活力进行相关性分析，建立PLS2模型，所得模型如图9所示。氧化程度与抗氧化酶活力拟合率分别达到97%、59%。总蛋白质量浓度、脂肪酶活力、GSH-Px活力在图中分布聚集度较高，说明总蛋白质量浓度与脂肪酶诱导的脂质水解密切相关，而T-AOC的下降归因于GSH-Px、CAT活力随贮藏时间延长的不断降低。脂质氧化指标与脂肪酶活力具有显着负相关性，脂肪酶诱导的脂质水解对脂质氧化具有重要贡献，而随着脂质氧化程度的不断加深，蛋黄总蛋白质量浓度显着降低。由分析结果可知，T-SOD与脂质氧化程度表现出显着正相关，说明贮藏过程中的蛋黄T-SOD活性被激活从而发挥一定的抗氧化能力。

在鸡蛋贮藏后期，虽然GSH-Px、T-SOD活力表现出不同程度的升高，但蛋黄POV、MDA含量仍呈现上升趋势，这是由于相比单一酶的抗氧化活性升高，T-AOC更能反映蛋黄整体抗氧化能力，它代表蛋黄中酶和非酶性抗氧化物的总体水平。此外，脂质氧化的过程十分复杂，除酶促氧化之外，自动氧化也是重要的氧化途径[30]，最终导致蛋黄脂质氧化能力大于其抗氧化酶体系的抗氧化能力。

3 结 论

随贮藏时间延长，蛋黄脂质氧化程度不断加深，蛋黄T-AOC和GSH-Px、CAT活力逐渐下降，而T-SOD活力先下降后上升再下降的趋势。相关性分析表明，脂质氧化前期T-SOD、GSH-Px、CAT共同形成抗氧化防御体系，而氧化后期主要由T-SOD发挥抗氧化作用。