摘要：畜禽血液具有优良的加工特性和功能特性，随着畜禽屠宰加工业的发展，其在综合利用方面得到广泛关注。该文系统总结畜禽血液加工特性和功能特性，分类介绍各功能成分制备高附加值产品的加工技术，对畜禽血液工业化应用前景进行概要，以期为畜禽血液现代高值化加工提供参考。
关键词：畜禽血液；加工适应性；品质特性；血红素；超氧化物歧化酶
随着人民生活水平的提高以及国民饮食结构方面的变化，我国肉类食品的消费量大幅度上升。近年来，我国肉类生产总值一直位居国际首位，肉类消费需求量逐步增加。近十年我国平均畜禽产品产量8.389×107 t， 畜禽肉类产品已经成为我国居民日常饮食中非常重要的组成部分，畜禽肉制品飞速发展，其血液增量也不容忽视。据报道，我国畜禽血液年均产量达到8×106 t以上，每年生产猪血约1.5×106 t，所含蛋白质相当于2×106 t肉类或2.5×106 t全蛋。
当前畜禽血液的整体加工技术水平不高，血液资源利用率低，每年屠宰场收集大量畜禽血液，部分加工成血粉作为肥料或饲料出售，或是作为污水直接丢弃排放，难以做到高值化、环保化处理。作为畜禽屠宰加工的副产物，畜禽血液约占活体动物质量的3%～4%或胴体瘦肉的6%～7%。血液由细胞和血浆成分（红细胞、白细胞和血小板）组成，其中含有多种具有生物活性的物质，如免疫球蛋白、生物活性肽、血红素、超氧化物歧化酶等，具有非常高的应用潜力和商业价值。实现畜禽血液的综合高效利用有望缓解动物与人类之间原料成本的竞争，同时也有助于减少社会的环境污染。本文详细阐述畜禽血液的营养和加工特性，系统总结国内外在畜禽血液精深加工领域的研究成果，旨在为我国畜禽血液深加工提供参考。
1 畜禽血液基本组成概述
血液由水、细胞、蛋白质和其他有机和无机物质组成，其相对密度为1.046～1.052，pH值约为7.47。血液主要可分为两部分，即血细胞和血浆。分散在血浆中的血细胞，约占全血总质量的30%～40%；血浆是从未凝固的血液中去除血细胞后剩余的血液部分，其中含有6%～8%的蛋白质，主要是白蛋白、球蛋白和纤维蛋白原。血浆及其衍生产品能广泛地应用于食品工业，是因为它们没有刺激性气味以及细胞成分典型的深色。然而，在肉类工业中，血浆产品的主要作用是作为黏合剂，因为它们能够在加热时形成凝胶，如从血浆中提取分离出血浆蛋白纤维蛋白原和凝血酶，作为天然黏合剂应用于肉类加工。在细胞成分中，最重要的是红细胞、白细胞和血小板，其总蛋白质含量为28%～38%。其中，白细胞包括中性粒细胞、嗜酸性粒细胞以及嗜碱性粒细胞，是机体抗击炎症的主要战场。红细胞又称红血球，在血液中含量最高，其血红蛋白作为红细胞中运输氧的特殊蛋白，同时也是血液中主要的蛋白质，分子量为68 kDa，由4种珠蛋白的独立多肽和血红素组成，其中珠蛋白由α链和β链排列成球形结构，位于每个珠蛋白内均含有铁的血红素基团，该基团可以结合一分子氧，使血红蛋白四聚体分子能够运输四分子氧。血小板主要作为凝血因子，在血管损伤后发挥重要作用。
2 畜禽血液功能特性研究
在畜禽血液功能特性的研究方面，主要是从血液中提取具有特殊功能性成分的物质，探究其在抗氧化、免疫调节、降血压等方面的活性以及其他营养特性。对于畜禽血液的研究方向已逐渐从初级加工的粗产品形式转向功能主导的有效成分分离纯化及精深加工应用。畜禽血液蛋白质含量达17%～22%，其中，血浆蛋白和血红蛋白中含有多种生物活性物质，如维生素、抗体、激素、酶等，主要发挥免疫调节、抗氧化、降血压、降糖和抑菌等作用。畜禽血液具有较高的营养价值，因此有着“液态肉”的称号。同时由于畜禽血液价格低且易获得，从畜禽血液中提取活性物质具有明显的优势。
2.1 免疫球蛋白
免疫球蛋白是一类能与特异性抗原发生结合反应而发挥免疫功能的球蛋白，其在肠道疾病、营养强化等方面贡献突出，因此，免疫球蛋白的开发及其在食品中的应用受到广泛的关注。血液中免疫球蛋白的含量较多，可从已经免疫强化后的猪血清中生产出免疫球蛋白。在19世纪70年代后期，已有研究者从牛初乳、动物血清和禽类的蛋黄中提取得到免疫球蛋白，并进一步开发出含有免疫球蛋白的免疫活性添加剂。近年来，在食品工业上新兴出抗体食物，其可减少抗原病毒和一些细菌，减少人体感染和对免疫系统的损害。目前市场上主要的抗体食物有免疫牛奶、免疫鸡蛋、小牛球蛋白、初乳以及其他含有免疫球蛋白活性成分的食品。在婴幼儿食品中，免疫球蛋白的加入使其更接近母乳，对婴儿的生长发育和免疫力增强发挥重要作用，在老年人保健食品中，添加免疫球蛋白可以进一步提高老年人的免疫力。免疫球蛋白还可以加入到饮料或制成口服液，以提高人类预防疾病和抗病能力，促进生长。免疫球蛋白作为重要的研究对象，可以广泛应用于新型功能食品添加剂、猪饲料、生物药物、生化诊断和检测试剂的开发。随着国内居民保健意识的日益提高，免疫球蛋白功能性食品市场会有更大的经济效益和社会效益，其应用前景十分广阔。
2.2 超氧化物歧化酶
超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）是一种抗氧化酶类，可专一催化超氧阴离子自由基（·O2-）从而发生歧化反应，使超氧阴离子自由基转化为H2O2和O2，从而防止生物体氧中毒，达到机体保护效果。SOD具有抗衰老、抗炎、免疫调节、抗癌等多种生理功能，应用于食品、医药、生物化学等行业。SOD在食品工业中的应用主要是作为保健食品和抗氧化剂，借助SOD的抗氧化活性，其常被作为食品抗氧化剂，在低酒精度数的酒精饮品、牛奶、咖啡、奶糖等食品中加入SOD冻干粉可提高饮品的稳定性、延长货架期。SOD还可作为抗氧化剂添加至果汁、啤酒等饮品以及罐头食品中防止过氧化酶引起的变质腐败。SOD还可用于制备抗衰老、美容养颜的胶囊、口服液等保健食品。
2.3 血红素铁
血红素铁是由卟啉环和亚铁离子构成的铁卟啉环化合物，其相对分子质量为614.48 kDa，它是血红蛋白的辅基，即活性中心，广泛存在于畜禽血液中，具有运送与交换氧、补充人体铁元素、抗贫血等重要的生理功能。血红素在食品行业可作为着色剂用于肉制品的色泽改善，降低硝酸盐带来的安全风险。血红素中的铁元素易被人体吸收，是一种用于治疗贫血的较好物质，朱媛媛等研究发现血红素铁在动物体内的吸收效果较好，且在吸收过程中产生降解产物，从而进一步促进对血红素的吸收。血红素添加在酱油、面包、饼干、面条等食品中不会影响其味道，同时，这些食品中的蛋白质及其降解产物能促进人们在食用该食品时吸收所需要的铁元素，对缺铁人群是一种很好的选择。血红素具有很高的食用价值，作为一种兼具实用和经济价值的物质，在消费者和研究学者中得到广泛关注。
2.4 其他功能成分
在食品工业中，畜禽血液可以被用作蛋白质补充剂、牛奶替代品、赖氨酸补充剂或维生素稳定剂，并且是大多数微量矿物质的较佳来源。血液是亮氨酸、赖氨酸、缬氨酸和苏氨酸等氨基酸的重要来源，其含有的必需氨基酸总量高于人乳和全蛋，如亮氨酸含量为0.4%～0.9%、蛋氨酸含量为1.3%～1.8%、苏氨酸含量为4.7%～5.2%、异亮氨酸含量高达12.4%～13.6%、赖氨酸含量为9.2%～9.7%、缬氨酸含量为8.0%～9.1%，因此血液及其制品适合作为居民膳食中的重要营养食材。血液中可以与血红蛋白结合的铁的含量较高，约占0.30%～0.45%，是其他元素的十几倍，每100 g血的含铁量高达45 mg，比肌肉制品高几十倍，而且人体对色素型铁很容易吸收，且对消化道无刺激、副作用小，是治疗缺铁性贫血很好的补铁剂；血液中还含有多种人体不可缺少的矿物质、脂肪、碳水化合物、维生素等物质，如钙、磷、铜、锰、锌、硒，具备较高的营养价值。
通过酶法处理，一些肽类物质表现出较高的生物活性，例如抗高血压、抗氧化、抑菌、免疫调节、抗血栓和降低胆固醇等。Verma等将猪血经过蛋白酶酶解，得到具有抗菌性和抗氧化性的多肽，可用于肉类等食品保鲜。Wongngam等从鸡血里水解分离出具有血管紧张素转化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制活性的水解产物，该物质具有抗高血压特性，可开发出具有降低血压功能的营养产品。Nedjar-Arroume等从牛血红蛋白消化性水解物中分离出两种肽，其对不同的细菌种类表现出抗菌活性。
3 畜禽血液加工适应性研究
畜禽血液具有优良的加工适应性，满足消费者多样化的需求。血浆是血液的重要组成部分，血浆具有形成凝胶的能力，其凝胶能力与蛋白质浓度相关，其良好的可塑性拓展了血浆的应用领域。欧洲国家将血液作为食物，将其与肉类或其他成分结合食用，例如血肠、黑布丁。除此之外，血浆产品由于其发泡和膨松特性而广泛应用于食品工业。
3.1 直接加工利用
将血液加工制作成传统美食，如血豆腐、血肠，其制作简单、取食方便，深受消费者喜爱。
在我国华东、华南和西南地区，血豆腐作为家常菜，其需求量较大。畜禽血液制作成血豆腐可以更大程度利用血资源，避免资源浪费的同时减少了环境污染。血豆腐主要由猪、鸭、鸡、鹅等动物的血液加工而成，通常呈暗红色。不同的制作工艺其色泽和口感均有较大差异，血水比、盐添加量、pH值、加热时间及温度等因素，对血豆腐的硬度、咀嚼性、剪切力、色泽和口感等产生不同的影响。李静等研究发现，驴血豆腐在85℃加热25 min、灌装厚度2.0 cm时的色差和感官评分最佳。陈琳等研究发现，血水质量比为1∶3时羊血豆腐凝胶能够维持较好的组织形态和持水力。在血豆腐质构和保水性等方面，孙月萍等在鸭血豆腐中添加魔芋胶和瓜尔豆胶，其稳定性和保水性明显提高。王斌等在鸭血中添加0.25%谷氨酰胺转氨酶，鸭血豆腐的保水性、胶着性和内聚性等质构特性明显改善。伍梦婷等将木薯改性淀粉加入鹅血凝胶中，其口感、质构等更受欢迎，鹅血的凝胶特性如保水性、流变特性、热特性等得到明显改善。
血肠是传统肉类产品，也是畜禽血液制品的主要类型之一。不同的产区其所用的原料和制作方式均有差异，如波尔图加尔的morcela、葡萄牙的Monchique、意大利的sanguinaccio、波兰的kaszanka和斯洛文尼亚的krvavica。产自西班牙北部布尔戈斯的血肠是西班牙最传统的和著名的食品，采用洋葱、大米、动物脂肪（主要是猪油）、血液和不同的香料，如辣椒、黑胡椒的混合物，在90℃～95℃下煮制1 h左右，空气冷却至8℃～10℃，然后在4℃下储存。贡佳欣等有效利用牦牛血资源，制作出益生菌发酵牦牛血肠的特色风味产品，其产品高蛋白、易消化。尉莹对牛血肠辅料的配比进行优化，研究结果表明，53.95%熟青稞粉、1.93%食盐、4.03%胡椒粉时的血肠质构、感官品质等最佳。血肠作为一种满足消费者健康、营养饮食需求的传统血液制品，同时也提高了畜禽副产物的利用价值。当前，血肠的生产主要局限于家庭和小作坊，由于缺乏安全生产监督，产品安全存在问题且品质波动、质量参差不齐。因此，生产熟香肠等传统肉类产品时，应重视原材料，并建立标准化动物屠宰设施和相应安全标准。
3.2 间接加工利用
在肉制品中，合理利用畜禽血液的凝胶性和起泡性，可以提升产品质构特性和品质，例如香肠、肉脯等肉类食品。Benjakul等在不同鱼糜中添加猪血浆蛋白可以明显提高鱼肉糜的凝胶强度。Fowler等在太平洋鳕鱼的凝胶鱼肉糜中加入鲑鱼血浆蛋白，鱼肉糜凝胶强度和破断力明显提高。同时，有研究利用猪血浆代替多磷酸盐和酪蛋白酸制作法兰克香肠，以此来降低制作成本。
欧美国家在香肠、布丁等灌肠制品中添加10%血浆蛋白，还会将血浆蛋白代替鸡蛋清和大豆蛋白加入到点心、糕点中，如法国将血液作为脂肪替代物加入到面包中，因血液中的血浆蛋白与大豆纤维可以结合得更好。血液中血红素可以作为着色剂，在保证安全的前提下提升产品色泽，而血浆则可以利用其凝胶特性作为肉的替代品，降低原料成本。在德国和比利时，血浆粉常作为食品黏合剂应用于食品加工行业，以降低产品成本、改善产品的营养和感官品质。
血红蛋白具有优良的乳化和起泡特性，可替代传统的乳化剂酪蛋白和鸡蛋，广泛应用于食品加工。除此之外，因亚硝酸盐摄入量过多会引起食物中毒，且亚硝酸盐与胺类还会生成强致癌物亚硝胺，危害人体健康，所以合成亚硝基血红蛋白代替传统的发色剂-硝酸盐和亚硝酸盐，以此获得理想的肉色和风味并延长其保质期。Hhm等研究发现，亚硝基血红蛋白与维生素C、乳酸钙和生姜络合物结合，其作为天然护色剂能够替代亚硝酸盐，从而增强牛肉产品的颜色稳定性，成为肉类发色剂的更好选择。
血浆蛋白可用作畜禽饲料、营养增补剂，还可用于提取血红素、血卟啉衍生物、超氧化物歧化酶，广泛应用于肉制品中。在肉类、烘焙食品和其他食品中加入血浆蛋白会改变其凝胶、黏度和溶解度等特性，特别是在蛋糕等烘焙产品中，为产品提供良好的适口性和外观品质的同时，还可以降低成本。Myhara等研究发现冷冻干燥血浆可部分替代烘焙产品中的鸡蛋蛋白，例如蛋糕、面包和饼干，其可以作为低成本鸡蛋替代品供烘焙行业使用。此外，血浆蛋白已被提议作为减脂肉类产品中潜在的脂肪替代品，兼具高功能特性和低成本优势。于楠楠等在高温处理条件下的鱼糜凝胶中添加羊血浆蛋白，以增强其热稳定性，结果发现，随着羊血浆蛋白含量的增加，高温处理鱼糜凝胶的硬度、弹性等质构特性明显增大，持水性也有明显提升。张洁等在冷藏过程中的调理猪排中加入血浆蛋白来提高猪排的保水性和质构特性，降低其解冻损失和压榨损失。由此可见，血浆蛋白在食品工业的应用发展为开发蛋白质资源提供了新的方向，而且我国畜禽血液产量大，将其有效利用能够变废为宝，具备良好的商业前景。
4 结论
作为动物屠宰过程的副产品，畜禽血液产量巨大，其具有良好的加工特性和功能特性，因此在食品加工业的应用中优势明显且潜力巨大。传统工艺通过直接或间接加工，以特色产品形式实现血液的回收和利用，当前国内外研究则将各类活性成分的分离纯化作为血液深加工的研究重点，其功能特性得到更广泛的关注，例如免疫球蛋白、抗氧化肽和其他酶类等活性物质的研究已取得积极进展。未来畜禽血液制品的研究及应用将极大提升我国畜禽副产品加工业科技水平并推动食品加工业的现代化发展。以传统加工方式为基础，深入探究畜禽血液制品的特性，提升传统食品的营养价值与安全性；基于高纯度血液组分的分离制备技术，提供高活性、低成本的高值化产物，实现畜禽血液的高效利用和增值；探索畜禽血液新的功能特性，为人类营养健康饮食提供更多借鉴和思考。
