畜產食品科技：發酵雞卵蛋白的免疫性
93/07/05
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陳怡兆｜
行政院農業委員會畜產試驗所加工組
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，包括溶酶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。
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。
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。
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／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酶，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％的溶菌酶。不過實驗的結果顯示溶菌酶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。
