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大豆中抗营养因子

大豆中抗营养因子
大豆中抗营养因子

豆粕中抗营养因子及其消除方法

文章来源:本站原创更新时间:2008-10-8点击数:评论本文

摘要:大豆是重要的植物蛋白质和油脂来源,具有极高的营养价值,在畜禽饲料中得到广泛应

用。但大豆中的抗营养因子限制了大豆及其制品在畜禽饲料中的利用水平。因此,人们对大豆

抗营养因子的钝化方法进行研究。本文简要地介绍了几种主要的大豆抗营养因子,并对使大豆

抗营养因子失活的方法和发酵豆粕的营养特性进行了综述,为发酵豆粕在畜禽饲料中的广泛应

用提供依据。

关键词:发酵豆粕,大豆抗营养因子,钝化

二十世纪九十年代以来,在英国疯牛病危机之后,引发了人们对畜禽饲料中动物来源蛋白质安全性的担忧,世界各国纷纷禁止动物源蛋白质在饲料中使用,由此相应地增加了对高质量植物蛋白的需求量。这意味着能够提供优质蛋白质的大豆和大豆蛋白制品必将在今后的畜禽饲料配制中扮演更加重要的角色。然而,大豆中含有的抗营养因子降低了养分的有效性,限制了其在动物饲料中的使用。因此,通过育种、加工和营养等手段来降低大豆及其制品中抗营养因子的含量,提高养分的利用率一直是营养学家们工作的重点。

豆粕是大豆经浸提或预压浸提制油工艺的副产物,为植物性蛋白质饲料的主要来源之一,占畜禽蛋白质饲料原料用量的百分之六十以上。大豆榨油过程中的热处理可以有效地灭活大豆中的胰蛋白酶抑制因子和大豆凝集素等抗营养因子,但生产中对热处理必须进行严格控制:加热不足不能完全灭活抗营养因子,而加热过度,有可能因发生美拉德反应而降低养分的可利用率,使得豆粕的营养特性发生很大的变化(Helena等,2003),与传统的豆粕相比,发酵豆粕在营养成分含量、氨基酸有效性和抗营养因子去除率等方面均有很大提高。

发酵豆粕是采用独特的菌种和发酵工艺,利用微生物发酵过程中分泌的蛋白酶使大豆蛋白被分解成小分子蛋白和小肽分子,游离氨基酸和UGF(未知生长因子)等物质,同时能消减抗营养因子的一些作用,使其易被幼龄动物消化吸收。因此,发酵豆粕作为功能性饲料蛋白质而受到广泛关注。大量的研究将发酵大豆蛋白和豆粕对于早期断奶仔猪的饲养效果进行比较(Cho等,2007),表明发酵过程中的酶解作用使发酵豆粕中含有较高比例的小肽(Hong等,2004)以及降低了发酵豆粕中的抗营养因子含量(Reddy和Pierson,1994)。但就目前来看,豆粕通过发酵工艺,微生物分泌蛋白酶降解蛋白的作用是否完全,抗营养因子被去除的程度,养分价值被提高的真实水平都有待探讨,所以进行动物饲养试验,并结合有效、全面的指标检测是必需的,关键是要采用简便、敏感度

高的方法。

1 大豆的抗营养因子

目前,人们把对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响以及使人和动物产生不良生理反应的物质,统称为抗营养因子(antinutritional factors,ANFs)。人们很早就发现直接摄入豆科籽实会导致人和动物产生胰腺肿大、过敏反应、生长缓慢、日粮养分利用率下降以及一些不良生理反应的现象,这些生理反应是由大豆中含有的多种抗营养因子共同介导。从二十世纪初期,人们就开始了对大豆中抗营养因子的研究,并随着物理学、化学、免疫学、分子生物学等相关研究技术的发展逐步深入,成为动物营养研究的热点领域之一。多年来,人们对大豆中各种抗营养因子使动物产生的生理反应进行了大量研究,其效应会因抗营养因子的种类、含量以及动物的种类等的不同而有很大差异,见于表1.1。

表1.1 大豆中抗营养因子对动物的生理效应

引自:Liener,1994;李德发,2003。

根据对饲料营养价值和动物生物学反应,将大豆中抗营养因子分为以下六类:(1)降低蛋白质消化率和利用率的因子(蛋白酶抑制因子、糜蛋白酶抑制因子、凝集素等);(2)降低碳水化合物消化率因子(酚类化合物如单宁和寡糖等);(3)影响矿物质利用率的因子(植酸);(4)影响维生素活性或增加动物维生素需求量的因子,包括抗维生素A、维生素D、维生素E和维生素B12等因子;(5)刺激免疫体系的因子(抗原蛋白)以及其它一些抗营养因子(致甲状腺肿因子、皂甙、异黄酮和生氰糖甙等);(6)饲料中具有毒素作用的因子(凝集素)(李德发,2003)。

1.1 大豆蛋白酶抑制因子

大豆蛋白酶抑制因子是指能和蛋白酶的必需基团发生化学反应,从而抑制蛋白酶与底物结合,

使蛋白酶的活力下降甚至丧失的一类物质。通常所说的蛋白酶抑制因子是指蛋白质类胰蛋白酶抑制因子(trypsin inhibitors,TI),按其结构组成可分为库尼兹大豆胰蛋白酶抑制因子(Kunitz trypsin inhibitor,KTI)和包曼-伯克蛋白酶抑制因子(Bowman-Birk proteinase inhibitor,BBI)两类,生大豆中含有1.4%的KTI和0.6%的BBI(李德发,2003)。其中KTI主要对胰蛋白酶有特异性的抑制。因此,KTI含量的高低在很大程度上决定了大豆所具有的抗营养作用的强弱。另外,非蛋白质类蛋白酶抑制因子不具有特异性,易失活,所以生理功能常被忽略。

大豆蛋白酶抑制因子是大豆中的主要抗营养因子之一。采食含蛋白酶抑制因子的日粮后,畜禽的采食量、日增重和饲料转化率降低,但其影响程度受日粮中蛋白酶抑制因子浓度高低的影响。以雏鸡为例,当基础日粮中KTI的添加水平为2.37 g/kg时,其日增重比对照组下降26.2%;当KTI 添加水平达8.64 g/kg时,生长速度下降56.2%(Han等,1991)。此外,对大豆蛋白酶抑制因子的耐受量与动物的种类、生理阶段(贺英等,1998;李素芬等,2000)、采用的饲喂方式以及饲喂时间等(李素芬等,2000)有关。

1.1.1 大豆蛋白酶抑制因子的测定研究

因为科学家们对动物对蛋白酶抑制因子耐受量的深入研究以及蛋白酶抑制因子失活方法的发展,所以我们十分迫切地希望有一种方便、精确的测定方法。但是,这方面的研究比较薄弱(王冬燕,2003)。

目前,实际生产中多以脲酶活性来判断大豆胰蛋白酶抑制因子的钝化程度,实验室采用的酶化学检测方法步骤繁琐、灵敏度低,而且测定加热过度产品时,结果变异较大,因此实际生产中很少采用。酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)也是一种胰蛋白酶抑制因子的测定方法。这种方法灵敏度高、特异性强、准确性好、省时,但过程较复杂繁琐,需要专用的仪器设备。王冬艳(2003)以ELISA检测方法为基础,组装了大豆胰蛋白酶抑制因子(KTI)单克隆抗体免疫检测试剂盒,检测范围为0.01~10 μg/mL。ELISA检测试剂盒的研制与推广应用,解决了酶联免疫吸附测定法部分操作繁琐的问题,使得一般条件的实验室和生产单位能够简便快捷地测定出大豆中胰蛋白酶抑制因子的含量,为大豆胰蛋白酶抑制因子(KTI)的研究以及饲料工业的质量检测提供前沿技术。

1.2 大豆凝集素

Liener和Pallansch(1952)采用等电点盐析、移动界面电泳、超速离心沉淀技术结合红细胞凝集反应检测生物活性方法,从大豆提取物中分离出一种能凝集红细胞的蛋白质,并将其命名为大豆凝集素。其特点是能与糖结合,是具有生物活性的糖蛋白,能凝固红血球,因为植物凝集素与动物细胞上的特异糖基有很高的亲和力,不同动物细胞表面有不同类型的糖基,所以不同来源植物凝集素与不同种动物的细胞膜有特异性结合反应(徐晓峰和朱才,1996)。大豆凝集素与兔红细胞有特异性凝血反应,并使细胞凝集从悬浮液中析出,可根据凝血反应强度,用凝血效价表示含量。

大豆凝集素的抗营养作用有:对动物生长有抑制作用,并随动物种类、生理阶段和饲喂量等而变化;影响营养物质的消化吸收,其中对氮代谢的影响比较明显,尿氮损失随着日粮凝集素水平的提高而明显增加;对小肠结构和功能有影响(李振田,2003)。

1.2.1 大豆凝集素的检测方法

人们运用凝集素具有和红细胞凝集的特性,采用体外试管内红细胞凝集反应对凝集素进行观察和量化。同一种饲料样品对不同种类动物的红细胞凝集活性不同。不过因为红细胞来源对测定结果有重要影响,于是有学者提出一种不需要红细胞的方案,就是用与相应凝集素具有结合特异性的糖复合物共价连接与聚苯乙烯胶粒替代红细胞,其余步骤不变,这种方法较为简便。对于大豆凝集素来说,把N-乙酰基-半乳糖胺和乳糖共价连接于胶粒上,是最灵敏的凝集反应系统(潘洪彬等,2005)。

1.3 大豆寡糖

大豆寡糖是大豆中含2~10个单糖基的低聚糖的总称,主要包括蔗糖、棉籽糖、水苏糖以及少量的毛蕊花糖。在自然界中,寡糖广泛存在于豆科植物中,但以大豆中的含量最高。大豆寡糖属于可溶性碳水化合物,一般占大豆固形物总量的7%~10%,其中蔗糖、棉籽糖和水苏糖各占5%、1%和4%,棉籽糖和水苏糖被视为难消化糖(李德发,2003)。

人和动物摄入适量的大豆寡糖是有益的,能够促进肠道有益菌的增殖;起到防治便秘的作用。但这个剂量范围很小,一般认为大豆制品中的寡糖对单胃动物不利,引起胀气和腹泻。Zhang等(2003)报道,在玉米-奶粉型日粮中添加1%和2%水苏糖可显著降低断奶仔猪的增重速度,饲料转化有下降的趋势。

1.3.1 大豆寡糖的测定

尽管有关寡糖的分析方法有报道,但传统的方法普遍存在分离效果差的问题。因此,张丽英等(2004)在实验室条件下建立了一个测定大豆及其产品中大豆寡糖(蔗糖、棉籽糖、水苏糖)气相色谱分析方法。本方法对测定大豆寡糖具有灵敏度高、简便和可靠及回收率高等特点,是研究大豆寡糖与动物营养素间关系的有效方法。周红等(2001)通过交联葡聚糖凝胶柱层析柱分离发酵液中寡糖,再用苯酚-硫酸法测定发酵液中的寡糖含量。分析测定结果可为发酵液的优化配制提供依据。

1.4 大豆抗原蛋白

大豆中的抗原蛋白主要包括大豆球蛋白(glycinin)和三种伴大豆球蛋白(α-conglycinin、β-conglycinin和γ-conglycinin)。其中glycinin和β-conglycinin是大豆中免疫原性最强的两种抗原蛋白。

四种大豆球蛋白均能引起断奶仔猪过敏反应,起主要作用的是glycinin和β-conglycinin。据报道,给7日龄仔猪灌服大豆蛋白提取液,每天6 g,连续5 d,21日龄断奶后,喂以含有相应

大豆蛋白的断奶日粮,在血清中测出了较高效价的抗glycinin和β-conglycinin的抗体(Li等,1990)。研究还发现给仔猪灌服大豆蛋白引起猪的小肠绒毛萎缩,隐窝细胞增生,同时导致消化吸收障碍、生长受阻以及过敏性腹泻(谯仕彦等,1995;谯仕彦和李德发,1996)。孙鹏(2006)分析了蒸汽处理对纯化大豆抗原蛋白活性的影响。孙泽威等(2005)探讨了大豆抗原蛋白对犊牛生长性能、日粮养分消化率和肠道吸收功能的影响。以上研究表明,大豆抗原蛋白对畜禽生产性能会造成一定的影响。

1.4.1 大豆抗原蛋白的提取分离与测定

李成贤等(2007)对大豆抗原蛋白的提取分离测定方法进行了综述。根据超速离心分析,用沉降系数S代表球蛋白组分(1 S = 10 – 13,S=1Svedberg 单位),可分为2 S,7 S,11 S和15 S四种成分,大豆蛋白主要是7 S组分和11 S组分,其中7 S组分主要是β- conglycinin,而11 S 组分主要是glycinin。自1962年Wolf等人首先利用饱和硫酸铵分级的手段得到纯度为91%~93%的11 S,球蛋白以来,根据抗原蛋白特性已建立了许多7 S球蛋白和11 S球蛋白分离及测定的方法,主要有:等电点沉淀法、冷沉淀法、盐析法、按离子强度不同而沉淀的分离法、免疫法(贾振宝等,2002;李德发,2003;彭楠等,2006)。

1.5 其他大豆抗营养因子与生物活性物质

在大豆和大豆制品中除胰蛋白酶抑制因子、凝集素、寡糖、抗原蛋白外,还含有植酸、单宁、抗维生素因子等抗营养因子,以及皂甙和异黄酮等活性物质。这些物质在大豆及大豆制品中的含量很少,抗营养作用较小。它们所引起的生理效应见于表1.1。

2 大豆中抗营养因子的去除方法

大豆中抗营养因子是影响大豆蛋白源在饲料中使用的主要因素,要提高大豆蛋白源在饲料中的使用量,必须采取合适的措施进行处理,使大豆抗营养因子失活、钝化。目前,世界范围内对降低或消除大豆蛋白抗营养因子问题的研究在不断完善,通常采用物理、化学和生物学等方法进行钝化处理。

表1.2 降低豆科植物抗营养因子的加工方法

引自:Thorpe, J. 和 J. D. Beal.,2001。

2.1 生物学处理

生物学方法是通过添加适宜酶制剂或用微生物发酵处理以分解大豆中的抗营养因子。

2.1.1 酶制剂处理法

酶制剂有单一酶制剂和复合酶制剂。植酸酶是应用最广泛的单一酶制剂,能水解植酸和植酸盐,释放磷并使植酸抗营养作用消失;复合酶制剂如NSP 酶(非淀粉多糖酶),就能对多种ANF起作用,最大限度发挥饲料作用(赵林果等,2001)。但对酶制剂的耐受性、稳定性、影响酶制剂作用的外在因素等问题还有待进一步的研究与开发。另外,酶制剂处理时,添加酶的量要适量,过量会扰乱消化道的正常消化机能而产生不良作用。

2.1.2 生物发酵处理

微生物在发酵过程中可产生水解酶、发酵酶和呼吸酶,可以消除植物蛋白原料中的抗营养物质,有利于动物的消化吸收。另外,微生物在发酵过程中还将大部分动物不能直接利用的植酸等无机盐转化为细胞中的有机盐,不仅提高了利用率,还可降低饲料中总磷等的含量,减少饲料对养殖环境的污染。发酵法具有以下特点:能对多种抗营养因子产生去毒效果;对营养组分体外降解,大幅提高各营养成分的消化吸收率;发酵处理可明显提高大豆的适口性,有一定的诱食效果。采用独特的菌种和发酵工艺,微生物发酵过程中分泌的蛋白酶使大豆蛋白被分解成小分子蛋白和小肽分子。生物发酵过程中,微生物大量增殖,其结果不仅提高了发酵大豆蛋白基料的蛋白质水平,而且部分大豆蛋白质发酵时转化为菌体蛋白,这本身也改变了大豆蛋白质的营养品质(李绍章等,2004)。微生物发酵处理目前已有产品问世,但对产品的品质控制、发酵工艺参数控制以及规模化生产方面良莠不齐。陈名洪等(2008)以脱脂豆粕粉为原料,使用具有产蛋白酶能力的菌株CHD21为生产菌种进行发酵。以水解度作为指标,对菌株CHD2发酵降解豆粕的条件进行了优化。

2.1.3 育种法

通过植物育种途径,培育低抗营养因子或无抗营养因子的植物品种以及改善大豆蛋白品质,但这些大豆的产量相对较低,所以推广难度相对较大。另外一方面是通过动物育种,提高家畜对抗营养因子的耐受性;通过转基因培育能分泌消化抗营养因子的品系,达到消除抗营养因子对畜禽的抗营养作用。但存在产量低、抗病害能力降低、周期长、投资大等问题。

2.2 物理处理

物理处理的方法主要包括热处理方法和机械加工方法。

2.2.1 热处理方法

自1917年,Osborne和Mendel报道蒸煮大豆可以改善小鼠的生长性能以来,人们对大豆营养因子的热稳定性进行了大量研究,结果表明:胰蛋白酶抑制因子、糜蛋白酶抑制因子、凝集素、脲酶、致甲状腺肿因子及抗维生素因子具有对热敏感的特性,而皂甙、单宁、异黄酮、寡糖、致过敏反应蛋白及植酸等对热较稳定(李德发,2003)。所以热处理技术对蛋白酶抑制因子、凝集素、脲酶等热敏性抗营养因子有很好的钝化效果,也是目前研究最为深入、应用最为广泛的钝化技术。热处理主要分为湿热法和干热法(郑爱娟等,2002)。

进行热处理时,必须保证热处理的强度适宜。加热不足则抗营养因子破坏不够;加热过度则氨基酸利用率下降,会降低蛋白质的生物学效率。实际生产中多以测定脲酶活性判断胰蛋白因子的钝化程度,反应加热不足;采用蛋白溶解度作为判断大豆或豆粕加热过度的指标。

2.2.2 机械加工处理

机械加工包括粉碎、去壳、脱种皮等,很多抗营养因子主要存在于作物种子表皮层,通过机械加工处理使之分离,即可大为减少抗营养作用。此方法简单有效,但废弃种皮的处理是一个大问题。

2.3 化学处理

化学处理的原理为化学物质与抗营养因子分子中的二硫键结合,使其分子结构改变而失去活性。使用的化学物质包括硫酸钠、硫酸铜、硫酸亚铁和其它一些硫酸盐。近年来,人们在用化学方法钝化抗营养因子方面取得了较大的进展。张建云等(1999)研究表明,5%的尿素加20%水处理30 d的效果最好,胰蛋白酶抑制剂活性降低78.55%,饲料中加入适量蛋氨酸或胆碱作为甲基供体,可使单宁甲基化,促使其排出体外。化学方法对不同的抗营养因子均有一定的效果,可节省设备与资源,但最大的障碍是化学物质残留和环境污染的问题,因此生产中不应大量使用。

总结以上钝化抗营养因子的方法,就目前研究状况来看,从钝化的有效性,实用性出发,热处理是应用最广泛的方法,但在工艺上仍需继续精进,且对于热稳定性高或热加工不足以有效地灭活的抗营养因子,人们必须要不断地研究新的方法加以消除。大豆优良品种的选育是消除抗营养因子的根本,培育专门化品种解决大豆及豆制品适口性和品质问题,然而要达到理想的结果,尚需很长时间的努力。至于化学钝化,与生产应用尚有距离,还应特别关注化学钝化试剂的安全性问题。由于豆粕蛋白来源量大,相对于鱼粉来讲价格较低,是饲料配比中主要的蛋白来源,目前尚无更好的替代品,因此能够利用生物酶体例如微生物发酵产生的酶类来大量去除大豆抗营养因子,增加豆制品的适口性及有机体对豆制品的消化率,降低抗营养因子,亦能够为大豆及其制品的生产节省大量费用的比较切实可行的办法就是将豆粕进行发酵。

3 豆粕和发酵豆粕的营养特性

3.1 豆粕的特性

我们知道豆粕是大豆经提取豆油后得到的副产品。根据提取方法不同可分为一浸豆粕和二浸豆粕:用浸提法提取豆油后得到的副产品为一浸豆粕;压榨取油后再经过浸提取油后得到的副产品称为二浸豆粕。一浸豆粕的生产工艺较为先进,蛋白质含量高。是目前国内外现货市场上流通的主要产品。有以下特性:①物理性质。浅黄色至浅褐色。②化学成分。豆粕中含蛋白质43%左右、赖氨酸2.5%~3.0%、色氨酸0.6%~0.7%、蛋氨酸0.5%~0.7%、胱氨酸0.5%~0.8%、胡萝卜素0.2~0.4 mg/kg、硫胺素3~6 mg/kg、核黄素3~6 mg/kg、烟酸15 ~30 mg/kg、胆碱2200~2800 mg/kg。豆粕中蛋氨酸较缺乏。粗纤维主要来自豆皮,无氮浸出物、B族维生素与淀粉含量低,矿物质含量少。

3.2 发酵豆粕的特性

发酵豆粕是为提高豆粕消化率,降低其抗营养因子,经一定工艺和技术手段发酵后的豆粕。发酵豆粕具有以下优点:提高了豆粕蛋白的溶解度,利于消化;减小了豆粕中蛋白的分子量,其中的一部分已达到小肽水平甚至氨基酸水平,可以直接被动物吸收;发酵豆粕具有一定的芳香气味和鲜味,有一定的诱食作用,适口性较好;豆粕中一些多糖分子在发酵过程中被分解,这对于动物的消化吸收也很有利。特别是一些胀气因子,也被微生物在发酵中降解,这是其他工艺所不能达到的。

发酵豆粕的指标要求:发酵豆粕中蛋白质的KOH溶解度为95%以上;多糖也可以溶解;气味与口感及适口性良好,无豆腥味。学者们通过采用不同的方法研究发酵豆粕,采用各种检测技术来评定发酵豆粕的质量以及对用其饲养动物的效果进行了评定。Cho等(2007)将144头平均出生重为8.09 ± 0.05 Kg的断奶仔猪分为四个处理组,对照组饲喂基础日粮,处理组分别饲喂用5%、10%、15%的发酵大豆蛋白替代基础日粮中的豆粕后得到的日粮,得出的结论是饲喂10%、15%的发酵大豆蛋白替代日粮,饲料效率,氨基酸消化率,血尿氮和血中总蛋白浓度都得到提高。Kim等用240头出生重为5.16 ± 0.07 Kg的断奶仔猪做了相同的实验,结论是随着发酵大豆蛋白添加量的增加,生长性能和养分消化率提高的幅度增大,对肠道形态没有影响。有研究通过测定一些指标将未发酵的豆粕和分别用植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和酿酒酵母发酵后的豆粕产品进行比较,如分析四种样品的pH值和微生物含量,通过ELISA和western blot测定大豆过敏个体血清中的IgE的免疫活性,采用HPLC分析产品中的总氨基酸含量等,发现通过发酵产品pH降低,产乳酸细菌增多,大豆中免疫球蛋白的免疫活性降低,大部分氨基酸的含量会有所增加,只有少部分的氨基酸会因发酵类型的不同而变化(Song等,2008)。

4 发酵豆粕采用的菌种要求

为了得到优质的发酵豆粕产品,首先应对所要使用的菌种有严格的要求。发酵所采用的菌种应有如下优势:①菌种价格低廉,操作简便,易于制取;②菌种的生命力强大,容易形成生长优势,抵抗其他不利菌群的繁殖,发酵条件粗放,节约设施投资;③菌种中分解蛋白质的酶活力高,可以快速分解大豆蛋白为小分子蛋白,菌中还有相当丰富的分解淀粉、纤维等多糖物质的酶,而且还能

分解其中的抗营养因子,提高了其中碳水化合物的消化率和利用率。

将豆粕分别用植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和酿酒酵母发酵,经测定豆粕用植物乳杆菌发酵后,得到的产品的pH最低,而经酿酒酵母发酵后,蛋白水平提高的幅度最大,且限制性必需氨基酸的水平提高最显著(Song等,2008)。所以在选择发酵用菌种时,我们应该综合生产条件、经济因素和发酵效果,确定发酵所用的菌种组合。

总之,发酵豆粕除了具有优于大豆的加工特性(保湿性、发泡性、非酸沉性等)与无豆腥味等特性外,还具有易消化、吸收快、抗原性低等许多独特的生理功能。

值得强调的是,豆粕发酵技术必须对发酵的程度进行了选择和确认。发酵程度并不是越深越好,而要考虑到成本问题。在保证效果较好的前提下,尽可能降低产品水分含量,因为要考虑产品干燥的成本。

5 总结

作为畜禽主要饲料原料的大豆在现实生产中发挥着极其重要的作用。但大豆中存在的多种抗营养因子降低了大豆的利用水平。经过几十年的研究,尽管人们对大豆中营养因子的化学结构和理化特性、生理作用、抗营养机制有了一定的了解,抗营养因子的钝化技术也有所发展,但是在大豆及大豆制品的实际运用中,还有很多问题没有得到解决。我们希望结合动物医学、免疫学、营养学等方面研究的发展,找到消减大豆抗营养因子活性的最佳方法,尽量解决大豆产品应用的相关问题。从发酵工艺方面着手,是值得考虑的。

抗营养因子灭活

目前, 主要通过物理、化学和生物学途径来钝化和灭活饲料中的抗营养因子。这些方法能在一定程度上降低抗营养因子的活性, 但加工处理的效果因饲料抗营养因子的种类、含量、活性等方面的不同而有差别。 3.1 物理方法 3.1.1 膨化与制粒 膨化处理是在专门的膨化机内进行的, 其原理是在一定温度下通过螺旋轴转动给予原料一定的压力, 使原料从喷嘴喷出, 原料因压力瞬间下降而被膨化, 抗营养因子会随之失活。胰蛋白酶抑制因子的失活程度可随膨化温度的升高而升高;植物凝集素对热很敏感, 在温度达120 ℃时所有的植物凝集素全部消失。Petres 等(1981)报道, 电加热至120 ℃,大约有93%的胰蛋白酶抑制因子失活。而杨丽杰等(1998)的研究证明, 单杆螺旋在121 ℃下膨化商品大豆, 可失活70 %以上的胰蛋白酶抑制因子和全部凝集素。张明峰(1998)报道, 干膨化处理可使大豆中的胰蛋白酶抑制因子的活性下降80%, 脲酶和脂肪氧化酶的活性降低至较低水平, 是目前国内外较理想的灭活方法。另外, 膨化还对饲料有剪切作用, 破坏植物细胞壁, 能降低饲料中的纤维含量, 从而提高动物对细胞内容物的利用率。在制粒过程中, 一部分热来自蒸汽(70 ~ 90 ℃, 15 ~20 s), 另一部分来自饲料成分在制粒过程中被挤压而产生的热。制粒能较彻底的灭活蚕豆和豌豆中的胰蛋白酶抑制因子, 但不同制粒工艺, 其灭活效果有较大差异, 有的工艺甚至灭活效果不明显。 3.1.2 挤压处理 挤压处理可分为干榨和湿榨2 种。Friesen 等(1993)报道, 用湿榨法处理的豆饼与未处理的豆饼相比会显著提高断奶仔猪的日增重和饲料报酬。他们的研究还表明, 饲喂湿榨处理的豆饼的断奶仔猪, 其日增重比饲喂干榨豆饼的仔猪有显著提高。Piao et al(1999)报道, 挤压处理能使大麦细胞壁的β -葡聚糖和阿拉伯木聚糖结构发生变化, 水溶性增加, 从而提高了营养成分利用率。 3.1.3 蒸汽处理 这种方法又可以分为常压和高压。常压加热的温度低,一般在100 ℃以下。常压蒸汽处理30 min 左右, 大豆中的胰蛋白酶抑制因子活性可降低90%左右, 而不破坏赖氨酸的活性。高压蒸汽处理是用专门的高压蒸汽锅或罐进行的。原料在容器内的加热时间随温度、压力、pH 值及原料性质的不同而有很大差异。全脂大豆在120 ℃蒸汽加热7 .5 min 胰蛋白酶抑制因子从20.6 mg/ g 降低到3.3 mg/g 。Johnson 等(1980)报道, 在pH 6.7 , 99~ 154 ℃范围内, 温度每升高11 ℃,胰蛋白酶抑制因子的灭活速率增加一倍, 他们的研究还指出, 在pH 6 .7, 99 ℃处理1 h, 会使胰蛋白酶抑制因子的活性降低到原来的7.6 %;在pH 6 .7, 154 ℃和pH 9.5, 143 ℃则只需40 s, 其活性就可降低到原来的7.6%。 3.1.4 去壳处理 禾谷类籽实的种皮中含有较多的非淀粉多糖, 而豆类和高粱的壳中含有较多的单宁、木质素、植酸等抗营养因子, 去壳处理就能够除掉这些抗营养因子, 同时提高其蛋白质的含量, 提高其利用率。Marquardt(1989)用蚕豆的实验证明对一些种皮单宁类含量高的豆类饲料, 去皮后其蛋白质的消化率和蛋白质质量提高;以淀粉和离散蛋白颗粒的大小为基础,利用气流分类技术就能够把豆类籽实的各部分分开, 这样不仅可以除去抗营养因子, 还可以提高蛋白质的质量。 3.1.5 微波处理

豆粕中抗营养因子及其消除方法

豆粕中抗营养因子及其消除方法 文章来源:本站原创更新时间:2008-10-8点击数:2406 评论本文 摘要:大豆是重要的植物蛋白质和油脂来源,具有极高的营养价值,在畜禽饲料中得到广泛应 用。但大豆中的抗营养因子限制了大豆及其制品在畜禽饲料中的利用水平。因此,人们对大豆 抗营养因子的钝化方法进行研究。本文简要地介绍了几种主要的大豆抗营养因子,并对使大豆 抗营养因子失活的方法和发酵豆粕的营养特性进行了综述,为发酵豆粕在畜禽饲料中的广泛应 用提供依据。 关键词:发酵豆粕,大豆抗营养因子,钝化 二十世纪九十年代以来,在英国疯牛病危机之后,引发了人们对畜禽饲料中动物来源蛋白质安全性的担忧,世界各国纷纷禁止动物源蛋白质在饲料中使用,由此相应地增加了对高质量植物蛋白的需求量。这意味着能够提供优质蛋白质的大豆和大豆蛋白制品必将在今后的畜禽饲料配制中扮演更加重要的角色。然而,大豆中含有的抗营养因子降低了养分的有效性,限制了其在动物饲料中的使用。因此,通过育种、加工和营养等手段来降低大豆及其制品中抗营养因子的含量,提高养分的利用率一直是营养学家们工作的重点。 豆粕是大豆经浸提或预压浸提制油工艺的副产物,为植物性蛋白质饲料的主要来源之一,占畜禽蛋白质饲料原料用量的百分之六十以上。大豆榨油过程中的热处理可以有效地灭活大豆中的胰蛋白酶抑制因子和大豆凝集素等抗营养因子,但生产中对热处理必须进行严格控制:加热不足不能完全灭活抗营养因子,而加热过度,有可能因发生美拉德反应而降低养分的可利用率,使得豆粕的营养特性发生很大的变化(Helena等,2003),与传统的豆粕相比,发酵豆粕在营养成分含量、氨基酸有效性和抗营养因子去除率等方面均有很大提高。 发酵豆粕是采用独特的菌种和发酵工艺,利用微生物发酵过程中分泌的蛋白酶使大豆蛋白被分解成小分子蛋白和小肽分子,游离氨基酸和UGF(未知生长因子)等物质,同时能消减抗营养因子的一些作用,使其易被幼龄动物消化吸收。因此,发酵豆粕作为功能性饲料蛋白质而受到广泛关注。大量的研究将发酵大豆蛋白和豆粕对于早期断奶仔猪的饲养效果进行比较(Cho等,2007),表明发酵过程中的酶解作用使发酵豆粕中含有较高比例的小肽(Hong等,2004)以及降低了发酵豆粕中的抗营养因子含量(Reddy和Pierson,1994)。但就目前来看,豆粕通过发酵工艺,微生物分泌蛋白酶降解蛋白的作用是否完全,抗营养因子被去除的程度,养分价值被提高的真实水平都有待探讨,所以进行动物饲养试验,并结合有效、全面的指标检测是必需的,关键是要采用简便、敏感度高的方法。 1大豆的抗营养因子 目前,人们把对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响以及使人和动物产生不良生理反应

论大豆的营养价值(生物工程毕业论文)

学校代码: 12904学号: 中图分类:密级: 无 吉林农业工程职业技术学院 毕业论文 大豆的营养价值 学生姓名:王凤禹 指导教师: 所在学院(系):生物工程系 学科专业: 吉林农业工程职业技术学院 中国·四平 2009年12月

大豆具有丰富的营养成份,具有极高的营养价值,尤其是丰富的大豆蛋白在膳食中发挥这着很大的作用。大豆不仅富含丰富的大豆蛋白,还有丰富的矿物质以及卵磷脂、对人体有极大的益处。但是其中的抗营养因子也值得引起人们的关注。 关键词:大豆营养价值大豆蛋白抗营养因子

一、大豆的基本概述 二、大豆的营养价值 三、大豆蛋白的价值 四、抗营养因子的认识

一、大豆的基本概述 大豆,是豆类中营养价值最高的品种,在百种天然的食品中,它名列榜首,含有大量的不饱和脂肪酸,多种微量元素、维生素及优质蛋白质。大豆经加工可制作出很多种豆制品,是高血压、动脉硬化、心脏病等心血管病人的有益食品。大豆富含蛋白质,且所含氨基酸较全,尤其富含赖氨酸,正好补充了谷类赖氨酸的不足的缺陷,所以应以谷豆混食,使蛋白质互补。 大豆素有“豆中之王”之称,被人们叫做“植物肉”、“绿色的乳牛”,大豆的营养价值最丰富。干大豆中含高品质的蛋白质约40%,为其他粮食之冠。现在大豆制品的饮食产品非常的多,如豆腐、豆浆、豆腐丝、豆腐皮、豆腐干、腐竹、素火腿等。 大豆,是豆类中营养价值最高的品种,在百种天然的食品中,它名列榜首,含有大量的不饱和脂肪酸,多种微量元素、维生素及优质蛋白质。大豆经加工可制作出很多种豆制品,是高血压、动脉硬化、心脏病等心血管病人的有益食品。大豆富含蛋白质,且所含氨基酸较全,尤其富含赖氨酸,正好补充了谷类赖氨酸的不足的缺陷,所以应以谷豆混食,使蛋白质互补。 大豆具有健脾益气宽中、润燥消水等作用,可用于脾气虚弱、消化不良、疳积泻痢、腹胀赢瘦、妊娠中毒、疮痈肿毒、外伤出血等症。 相信“医食同源”的中华民族很早就认识到大豆食品的保健作用。 二、大豆的营养价值 大豆营养丰富,含有大豆蛋白质,磷脂,不饱和酸,,大豆皂苷,膳食纤维,异黄酮,维生素、矿物质、低聚糖等多种营养素。 (1)大豆蛋白质 大豆中的蛋白质是植物中蛋白含量相对较多的品种之一,与动物蛋白有等同的营养价值,有“优质蛋白”的美称。大豆中蛋白质含量约为40%,含有8种人体必需氨基酸,其蛋白质中氨基酸的组成可以与鸡蛋和牛奶的相媲美。 (2)磷脂 大豆中富含卵磷脂,是人体需要的脂类成分之一。对人体新陈代谢,生命成长有一定作用。卵磷脂能为大脑神经提供充足的养料,使脑神经之间的信息传递速度加快,提高大脑活力,保持活力,消除疲劳,提高学习和工作效率。 (3)大豆油 大豆含有丰富的不饱和酸,且不含胆固醇,有亚油酸、油酸和亚麻酸等不饱和酸,约占80.O8%,其中亚油酸的含量较多,是人体不可缺少的脂肪酸,具有很重要的生理功能。 (4)膳食纤维 大豆膳食纤维主要是指那些不能为人体消化酶所消化的大分子糖类,包括纤维素、果胶质、木聚糖、甘露糖等。膳食纤维虽然不能为人体提供任何营养物质,

豆粕中抗营养因子及其消除方法

豆粕中抗营养因子及其消除方法 摘要:大豆是重要的植物蛋白质和油脂来源,具有极高的营养价值,在畜禽饲料中得到广 泛应用。但大豆中的抗营养因子限制了大豆及其制品在畜禽饲料中的利用水平。因此,人 们对大豆抗营养因子的钝化方法进行研究。本文简要地介绍了几种主要的大豆抗营养因子, 并对使大豆抗营养因子失活的方法和发酵豆粕的营养特性进行了综述,为发酵豆粕在畜禽 饲料中的广泛应用提供依据。 关键词:发酵豆粕,大豆抗营养因子,钝化 二十世纪九十年代以来,在英国疯牛病危机之后,引发了人们对畜禽饲料中动物来源蛋白质安全性的担忧,世界各国纷纷禁止动物源蛋白质在饲料中使用,由此相应地增加了对高质量植物蛋白的需求量。这意味着能够提供优质蛋白质的大豆和大豆蛋白制品必将在今后的畜禽饲料配制中扮演更加重要的角色。然而,大豆中含有的抗营养因子降低了养分的有效性,限制了其在动物饲料中的使用。因此,通过育种、加工和营养等手段来降低大豆及其制品中抗营养因子的含量,提高养分的利用率一直是营养学家们工作的重点。 豆粕是大豆经浸提或预压浸提制油工艺的副产物,为植物性蛋白质饲料的主要来源之一,占畜禽蛋白质饲料原料用量的百分之六十以上。大豆榨油过程中的热处理可以有效地灭活大豆中的胰蛋白酶抑制因子和大豆凝集素等抗营养因子,但生产中对热处理必须进行严格控制:加热不足不能完全灭活抗营养因子,而加热过度,有可能因发生美拉德反应而降低养分的可利用率,使得豆粕的营养特性发生很大的变化(Helena等,2003),与传统的豆粕相比,发酵豆粕在营养成分含量、氨基酸有效性和抗营养因子去除率等方面均有很大提高。 发酵豆粕是采用独特的菌种和发酵工艺,利用微生物发酵过程中分泌的蛋白酶使大豆蛋白被分解成小分子蛋白和小肽分子,游离氨基酸和UGF(未知生长因子)等物质,同时能消减抗营养因子的一些作用,使其易被幼龄动物消化吸收。因此,发酵豆粕作为功能性饲料蛋白质而受到广泛关注。大量的研究将发酵大豆蛋白和豆粕对于早期断奶仔猪的饲养效果进行比较(Cho等,2007),表明发酵过程中的酶解作用使发酵豆粕中含有较高比例的小肽(Hong等,2004)以及降低了发酵豆粕中的抗营养因子含量(Reddy和Pierson,1994)。但就目前来看,豆粕通过发酵工艺,微生物分泌蛋白酶降解蛋白的作用是否完全,抗营养因子被去除的程度,养分价值被提高的真实水平都有待探讨,所以进行动物饲养试验,并结合有效、全面的指标检测是必需的,关键是要采用简便、敏感度高的方法。

大豆中的抗营养因子危害

大豆中的抗营养因子危害 大豆抗营养因子的主要成分就是大豆胰蛋白酶抑制剂。这种物质对植物本身能够达到一定的保护的作用,比如说能够避免大豆籽粒出现分解代谢,可以使大豆的种子处于休眠的状态,另外还有一定的抗虫害的效果。但是要了解这种大豆中的抗营养因子,对人和动物的健康是有危害的,下面我们就来了解一下这方面的内容。 大豆中的抗营养因子危害 在这些大豆抗营养因子中胰蛋白酶抑制因子、大豆凝集素、大豆球蛋白以及β-伴大豆球蛋白是大豆中最主要的抗营养因子。它们能够引起幼龄动物肠道过敏、腹泻、肠道损伤、胰腺增生肥大、免疫机能下降、胃排空速率下降、食物滞留、采食量下降、日增重下降、生长缓慢甚至死亡。 大豆球蛋白: 占大豆蛋白质40%左右,六聚体,300-380KDa,12条肽链,6个酸性亚基和6个碱性亚基,亚基之间通过二硫键连接,电泳图谱中有两个条带(B亚基20kDa、A亚基34-44kDa),与IgE、IgM、IgA,有很强的结合性。引起过敏反应,最终导致消化吸收障碍和过敏性腹泻 β-伴大豆球蛋白: 占大豆蛋白质30%左右,糖蛋白三聚体,含有3.8%的甘露糖和1.2%的氨基葡萄糖。等电点4.8-4.9,180KDa,α、

、β,等电点分别为4.9、5.18、5.66-6.0,电泳图谱有三个条带(α亚基57-76KDa、 亚基57-72KDa、β亚基42-53KDa),引起过敏反应,导致小肠绒毛萎缩,隐窝增生等过敏性损伤,最终导致消化吸收障碍和过敏性腹泻。 胰蛋白酶抑制因子: 含量约30mg/g,约占大豆种子贮存蛋白质总量的6%,种子蛋白质干重的2%。分为KTI(含量约1.4%,2个二硫键,一个反应中心-63号精氨酸、64号异亮氨酸)、BTI(0.6%,两个反应中心,7个二硫键)两种,两者的质量比约为4:1,摩尔比为1.5:1,一分子KTI抑制钝化一分胰蛋白酶分子,一分子BTI抑制两分子胰蛋白酶分子。降低采食量、日增重、饲料转化率 凝集素: 非免疫球蛋白本质的蛋白或糖蛋白,他能特异性识别并可逆结合复杂糖复合物中的糖链而不改变所结合糖基的共价键结构。 大豆凝集素: 指能与N-乙酰基半乳糖胺/半乳糖特异结合的糖蛋白约占蛋白质的3%,120KDa,四聚体,在小肠中有50%-60%不被降解。能与细胞表面的特殊糖蛋白和寡糖结合,凝集红血球,破坏肠壁,抑制消化,对免疫系统有毒害作用。 因此检测大豆及其加工产品中的各种抗营养因子含量对大豆抗营养因子的研究、大豆原材料的选购、大豆加工工艺的评价、饲料配方的改进以及提高饲料产品竞争力具有重要参考价值

大豆抗营养因子及其消除方法

大豆抗营养因子及其消除方法 【摘要】大豆中含有胰蛋白酶抑制因子和脂肪氧化酶等多种抗营养因子,它们直接影响大豆食品与饲料的营养价值和食用安全性,降低了大豆的利用率。本文综述了胰蛋白酶抑制剂和脂肪氧化酶的抗营养作用以及消除方法的研究进展。 【关键词】胰蛋白酶抑制剂;脂肪氧化酶;抗营养作用;消除方 【正文】 (一)大豆因其蛋白质含量高和氨基酸平衡性好而成为人类植物蛋白和脂肪的主要来源,同时又是发展家畜、家禽和鱼的重要蛋白质饲料来源,但是其中还含有很多 抗营养因子,如胰蛋白酶抑制剂、脂肪氧化酶、凝集素、单宁、植酸等,它们不 但使大豆的营养价值受到影响,还对畜禽的健康产生不同程度的影响,从而降低 了大豆及其加工产品的利用效率。本文对近几十年来国内外学者对胰蛋白酶抑制 剂和脂肪氧化酶的理化性质、抗营养作用机理以及大豆主要抗营养因子消除方法 的研究和报道进行了综。 (二)大豆抗营养因子的消除方 1、物理失活:大豆中部分抗营养因子对热不稳定,充分加热即可使之变性失活。目 前,膨化法是抗营养因子热失活最常用的方法,对全脂大豆及其副产品进行膨化,不仅可降低其所含胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子的活性;还会改善大豆所含蛋白质的品质,提高其消化、吸收和利用率,因此得到了广泛的应用。大豆胰蛋白酶抑制剂的失活可以分为耐热性不同的两个阶段,第一个阶段是KTI的热失活,而第二个阶段则是BBI热失活,BBI的热稳定性之所以比KTI强,是由于BBI的分子结构中含有3个二硫键,而KTI则只有2个二硫键。大豆制品中的胰蛋白酶抑制剂的失活程度,多数报道认为失活70%~85%效果较好。刘寅哲利用膨化豆粕代替普通豆粕饲喂肉仔鸡的研究结果表明,肉仔鸡对蛋白质的消化吸收率提高12.9%,31~49日龄肉仔鸡平均日增重提高13.5%,膨化豆粕应用价值明显好于普通豆粕。 2、化学失活:利用抗营养因子的化学特性,添加某些化合物消除或缓解抗营养物质。 用化学试剂处理破坏KTI和BBI分子结构中的二硫键结构,可破坏其活性,同时氨基酸的组成不发生明显变化。张建云等人采用化学钝化法研究了多种化学物质及其浓度、作用时间等因素对胰蛋白酶抑制剂活性的影响,研究结果表明,5%的尿素加20%水处理豆粕30d效果最好,使胰蛋白酶抑制剂的失活率达78.55%。化学方法对不同的抗营养因子均有一定的效果,可节省设备与资源,但存在化学物质残留,影响饲料品质,降低适口性,且排出的脱毒液会造成污染环境,对动物机体也会产生毒害作用。 3、作物育种方法:大豆优良品种的选育是消除抗营养因子的根本,培育专门化品种 是解决大豆及豆制品适口性和品质问题的关键,因为通过加热等物理化学方法将大豆抗营养因子失活的同时,也降低了大豆种子中丰富蛋白的可溶性,而且其中所耗的费用最终加入到产品的成本中,提高了产品的价格。因此,多年来,科学家们一直在寻找低含量或不含胰蛋白酶抑制剂和脂肪氧化酶等抗营养因子的大豆新品。

大豆类饲料营养价值及抗营养因子的分析

誅饲料与添加剂 1大豆营养价值分析 蛋白质。大豆蛋白质含量高,一般在35%,大豆蛋白主要由球蛋白(约占63%)、清蛋白(约占12%)和谷蛋白(8%)组成。大豆蛋白质量很大程度上由大豆球蛋白决定。大豆球蛋白由12个亚基组成,以11S、7S亚基为构成大豆球蛋白的主体。11S亚基的含量最高,为7S亚基含量的3.4倍左右,分子量约为35万,是可利用蛋白。7S球蛋白中,分子量在18 ̄21万的球蛋白约占7S含量的1/3左右,是可利用蛋白,约2/3的7S球蛋白往往与抗营养因子有关,如大豆凝集素、脂氧化酶等,这2/3的7S球蛋白可通过加工来提高其利用率。7S亚基中赖氨酸(Lys)的含量比11S中的含量高,但7S亚基中的含硫氨基酸尤其是蛋氨酸(Met)含量低于11S中的含量。另外,15S亚基约占球蛋白的1/10,一般为可利用蛋白。2S的球蛋白分子量较小,一般为胰蛋白酶抑制剂。总的来说,大豆蛋白质中,酸性氨基酸含量高,但缺乏Met和色氨酸(Trp)。我国东北地区大豆品种资源的氨基酸含量表明谷氨酸(Glu)和谷氨酰胺(Gln)含量最高,平均达18%;天冬氨酸(Asp)和天冬酰胺(Asn)第二,平均含量达11.8%,占总氨基酸含量的29.8%。从大到小含量在5% ̄8%的氨基酸依次为精氨酸(Arg),亮氨酸(Leu),Lys,缬氨酸(Val),丝氨酸(Ser)。2% ̄5%的依次为脯氨酸(Pro),异亮氨酸(Ile),甘氨酸Gly,苏氨酸(Thr),酪氨酸(Tyr),组氨酸(His)。2%以下的为Met和Trp。大豆蛋白最缺乏的是Met和Trp,大豆富含Asp、Glu、Arg、Leu、Lys、Pro。由于大豆蛋白中非必需氨基酸比例较大,影响了大豆蛋白质的品质。 氨基酸。大豆清蛋白的水溶性较好,含硫氨基酸丰富,甘氨酸缺乏。大豆醇溶谷蛋白的蛋氨酸和色氨酸含量丰富,脯氨酸和谷氨酸含量高,赖氨酸、精氨酸和组氨酸含量低。大豆谷蛋白中蛋氨酸和色氨酸含量是最少的,也是大豆蛋白中品质最差的蛋白。有研究认为,大豆球蛋白的11S与7S亚基含量比例的变化,很可能是造成蛋白质氨基酸含量品种差异的原因,可通过遗传育种增加11S亚基含量并减少7S亚基比例及氨基酸含量来改善大豆蛋白质的品质。 大豆蛋白的必需氨基酸占总氨基酸比例为43%左右,氨基酸模式较好。但大豆蛋白质的蛋氨酸缺乏,为第一限制性氨基酸,显著降低了大豆蛋白质品质,Trp为第二限制性氨基酸。此外,大豆蛋白质中精氨酸比例高,会对赖氨酸产生拮抗作用,值得关注。 其他养分。大豆含无氮浸出物26%,其中蔗糖占27%,水苏糖16%,半乳聚糖22%,阿戊糖18%,其中阿聚糖、半乳聚糖和半乳糖酸相结合而形成粘性的半纤维素,存在于大豆细胞膜中,影响大豆的消化利用。淀粉在大豆中含量甚微,大豆粗纤维含量不高,占4%。脂肪含量高达17%。因此,能量较高,属高能蛋白饲料,大豆脂肪酸中约85%都是不饱和脂肪酸,亚油酸和亚麻酸含量较高,且含有一定量的大豆磷脂,是天然的表面活性剂和生物活性物质,具有乳化作用,能提高饲料有效能,还具有提供胆碱、肌醇、亚油酸和亚麻酸等营养素以及提高动物对油脂和脂溶性维生素的吸收效率,改善饲料适口性等作用。 2大豆抗营养因子分析 胰蛋白酶抑制因子(TI)主要存在大豆籽实的子叶中,约占大豆蛋白的6%,其中以kunitz胰蛋白酶抑制剂(STI)和bowman-birk胰蛋白酶抑制剂(BBI)对动物的影响最为严重。STI主要抑制胰蛋白酶,对糜蛋白酶只有微弱的抑制作用,1克分子抑制剂能纯化1克胰蛋白酶。STI对热、酸和胃蛋白酶不稳定。BBI对胰蛋白酶、糜蛋白酶均有较强的抑制作用,对胃酸、胃蛋白酶以及碱、热稳定,不易失活。生大豆的胰蛋白酶抑制剂本身能引起胰腺分泌活动增强,导致胰腺机能亢进,造成含硫氨基酸的内源损失。 大豆凝集素(SBA)是一种能够凝集红细胞的蛋白质,通过等电聚焦可分为A、B、C、D四种,其中B型凝集素是含4.5%的甘露糖和1%氨基葡萄糖的糖蛋白,由2个多肽链组成,分子量110000,不耐热。大豆凝集素对幼鼠的LD50,每千克体重约为50毫克。 大豆抗原。大豆蛋白中抗原的主要成分有大豆球蛋白、α-伴球蛋白、β-伴球蛋白和γ-伴球蛋白4种,能引起仔猪、犊牛肠道过敏,从而导致腹泻。 其他。大豆蛋白中的脂氧化酶可引起大豆中的油酸,尤其是亚油酸、亚麻酸发生脂质过氧化,产生不良气味,如豆腥味而影响动物的摄食量。同时产生的脂质过氧化物严重影响大豆必需氨基酸的利用。 大豆类饲料营养价值及抗营养因子的分析 葛庆斌(黑龙江省宾县糖坊镇畜牧中心150400) 輩輮訝 养殖技术顾问2014.1

抗营养因子

饲料中抗营养因子的处理 抗营养因子是指一系列具有干扰营养物质消化吸收生物因子。抗营养因子存在与所有的植物性食物中,也就是说,所有的植物都含有抗营养因子,这是植物在进化过程中形成的自我保护物质,起到平衡植物中营养物质的作用。抗营养因子有很多,已知道抗营养因子主要有蛋白酶抑制剂、植酸、凝集素、芥酸、棉酚、单宁酸、硫苷等。一些抗营养因子对人体健康具有特殊的作用,如大豆异黄酮、大豆皂苷等,这些物质在食用过多的情况下,会对人体的营养素吸收产生影响,甚至会造成中毒。抗营养因子的作用主要表现为降低饲料中营养物质的利用率、动物的生长速度和动物的健康水平。总之,将饲料中对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响的物质以及影响畜禽健康和生产能力的物质,统称为抗营养因子。 一、玉米-豆粕型饲料原料中的抗营养因子 1.非淀粉多糖(NSP) NSP是植物组织中由多种单糖和糖醛酸经糖苷键连接而成的,大多有分支的链状结构,常与无机离子和蛋白质结合在一起,是细胞壁的主要成分,一般难于被单胃动物自身分泌的消化酶所分解。非淀粉多糖主要分为水溶性非淀粉多糖(SNSP,如木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖、果胶等)和非水溶性非淀粉多糖(NNSP,如纤维素、木质素等)。由于植物细胞内的营养物质被细胞壁包被,植物细胞壁由各种聚合物组成,含有大量纤维素组成的微纤维,埋在木质素、半纤维素和果胶的连续链状结构中,形成稳定坚固而且极其复杂的细胞外壳。饲料粉碎工序难以破坏细胞壁,单胃动物消化酶也无法消化细胞壁物质。因此,植物细胞壁阻止了消化酶与其包裹着的淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质的接触,降低了动物对营养物质的消化吸收。 2.退化淀粉 玉米淀粉主要为支链淀粉,支链淀粉在高温制粒时易糊化,而且部分糊化淀粉在冷却和贮存过程中发生聚合,形成和蛋白质、纤维交联在一起的“退化淀粉”。退化淀粉抵抗消化酶的消化,未经消化就转移到后肠道中,使玉米淀粉回肠消化率降低。添加支链淀粉酶,降解“退化淀粉”,可使淀粉回肠末端消化率几乎提高15%,从而提高肉仔鸡的生产性能。 3.植酸 植酸(Phytic acid)又称为肌醇六磷酸酯,广泛分布于植物性饲料中,其中以禾本科和豆科籽实的含量最丰富。植酸的抗营养作用是因为它在很宽的pH值范围内均带负电荷,是很强的螯合剂,能牢固地粘合带正电荷的Ca、Zn、Mg、Fe等金属离子和蛋白质分子,形成难溶性的植酸盐螯合物,导致一些必需矿物元素的生物学效价降低(尤其是锌和铁)。因此,饲粮中植酸盐的含量过高时,可使钙、锌等元素(特别是锌)的利用率大为降低。另外,高含量的植酸可使单胃动物对钙的吸收率降低达35%。同时,植酸还能与动物消化道中的胃蛋白酶结合,使其活性降低,结果导致蛋白质消化利用率降低。 4.大豆抗营养因子 生大豆中含有蛋白酶抑制剂、植物凝集素、球蛋白、皂甙、致甲状腺肿物质、α-半乳糖苷低聚糖、果胶、植酸等多种抗营养因子,对人和动物的生长、健康及生理有不良影响,对婴儿和消化道发育欠佳的幼龄动物更甚,是限制大豆蛋白营养价值的关键因素。其中胰蛋白酶抑制因子可引起动物生长抑制、胰腺肥大和胰腺增生,对家禽影响最大。另一抗营养因子是大豆抗原,其中主要抗原是大豆球蛋白和b -伴大豆球蛋白,它们引起仔猪和犊牛肠道过敏反应,这是仔猪腹泻的主要原因。虽然豆粕中胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素等抗营养因子在大豆热处理过程中被钝化,但其中难以消化的碳水化合物如NSP、寡糖等仍然是影响其营养价值的因素。

营养学参考答案

参考答案 一、填空题 1.佝偻病、骨质疏松症、手足痉挛症2.海产品和植物油类3.组氨酸4.维生素B族和维生素C 5.奶和奶制品6.计算法和测量法7.皮炎、腹泻、痴呆8.叶酸9.干性脚气病、湿性脚气病10.基础代谢、体力活动、食物热效应11.血红蛋白和红细胞比积12.铁减少期、缺铁性贫血期13.干瘦型营养不良14.植物油 15.n-3系列 n-6系列16.食物蛋白质含量、被消化吸收程度 二、单选题 1.B 2.A 3.D 4.B 5.A 6.C 7.A 8.D 9.B 10.C 11.D 三、多选题 1.ABDE 2.BC 3.ABCDE 4.BE 5.ACE 6.ACD 7.BC 8.ABCD 9.ADE 10.BCE 11.ABE 12.ACDE 13.ACDE 14.BCE 四、名词解释: 1.氮平衡:反应机体摄入氮(食物蛋白质含氮量约为16%)和排出氮的关系。 2.必需氨基酸:是指人体内不能合成或合成速度不能满足机体需要,必须从食物中直接获得的氨基酸。 3.氨基酸模式:就是蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例. 4.参考蛋白质:是指可用来测定其它蛋白质质量的标准蛋白。 5.PER(蛋白质功效比值):是用于处在生长阶段中的幼年动物(一般用刚断奶的雄性大白鼠),在实验期内其体重增加和摄入蛋白质的量的比值来反映蛋白质营养价值的指标。 6.限制性氨基酸:食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低,导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费,造成其蛋白质营养价值降低,这些含量相对较低的必需氨基酸称为限制氨基酸。 7.营养学:是研究膳食、营养与人体健康关系的科学。 8.氨基酸评分:也叫蛋白质的化学评分,是目前被广泛采用的一种评分方法。该方法是用被测蛋白质的必需氨基酸评分模式和推荐的理想的模式或参考蛋白的模式进行比较,因此反映蛋白质构成和利用的关系。 9.必需脂肪酸(EFA):是人体不可缺少而自身又不能合成,必须通过食物供给的脂肪酸。 10.食物热效应:人体在摄食过程中,由于要对食物中营养素进行消化、吸收、代谢转化等,需要额外消耗能量,同时引起体温升高和散发能量。这种因摄食而引起能量的额外消耗称食物热效应。 11.蛋白质净利用率(NPU):蛋白质净利用率是反映食物中蛋白质被利用的程度,即机体利用的蛋白质占食物中的蛋白质的百分比,它包含了食物蛋白质的消化和利用两个方面,因此更为全面。 12.必要的氮损失(ONL):机体每天由于皮肤、毛发和粘膜的脱落,妇女月经期的失血及肠道菌体死亡排出等损失约20g以上的蛋白质,这种氮排出是机体不可避免的氮消耗,称为必要的氮损失。 13.混溶钙池:人体中1%的钙,有一部分与柠檬酸螯合或与蛋白质结合;另一部分则以离子状态分布于软组织、细胞外液和血液中,将这部分钙称为混溶钙池。 14.条件必需氨基酸:半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成,如果膳食中能直接提供这两种氨基酸,则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要可分别减少30%和50%。所以半胱氨酸和酪氨酸这类可减少人体对某些必需氨基酸需要量的氨基酸称为条件必需氨基酸。 15.生物价:是反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用程度的指标。用被机体利用的蛋白质量与消化吸收的食物蛋白质量的比值的100倍表示。生物价越高表明其被机体利用程度越高,最大值为100。 16.膳食纤维:存在于食物中的各类纤维统称为膳食纤维。 17.优质蛋白:当食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式越接近时,必需氨基酸被机体利用的程度就越高,食物蛋白质的营养价值也相对越高,如动物性蛋白质中蛋、奶、肉、鱼等,以及大豆蛋白均被称为优质蛋白。 18.营养素:指食物中可给人体提供能量,机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分。

饼粕类饲料原料的抗营养因子的种类、危害与消除方法-zbs

论文题目饼粕类饲料原料的抗营养因子 的种类、危害与消除方法 2013年6月9日 -赵必圣 摘要:为了更进一步了解什么是抗营养因子,为了更清晰的了解抗营养因子的种类与危害以及消除饲料中抗营养因子的方法。本文特地针对饼粕类饲料原料中出现的所有已知的抗营养因子种类、危害与消除方法进行了综述。 关键词:抗营养因子;饼粕;危害;种类;消除 1 抗营养因子的概念及其作用 饲料是动物生产的物质基础,现今配合饲料中90%以上的组成成分为植物性饲料,包括大豆、豆粕、谷物、玉米、油脂、肉骨粉等。1O余种的饲料原料植物性饲料中都含有一种或多种抗营养因子(Antinutritional factors.ANF)。抗营养因子是指饲料中所含的一些对养分的消化、吸收和利用产生不利影响的物质以及影响畜禽健康和生产能力的物质的统称不但影响了饲料的营养价值和适口性而且给动物的健康生长和生产带来了很大的危害。抗营养因子普遍存在于植物性饲料中,其作用主要表现为降低饲料中蛋白质、脂肪、淀粉等营养物质的利用率,降低动物的生长速度和动物的健康水平。通过科学的技术去除抗营养因子的影响,从而有利于饲料营养价值的充分发挥,提高饲料利用率,降低生产成本,提高经济效益。 2 抗营养因子的分类 饼粕类饲料原料中含抗营养因子的主要是大豆粕、菜籽粕、棉籽粕、花生粕。根据不同的抗营养作用可以把抗营养因子分为6大类:(1)抗蛋白质消化和利用的营养因子,如胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素、酚类化合物、皂化物等。(2)抗碳水化合物的营养因子,如淀粉酶抑制剂、酚类化合物、胃胀气因子等。(3)抗矿物元素利用的营养因子,如植酸、草酸、棉酚、硫葡萄糖苷等。(4)维生素拮抗物或引起动物维生素需要量增加的抗营养因子,如双香豆素、硫胺素酶等。(5)刺激免疫系统的抗营养因子,如抗原蛋白质等。(6)综合性抗营养因子,对多种营养成分利用产生影响,如水溶性非淀粉多糖、单宁等。 3 大豆饼粕中的抗营养因子及处理方法

大豆抗营养因子及钝化的分析

大豆抗营养因子及钝化的分析 抗营养因子能破坏或阻碍营养物质的消化利用,对动物健康和生长性能产生不良影响。本文对大豆中的几种重要的抗营养因子的作用机理及其钝化处理方法进行了综述。 标签:抗营养因子大豆钝化 大豆作为植物饲料蛋白质源,被广泛应用于饲料行业中。大豆粕粗蛋白含量为35-42%。大豆粕以其蛋白质含量高,氨基酸比较平均而成为全世界最主要的植物蛋白质饲料原料。但大豆中含有多种抗营养因子,严重影响动物的消化、吸收。大豆中的抗营养因子主要包括:蛋白酶抑制剂、植物凝集素、大豆抗原蛋白( 致敏因子) 、脲酶、胀气因子、植酸及致甲状腺肿素等多种抗营养因子。 一、抗营养因子 1.蛋白酶抑制因子蛋白酶抑制因子主要有KTI(胰蛋白酶抑制因子)和BBI (弓手抑制因子)两类。KTI主要抵抑制胰蛋白酶,而BBI同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白质酶。蛋白酶抑制因子,它能抑制胰蛋白酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶活性,促进胰腺分泌、胰腺肿大,造成必需氨基酸内源性损失的结果;生长停滞、生产性能下降。其中重要的是胰蛋白酶抑制因子,胰蛋白酶抑制因子主要影响胰腺的分泌功能,它与胰蛋白酶在小肠中的浓度相关。肠道的胰蛋白酶与抑制因子结合,然后经粪便排出体外,因此降低了胰蛋白酶的浓度。大量胰蛋白酶的大量补偿性分泌,造成内源性含硫氨基酸的丢失引起体内氨基酸代谢不平衡,特别是蛋氨酸的不足引起生长受阻,消化吸收功能失调和紊乱(Callaher和Scheeman,1986)。 2.植物凝聚素植物凝聚素主要以糖蛋白的形式存在,它的主要作用是对免疫系统和器官具有一定的毒害,对肠道产生的免疫球蛋白A有显著的拮抗作用;能影响家畜的生产性能。植物凝集素是一种对某些糖分子具有高度亲和力的蛋白质,其中大多数是糖蛋白。植物凝集素和糖及配糖体(糖脂、糖肽、低聚糖、氨基葡聚糖)的结合,类似于酶和底物的结合或抗原和抗体的结合,具有高度的特异性。 3.多酚类化合物多酚类化合物如单宁、酚酸单宁属于水溶性的酚类化合物,主要作用与蛋白质、碳水化合物、酶形成复合物干扰猪消化过程,降低蛋白质的利用率;与消化酶形成复合物,使酶的活性下降,养分消化率降低,影响适口性。Wijavila等(1977)报道单宁等多酚类化合物和钙、铁、锌等多种金属离子结合形成不溶性化合物,降低其利用率。 4.致甲状腺肿素这是一类有机小分子,在豆粕中含量极微,其前体物是硫代葡萄糖苷,单个硫代葡萄糖苷是无毒的,但在硫代葡萄糖苷酶的作用下会产生致甲状腺肿的一系列小分子物质。在豆粕中硫代葡萄糖苷与硫代葡萄糖苷酶是内

20140115饲料原料中的抗营养因子

饲料原料中的抗营养因子 1. 植物性饲料及相关抗营养因子 1.1 豆类。豆科籽实(荚果种子,如大豆,花生,鹰嘴豆,蚕豆等)是极好的蛋白质来源,但它们均含有抗营养物质,从而限制了其在动物日粮中的使用。这些抗营养因子包括蛋白酶抑制因子,植物血凝素(植物凝聚素),尿酶,脂肪氧化酶,氰化糖苷和抗维生素因子。所有生的或加工不良的豆类,都含有不同水平的胰蛋白酶抑制因子。这些抑制因子能和小肠内的胰蛋白酶结合,而形成一种无活性的复合物,结果正常抑制胰蛋白酶持续分泌的负反馈机制被阻断,以致胰腺合成过量的胰蛋白酶。已证实,饲喂未加热处理的大豆产品的动物,其胰腺肥大,并表现生长抑制和饲料转化率下降。蛋白酶抑制物具有蛋白质的性质,因而易于通过热处理而使之失活。 植物血凝素在豆科植物和固氮细菌之间的共生关系中,起着一种极重要的作用。植物血凝素在所有豆科植物中普遍存在,但起毒性因品种不同而有差异。较之大豆的血凝素,菜豆的植物血凝素具有较大的毒性。植物血凝素是以一种非常特异的方式与各种糖和葡萄洛合物(glyconjugates)发生可逆性结合的种种蛋白质结合,亦可与小肠粘膜上皮的微绒毛表面各种糖蛋白结合,

引起微绒毛的损失和发育异常,从而严重损失肠壁吸收养分的功能。在植物血凝素损害肠结构的试验中证实,其葡萄糖、氨基酸和维生素B12发生吸收不良和铁转运障碍。由于植物血凝素对肠上皮的损伤,碳水化合物和蛋白质以及未消化和未吸收的物质进入结肠,并在该处发酵降解,引起进一步的损伤。植物血凝素的有害影响,并不限于肠道的消化吸收功能,还可与肠粘膜细胞刷状缘和肠道细菌表面的糖蛋白受体结合,在细菌和肠粘膜之间,起着一种“胶合”作用。在饲喂含生大豆或从豆类提取的植物血凝素日粮的小鼠或雏鸡中,曾发现大肠杆菌过度生长的情况。植物血凝素所致的上皮的病变,使细菌或其产生的内毒素得以进入血液,出现相应的不良后果。幼禽对植物血凝素特别敏感,尤其是需要摄入较高日粮蛋白质以获得必须氨基酸的雏火鸡更是如此。饲料英才网的专家说,大豆中的脲酶,能水解尿素生产氨和CO2,而过量的脲酶,可能导致脲在循环过程中而产生氨。在花生和大豆中,已证实有干扰甲状腺功能的化合物(致甲状腺肿因子)的存在。已经证实,生菜豆中含有可降低雏鸡体内生育酚水平和引起肌肉营养不良的维生素E拮抗物;生大豆粉能引起雏火鸡软骨病和使用多种动物对维生素B12的需要量增加;此外生大豆还含有破坏胡萝卜素而降低饲料中维生素A可利用性的非脂肪氧化酶(alipoxidase)。 所有蛋白酶抑制因子、植物血凝素、脲酶、抗维生素因子和

饲料中抗营养因子

1棉籽中的抗营养因子 1.1基本知识 棉籽饼粕中主要对动物有毒的物质为棉酚。棉籽的胚叶上布满褐色圆形或其椭圆形的色素腺体,腺体内除了油脂和树脂外,还含有大量的色素物质,其中以棉酚为主,占色素腺体质量的20.6%~39.0%。此外,还含有多种棉酚的衍生物。主要种类及其性质如下。 1.1.1棉酚 棉酚是一种复杂的多元酚类化合物,分游离型和结合型两种,结合型棉酚不被动物体吸收,直接排出体外,游离棉酚与氨基酸结合,对动物有害。具有活性羟基、活性醛基的多元酚类化合物称为游离棉酚,它呈黄色、具有三种异构体,分子式为C3H3O2,分子量为518.57。而与蛋白质、氨基酸、磷酯等物质结合,没有活性酸羟基、醛基的称为结合棉酚,其丧失了活性,对动物是无毒的。 1.1.2棉紫酚 又称棉紫素,呈紫红色,它经常与棉酚存于棉籽中,并随棉籽储存期的延长和温度的升高而增加其含量。棉紫酚除了在棉籽中以天然状态存在外,还能在棉籽加工的热处理过程由棉酚转化而成。棉紫酚在酸中能被分解转化为游离棉酚。 1.1.3棉绿酚 又称棉绿素,为深绿色的晶体物质。1963年才从棉紫色腺体中分离出来。 1.1.4棉蓝素 又称棉蓝素,呈蓝色,分子式为C30H32O8,是棉酚的不稳定氧化产物。在生棉籽中不存在,只存在于加热过的熟棉籽中。 1.1.5二氨基棉酚 呈黄色,以液态氨和棉酚进行反应可合成二氨基棉酚。棉籽在高温下进行储存时,有自然产生的二氨基棉酚。 1.1.6棉黄素 又称棉橙素、棉橙酚,呈橙色,分子式为C35H34O8N2,经硫酸作用可转变为棉酚,酸解产生的棉酚量为82%~86%。 1.2危害 1.2.1对动物、人、环境的影响 棉酚主要由其活性醛基和活性羟基产生毒性和多种危害。棉酚还对动物生殖系统的机能有害,特别是雄性动物的生殖机能。 1.2.2动物临床中毒机理 棉酚可降低饲料中赖氨酸的有效性。在棉籽榨油过程或制颗过程中由于受湿热的作用,棉酚的活性羟基、醛基与蛋白质中赖氨酸的ε氨量结合,发生美拉德反应,使结合的赖氨酸不能吸收、利用。 1.2.2.1单胃动物 对单胃动物来说,棉酚在体内大量积累,可损害肝细胞、心肌和骨胳肌,与体内硫和蛋白质稳定地结合,损害血红蛋白中的铁,并导致贫血。此外,棉籽中尚含有一种具有环丙烯结构的脂肪酸,导致母鸡卵巢和输卵管萎缩、产卵量降低及卵变质。 1.2.2.2反刍动物 由于反刍动物消化过程中特殊的瘤胃环境,使棉籽饼粕中游离棉酚的毒性减小。瘤胃中可溶性蛋白量很大,加上瘤胃中高度的还原环境和水热条件,促使游离棉酚与赖氨酸的ε-氨基结合为结合棉酚,其吸收率很低。因此,对于成年的反刍动物来说,饲料游离棉酚的危害很小,可以把棉籽饼粕作为一种正常的蛋白饲料而大量饲用。但对于瘤胃功能发育不全的幼畜来说,棉酚还有一定的毒性。

饲料原料抗营养因子概述

万方数据

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饲料原料抗营养因子概述 作者:蔡发国 作者单位:广州博仕奥集团 广东广州市高新科技产业开发区科学大道182号C2区11层1103单元 510660刊名: 饲料研究 英文刊名:FEED RESEARCH 年,卷(期):2009(8) 被引用次数:2次 本文读者也读过(9条) 1.杨维仁.祝平.姜淑贞饲料中的非常规营养成分及抗营养因子研究及应用技术进展[会议论文]-2007 2.吴建忠.冯定远饲料抗营养因子的研究进展[期刊论文]-广东畜牧兽医科技2005,30(5) 3.张建云.易中华.马秋刚.关舒.胡新旭.计成饲料抗营养因子对单胃动物的影响[期刊论文]-饲料研究2009(8) 4.张辉.单安山.牟振波植物饲料成分中抗营养因子对鱼类的影响[期刊论文]-饲料广角2008(9) 5.齐莉莉.许梓荣饲料中的抗营养因子及其灭活[期刊论文]-粮食与饲料工业2001(3) 6.申跃宇.尹佩辉.莫放.Shen Yue-yu.Yin Pei-hui.Mo Fang菜籽饼(粕)的抗营养因子及其对奶牛生产的影响[期刊论文]-中国草食动物2009,29(2) 7.王吉桥.包鹏云.李文宽鱼饲料中植物原料抗营养因子的研究[期刊论文]-大连水产学院学报2004,19(3) 8.刘波.章世元.姜德兴.卜祥斌饲料中的抗营养因子及处理方法[期刊论文]-粮食与饲料工业2003(2) 9.吴莉芳.秦贵信.孙玲.朱丹鱼用植物饲料中的抗营养因子及其对鱼类的影响[期刊论文]-北京水产2007(1) 引证文献(2条) 1.郭肖兰.任战军.王洪亮.邓铸疆.卓长喜复合酶制剂对断奶獭兔生长性能与营养物质表观消化率的影响[期刊论文]-西北农业学报 2012(1) 2.姚清华.宋永康.黄薇.林虬饲用羽毛肽粉与常规饲料蛋白源中肽的分子量分布比较[期刊论文]-福建农业学报2010(6) 引用本文格式:蔡发国饲料原料抗营养因子概述[期刊论文]-饲料研究 2009(8)

大豆中主要抗营养因子对鱼类的影响_吴莉芳

第25卷 第4期2006年 11月 大豆科学 SOYBEAN SCIENCE Vol.25 No.4 Nov. 2006大豆中主要抗营养因子对鱼类的影响* 吴莉芳 秦贵信 朱 丹 孙 玲 (吉林农业大学动物科技学院,长春130118) 摘要 大豆来源广、营养价值高、是鱼类主要的蛋白质来源之一。但大豆中含有抗营养因子,不仅会降低鱼类对饲料的利用率,而且会影响鱼类的生长,甚至引起鱼类大批死亡。本文对大豆中主要抗营养因子-蛋白酶抑制因子、大豆凝集素、植酸、大豆抗原的作用机理及对鱼类的影响进行了综述,并提出今后研究的重点和意义。旨在为合理开发利用植物蛋白饲料源提供理论依据。 关键词 大豆;抗营养因子;鱼类;影响 中图分类号 S565.1S816.4 文献标识码 A 文章编号 1000-9841(2006)04-0450-04 鱼粉一直是水产饲料中不可缺少的优质蛋白 源[1]。近年来,随着集约化水产养殖业的发展,鱼用人工配合饲料的应用也日渐广泛,鱼粉的生产供不应求,价格不断上升。蛋白质资源紧缺问题日趋严重。用植物蛋白代替鱼粉作为饲料原料,能降低养殖生产成本,减少环境污染,使水产养殖业持续发展[2]。大豆具有消化吸收率高、氨基酸组成较好、价格合理和资源丰富等特点,一直以来是鱼类饲料利用最多的植物蛋白源之一。但大豆中含有不同类型的抗营养因子(antinutritio nal facto r),如:蛋白酶抑制因子(protease inhibitors)、大豆凝集素(soy bean ag glutinin)、植酸(phy tic acid)、大豆寡糖(soy bean oligo saccharide)、大豆抗原(soy bean antigen)、致甲状腺肿因子(g oitrogens)、单宁(tannins)、皂苷(sap-o nins)、异黄铜(isoflav ones)抗维生素因子(antivi-tamin factor s)等。各种抗营养因子在大豆中含量各不相同,且抗营养作用亦有差异。总体上看蛋白酶抑制因子、植物凝集素、植酸、大豆抗原等的抗营养作用强[3]。其中蛋白酶抑制因子是大豆中最主要的一类抗营养因子。这几种抗营养因子的存在,不仅会降低饲料的利用率,而且会影响鱼类的生长,甚至引起鱼类大批死亡。笔者对大豆这几种主要抗营养因子的作用机理及对鱼类的危害进行了综述。旨在为合理开发利用植物蛋白饲料源提供理论依据。 1 蛋白酶抑制因子1.1 蛋白酶抑制因子的定义和分类 蛋白酶抑制因子是指能和蛋白酶的必需集团发生化学反应,从而抑制蛋白酶与底物结合,使蛋白酶的活力下降甚至丧失的一类物质。蛋白酶抑制因子是大豆中最主要的一类抗营养因子。生大豆中的蛋白酶抑制因子的含量约为30g/kg。鱼类摄食含蛋白酶抑制因子的饲料后,摄食量和日增重下降,饲料转化率降低;降低鱼类对饲料中干物质、蛋白质和氨基酸等营养物质的消化率;并引起内脏器官生理机能的改变。根据相对分子质量和二硫键的含量可以分为Kunitz类、Bow man-Birk类和Kazal类;根据化学组成的差异,可以将蛋白酶抑制因子分为蛋白质类蛋白酶抑制因子和非蛋白质类蛋白酶抑制因子;根据其结构组成可分为K TI(kunitz try psin in-hibitor)和BBI(bo w man-birdinhibito r)两大类。大豆中含有1.4%的KTI和0.6%的BBI,KTI主要抑制胰蛋白酶,而BBI则同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。 1.2 蛋白酶抑制因子作用机理及对鱼类的危害 在水产动物营养中具有重要意义的蛋白酶抑制因子是K TI和BBI两类。对鱼类影响较大的主要是胰蛋白酶抑制因子。胰蛋白酶抑制因子是一种结晶球蛋白,可以和胰蛋白酶形成稳定的复合物,使蛋 *收稿日期:2006-06-15 作者简介:吴莉芳(1970-),女,博士研究生,副教授,研究方向水产动物营养与饲料科学。 通讯作者:秦贵信教授,博士生导师。

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