馬艷鳳 譯自《Feed International》March 2005,16~18
世界各國的 飼料加工業(yè)目前正逐步提高對植物蛋白的利用。尤其是西歐國家,為控制牛的海綿狀腦?。˙SE),法令已經(jīng)禁止向食用動物飼料中添加動物蛋白。大豆現(xiàn)在是全球動物食用的基礎(chǔ)蛋白質(zhì)源。
大豆在動物飼料中的使用量最近五年正以平均每年5%的速度快速增長,2003年,飼用大豆的用量是1億3千9百萬噸(USDA,2004)。大豆粕和其他豆科籽實由于蛋白質(zhì)含量高、消化率好、價格穩(wěn)定和資源充足,已經(jīng)在豬飼糧中得到廣泛應(yīng)用。然而,豆科籽實由于存在各種抗?fàn)I養(yǎng)因子而限制了它在豬飼糧中的利用。
豆科籽實中的抗?fàn)I養(yǎng)因子
眾所周知,未加工和簡單加工的大豆(粕)對家畜的生長有抑制作用。通常,這些生長抑制因子包括蛋白酶抑制劑,植物凝集素,致甲狀腺腫因子,皂苷和植酸。蛋白酶抑制劑是一類中等分子大小的蛋白質(zhì),分子量約在20000道爾頓,特異性的直接針對胰島素,將其稱之為胰島素抑制劑,分子量在6000-10000道爾頓之間的蛋白質(zhì)能在獨立結(jié)合位點抑制胰凝乳蛋白酶和糜蛋白酶。
植物血凝素(紅細(xì)胞凝集素)是一種糖蛋白,它能和小腸黏膜上皮細(xì)胞表面的含糖分子結(jié)合,損害小腸壁黏膜結(jié)構(gòu),從而表現(xiàn)它的毒性。已發(fā)表的很多研究數(shù)據(jù)顯示,胰島素抑制因子和血紅細(xì)胞凝集素對熱不穩(wěn)定,熱加工處理大豆,使其變性可除去這兩種抗?fàn)I養(yǎng)因子。而大豆中其他抗?fàn)I養(yǎng)因子,如皂苷、單寧、植酸鹽和難消化糖類,人們知道的相對較少。重要的是,這些抗?fàn)I養(yǎng)因子不能通過熱處理的方式使其失活。
皂苷因在大豆粕中的含量低(約5%)還沒有引起營養(yǎng)學(xué)家的注意,認(rèn)為它的含量低不會對動物生長造成不利影響。不過,大豆粕中的植酸鹽,眾所周知,會降低動物對磷和其他礦物質(zhì)的利用,并且因動物的排泄而增加了飼糧中磷和其他礦物質(zhì)的浪費(Liao et al.,2002)。已有研究報道,大豆和其他豆科籽實中不易消化糖類會對豬群的生長產(chǎn)生不利影響 (Veldman et al.,1993)。他們是α-半乳糖苷、β-甘露聚糖和β-半乳甘露聚糖。
這些糖類很難被動物體內(nèi)酶消化,因而會增加小腸內(nèi)容物滲透壓和腸道排空速度,降低動物對養(yǎng)分的吸收。通過小腸進(jìn)入大腸的未消化糖類能被大腸中的微生物代謝。某些補(bǔ)充性寡聚糖在大腸后端發(fā)酵相當(dāng)有益,其產(chǎn)物可以促進(jìn)腸道有益菌、嗜酸菌的生長,然而大豆粕中的未消化糖類在腸道后段發(fā)酵會使細(xì)菌過度生長,產(chǎn)生大量氣體,導(dǎo)致能量損失,在某些情況下,引起腹瀉。難消化糖類和過敏反應(yīng)酸溶液萃取是一種有效降低大豆粕中難消化糖類的工業(yè)方法。將酸溶液PH值調(diào)整到4.5左右,將產(chǎn)生蛋白質(zhì)沉淀,可將可溶性寡糖、皂苷和植酸鹽除去。適當(dāng)控制溫度、時間和濕度,先利用熱加工處理,再進(jìn)行水溶液萃取,可保證去除大豆粕中大部分抗?fàn)I養(yǎng)因子。
70多年前,人們首先發(fā)現(xiàn)對大豆中蛋白質(zhì)過敏(Duck,1934)。研究顯示,攝取或采食的高分子蛋白質(zhì)對動物腸道免疫系統(tǒng)是潛在的抗原。
大豆蛋白、大豆球蛋白、β-聚球蛋白可引起豬的過敏反應(yīng)。
就大豆蛋白而言,90%的蛋白質(zhì)以兩種熱穩(wěn)定球蛋白存在:β-聚球蛋白和大豆球蛋白屬于中等分子,分子量分別為180000道爾頓和320000道爾頓。大豆的加工處理程序中,酸溶液萃取后,接下的步驟是水解處理,其目的是為了徹底地抑制大豆蛋白引起的免疫反應(yīng)。
因攝取或采食未加工大豆引起的過敏反應(yīng),通常會導(dǎo)致動物小腸絨毛上皮萎縮和出現(xiàn)營養(yǎng)吸收障礙。(Stokes et al.,1984)
為消除大豆蛋白的抗原性,營養(yǎng)學(xué)家們認(rèn)為剛斷奶仔豬飼糧中不宜或微量添加大豆粕。飼糧中大豆粕的含量因逐步增加。不過,這種做法大大地增加了斷奶后的飼養(yǎng)費用。因此,為最大限度的降低應(yīng)激,增強(qiáng)斷奶仔豬的生長性能,斷奶仔豬飼糧中大豆蛋白質(zhì)的分子量應(yīng)降低。
大豆加工過程中,水解處理后,大豆蛋白的分子量顯著下降。經(jīng)工業(yè)加工處理所獲得的大豆產(chǎn)品成分和市售的濃縮大豆蛋白成分明顯不同(見表1)。
表1 大豆寡肽和大豆?jié)饪s蛋白成分比較
|
大豆寡肽1 |
大豆蛋白質(zhì)濃縮物2 |
粗蛋白 |
60% |
60-65% |
分子量 |
3500道爾頓 |
21,000道爾頓 |
灰分 |
4% |
6.5% |
大豆球蛋白 |
<100 ppm |
<100 ppm |
β-聚球蛋白 |
<10 ppm |
<100 ppm |
植物凝集素 |
<1 ppm |
<1 ppm |
抗胰島素因子 |
<0.1 ppm |
3 mg/g |
寡糖 |
<1% |
<2 % |
1 大豆寡肽來自bioiberica,SA.
2 普通、可利用大豆?jié)饪s蛋白商品.
其他商品性的可利用蛋白資源為大豆發(fā)酵產(chǎn)品。是利用微生物對大豆或大豆提取物發(fā)酵而獲得。這些發(fā)酵產(chǎn)品中的蛋白質(zhì),一部分來自可消化大豆,另一部分來自微生物蛋白??梢酝ㄟ^檢測分析蛋白質(zhì)分子量分布得到證實。
一般情況下,大豆發(fā)酵產(chǎn)品中抗?fàn)I養(yǎng)因子含量較低,但必須注意在某些情況下,它們會攜帶菌體自身發(fā)酵產(chǎn)生的抗原蛋白。因而,區(qū)分開大豆發(fā)酵產(chǎn)品和純大豆加工產(chǎn)品很重要。因為,大豆發(fā)酵品含微生物蛋白,在某些國家大豆發(fā)酵品和純大豆分離加工產(chǎn)品遵循的規(guī)定是不同的。
寡肽對斷奶仔豬的營養(yǎng)
大豆在豬飼糧配方中是很好的蛋白質(zhì)源。不過應(yīng)根據(jù)仔豬不同斷奶階段的特征選擇適宜的大豆蛋白。斷奶初期,仔豬表現(xiàn)的低采食量引起小腸形態(tài)學(xué)和組織學(xué)上的變化(Pluske et al.,1996)。饑餓使小腸絨毛高度降低,細(xì)胞滲透力增加,從而引起腸完整性損失。因此導(dǎo)致成熟的上皮細(xì)胞缺乏,已分化細(xì)胞組成腸上皮細(xì)胞外表面的大部分。發(fā)育未成熟的腸上皮細(xì)胞限制了仔豬對飼糧蛋白質(zhì)的消化能力。
由于未發(fā)育成熟的小腸上皮細(xì)胞產(chǎn)生的內(nèi)源酶含量低,通過飼喂能快速消化的氨基酸或肽類蛋白可提高仔豬對飼糧的消化能力。
利用飼用酶對飼糧蛋白質(zhì)的水解作用,可改善早期斷奶仔豬對飼糧蛋白質(zhì)的消化率和利用率。
20年前,研究者們進(jìn)行了飼喂小鼠乳清蛋白、乳清肽和復(fù)合氨基酸的對照試驗(Poulain et al.,1985)。結(jié)果顯示,飼喂乳清肽組飼糧的饑餓小鼠表現(xiàn)出較好的生長速度和氮吸收。在這種情況下,飼喂水解蛋白質(zhì)可抵消斷奶引起的仔豬小腸完整性的破壞,比直接飼喂未分解蛋白質(zhì)有效。
對剛斷奶仔豬,如果在飼糧中添加大豆肽,仔豬的小腸結(jié)構(gòu)將會得到改善,生長性能將獲得提高。為驗證這一假設(shè),專家們設(shè)計了兩組試驗,比較飼喂大豆肽和飼喂大豆?jié)饪s蛋白和大豆對仔豬性能的影響。一組用健康仔豬進(jìn)行,一組用感染了腸毒性大腸桿菌的仔豬進(jìn)行,后一組試驗的目的是為了研究試驗飼糧對仔豬疾病恢復(fù)的影響。 第一組試驗結(jié)果顯示,飼喂大豆肽組仔豬在斷奶后第一周和第二周可獲得較高的日增重。這可能是原因,在各試驗仔豬采食量沒有差異的情況下,采食大豆肽飼糧組的仔豬對飼糧有機(jī)物質(zhì)和粗蛋白的消化率較高所致
圖2 飼喂豆粕、大豆?jié)饪s蛋白和大豆肽對豬有機(jī)物質(zhì)及粗蛋白消化率的影響

在第二組試驗里,被臨床診斷感染了大腸桿菌的試驗仔豬腹瀉明顯,不過,飼喂大豆肽和大豆?jié)饪s蛋白飼糧組的大部分仔豬經(jīng)過抗生素治療病情得到恢復(fù),而飼喂豆粕飼糧組的仔豬仍腹瀉嚴(yán)重。結(jié)果表明,飼喂豆粕飼糧組的仔豬死亡率最高,為18.7%,飼喂大豆肽飼糧組的仔豬死亡率最低,為3.1%,差異顯著,飼喂大豆?jié)饪s蛋白飼糧的仔豬死亡率居中為9.37%(見圖3)。
圖3飼喂豆粕、大豆?jié)饪s蛋白和大豆肽對感染大腸桿菌病仔豬死亡率的影響
在試驗豬健康的條件下,飼喂大豆肽比飼喂大豆?jié)饪s蛋白可使仔豬獲得更好的生長性能,特別是在斷奶后的前兩周。這個結(jié)果表明,大豆產(chǎn)品消化率的提高是和仔豬消化系統(tǒng)的成熟程度緊密相連的。
試驗豬被感染大腸桿菌病的情況下,飼喂大豆肽飼糧組仔豬在用抗生素治療后,病情得到較好的恢復(fù),這可以反映出,仔豬小腸黏膜受到大腸桿菌病引起的損害后,水解的蛋白質(zhì)可以使小腸上皮細(xì)胞得到較好的恢復(fù)。
綜合整個試驗,飼喂仔豬大豆肽飼糧可以改善健康和非健康早期斷奶仔豬的健康,提高其生長性能??偟恼f來,它將是斷奶仔豬飼糧又一很好的蛋白質(zhì)源。
原題名:Soy oligopeptides in weaning pig nutrition(英語)
原作者:BY X.CORDOBA, DVM, E.BORDA,AND D. MARTINEZ-PUIG,DVM
|