大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子的危害及消除

劉瑞玲，王麗輝，李世良

（1.甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 武威 733006；2.重慶畜牧科學(xué)院，重慶 402460）

大豆作為植物飼料蛋白質(zhì)源，被廣泛應(yīng)用于飼料行業(yè)中。大豆粕粗蛋白含量為35%～42%。大豆粕以其蛋白質(zhì)含量高，氨基酸比例平衡而成為全世界最主要的植物蛋白質(zhì)飼料原料。大豆中含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，嚴(yán)重影響動(dòng)物的消化、吸收。大豆中的抗?fàn)I養(yǎng)因子主要包括胰蛋白酶抑制劑、植物凝集素、多酚類化合物、致甲狀腺腫素、大豆抗原蛋白、脲酶、脹氣因子及植酸素等。

1 抗?fàn)I養(yǎng)因子

研究學(xué)者將抗?fàn)I養(yǎng)因子（ANF）定義為由植物代謝產(chǎn)生的并以不同的機(jī)制對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生抗?fàn)I養(yǎng)作用的物質(zhì)。后來，又有學(xué)者認(rèn)為，把具有降低飼料營養(yǎng)物質(zhì)的利用、動(dòng)物生長速度和動(dòng)物健康水平的物質(zhì)稱為ANF。隨著對(duì)ANF認(rèn)識(shí)的加深，人們認(rèn)為對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用產(chǎn)生不利影響以及影響畜禽生產(chǎn)能力和健康的物質(zhì)，統(tǒng)稱為ANF，這對(duì)ANF的概念作了更為精確的概括。

2 大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量及對(duì)動(dòng)物的危害

大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量及其對(duì)動(dòng)物的危害見附表。

3 抗?fàn)I養(yǎng)因子的消除方法

3.1 植酸

植酸又稱肌醇六磷酸，其化學(xué)式為C6H18O24P6，廣泛存在于植物性飼料中，含量為1%～5%，糠麩類含量最多。植酸的磷酸根部分可與蛋白質(zhì)分子形成難溶性的復(fù)合物，不僅降低蛋白質(zhì)的生物學(xué)效價(jià)，而且影響蛋白質(zhì)的功能特性，還可抑制豬胰脂肪酶的活性，影響礦物質(zhì)元素的吸收利用，降低磷的利用率[1]。去除植酸方法主要是機(jī)械加工（粉碎、去殼、脫種皮等），某些抗?fàn)I養(yǎng)因子因集中于作物的種皮中，通過皮肉分離消除。另外還有酶制劑法，酶制劑有單一酶制劑和復(fù)合酶制劑，植酸酶是應(yīng)用最廣泛的一種單一酶制劑，其他有應(yīng)用價(jià)值的飼用酶還有纖維素酶、木聚糖酶、JB-葡聚糖酶、甘露糖酶、果膠酶等。植酸酶對(duì)豬和家禽消除植酸的抗?fàn)I養(yǎng)作用十分有效，能水解單胃動(dòng)物不能吸收利用的植酸鹽，通過釋放磷元素來被動(dòng)物機(jī)體利用，從而消除植酸的抗?fàn)I養(yǎng)作用。

附表 大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量及對(duì)動(dòng)物的危害

3.2 植物凝集素

植物凝集素主要以糖蛋白的形式存在，主要是對(duì)免疫系統(tǒng)和器官具有一定的毒害作用，對(duì)腸道產(chǎn)生的免疫球蛋白A有顯著的頡頏作用，影響家畜的生產(chǎn)性能。植物凝集素是一種對(duì)某些糖分子具有高度親和力的蛋白質(zhì)，其中大多數(shù)是糖蛋白。植物凝集素和糖及配糖體（糖脂、糖肽、低聚糖、氨基葡聚糖）的結(jié)合，類似于酶和底物的結(jié)合或抗原和抗體的結(jié)合，具有高度的特異性。通過水浸泡法去除。將蠶豆和豌豆浸泡于水（或鹽水、或堿水）中煮10～20 min后，其含有的大豆胰蛋白酶抑制因子（TIs）和植物凝集素可全部被滅活。

3.3 蛋白質(zhì)抑制因子、抗維生素因子

蛋白酶抑制因子主要有胰蛋白酶抑制因子（KTI）和波曼比克抑制因子（BBI）兩類。KTI主要抑制胰蛋白酶，而BBI同時(shí)抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白質(zhì)酶。蛋白酶抑制因子能抑制胰蛋白酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶活性，促進(jìn)胰腺分泌、胰腺腫大，造成必需氨基酸內(nèi)源性損失的結(jié)果，使部分生長停滯、生產(chǎn)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響胰腺的分泌功能，與胰蛋白酶在小腸中的濃度相關(guān)。腸道的胰蛋白酶與抑制因子結(jié)合，然后經(jīng)糞便排出體外，因此降低了胰蛋白酶的濃度。胰蛋白酶的大量補(bǔ)償性分泌，造成內(nèi)源性含硫氨基酸的丟失，引起體內(nèi)氨基酸代謝不平衡，特別是蛋氨酸的不足引起生長受阻，消化吸收功能失調(diào)和紊亂。去除蛋白質(zhì)抑制因子和抗維生素因子的方法主要有加熱法、膨化與制粒二次加工和發(fā)芽處理。加熱法分為濕熱和干熱，濕熱法包括蒸煮、熱壓等，干熱法包括焙炒、爆裂、烘烤、微波輻射、紅外輻射等。在實(shí)施中針對(duì)不同的原料采用不同的溫度，加熱不夠不能消除ANF，過度加熱又會(huì)影響蛋白質(zhì)和維生素的利用效率，并且加熱效果與原料的顆粒大小、加熱時(shí)間、溫度和濕度有密切關(guān)系。發(fā)芽處理可在種子發(fā)芽后，ANF被內(nèi)源酶破壞。

3.4 大豆抗原蛋白

從大豆中鑒定出4種球蛋白，即大豆球蛋白、α-伴大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、γ-伴大豆球蛋白，并證明其是大豆蛋白中的主要抗原成分。大豆蛋白抗原進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)主要引起動(dòng)物發(fā)生過敏反應(yīng)，在腸道造成免疫損傷，細(xì)胞免疫和體液免疫都參與了這一過程，但小腸絨毛結(jié)構(gòu)的變化主要是由細(xì)胞免疫引起的，這種作用使小腸結(jié)構(gòu)受損，食糜滯留時(shí)間縮短，營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收出現(xiàn)紊亂，導(dǎo)致消化不良、腹瀉等現(xiàn)象的發(fā)生。降低大豆蛋白致敏性的加工處理方法包括膨化法、熱乙醇處理、水解、瘤胃液發(fā)酵等。有研究表明，膨化加工大豆餅粕能降低血清中抗球蛋白和β-伴大豆球蛋白的效價(jià)，減輕細(xì)胞免疫反應(yīng)的程度。膨化豆粕處理的仔豬皮裙厚度和血清中抗球蛋白和β-伴大豆球蛋白的效價(jià)都比豆粕處理仔豬低。

3.5 多酚類化合物

多酚類化合物如單寧、酚酸單寧屬于水溶性的酚類化合物，主要作用于蛋白質(zhì)、碳水化合物及酶形成復(fù)合物干擾豬消化過程，降低蛋白質(zhì)的利用率，與消化酶形成復(fù)合物，使酶的活性下降，養(yǎng)分消化率降低，影響適口性。據(jù)報(bào)道單寧等多酚類化合物和鈣、鐵、鋅等多種金屬離子結(jié)合形成不溶性化合物，降低其利用率。多酚類化合物機(jī)械加工包括粉碎、去殼、脫種皮等，單寧主要存在于作物種子表皮層，通過機(jī)械加工處理使之分離，就可大為減少抗?fàn)I養(yǎng)作用，此方法簡單有效，但廢棄種皮的處理是一個(gè)大問題?；瘜W(xué)鈍化處理是在飼料中加入適量蛋氨酸或膽堿作為甲基供體，可使單寧甲基化，促使其排出體外。

3.6 致甲狀腺腫素

這是一類有機(jī)小分子，在豆粕中含量極微，其前體物是硫代葡萄糖苷，單個(gè)硫代葡萄糖苷是無毒的，但在硫代葡萄糖苷酶的作用下會(huì)產(chǎn)生致甲狀腺腫的一系列小分子物質(zhì)。在豆粕中硫代葡萄糖苷與硫代葡萄糖苷酶是內(nèi)源性的，只有當(dāng)組織破碎并在合適條件下（水、溫度等）才能起系列酶解作用，所以殺滅尚未酶解的硫代葡萄糖苷酶，則有利于阻止致甲狀腺腫素的產(chǎn)生。通過熱處理和化學(xué)鈍化處理降低其活性[2]。

3.7 脲酶

一般脲酶本身并沒有毒性作用，但在一定溫度和pH條件下，生大豆中的脲酶遇水迅速將含氮化合物分解生成氨從而引起氨中毒。由于大豆及其制品中脲酶含量與胰蛋白酶（PI）含量呈正相關(guān)關(guān)系，因此常以大豆的受熱程度判斷脲酶活性來估計(jì)胰蛋白酶抑制劑的活性，并通過熱處理降低其活性[3]。

3.8 脹氣因子

大豆中的脹氣因子主要是棉籽糖、水蘇糖和毛蕊花糖。棉籽糖在大豆中含量約為1%，水蘇糖在大豆中含量約為4%。棉籽三糖和水蘇四糖不能被胃和腸上段的消化酶消化，而是被結(jié)腸中的細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)氣，引起胃腸脹氣。胃腸脹氣因子耐熱處理，但可溶于水和80%乙醇，豆類發(fā)酵也能減少其含量[4-5]。

4 小結(jié)

隨著養(yǎng)殖業(yè)的大力推動(dòng)和發(fā)展，飼料行業(yè)也日益完善，經(jīng)過幾十年的研究，盡管人們對(duì)大豆中營養(yǎng)因子的化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化特性、生理作用、抗?fàn)I養(yǎng)機(jī)制有了一定的了解，抗?fàn)I養(yǎng)因子的鈍化技術(shù)也有所發(fā)展，但是在大豆及大豆制品的實(shí)際運(yùn)用中，還有很多問題沒有得到解決。能夠利用生物酶體來大量去除大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子，增加豆制品的適口性及有機(jī)體對(duì)豆制品的消化率，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子，亦能夠?yàn)榇蠖辜捌渲破返纳a(chǎn)節(jié)省大量費(fèi)用的比較切實(shí)可行的辦法就是將豆粕進(jìn)行發(fā)酵。目前還要結(jié)合動(dòng)物醫(yī)學(xué)、免疫學(xué)、營養(yǎng)學(xué)等方面研究的發(fā)展，找到消減大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子活性的最佳方法，盡量解決大豆產(chǎn)品應(yīng)用的相關(guān)問題。

[1]李德發(fā).大豆中的抗?fàn)I養(yǎng)因子[M].中國科學(xué)技術(shù)出版社,2003.

[2]孫鵬,秦貴信.蒸汽處理對(duì)大豆抗原含量及免疫原性的影響[J].中國獸醫(yī)學(xué)報(bào),2006（5）:551-554.

[3]孫月,秦貴信.不同處理方法降解大豆中抗?fàn)I養(yǎng)因子的比較研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2009（10）:82-83.

[4]姚曉紅,吳逸飛,湯江武,等.微生物混合發(fā)酵去除生豆粕中胰蛋白酶抑制劑的研究[J].中國飼料,2005（24）:16-18.

[5]Trylor S L,Cromwell G L,Lindemann M D,et al.Effect of level of supplemental phytase on ileal digestibility of amina acids,calci?um,and phosphorus in dehulled soybean meal for growing pigs[J].J Anim Sci,2001,79（10）:2634-2642.