大豆粕中抗营养因子及其处理措施_微生物试验报告与运用_微生物知识

大豆粕中抗营养因子及其处理措施

2020-03-09 10:48:19 点击：

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，由此相应增加了对高质量植物蛋白的需要量。这意味着能够提供优质蛋白的大豆和大豆蛋白制品必将在今后的畜禽饲料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。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，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，降低豆粕中的养分含量。

1 大豆中的抗营养因子

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）。

1.1 大豆蛋白酶抑制因子

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%。

1.2 大豆凝集素

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。

1.3 大豆寡糖

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。

1.4 大豆抗原蛋白

大豆中的抗原蛋白主要包括大豆球蛋白和三种伴大豆球蛋白。其中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白是大豆中免疫原性最强的两种抗原蛋白。研究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。

1.5 其他抗营养因子

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。这些物质的含量很少，抗营养作用较小。

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，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处理。

2.1 生物学处理

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。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

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，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。

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

2.2.1 热处理方法

热处理主要分为湿热法和干热法。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。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。

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影响了大豆的利用。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，尽量解决大豆制品应用的相关问题。

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