大豆抗營養因子管理論文

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摘要：抗營養因子能破壞或阻礙營養物質的消化利用，對動物健康和生長性能產生不良影響。本文對大豆中的幾種重要的抗營養因子的作用機理及其鈍化處理方法進行了綜述。

關鍵詞：抗營養因子大豆鈍化

大豆作為植物飼料蛋白質源，被廣泛應用于飼料行業中。大豆粕粗蛋白含量為35-42%。大豆粕以其蛋白質含量高，氨基酸比較平均而成為全世界最主要的植物蛋白質飼料原料。但大豆中含有多種抗營養因子，嚴重影響動物的消化、吸收。大豆中的抗營養因子主要包括：蛋白酶抑制劑、植物凝集素、大豆抗原蛋白(致敏因子)、脲酶、脹氣因子、植酸及致甲狀腺腫素等多種抗營養因子。

一、抗營養因子

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）兩類。KTI主要抵抑制胰蛋白酶，而BBI同時抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白質酶。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，促進胰腺分泌、胰腺腫大，造成必需氨基酸內源性損失的結果；生長停滯、生產性能下降。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，它與胰蛋白酶在小腸中的濃度相關。腸道的胰蛋白酶與抑制因子結合，然后經糞便排出體外，因此降低了胰蛋白酶的濃度。大量胰蛋白酶的大量補償性分泌，造成內源性含硫氨基酸的丟失引起體內氨基酸代謝不平衡，特別是蛋氨酸的不足引起生長受阻，消化吸收功能失調和紊亂（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，它的主要作用是對免疫系統和器官具有一定的毒害，對腸道產生的免疫球蛋白A有顯著的拮抗作用；能影響家畜的生產性能。植物凝集素是一種對某些糖分子具有高度親和力的蛋白質，其中大多數是糖蛋白。植物凝集素和糖及配糖體（糖脂、糖肽、低聚糖、氨基葡聚糖）的結合，類似于酶和底物的結合或抗原和抗體的結合，具有高度的特異性。

3.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，主要作用與蛋白質、碳水化合物、酶形成復合物干擾豬消化過程，降低蛋白質的利用率；與消化酶形成復合物，使酶的活性下降，養分消化率降低，影響適口性。Wijavila等（1977）報道單寧等多酚類化合物和鈣、鐵、鋅等多種金屬離子結合形成不溶性化合物，降低其利用率。

4.致甲狀腺腫素這是一類有機小分子，在豆粕中含量極微，其前體物是硫代葡萄糖苷，單個硫代葡萄糖苷是無毒的，但在硫代葡萄糖苷酶的作用下會產生致甲狀腺腫的一系列小分子物質。在豆粕中硫代葡萄糖苷與硫代葡萄糖苷酶是內源性的，只有當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生。

5.大豆抗原蛋白Castimpoolas等從大豆中鑒定出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，并證明它們是大豆蛋白中的主要抗原成分。大豆蛋白抗原進入動物體內主要引起動物發生過敏反應，造成免疫損傷主要在腸道，細胞免疫和體液免疫都參與了這一過程，但絨毛結構的變化主要是由細胞免疫引起的，這種作用使小腸結構受損，食糜滯留時間縮短，營養物質的消化和吸收出現紊亂，導致消化不良、腹瀉等現象的發生。

6.脲酶一般脲酶本身并沒有毒性作用,但在一定溫度和pH值條件下，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PI含量呈正相關關系,因此常以脲酶活性用來判斷大豆的受熱程度和估計胰蛋白酶抑制劑的活性。

7.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，而是被結腸中的細菌發酵產氣，引起胃腸脹氣，是大豆中的脹氣因子。

二、抗營養因子鈍化的物理方法

大豆抗營養因子的存在阻礙了營養物質的消化吸收，引起各種不適反應，因此，要采取措施使抗營養因子失去活性或去除。

加熱過度或加熱不足都會使大豆的營養效價和生物學活性降低。

1.蒸汽處理：常壓加熱的溫度低，一般在100℃以下。常壓處理30min左右，大豆中的胰蛋白酶抑制因子活性可降低90%左右，而不破壞賴氨酸的活性。高壓處理時，加熱時間隨溫度、壓力、PH值及原料性質而不同。

2.浸泡蒸煮處理：先浸泡后加熱可減少水溶性和可分散性的化合物（凝集素、植酸、寡聚糖），消除程度依溫度、浸泡液類型而不同。鹽和堿通過改進細胞膜滲透性有助于消除抗營養因子。但此法易引起營養物質如可溶性蛋白質和維生素的損失，因而一般很少采用。

3.炒烤與加壓烘烤處理：Schmidt（1987）報道，190℃時10-60s即可使大豆中的植物凝集素徹底被破壞。還有人報道在130-133℃，壓力為25帕，凝集素和胰蛋白酶抑制因子都能失活。

4.膨化處理：原理是原料受到的壓力瞬間下降而使其膨化導致抗營養因子滅活，細胞破裂可提高雞對大豆養分的消化吸收。國內外大量研究表明，目前較好的熱處理條件是120℃熱壓15min、105℃蒸煮30min，因此熱處理方法較常用。

三、抗營養因子鈍化的化學方法

指在豆粕中加入化學物質，并在一定的條件下反應,使抗營養因子失活或活性降低，來達到鈍化的目的。

研究表明，用5%的尿素+20%水處理效果最好,胰蛋白酶抑制因子活性降低了78.5%，脲酶活性降低了90.4%，且豆粕中的殘留氨量也不大。用乙醇處理可使豆粕蛋白的結構改變，對降低大豆抗原蛋白活性有一定的效果。

國外在化學方法方面報道的很多，如亞硫酸鈉處理法、半胱氨酸處理法(Mende,1982)等。化學方法處理可節省設備與能源，但最大的障礙是化學物質殘留，會對動物的生產性能產生毒副作用，且成本費用太高，因此目前國內應用較少。

四、抗營養因子鈍化的其他技術方法

1.酶制劑處理法：在抗營養因子的鈍化研究中最具有應用價值的酶有植酸酶、纖維素酶等。Cromwell（1991）證明日糧添加植植酸酶明顯降低了日糧磷的需要量和糞便磷排泄，從而減少了環境的污染。降解淀粉多糖的酶也逐漸應用于生產。

2.微生物發酵：發酵已被證明是減少胰蛋白酶抑制因子的可行方法。對棉籽餅和菜籽餅中的抗營養因子也有較好的效果。黃玉德（1994）等利用微生物發酵技術，使棉酚含量下降至可飼用水平。

3.發芽的方法同樣可以分解籽實類飼料原料的抗營養因子（Classen，1993）。不同豆類經過發芽后胰蛋白酶抑制劑、凝集素、單寧等含量有不同程度的下降（Savelkonl等），豆類的適口性得到明顯的改善。

生物技術處理法處理效率高，且成本低，沒有殘留問題，對飼料營養成分的影響和破壞也較小，但要求技術水平較高，因此沒能形成工廠化。酶制劑處理時，添加酶的量要適當，過量會擾亂消化道的正常消化機能而產生不良作用。

4.育種方法：通過育種改良農作物,現已培育出低單寧高粱、雙低(低硫葡萄糖苷、低芥酸)油菜(于炎湖,2000)，并已大面積推廣。

為了鈍化大豆中的抗營養因子，需要現代化水平的技術和加工方法。我國已經在這方面開展了不少工作，但仍存在問題。例如在鈍化抗營養因子的同時，破壞了營養成分或增加成本或藥物殘留等。在未來的領域，將會研究出更完善的方法對大豆抗營養因子進行鈍化，逐步達到理想的效果。