豆肽蛋白飼料在水產養殖中的應用

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1大豆肽的理化性質和生理活性

1．1理化性質

大豆肽氨基酸的組成成分與大豆蛋白大致相同，富含各種水產動物所需的必需氨基酸，其分子質量和肽鏈長短主要是由所采用的制備工藝決定的。與大豆蛋白相比，大豆肽具有以下幾個特點：

（1）水溶性好。大豆肽在水中可以完全溶解，具有良好的溶解性。

（2）良好的熱穩定性。在一定的溫度范圍內，大豆肽的溶解性不受溫度影響，在加熱情況下，也可保持良好的溶解性，不易產生沉淀，是一種很好的蛋白質補充劑。

（3）高濃度狀態下的低粘度。由于大豆肽分子量較小，隨著大豆肽的濃度增加，其粘度變化情況不大。

（4）良好的耐酸性。在酸性和中性條件下，大豆肽的流動性沒有很大的差異。

1．2生理活性

1．2．1易消化吸收

傳統的蛋白質消化、吸收理論認為，蛋白質進入腸道后，在腸道分解成多種氨基酸，之后通過腸壁進入體內被利用于所需的新陳代謝。而現代研究表明，蛋白質進入體內，主要是在胃和小腸中通過多種蛋白酶水解之后以多肽的形式被腸道直接吸收利用，且對于小分子大豆肽的吸收速率要高于氨基酸和蛋白質。

1．2．2良好的降血壓作用

血管緊張素轉換酶（ACE）可以催化血管緊張素I生產升血壓活性肽血管緊張素II，血管緊張素II可以作用于血管平滑肌，造成血管緊縮，血壓升高。研究發現，從大豆肽中分離出來的幾種短肽能夠很好的抑制ACE的活性，從而防止血管緊縮，有效的降低血壓。

1．2．3促進脂肪和礦物質的吸收

大豆肽能夠促進脂肪的代謝。高長城等實驗證實，喂食大豆肽的小白鼠體內產熱的褐色脂肪組織BAT活性高于其他沒有喂食大豆肽的小白鼠，而且隨著喂食量的增加，血液中甲狀腺的濃度也會隨之提高。研究發現，大豆蛋白中所含的單寧、草酸、植酸等多酚物質會抑制機體對于微量元素的吸收。而大豆肽在制作過程中已去除了這些物質，同時大豆肽中所含的磷酸絲氨酸殘基能夠與鐵、鈣、鎂、銅、鋅等離子結合形成絡合物，保證微量元素處于可溶狀態，有利于被機體所吸收。

1．2．4調節血糖濃度

大豆肽可以作為穩定的血糖調節劑，α－葡萄糖苷酶可以迅速的分解糖供體，為機體提供大量的葡萄糖，其主要分布在腸微絨毛上。陳曉光等證實大豆肽能夠有效的抑制α－葡萄糖苷酶，大豆肽與碳水化合物一起用時，能夠減慢葡萄糖的生成，從而減緩腸道內葡萄糖的吸收，避免血糖濃度急速上升。

1．2．5低過敏原性

過敏是一種異常的免疫應答反應，它是由于過敏原的存在而引起的。研究發現，在大豆蛋白中存在3種主要的過敏原：GlymBd28K、GlymBd30K、β－伴大豆球蛋白。只有有效地去除過敏原，才能夠避免因為食物而引起的過敏反應。大豆肽的制作需要對大豆蛋白進行降解，而在這一過程中就能夠有效去除這些過敏原。青山敏明用ELISA對除去不溶性組分的大豆肽進行測定，結果發現大豆多肽中的過敏原是大豆蛋白的1／100～1／1000。

2大豆肽制備工藝探索

大豆肽的制備技術方法主要包括：化學水解法、酶解法和微生物發酵法。

2．1化學水解法

化學水解法包括酸水解和堿水解兩種方法，它是在一定溫度下利用化學試劑使得大豆蛋白分子中的肽鍵斷裂，從而形成小分子物質。酸水解法方法簡單、生產成本低，但是整個工藝過程很難控制，生產的大豆肽分子分布不均勻、生理功能差異大。而堿水解法則會破壞蘇氨酸、絲氨酸等大量氨基酸，而且發生消旋作用，使得營養大量流失。所以，化學水解法一般使用于試驗，而很少在生產實踐中使用。

2．2酶解法

酶水解主要是利用蛋白酶在特定的溫度和pH條件下，能夠對大豆蛋白分子進行高效的水解，將大豆蛋白分子降解成小分子肽類。酶解法根據使用酶的情況分成單酶解法、雙酶解法、多酶解法。單酶解法就是用一種單一的酶對大豆蛋白進行水解，可以是植物蛋白酶、動物蛋白酶，還有微生物蛋白酶。不過單酶解法存在水解度不高、水解過程易產生苦味、大豆肽得率低等問題。相較于單酶解法，雙酶解法具有得率高、水解度高等特點，添加風味蛋白酶還可以改善大豆肽的風味。劉靜等利用堿性蛋白酶和胰蛋白酶對大豆分離蛋白進行水解，制得的大豆肽分子量主要集中在6000以下，優于單酶解法。多酶解法比前兩者更加復雜，不僅要考慮水解的常規因素，而且還要考慮酶的配比等因素，目前研究還在起步階段。酶水解法具有生產條件溫和、反應時間短、工藝容易控制及產物主要為肽而非氨基酸等優點。但大豆蛋白分子具有致密的立體結構，在酶解前必須進行適當的預處理，加上酶的價格昂貴，使得酶解法的生產成本過高限制了其在飼料行業中的應用。

2．3微生物發酵法

微生物發酵法是利用發酵過程中微生物所產的酶將大豆蛋白分子降解成小蛋白分子。這種方法有機地將蛋白酶的發酵生產和大豆肽的生產結合起來，大大降低了生產成本。根據菌種不同，可以將微生物發酵法分為細菌發酵法和真菌發酵法。戚薇等利用凝結芽孢桿菌TQ33和納豆芽孢桿菌對豆粕進行固體發酵，最終蛋白水解度為20．14％，TI降解率達95％。微生物發酵法制備大豆肽，較酶解法生產成本較低。宋文新等研究表明，與酶法相比，微生物發酵法可以去除豆粕中的幾乎所有的抗營養因子，產生的小肽種類更加多樣化，同時增加了微生物的菌體，幫助維持動物腸道菌群的平衡。但微生物發酵法具有產品穩定性不如酶解法，生產時間長，過程不宜控制等缺點。

3大豆肽蛋白飼料在水產養殖中的應用

由于水產動物的生理特點，使得水產動物對于蛋白質的數量和質量的要求很高。大豆肽蛋白飼料中富含易被水產動物消化吸收的氨基酸、寡肽、多肽等小分子物質，而且還含有多種維生素，礦物質等特殊營養成分，是替代魚粉的最佳選擇。

3．1對于水產動物的生產性能的影響

國內外有不少研究已經證明大豆肽適量替代飼料中的魚粉，可以提高水產動物的生產性能，促進水產動物的生長。趙麗梅分別用13％、24％、34％、44％的發酵豆粕替代日糧配方中的部分魚粉，結果發現當用34％的發酵豆粕替代23％的魚粉時，金鯧魚的生產性能達到最佳，而添加到用44％的發酵豆粕的替代31％的魚粉時，金鯧魚的生產性能有了顯著的下降，這說明適量添加發酵豆粕是可以替代部分魚粉，從而使金鯧魚達到最佳生產性能；宮修清等［9］在對照池和試驗池中養了相同數量和種類的魚類，在飼料方面，試驗組比對照組多添加了5％的大豆活性肽，其他養殖條件相同，試驗結果發現試驗組比對照組多生產各類魚種568kg，其中草魚多生產了274．5kg；李惠等用發酵了42天的發酵豆粕替代部分魚粉對斑點叉尾鮰進行喂食，結果發現當發酵豆粕替代25％～75％的魚粉時，斑點叉尾鮰的特定生長率和增重率有了顯著的提高；李祖華等對于鰻魚的養殖研究中發現，在高比例魚粉的飼料中，用大豆多肽等量替代3％～5％的紅魚粉同樣可以獲得相同的生產性能，而且降低了生產成本，提高了經濟效益。

3．2對于水產動物機體免疫力的影響

研究發現大豆肽能夠有助于體內有益菌的繁殖，其中的活性小肽能夠參與機體的免疫系統調節，提高機體免疫能力。宋文新等用發酵豆粕替代部分魚粉喂食黑鯛幼魚，結果表明當發酵豆粕替代10％的魚粉時，黑鯛幼魚機體內的過氧化物歧化酶活性提高，血清溶菌酶活性有了明顯提高，而當發酵豆粕替代水平提高到30％、40％和50％時，過氧化物歧化酶和血清溶菌酶的活性明顯低于對照組。這表明過量添加發酵豆粕影響黑鯛幼魚的免疫能力，而適當添加發酵豆粕才能提高黑鯛幼魚的免疫能力；宮修清等發現喂食含有5％大豆活性肽飼料的魚池中并沒有發生過魚病，魚類成活率高達92．2％，而對照池發生過一次魚病，其成活率僅為85．2％，低于試驗池7個百分點；陳萱等在飼料當中添加不同比例的發酵豆粕喂食異育銀鯽，結果發現供試魚不僅體重增加，而且其體內的各項非特異性免疫指標都有所改善，谷丙轉氨酶的活性下降。這說明在飼料中添加適量的發酵豆粕是有利于改善異育銀鯽的免疫功能的。

3．3對于水產生物消化功能的影響

由于水產動物特殊的生理結構，使得水產動物對飼料蛋白的質量要求很高。大量試驗證實，大豆肽能夠有效刺激水產動物腸道的消化酶活性，促進動物的生長繁殖。李惠等在研究斑點叉尾鮰的生長和消化酶活性的研究中發現，當發酵豆粕替代魚粉的水平達到25％～100％時，供試魚體內的肝胰蛋白酶和淀粉酶的活性比對照組有了提高；付生慧］用不同的大豆蛋白源飼料（豆粕、膨化豆粕、大豆濃縮蛋白和大豆酶解蛋白）替代魚粉喂食草魚，結果發現大豆酶解蛋白與對照組相比，喂食大豆酶解蛋白的草魚生長速度和飼料系數有了顯著的改善，并且其蛋白質消化率也有了顯著的提高。

4目前大豆肽蛋白飼料存在的問題

4．1抗營養因子含量較高

抗營養因子是一種能夠對營養物質的消化、吸收和利用產生影響的，使人和動物產生不良反應的物質。研究表明，大豆中富含多種抗營養因子，如β－伴大豆球蛋白、大豆凝集素、大豆球蛋白、抗維生素因子、胰蛋白酶抑制因子（TI）、植酸、皂甙、異黃酮、單寧等。雖然在大豆肽的加工過程中可以去除大部分抗營養因子，但是仍有部分抗營養因子存在其中，從而影響水產動物對于營養物質的吸收利用。陳偉等發現隨著大豆皂苷含量的提高，牙鲆的攝食量呈線性下降趨勢；研究表明大豆凝集素可與大西洋鮭的腸道刷狀緣黏膜結合，從而導致腸道組織的結構發生病變，影響對蛋白質的消化吸收。

4．2大豆肽分子量偏大

在大豆肽蛋白飼料中，肽含量反映的是產品飼用品質的一個重要技術指標。目前，測定大豆肽蛋白飼料中小分子蛋白所采用的三氯乙酸（TCA－N）法，其測定結果所反映的是分子量小于10000Da的可溶性肽。而大豆肽蛋白飼料中的肽含量應指分子量小于2000Da的寡肽（含2～20個氨基酸），寡肽含量指標才能真實反映大豆肽蛋白飼料的品質。此外，分子量分布是肽產品的重要特性指標，直接反映產品中不同分子量肽的構成特征。由于技術手段不足，目前市場中大豆肽蛋白飼料中大豆肽的質量大部分都大于2000Da，分子質量偏大，直接影響水產生物的生理狀態和生長性能。

4．3大豆肽添加量的限制因素

影響大豆肽蛋白添加量的因素主要有3點：

（1）抗營養因子。Huisman指出抗營養因子主要影響動物對飼料中營養成分的利用，從而降低其生長速率和健康水平。往水產飼料中添加過多大豆肽蛋白往往容易造成飼料中抗營養因子過量，從而導致水產動物的不良生長狀態。

（2）氨基酸組成。大豆肽蛋白與魚粉相比，雖然大豆肽蛋白中的粗蛋白含量豐富，甚至高于魚粉，但是某些必需氨基酸的缺失，氨基酸的不平衡往往容易導致水產動物生產性能的降低。

（3）適口性。適口性是影響大豆肽蛋白在飼料中添加量的主要因素之一，與魚粉相比，大豆肽蛋白的適口性就比較差，因為大豆肽蛋白中含有會抑制水生動物食欲的抗營養因子，隨著大豆肽蛋白含量的增加，必然導致水生動物的攝食量減少。

5大豆肽蛋白飼料在水產養殖中的應用前景

隨著水產養殖集約化的蓬勃發展，作為水產飼料主要蛋白源的魚粉供應日益緊張，價格逐年攀升。同時我國年產豆粕可達430萬t以上，由于豆粕資源豐富，相對于魚粉來講價格低廉，但豆粕含有多種抗營養因子及蛋白質的種類和結構嚴重影響水產動物吸收利用，限制了它在水產飼料中的應用。隨著技術的進步，通過高科技去除或鈍化豆粕中抗營養因子并將豆粕蛋白轉化為水產動物易消化吸收的肽成分成為了可能。研究表明，大豆肽蛋白具有較高的生理功能如提高水產動物的免疫力、有助于提高飼料中蛋白源的利用效率、提高水產動物的生產性能等，而且在減輕富含蛋白養殖動物排泄物引起的環境污染，對凈化養殖環境及節能減排意義重大。同時，提高養殖動物免疫力有助于減少養殖中漁藥使用量，提高動物食品的安全性起到有益的作用，社會效益十分可觀，具有廣闊的應用前景。

作者:黃薇 單位:福建省農業科學院中心實驗室