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李德发:大豆抗营养因子研究进展

1615 原作者: 畜牧编辑
简介
李院士从1982 年开始,就开始做大豆抗营养因子方面的工作,这里简要介绍此方面的研究进展,希望对大家有所启发。
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  中国农业大学 李德发  教授

  中国工程院院士,中国农业大学动物科技学院教授、农业农村部饲料工业中心主任、饲料与动物营养学家、博士生导师,长期从事饲料资源高效利用的基础理论研究与应用技术研发 , 构建了我国主要饲料原料在猪上的有效营养价值数据库,创建了饲料原料有效养分动态预测模型 ;建立了我国第一个猪营养需要动态模型,主持修订了 2004 年版《猪饲养标准》,为我国养殖业和饲料业可持续发展作出了重要贡献。

  从1982 年开始,我们就开始做大豆抗营养因子方面的工作,这里简要介绍此方面的研究进展,希望对大家有所启发。

  大豆中有诸多抗营养因子,首先要找到抗营养因子,然后通过化学方法、生物技术方法等处理它、钝化它、解决它,并且将大豆的饲用价值应用得更好。更重要的是,现在我们采用很多检测技术,可以确定抗营养因子的含量,从而找到处理的方法。
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  第1则 大豆抗营养因子简介

  1、大豆及大豆制品功能

  大豆因具有较高营养价值而被广泛应用于食品和饲料工业。目前大豆对国外的依赖性至少近 20 年难以解决。

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  2、产业需求

  饲料粮资源可提供粗蛋白质 :4 500 万 t ;牧区可能提供的粗蛋白质 :约 2 000 万 t ;进口 9 335 万 t 大豆 ;需要饲料蛋白质:7 441 万 t;我国居民动物性蛋白质年需要量:1 478 万 t。大豆及其加工副产品占饲料蛋白质的 70%,大豆资源缺乏是我国养殖业和饲料业可持续发展的瓶颈。大豆抗营养因子危害畜禽的生长发育,是限制大豆资源饲用效率的主要因素。

  3、大豆抗营养因子

  大豆抗营养因子是影响饲料中大豆蛋白源高效利用的主要因素。大豆抗营养因子包括蛋白酶抑制因子、脲酶、凝集素 ( 热敏性 );植酸、寡糖、单宁、抗原蛋白 ( 热稳定性 );抗维生素因子及其他大豆抗营养因子。
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  在大豆抗营养因子领域,随着时间的推移及技术的不断提高,我们做了很多抗营养蛋白的研究工作,特别是大豆抗原蛋白。热稳定 :大豆球蛋白、β- 伴大豆球蛋白、Gly m Bd 28K 和单宁等 ;热不稳定 :胰蛋白酶抑制因子、凝集素和脲酶等。其中,蛋白类抗营养因子 :大豆球蛋白、β- 伴大豆球蛋白、Gly m Bd 28K、胰蛋白酶抑制因子。

  4、大豆抗原蛋白的物化性质

  大豆抗原蛋白的物化性质对预消化也有借鉴价值。针对其物化特性,选用酶的类型、pH、温度去处理它,特别是抗原蛋白 Glycinin 和 β-conglycinin,我们中心这些年研究的数值值得借鉴,使产品更加高效。Glycinin 和β-conglycinin 这两大类抗原蛋白值得深入探讨。根据物化特性对应地减少其危害性,以减少对动物畜禽的危害性,增加产品的附加值。

  4、1大豆球蛋白的物化性质

  大豆球蛋白属大豆 11S 组分,六聚体结构,由6个亚基构成,基本结构为A-S-S-B。相对分子量 300~380 kDa ;等电点约为 6.4 ;大豆球蛋白属于冷沉蛋白,大豆 11S 球蛋白浓度> 10 mg/mL 时在 4℃发生二硫键聚合现象,形成不溶的沉淀,实验室制备大豆分离蛋白时,浓缩的大豆蛋白液在冰箱中临时贮存,最后制备的大豆分离蛋白溶解度低。但是,我们可以利用该性质制备纯度较高的大豆球蛋白,然而所制备得到的大豆球蛋白与天然的大豆球蛋白的结构存在差异,基于此建立的 ELISA 等检测方法,可能与实际情况存在出入。此时,基于分子量差异的分离技术,如分子排阻色谱,就很难将大豆球蛋白与伴球蛋白区分开来。当温度不高于 70 ℃时,结构稳定;当温度高于 70 ℃时,会出现沉淀和部分解离现象。膨化过程中的高温以及微生物发酵产热等因素均可降低大豆产品中蛋白质的溶解度,不利于大豆蛋白的提取。本研究发现,70 ℃加热处理有利于发酵豆粕等样品中大豆蛋白的提取。

 4、2 β- 伴大豆球蛋白的物化性质

  伴大豆球蛋白属大豆7S 组分,三聚体糖蛋白,由 3 个亚基靠疏水间相互作用构成。相对分子量约为 180 kDa ;等电点为 4.8 ~ 4.9。各亚基之间的比例关系不固定,而其中 β 亚基的含量变异最大,因此,针对 β 亚基上的抗原位点制备得到的单抗所建立 ELISA 检测方法,其测定结果可能与理论值出入较大,个人建议制备多抗用于检测。溶液离子浓度从0.5 mol/L 降至 0.1 mol/L 过程中,β- 伴大豆球蛋白具有二聚体化的特性,可以形成 9S 和 12S 组分,其分子量可以达到 360 kDa,与大豆球蛋白的分子量相当,此时,利用分子排阻色谱,就很难将大豆球蛋白与伴球蛋白区分开来。
  第2则  大豆抗营养因子对幼龄畜禽的危害和机理

  大豆抗原蛋白可诱发仔猪断奶综合征,该病是困扰仔猪成活率的世界性难题,每年给我国养猪业造成的损失超过 50 亿元。大豆抗原蛋白引起的过敏反应是仔猪断奶综合征的原发性原因,而过敏反应的主要部位在肠道。

  大家都认识到,肠绒毛膜的变化影响其吸收