用酶法提高蛋白质饲料的营养价值

luyafei414

　　用酶法提高蛋白质饲料的营养价值
　　由于蛋白质饲料资源紧缺，动植物蛋白质加工的副产品再利用很有意义，一方面可充分利用现有的资源，另一方面可减少环境污染。但由于动植物蛋白质加工的副产品营养价值较低、适口性差以及某些抗原性物质和抗营养因子的存在，使其在畜禽生产中的应用受到限制，探索改善动植物蛋白质加工副产品营养价值的方法很有必要。目前用酶水解的方法改善动植物蛋白质加工副产品的营养，克服其存在的缺点十分有效，在生产中很有应用价值。
　　1　蛋白质水解的方法
　　蛋白质的水解就是利用化学方法对天然蛋白质进行水解，水解后的蛋白质其功能性质发生改变。目前，水解蛋白质的方法有三种，即酸水解、碱水解和酶水解。因在碱水解过程中，多数氨基酸受到不同程度的破坏，并且产生消旋现象，所以在生产中基本不采用此法。酸水解一般是用盐酸在沸腾的条件下水解，然后冷却水解物，用碳酸钠或氢氧化钠中和至pH4.0～6.0，通常水解温度在100～120℃，加热2～24h。其优点是水解效率高，不引起氨基酸的消旋作用，得到的是L-氨基酸，但是畜禽的限制性氨基酸色氨酸完全被破坏，水解物中有二氯丙醇和一氯丙二醇。且由于盐酸腐蚀性强，要求水解设备必须有很强的抗腐蚀性能，所以酸水解法在生产中的应用受到了很大的限制。酶水解所需的条件则较温和，不产生消旋作用，也不破坏氨基酸，且水解时间短，产物颜色浅，容易控制水解的程度。常用于水解蛋白质的酶有木瓜蛋白酶、真菌蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶等。其中前三种酶在偏碱性介质中有最大活性，而胃蛋白酶是一种酸性蛋白酶，一级结构类似于凝乳蛋白酶，水解蛋白质时的适宜pH为2左右。木瓜蛋白酶作用位点专一性不强，能耐70℃的高温，来源丰富且价格便宜，所以在生产中被广泛应用。
　　2　蛋白质的酶解
　　2.1　蛋白质水解过程的控制　酶法水解由于其反应条件温和，对氨基酸破坏少的优点，而在生产中倍受青睐。但在蛋白质的酶水解过程中水解程度的控制是十分重要的，因为过度的水解会产生苦味肽，使蛋白质的风味改变，影响水解蛋白质在生产中的应用。反映蛋白质水解程度的主要指标有：水解度(Degree of hydrolysis,DH)、表观消化率、水解物的平均分子量等。
　　2.1.1　水解度
　　DH=h/htot×100%，
　　式中：h为水解后每克蛋白质被裂解的肽键毫摩尔数(m mol/g)，htot为每克原料蛋白质的肽键毫摩尔数(m mol/g)。即用原料蛋白质中肽键被裂解的百分数表示蛋白质被酶催化水解的程度。显然，蛋白质全部水解生成游离氨基酸时DH=100%，没有水解时DH=0。
　　对于某一特定的蛋白质来说，其htot是一个常数，它可以由组成该蛋白质的氨基酸含量计算出。在许多蛋白质中，氨基酸的平均分子量约为125，每克蛋白质(6.25×N)的htot约为8m mol。所以只要测出水解后蛋白质被裂解的肽键数(h值)就可以计算出相应的DH值。由于每裂解一个肽键就同时生成一个-NH2基和-COOH基，只要定量地测出蛋白质水解后新生成的-NH2基、-COOH基的量就可以求得h值。
　　2.1.2　表观消化率　表观消化率是参考Saunders等(1973)的方法，用凯氏定氮法分别测定蛋白质经酶解后离心的上清液(测定)及蛋白质在同等条件下不酶解离心的上清液(空白)中的含氮量和相当量的蛋白质干粉含氮量，按下式计算表观消化率：即表观消化率为(“测定”含氮量-“空白”含氮量)/相当量蛋白质干粉含氮量
　　表观消化率可反映蛋白质在体外被蛋白酶消化的程度。
　　2.1.3　水解物的平均分子量　从营养学角度考虑，蛋白质水解产物不要求全部生成氨基酸。试验表明，蛋白质在消化吸收过程中，在未分解为游离氨基酸之前大部分已被吸收，所以实际上只要求水解物为平均分子量900道尔顿的低分子量肽类物质就可以了。
　　2.2　酶解过程中苦味物质的形成及脱除方法　　　蛋白质经酶的不完全水解后，有时会产生一些苦味物质，这些苦味物质是一些疏水性的短肽。苦味的存在往往限制了蛋白质酶解产物在生产中的应用。纯蛋白质的风味一般是比较平淡的，小麦、鱼和大豆蛋白质的特征风味是由于它们结合少量的其它化合物。蛋白质经酶水解后能释放出这些风味成分，其中包括一些不良风味的成分，与此同时，也可导致蛋白质产生一些苦味。
　　水解蛋白质的苦味和蛋白质原有的氨基酸组成有关，特别是蛋白质的疏水性氨基酸是导致蛋白质水解后产生苦味肽的重要原因。有些蛋白质，如肌肉蛋白和胶原蛋白，酶水解时不会产生苦味;而另外一些蛋白质，如酪蛋白和大豆蛋白，酶水解时极易产生苦昧。当蛋白质处于天然状态时，疏水性氨基酸埋藏在蛋白质结构内部，因而对蛋白质的味道不会产生明显影响。在酶解过程中，小分子量肽的数量将增加，从而暴露了这些疏水性氨基酸，当它们同味蕾作用时就产生了苦味。
　　蛋白质被水解的程度(水解度)对苦味的产生有着很大的影响。当水解度很小时一般感觉不到苦味，随着水解度的提高苦味开始出现并逐渐增强，但水解度提高到一定程度后苦味又趋于下降。此外，蛋白酶的种类对蛋白质水解物的苦味也有很大影响，例如，蛋白质经胃蛋白酶水解后苦腥味较大。
　　蛋白酶水解产物中的苦味可用多种方法脱除，如吸附分离法、包结络合法、合成反应法和肽链端解酶法等，其中以吸附分离法和包结络合法为最具实用价值的方法。活性碳是使用历史最长且应用最广泛的吸附脱苦剂，其它也有使用酚甲醛树脂、玻璃纤维和琼脂糖凝胶作脱苦剂的。β-环糊精能够包结络合苦味肽而具有脱苦性能。
　　3　酶解蛋白质在畜禽生产中的应用
　　动物营养学的进步使畜禽日粮的配合日趋合理，但在实际生产中因各种因素(如原料的质量、配方的合理性等)的影响，各种配合日粮并非完全能满足畜禽最佳生长的需要，特别是中、低档饲料更是如此。而日粮中氨基酸组成的不合理及含量不足的问题，在生产中显得尤为突出;因色氨酸和苏氨酸等限制性氨基酸还没有工业化产品可供向日粮中添加，氨基酸的不平衡导致畜禽未能达到充分发挥其生产性能的水平，有些甚至引起各种营养性疾病的发生。用动植物蛋白质加工的副产品提取的蛋白质营养液，因其含有多种必需氨基酸及肽类物质，易被动物消化吸收，在畜禽生产中作为日粮蛋白质的补充，无疑将能提高畜禽的生产性能。
　　对家禽进行免疫接种已是预防传染病的必行措施之一，但接种过程中的捉鸡、疫苗注射及疫苗接种反应对家禽都是一种强烈的应激。一方面，机体发生内环境失衡，出现水盐电解质代谢相对紊乱;另一方面，机体要消耗较正常情况下更多的养分;再则，免疫接种后机体对各种疾病的抵抗力相对降低;如果此时仅供给平常日粮，机体将无法获得建立免疫反应所必需的高营养，势必影响免疫效果，容易诱发其它疾病。在此情况下，利用蛋白质的酶解液再辅以维生素和免疫增强剂，作为禽群免疫接种过程中的营养保健型添加剂，对抗应激及增强免疫效果都具有积极意义。
　　仔猪断奶过程中的一系列不适应现象至今仍难以彻底解决。从断奶前营养全面而充分的母乳转为难消化、营养价值低的以植物性饲料为主的代乳料，对仔猪是一个巨大的应激。现已清楚，仔猪肠道内源消化酶的不足及饲料中存在抗原性物质是引起仔猪断奶后腹泻的重要原因。而蛋白质酶解后由于其生成了大量的氨基酸及低分子量肽类物质，不会引起仔猪肠道的过敏反应，易被仔猪肠道吸收，对仔猪断奶后肠道适应性的建立有良好的作用。
　　(记者 佚名)

zhaoxiaoyu

楼主对酶相关知识了解的不少啊，学习了

lilyyang

其实酶制剂的使用要考虑很多因素的。