大豆抗原对幼龄动物的影响

apple12151007

　　大豆抗原对幼龄动物的影响

　　叶玲    汪海涛   邓依频  

　　摘要 大豆中含有的大豆球蛋白等抗原物质可以引起幼龄动物胃肠过敏而造成肠道损伤，腹泻等。本文从大豆抗原种类及其对畜禽健康的影响、大豆抗原的消除等方面作一综述。
　　关键词 大豆抗原 仔猪 犊牛 羔羊
　　大豆既是主要的粮食作物，又是主要的油料作物，更是优质的植物蛋白和油脂来源，具有极高的营养价值，其所含蛋白质约占大豆籽粒的40%，约是肉类食品蛋白质的2倍，谷类食品的3倍左右。大豆中必需氨基酸的绝对含量高，且氨基酸组成比例平衡，接近理想蛋白质模式中的氨基酸比例，是人和动物优质的植物蛋白来源(李德发等，2003)。但同时研究和实践表明，大豆及其副产品中也含有一些影响营养物质消化吸收和动物生理健康的抗营养因子。
　　1大豆中抗原蛋白的种类和特性
　　大豆抗原是指大豆中能引起动物过敏反应的一些抗原性蛋白质。主要有：大豆疏水蛋白、大豆壳蛋白、大豆抑制蛋白、大豆空泡蛋白、大豆球蛋白、伴大豆球蛋白等(Dawson,1988)。其中对幼龄动物(包括婴儿)致敏影响最为强烈的是大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白。大豆球蛋白为沉降系数为11S，是大豆的主要贮存蛋白，由6个亚基组成，每个亚基由一个酸性肽链和一个碱性肽链通过一个二硫键连接起来，分子量为32~360kDa,等电点为：酸性亚基为14.8~5.5;碱性亚基6.5~8.5(Brooks,1985;Staswick,1981;Lei M G,1987) 。β-伴大豆球蛋白主要来自大豆贮存蛋白的7S组分，由三种亚基组成，分别为α、α′、β亚基;分子量为140～180kDa;等电点为PIα4.90、PI α′5.18、PI β5.66～6.00。(Tanh,1977,Shattuck-Eidens,1985;Ogawa,1995)。大豆抗原具有热稳定性，一般的加热处理不能使其失活。
　　2 大豆抗原对动物的影响
　　早在1934年就有研究者对大豆蛋白致敏性做过过研究(Duke，1934)，在随后的几十年里，人们对大豆抗原对不同种属幼龄动物的影响也进行了深入的研究。
　　2.1.大豆抗原对单胃动物的影响
　　2.1.1大豆抗营养因子对家禽生产性能的影响
　　生大豆由于含有多种抗营养因子，引起家禽生长缓慢，生产性能下降及其它有害的影响。贺英等(1998)报道，给海兰褐蛋用雏鸡以熟豆饼日粮(4%、9%和13%)，从3周开始给饲雏鸡的日增重没有影响，但喂生大豆的采食量显著增加(P<0.05)，饲料转化率与对照相比显著降低。从3周或9周开始给饲4%、9%和13%的生大豆日粮，雏鸡在9～18周日增重显著低于对照组。杨丽杰等(1999)报道，在3～18周海兰褐蛋鸡后备期用: 0%、4%、9%和13%的生大豆替代对照日粮中的熟豆饼，均使18周末的体重有所降低，比对照约少54～94g，但差异不显著。试验组鸡达到50%产蛋率的日龄推迟1周。但3周或9周时的日粮处理对产蛋高峰期的持续时间有显著影响，尤其从19周开始给饲几乎不能使高峰期持续。另外无论这3个水平的生大豆日粮给饲早晚，都使接受处理的鸡产蛋率下降，并且随生大豆水平的升高产蛋量显著下降。29周前试验鸡采食量大，饲料转化率比对照显著降低。但29周后采含量下降，由于日产蛋量的减少使饲料转化率的差异不显著。李广兴(1999)本试验采用不同生大豆含量(0%、4%、9%、13%)日粮分4组饲喂2周龄雏鸡，结果表明各试验组鸡在不同时期胸腺皮质和髓质及其淋巴细胞数量和分布与对照组比较无明显差异，无明显病理学损害。
　　2.1.2大豆抗原对断奶前后仔猪的影响
　　2.1.2.1仔猪对大豆抗原产生的免疫学反应
　　Wilson等(1989)研究表明，3周龄断奶仔猪，断奶后随着对日粮的适应和采食量的增加，5天内血清中大豆球蛋白浓度出现峰值，在随后的20天内尽管采食量增加但血清中大豆球蛋白的浓度逐渐下降，6月龄时不再被吸收，但即使是10周龄断奶仔猪仍然可以吸收大豆抗原发生过敏反应，并产生大豆抗原特异性抗体。Stokes等(1987)，Li等(1990)的研究也发现，仔猪在接触大豆抗原后，血清中产生大豆抗原特异性抗体，且随着抗原吸收量的增加，在一定时期内大豆抗原特异性抗体的水平也显著升高。关于母源抗体与免疫耐受方面，Barnett等(1989)提出断奶前仔猪抗体水平的升高不是由于少量的补饲，而可能是在分娩后前几天由母亲处通过初乳获得，并且该抗体可以维持到断奶后7天。断奶前适当地补饲少量抗原可以刺激机体发生免疫反应，但再次接触该抗原时动物会经历二次免疫，导致更加严重的腹泻和吸收障碍(Miller，1983)。同时也有试验表明，动物在断奶前食入一定量的断奶日粮，断奶后没有腹泻发生(Kagnoff，1978)，这个结果符合免疫学中关于免疫耐受的理论，但补饲剂量需要有一个范围。Miller(1984)研究发现，补饲剂量不能低于600g。
　　2.1.2.2大豆抗原与仔猪的断奶腹泻
　　仔猪实行3~5周龄断奶是国内外集约化养猪生产中普遍采用的技术，但早期断奶由于受心理、环境、营养应激等因素的影响，容易导致仔猪的腹泻和生长发育受阻。Dunsford等(1989)、董国忠等(1995)等的研究表明，仔猪肠道对日粮抗原过敏从而导致肠道损伤是仔猪断奶后腹泻和生长发育受阻的一项主要原因。陈代文等(1995)用9周龄断奶仔猪研究补料和开食料中不同蛋白源对断奶后的过敏反应和腹泻程度的影响，表明大豆蛋白源引起的腹泻最为严重，腹泻开始最早，持续时间最长。
　　2.2 大豆抗原对幼龄反刍动物的影响
　　2.2.1 大豆抗原对犊牛的影响
　　2.2.1.1犊牛对大豆抗原的免疫学反应
　　Kilshaw等(1979)用大豆日粮饲喂的犊牛后检测血清发现，所有的血清都对大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白表现过敏反应，大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白的抗体滴度基本相似。Barratt等(1979)、Sissons等(1982)研究也发现大豆制品对犊牛表现出致敏性，大豆球蛋白和β伴大豆球蛋白是大豆中的主要抗原蛋白可以引起犊牛的过敏反应。Hepplell等(1989)研究表明，母源抗体的水平对犊牛的致敏反应没有显著的影响。即使在断奶前补饲大豆蛋白，犊牛仍然无法产生免疫耐受。孙泽威等(2006)研究表明，饲喂生全脂大豆的犊牛血清中各种大豆抗原蛋白的特异性抗体滴度均极显著的高于饲喂全乳组，在持续饲喂大豆蛋白的情况下，6周龄内血清抗体滴度持续升高，未见下降趋势，其中7S二峰致敏性高于大豆球蛋白、β伴大豆球蛋白和11S二峰，β伴大豆球蛋白在30日龄前致敏性高于大豆球蛋白和7S二峰。
　　2.2.1.2大豆抗原与犊牛的腹泻
　　大豆抗原与犊牛腹泻的关系与仔猪相似，大豆抗原引起的致敏反应导致肠道损伤，进而导致肠道的吸收受阻和过敏性腹泻的发生。
　　3大豆抗原的消除
　　Anderson(1992)，Damagalski et al(1992)，Hong et a1.(2004)等研究表明，常规的处理方法，如通过加热、挤压、浸提等能够有效消除胰蛋白酶抑制因子等抗营养因子但是难以去除豆粕中抗原蛋白。近年来，微生物发酵处理豆粕成为研究热点之一，较多研究提示，经过发酵处理，可降低豆粕中抗营养因子的含量，有效消除大豆蛋白的抗原性(李素芬，杨丽杰，1999;康立新，2003;Hoffmann et al.，2003)。另外，有研究表明，发酵后豆粕中高分子含量比发酵前下降了75.57%，中分子蛋白含量较发酵前降低了86.77%，而低分子氮物质含量提高了2.25倍，其中胰蛋白酶抑制因子和豆粕中的其他抗营养因子得到了彻底消除(刘媛媛，2006)。
　　4 小结
　　综上所述，研究者们已经对大豆抗原对幼龄动物致敏性做了比较深入的研究，比较了不同加工方法对大豆中抗营养因子的影响，为生产实际中蛋白源的选择和优化提供了理论依据。但是如何彻底消除大豆中抗原物质，而不影响大豆中有利活性成分还需要进一步研究。
　　参考文献
　　[1]李德发等.大豆抗营养因子.中国科学技术出版社.2003，7.
　　[2]Dawson D P, Morrill J L, Reddy P G.1988.Soy protein concentrate and heated soy flours as protein sources in milk replacer for pre-ruminant calves. [J] .Dairy Sci.71:1301.
　　[3]Brooks J R,Morr C V.1985 Current aspects of soy protein fractionation and nomenclature [J] J Am. Oil Chem.Soc.62:1347.
　　[4]Staswick P E, Hermodson M A, Nielsen N C.1981.Identification of the acidic and basic subunit complexes of glycinin[J]J Biol.Chem.,256(16):872-875.
　　[5]Lei M G,Reeck G R.1987.Two-dimensional electrophoretic analysis of the proteins of isolated soybean protein bodies and of glycosylation of soybean proteins[J]J Agric.Food Chem.,35:296-300.
　　[6]Thanh V H, Shibasaki K,1977.Beta-conglycinin from soybean proteins Isolation and Immunological and physicochemical properties of the monomeric forms[J]Biohim.Biophys.Acta,490(2):370-384.
　　[7]Shattuck-Eidens D N, Beachy R N.1985.Degradation of beta-conglycinin in early stages of soybean embryogenesis[J]Plant Physiol,78:895.
　　[8]Ogawa T Bando N,Tsuji H,Nishikawa K,Kitamura K.1995.Identification of the soybean allergenic protein, Gly m Bd 30K,with the soybean seed 34-kDa oil–body–associated protein[J].Biosci.Biotechnol.Biochem.,57(6)1030-1033.
　　[9]Duke W W.1934.Soybean as a possible important source of allergy [J].J Allergy.,5:300.
　　[10]贺英等.1998.大豆抗营养因子对生长蛋鸡生产性能、氮代谢和小肠内胰蛋白酶活性的影响[J].中国畜牧杂志.34(5): 5-8.
　　[11]杨丽杰等.1999.大豆抗营养因子对蛋鸡生产性能和器官重的影响[J].饲料博览. 11(1):10-14.
　　[12]李广兴.1999.大豆抗营养因子对鸡胸腺、胰腺和小肠影响的研究[J]. 畜牧兽医学报,30(2):121-126.
　　[13]Wilson A D，Stokes C R, Bourne F J.1989. Effect of age on absorption and immune response to weaning or introduction of novel dietary antigens in pigs[J].Res.Vet.46:180-186.
　　[14]Stokes C R, Miller B G, Bailey M A, Wilson D, Bourne F J.1987.The immune response to dietary antigens and it’s influence of disease susceptibility in farm animals [J]Vet.Immunol.Immunopathol., 17:143
　　[15]Li D F,Nelssen J L,Reddy P G,Blecha F,Hancock J D,Allee G L,Goodband R D,Klemm R D.1990.Transient hypersensitivity to soybean meal in the early-weaned pigs[J].J Anim.sci.,68:1790.
　　[16]Barnett K L, Kornegay E T, Risley C R, Lindemann M D, Schurig G G.1989.Characterization of creep feed consumption and its subsemance effects of immune response, scouring index and performance of weanling pigs[J].JAnim.Sci.,67:2698.
　　[17]Miller B,Newby T J,Stokes C R,Hampson K,Bourne F J.1983.Annales de Recherche Veterinaires 14,487-492
　　[18]Kagnoff M F.1978.Effects of antigen-feeding on intestinal and systemic immune responses.Ⅲ.Antigen-specific serum-mediated suppression of humoral antibody responses after antigen feeding[J].Cell Immunol,40(1):186-203.
　　[19]Miller B G,Newby T J and Bourne F J.1984.Influence of diet on post weaning malabsorption and diarrhea inth pig.[J].Res.Bet.Sci.68:1790.
　　[20]陈代文，杨凤，陈可容.1995.补料及开食料中不同种类蛋白质对仔猪过敏反应及腹泻程度的影响[J].畜牧兽医学报，26(3):437-445.
　　[21]董国忠，周安国.1995.低蛋白质氨基酸平衡饲粮对早期断奶仔猪腹泻和生产性能的影响[J].中国畜牧杂志，31(4):11-13
　　[22] DunsfordB R,Knabe D A,Haensly W E.1989.Effect of dietary soybean meal on the microscopic anatomy of the small intestine in the early-weaned pigs[J]. Anim.Sci.,67:1855.
　　[23]孙泽威等.2006.大豆球蛋白、β- 伴大豆球蛋白对反刍前犊牛致敏作用的研究[J].中国畜牧杂志. 42(15):38-41.
　　[24]Kilshaw P J, Sissons J W.1979.Gastrointestinal allergy to soybean protein in
　　preruminant calves. Allergenic constituents of soybean products [J].Res. Vet. Sci., 27:366
　　[25]Sissons J W,Smith R H,Hewitt D,Nyup A.1982.Prediction of the suitability of soybean products for feeding to preruminant calves by an in-vitro immunochemical method[J].Br.Nutr.,47:311
　　[26]Heppell L M,Sissons J W,Banks S M,1989.Sensitisation of preruminant calves and piglets to antigenic protein in early weaning diets:control of the immune systemic antibody responses[J].Res.Vet.Sci.,47:256.
　　[27]Dunsford B R,knabe D A, Hacnsly W E. 1989.Effect of dietary soybean meal on the microscopic anatomy of the small intestine in the early-weaned pig.[J].67:1855-1864.
　　[28] Li D F, et al.1991.Interrelationship between hypersehsitivity to soybean proteins and growth performance in early-weaned pigs[J].j Anim Sci,69:4062-4069.
　　[29] Jiang R X.Chang B.Stoll K J.Ellis R J.2000.Diatery plasma proteins used more efficiently than extruded soy protein for lean tissuegrowth in early-weaned pigs[J].Nutr.130:2016-2019.
　　[30]White C E,D.R Campbell .2000.Effects of dye matter content on trpsin inhibitors and urease activity in heat treated soya beans fed to weaned piglets.87:105-115
　　[31]Anderson R L.1992 Effects of steaming on soybean proteins and trypsin inhibitor.[J].Amer.Sci. 69(12):1170-1176.
　　[32]Damagalski J M,Kollipara K P.1992.Nulls for the major soybean Bowman Birk protease inhibitor in the genus Glycine.[J].Crop Science.32:1502-1505.
　　[33]]Hong K J, Lee C H, Kim S W.2004.Aspergillus oryzae GB-107 fermentation improves nutritional quality of food soybeas and feed soybean meals.[J].Med Food 7(4):430-434.
　　[34]李素芬，杨丽杰. 1999.大豆抗营养因子对肉仔鸡器官重的影响.东北农业大学学报.30(3):265-272
　　[35]康立新. 2003发酵法去除豆粕中抗营养因子及提高其营养价值的研究.华中农业大学硕士学位论文.
　　[36]Hoffmann E M,Stephan Muezel,Klaus Becker.2003.The fermentation of soybean meal by rumen microbes in vitro reveals different kinetic features for the inactivation and the degradation in vitro reveals different kinetic featuresfor the inactivation and the degradation of trpsin inhibitor protein.[J].Anim Feed Sci Technol.106:189-197.
　　[37]刘媛媛. 2006.微生物发酵豆粕营养特性研究及其对肉仔鸡生长、免疫及消化功能的影响.浙江大学硕士论文.

donghaijun2009

好文章，楼主辛苦！

czy89497

有什么好的防范措施吗

godzilla

非常专业的文章，谢谢分享！

jstcxzh

好资料，谢谢分享！

天师猫神

谢谢分享！{:3_96:}谢谢分享！