用酶法提高蛋白質(zhì)飼料的營養(yǎng)價(jià)值

luyafei414

　　用酶法提高蛋白質(zhì)飼料的營養(yǎng)價(jià)值
　　由于蛋白質(zhì)飼料資源緊缺，動(dòng)植物蛋白質(zhì)加工的副產(chǎn)品再利用很有意義，一方面可充分利用現(xiàn)有的資源，另一方面可減少環(huán)境污染。但由于動(dòng)植物蛋白質(zhì)加工的副產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值較低、適口性差以及某些抗原性物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在，使其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制，探索改善動(dòng)植物蛋白質(zhì)加工副產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值的方法很有必要。目前用酶水解的方法改善動(dòng)植物蛋白質(zhì)加工副產(chǎn)品的營養(yǎng)，克服其存在的缺點(diǎn)十分有效，在生產(chǎn)中很有應(yīng)用價(jià)值。
　　1　蛋白質(zhì)水解的方法
　　蛋白質(zhì)的水解就是利用化學(xué)方法對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，水解后的蛋白質(zhì)其功能性質(zhì)發(fā)生改變。目前，水解蛋白質(zhì)的方法有三種，即酸水解、堿水解和酶水解。因在堿水解過程中，多數(shù)氨基酸受到不同程度的破壞，并且產(chǎn)生消旋現(xiàn)象，所以在生產(chǎn)中基本不采用此法。酸水解一般是用鹽酸在沸騰的條件下水解，然后冷卻水解物，用碳酸鈉或氫氧化鈉中和至pH4.0～6.0，通常水解溫度在100～120℃，加熱2～24h。其優(yōu)點(diǎn)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壞，水解物中有二氯丙醇和一氯丙二醇。且由于鹽酸腐蝕性強(qiáng)，要求水解設(shè)備必須有很強(qiáng)的抗腐蝕性能，所以酸水解法在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到了很大的限制。酶水解所需的條件則較溫和，不產(chǎn)生消旋作用，也不破壞氨基酸，且水解時(shí)間短，產(chǎn)物顏色淺，容易控制水解的程度。常用于水解蛋白質(zhì)的酶有木瓜蛋白酶、真菌蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶等。其中前三種酶在偏堿性介質(zhì)中有最大活性，而胃蛋白酶是一種酸性蛋白酶，一級結(jié)構(gòu)類似于凝乳蛋白酶，水解蛋白質(zhì)時(shí)的適宜pH為2左右。木瓜蛋白酶作用位點(diǎn)專一性不強(qiáng)，能耐70℃的高溫，來源豐富且價(jià)格便宜，所以在生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。
　　2　蛋白質(zhì)的酶解
　　2.1　蛋白質(zhì)水解過程的控制　酶法水解由于其反應(yīng)條件溫和，對氨基酸破壞少的優(yōu)點(diǎn)，而在生產(chǎn)中倍受青睞。但在蛋白質(zhì)的酶水解過程中水解程度的控制是十分重要的，因?yàn)檫^度的水解會(huì)產(chǎn)生苦味肽，使蛋白質(zhì)的風(fēng)味改變，影響水解蛋白質(zhì)在生產(chǎn)中的應(yīng)用。反映蛋白質(zhì)水解程度的主要指標(biāo)有：水解度(Degree of hydrolysis,DH)、表觀消化率、水解物的平均分子量等。
　　2.1.1　水解度
　　DH=h/htot×100%，
　　式中：h為水解后每克蛋白質(zhì)被裂解的肽鍵毫摩爾數(shù)(m mol/g)，htot為每克原料蛋白質(zhì)的肽鍵毫摩爾數(shù)(m mol/g)。即用原料蛋白質(zhì)中肽鍵被裂解的百分?jǐn)?shù)表示蛋白質(zhì)被酶催化水解的程度。顯然，蛋白質(zhì)全部水解生成游離氨基酸時(shí)DH=100%，沒有水解時(shí)DH=0。
　　對于某一特定的蛋白質(zhì)來說，其htot是一個(gè)常數(shù)，它可以由組成該蛋白質(zhì)的氨基酸含量計(jì)算出。在許多蛋白質(zhì)中，氨基酸的平均分子量約為125，每克蛋白質(zhì)(6.25×N)的htot約為8m mol。所以只要測出水解后蛋白質(zhì)被裂解的肽鍵數(shù)(h值)就可以計(jì)算出相應(yīng)的DH值。由于每裂解一個(gè)肽鍵就同時(shí)生成一個(gè)-NH2基和-COOH基，只要定量地測出蛋白質(zhì)水解后新生成的-NH2基、-COOH基的量就可以求得h值。
　　2.1.2　表觀消化率　表觀消化率是參考Saunders等(1973)的方法，用凱氏定氮法分別測定蛋白質(zhì)經(jīng)酶解后離心的上清液(測定)及蛋白質(zhì)在同等條件下不酶解離心的上清液(空白)中的含氮量和相當(dāng)量的蛋白質(zhì)干粉含氮量，按下式計(jì)算表觀消化率：即表觀消化率為(“測定”含氮量-“空白”含氮量)/相當(dāng)量蛋白質(zhì)干粉含氮量
　　表觀消化率可反映蛋白質(zhì)在體外被蛋白酶消化的程度。
　　2.1.3　水解物的平均分子量　從營養(yǎng)學(xué)角度考慮，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物不要求全部生成氨基酸。試驗(yàn)表明，蛋白質(zhì)在消化吸收過程中，在未分解為游離氨基酸之前大部分已被吸收，所以實(shí)際上只要求水解物為平均分子量900道爾頓的低分子量肽類物質(zhì)就可以了。
　　2.2　酶解過程中苦味物質(zhì)的形成及脫除方法　　　蛋白質(zhì)經(jīng)酶的不完全水解后，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些苦味物質(zhì)，這些苦味物質(zhì)是一些疏水性的短肽?？辔兜拇嬖谕拗屏说鞍踪|(zhì)酶解產(chǎn)物在生產(chǎn)中的應(yīng)用。純蛋白質(zhì)的風(fēng)味一般是比較平淡的，小麥、魚和大豆蛋白質(zhì)的特征風(fēng)味是由于它們結(jié)合少量的其它化合物。蛋白質(zhì)經(jīng)酶水解后能釋放出這些風(fēng)味成分，其中包括一些不良風(fēng)味的成分，與此同時(shí)，也可導(dǎo)致蛋白質(zhì)產(chǎn)生一些苦味。
　　水解蛋白質(zhì)的苦味和蛋白質(zhì)原有的氨基酸組成有關(guān)，特別是蛋白質(zhì)的疏水性氨基酸是導(dǎo)致蛋白質(zhì)水解后產(chǎn)生苦味肽的重要原因。有些蛋白質(zhì)，如肌肉蛋白和膠原蛋白，酶水解時(shí)不會(huì)產(chǎn)生苦味;而另外一些蛋白質(zhì)，如酪蛋白和大豆蛋白，酶水解時(shí)極易產(chǎn)生苦昧。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)處于天然狀態(tài)時(shí)，疏水性氨基酸埋藏在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，因而對蛋白質(zhì)的味道不會(huì)產(chǎn)生明顯影響。在酶解過程中，小分子量肽的數(shù)量將增加，從而暴露了這些疏水性氨基酸，當(dāng)它們同味蕾作用時(shí)就產(chǎn)生了苦味。
　　蛋白質(zhì)被水解的程度(水解度)對苦味的產(chǎn)生有著很大的影響。當(dāng)水解度很小時(shí)一般感覺不到苦味，隨著水解度的提高苦味開始出現(xiàn)并逐漸增強(qiáng)，但水解度提高到一定程度后苦味又趨于下降。此外，蛋白酶的種類對蛋白質(zhì)水解物的苦味也有很大影響，例如，蛋白質(zhì)經(jīng)胃蛋白酶水解后苦腥味較大。
　　蛋白酶水解產(chǎn)物中的苦味可用多種方法脫除，如吸附分離法、包結(jié)絡(luò)合法、合成反應(yīng)法和肽鏈端解酶法等，其中以吸附分離法和包結(jié)絡(luò)合法為最具實(shí)用價(jià)值的方法。活性碳是使用歷史最長且應(yīng)用最廣泛的吸附脫苦劑，其它也有使用酚甲醛樹脂、玻璃纖維和瓊脂糖凝膠作脫苦劑的。β-環(huán)糊精能夠包結(jié)絡(luò)合苦味肽而具有脫苦性能。
　　3　酶解蛋白質(zhì)在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用
　　動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)的進(jìn)步使畜禽日糧的配合日趨合理，但在實(shí)際生產(chǎn)中因各種因素(如原料的質(zhì)量、配方的合理性等)的影響，各種配合日糧并非完全能滿足畜禽最佳生長的需要，特別是中、低檔飼料更是如此。而日糧中氨基酸組成的不合理及含量不足的問題，在生產(chǎn)中顯得尤為突出;因色氨酸和蘇氨酸等限制性氨基酸還沒有工業(yè)化產(chǎn)品可供向日糧中添加，氨基酸的不平衡導(dǎo)致畜禽未能達(dá)到充分發(fā)揮其生產(chǎn)性能的水平，有些甚至引起各種營養(yǎng)性疾病的發(fā)生。用動(dòng)植物蛋白質(zhì)加工的副產(chǎn)品提取的蛋白質(zhì)營養(yǎng)液，因其含有多種必需氨基酸及肽類物質(zhì)，易被動(dòng)物消化吸收，在畜禽生產(chǎn)中作為日糧蛋白質(zhì)的補(bǔ)充，無疑將能提高畜禽的生產(chǎn)性能。
　　對家禽進(jìn)行免疫接種已是預(yù)防傳染病的必行措施之一，但接種過程中的捉雞、疫苗注射及疫苗接種反應(yīng)對家禽都是一種強(qiáng)烈的應(yīng)激。一方面，機(jī)體發(fā)生內(nèi)環(huán)境失衡，出現(xiàn)水鹽電解質(zhì)代謝相對紊亂;另一方面，機(jī)體要消耗較正常情況下更多的養(yǎng)分;再則，免疫接種后機(jī)體對各種疾病的抵抗力相對降低;如果此時(shí)僅供給平常日糧，機(jī)體將無法獲得建立免疫反應(yīng)所必需的高營養(yǎng)，勢必影響免疫效果，容易誘發(fā)其它疾病。在此情況下，利用蛋白質(zhì)的酶解液再輔以維生素和免疫增強(qiáng)劑，作為禽群免疫接種過程中的營養(yǎng)保健型添加劑，對抗應(yīng)激及增強(qiáng)免疫效果都具有積極意義。
　　仔豬斷奶過程中的一系列不適應(yīng)現(xiàn)象至今仍難以徹底解決。從斷奶前營養(yǎng)全面而充分的母乳轉(zhuǎn)為難消化、營養(yǎng)價(jià)值低的以植物性飼料為主的代乳料，對仔豬是一個(gè)巨大的應(yīng)激?，F(xiàn)已清楚，仔豬腸道內(nèi)源消化酶的不足及飼料中存在抗原性物質(zhì)是引起仔豬斷奶后腹瀉的重要原因。而蛋白質(zhì)酶解后由于其生成了大量的氨基酸及低分子量肽類物質(zhì)，不會(huì)引起仔豬腸道的過敏反應(yīng)，易被仔豬腸道吸收，對仔豬斷奶后腸道適應(yīng)性的建立有良好的作用。
　　(記者 佚名)

zhaoxiaoyu

樓主對酶相關(guān)知識了解的不少啊，學(xué)習(xí)了

lilyyang

其實(shí)酶制劑的使用要考慮很多因素的。