飼料中胰蛋白酶抑製劑鐵研究狀況(3 / 3)

生大豆中胰蛋白酶的含量高,用於豬、雞飼糧時應先進行加熱處理。生大豆對反芻動物雖無不良影響,但用加熱處理過的大豆飼喂反芻動物時,可提高其產乳量和生長率。

大豆及生豆粕的加熱處理方法有煮、蒸汽處理(常壓或高壓蒸汽)、烘烤、紅外輻射處理、微波輻射處理、擠壓膨化(幹法或濕法擠壓膨化)等。濕法加熱(蒸汽、煮等)的效果一般優於幹法加熱(烘烤、紅外輻射等)。通常采用常壓蒸汽加熱30min,或98kPa壓力的蒸汽處理15min~20min,可使胰蛋白酶抑製劑失活。此外,擠奈膨化的效果也比較好。

大豆及豆粕的加熱程度對其營養品質影響很大。加熱不足,胰蛋白酶抑製劑破壞不充分,降低蛋白質的消化率;加熱過度,雖然胰蛋白酶抑製劑已失活,但分使蛋白質發生變性,溶解度降低,特別是引起賴氨酸、精氨酸和胱氨酸的破壞或消化率降低。

為了評價大豆及豆粕加熱的程度,從而判斷大豆與豆粕中胰蛋白酶抑製劑的破壞程度及其營養價值,可采用多種評價方法與指標,如胰蛋白酶抑製劑活性(trypsininhibitoractivity,TIA)、尿素酶活性(ureaseactivity,UA)、蛋白質溶解度(proteinsolubility,PS)等。這幾項指標之間存在著明顯的正相關關係,因此測定其中任何一項均可。由於胰蛋白酶抑製劑活性的測定方法較為複雜,故一般不常用。通常多測定尿素酶活性和蛋白質溶解度。

大豆及豆粕中存在的胰蛋白酶抑製劑和尿素酶的本質都是水溶性蛋白質,它們經加熱處理時會失去活性。尿素酶經加熱而失活的速率與胰蛋白酶抑製劑大致相同,且尿素酶活性測定方法簡便,因此生產實踐中通常采用尿素酶活性的測定來反映大豆及豆粕加熱是否足夠的指標。尿素酶活性高,表明大豆或豆粕加熱不足,其中胰蛋白酶抑製劑的活性高;尿素酶活性低,表明加熱充分,其所含的蛋白酶抑製劑已大多被滅活。大豆及豆粕中尿素酶活性應處於合適的範圍,基允許量標準,不同國家和地區的規定不盡一致,而且由於測定方法的不同,允許量的數值及表示單位也有所不同。我國製定的《大豆製品中尿素酶活性測定方法》標準(GB8622-88)是以每分鍾每克大豆製品釋放的氨態氮的毫克數(Nmg/g·min)來表示尿素酶活性。我國《飼料用大豆》標準(GB10384-89)規定:“飼料用大豆需加熱後使用,尿素酶活性不得超過0.4”。我國《飼料用大豆餅》標準(GB10379-89)和《飼料用大豆粕》標準(GB10380-89)規定,大豆餅和大豆粕的尿素酶活性都不得超過0.4。但在生產實踐中,人們通常采用pH增值法測定尿素酶活性。該法是以pH值的上升值(△pH)來表示尿素酶活性。一般認為,飼料用大豆餅、粕和加熱後的飼料用大豆,其尿素酶活性的最適範圍為0.05~0.20△pH,最高不超過0.5△pH。但不同國家和地區的標準略有差異。如美國大豆粕質量標準中,尿素酶活性規定為0.05~0.20△pH;巴西為0.01~0.3△pH;多數國家規定為0.05~0.5△pH。台灣省標準為0.02~0.3△pH。

蛋白質溶解度(PS)一般作為判定大豆及豆粕是否加熱過度的指標,即當尿素酶活性因過度加熱而降為0時,用蛋白質溶解度仍可評價過度加熱的豆粕的品質。大豆加熱溫度的升高和時間的延長,大豆蛋白會不同程度地發生變性,其溶解度降低。因此,通過測定大豆及豆粕的蛋白質溶解度。可反映出熱處理過程中大豆蛋白的性程度。如果加工過程中熱處理溫度太高或時間延長,大部分蛋白質發生變性,溶解度降低,表明大豆及豆粕的營養價值下降。一般要求蛋白質溶解度(0.2%KOH溶液)應在70%~85%之間。PS>85%時,表示加熱不足,PS<70%時則表示加熱過度(Dale,1990)。

4.2化學處理法

一些研究表明,大豆中的胰蛋白酶抑製劑可以通過化學處理方法使其滅活。此類方法的作用機理一般都是利用化學物質破壞胰蛋白抑製劑的二硫鍵,從而改變胰蛋白酶抑製劑分子結構以達到滅活的目的。已采用過的化學物質(或稱化學鈍化劑)有亞硫酸鈉(Na2SO3)、偏重亞硫酸鈉(Na2S5O3)、硫酸銅、硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、戊二醛以及一些帶硫醇基的化合物(胱氨酸、N-乙酰胱氨酸)等。候水生等(1994)報道,采用0.5%偏重亞硫酸鈉(Na2S2O5)、處理生豆粕1周以上,可使胰蛋白酶抑製劑降低59.83%。

4.3酶處理法

國外有人研究用某些真菌和細菌的菌株所產的特異性酶來來活大豆中的胰蛋白酶抑製劑,有一定的效果(Meijer和Spekking,1993;Huo等,1993)。國內近年有人用枯草杆菌蛋白酶對脫脂大豆粉進行水解,結果表明枯草杆菌蛋白酶可以水解去除脫脂大豆粉中所含的胰蛋白酶抑製劑,但存在的總是是同時將大豆中其它蛋白質也進行了水解(陳中等,2000)因此,用外源酶製劑來滅活大豆等豆類籽實中的胰蛋白酶抑製劑的處理方法目前仍處於研究階段,尚未應用於生產,但它是一個有前途的方法。

4.4作物育種方法

國內外對大豆Ti基因(不含胰蛋白酶抑製劑的隱性基因)及其遺傳規律的研究,為通過作物育種手段降低大豆胰蛋白酶抑製劑的活性提供了依據。Hymowitz於1986年已成功地培育出了低胰蛋白酶抑製劑的大豆新品種,其胰蛋白酶抑劑的活性比一般大豆低50%。