王勇生,程宗佳
(中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料中心,北京 102209)
蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)實(shí)際上是氨基酸營(yíng)養(yǎng)。蛋白質(zhì)在動(dòng)物消化酶作用下的水解終產(chǎn)物大部分是由2或3個(gè)氨基酸殘基組成的小肽,能直接被動(dòng)物吸收,參與生理活動(dòng)和代謝調(diào)節(jié)。大豆蛋白活性肽是大豆蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物,通過微生物發(fā)酵技術(shù)將大豆蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成多肽、寡肽及小部分氨基酸混合物,通常為平均肽鏈長(zhǎng)度為2~10的短肽(以長(zhǎng)度為2~3的低分子肽為主),含少量游離氨基酸、糖類和無(wú)機(jī)鹽成分,相對(duì)分子質(zhì)量<1 000,主要溶出峰位置在相對(duì)分子質(zhì)量300~700。與大豆蛋白質(zhì)相比,大豆多肽含豐富的小肽,更易消化吸收,具有低過敏性,能促進(jìn)礦物質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收及抗氧化性等特性。幼畜的消化酶系統(tǒng)尚未發(fā)育完全,對(duì)于植物蛋白質(zhì)的消化能力較弱,而大豆肽中富含許多小肽,且大豆肽抗原性較低,能直接被動(dòng)物吸收,因而幼畜使用后發(fā)生過敏反應(yīng)概率大幅降低。本文就大豆肽飼料的營(yíng)養(yǎng)成分、功能、制備工藝及在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行論述,以期為大豆肽作為飼料資源的開發(fā)使用提供指導(dǎo)。
大豆粗粉經(jīng)過廣泛的水解發(fā)酵過程,許多抗?fàn)I養(yǎng)因子被滅活,易溶于水,無(wú)殘?jiān)?。與其他大豆產(chǎn)品相比具有不同的營(yíng)養(yǎng)特性,具有低滲透壓、受熱不凝固性、酸性條件下不沉淀、低黏性、高流動(dòng)性、良好的乳化性等特點(diǎn)。大豆多肽成分分析見表1,不同大豆產(chǎn)品的比較見表2。
表1 大豆多肽成分分析
表2 不同大豆產(chǎn)品的比較 %
1.1.1 富含多種植物衍生肽
大豆蛋白質(zhì)經(jīng)過微生物發(fā)酵被分解成小分子物質(zhì)、蛋白質(zhì)和肽,如小肽、抗微生物肽、多肽和其他免疫增強(qiáng)劑,這些肽類物質(zhì)可以通過腸黏膜直接被轉(zhuǎn)運(yùn)、吸收,不易達(dá)到飽和。小分子肽和氨基酸的吸收不存在相互競(jìng)爭(zhēng),小肽也可以促進(jìn)游離氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收,提高蛋白質(zhì)的利用率,顯著提高飼料消化率。大豆肽蛋白飼料,尤其在幼齡動(dòng)物(例如哺乳仔豬、斷奶仔豬、保育豬)日糧中使用效果很好。
1.1.2 無(wú)抗原與抗?fàn)I養(yǎng)因子
大豆多糖分子包括一些抗?fàn)I養(yǎng)因子,在發(fā)酵過程中基本被清除,這些都有利于動(dòng)物的消化吸收,尤其是一些脹氣因子,甚至非熱敏性大豆抗原,主要是大豆球蛋白聚球藻和α-降解蛋白質(zhì)等都可被去除,可避免動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)性腹瀉的發(fā)生,這是其他加工過程不能達(dá)到的。此外,抗原和抗?fàn)I養(yǎng)因子被去除,也有利于維持動(dòng)物腸道內(nèi)的組織結(jié)構(gòu),促進(jìn)小腸絨毛的發(fā)育和幼齡動(dòng)物胃腸道功能的完善,提高免疫功能。在提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收和增強(qiáng)免疫功能方面扮演著雙重角色,以確保動(dòng)物健康成長(zhǎng),減少抗生素的用量。
1.1.3 具有穩(wěn)定的動(dòng)物消化率
由于其特殊的加工過程,大豆肽蛋白具有更加一致的動(dòng)物消化率。豬真回腸的大豆肽蛋白質(zhì)的消化率為95%,肉雞平均真氨基酸消化率是94.1%,且大豆肽不含有生物胺(如組胺)。不像魚粉易受新鮮度及熱加工品質(zhì)的影響,消化率從80%到95%,變異較大。
1.1.4 具有良好的乳化性
大豆肽是一種優(yōu)良的乳化劑。即使不包含磷脂,也可使比例為1.7∶1(w/w)的水和油形成一種穩(wěn)定的乳狀液。卵磷脂是蝦飼料中的一種成分,可提供磷脂和乳化劑,但價(jià)格昂貴,難以混合在飼料中。大豆肽具有一定黏性,可替代蝦飼料中部分卵磷脂進(jìn)行使用。
1.1.5 具有良好的結(jié)合能力
大豆肽的結(jié)合能力估計(jì)約為小麥面筋的1/4。小麥面筋的結(jié)合能力是由于小麥面筋蛋白質(zhì)基質(zhì)的形成,以提供強(qiáng)度和非水滲透性。這是小麥面筋在中性pH腸道(如蝦)中不能很好被消化吸收的原因。大豆多肽的結(jié)合能力是由于存在氫鍵。雖然這些氫鍵是弱鍵,但在同樣的時(shí)間內(nèi),可提供很好的綁定效果,且易于被消化。這已在豬試驗(yàn)中得到證明,大豆肽與小麥面筋蛋白質(zhì)消化率的比較見表3。
表3 大豆肽與小麥面筋蛋白質(zhì)消化率的比較
多菌種組合經(jīng)固態(tài)發(fā)酵獲得的大豆肽蛋白飼料,不僅可以替代魚粉,增強(qiáng)動(dòng)物的抗病能力,而且可以提高飼料的轉(zhuǎn)化效率、微量元素的生物學(xué)效價(jià)及蛋白質(zhì)的消化率。發(fā)揮這些功能的主要物質(zhì)是一種小肽。動(dòng)物攝入蛋白質(zhì)后經(jīng)腸道各種蛋白酶水解,不僅以氨基酸的形式吸收,更多是以小肽的形式被直接吸收。此外,二肽、三肽的吸收效率比同組成的氨基酸高得多,極大地方便肽中氮的吸收,從而提高氮在體內(nèi)沉積效率;小肽在腸道和礦物元素結(jié)合成可溶性物質(zhì),從而促進(jìn)鈣、磷、銅、鋅、鐵、錳、硒、鈷等微量元素的吸收,提高其生物學(xué)效價(jià),可以減少日糧中微量元素和礦物質(zhì)的添加量,以達(dá)到降低成本、減少氮和磷的排放量和促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)及環(huán)保的效果;一些小肽不僅具有營(yíng)養(yǎng)功能,而且具有多種生理功能??梢蕴岣邉?dòng)物的免疫功能,在解決斷奶仔豬應(yīng)激問題上具有獨(dú)特的功效,進(jìn)而緩解目前大型養(yǎng)豬場(chǎng)遇到的豬應(yīng)激問題。
飼養(yǎng)對(duì)象、飼養(yǎng)階段以及生理狀態(tài)(泌乳、抗應(yīng)激、促生長(zhǎng)等)不同,肽蛋白飼料在日糧中的添加比例也不同。就其功能而言,可全部替代乳豬飼料中的乳清粉、代乳粉;可全部替代畜、禽飼料中的優(yōu)質(zhì)魚粉,且無(wú)組胺、無(wú)肌胃糜爛素,無(wú)高酸價(jià),無(wú)高過氧比值以及無(wú)揮發(fā)性鹽基氮;可全部取代腸膜蛋白粉及40%的血漿蛋白粉,且無(wú)病菌污染的危險(xiǎn)。大豆肽在畜禽日糧中的推薦添加量見表4。
表4 大豆肽在畜禽日糧中的推薦添加量%
孫汝江等在基礎(chǔ)日糧中添加大豆肽0.075%、0.15%、0.3%,研究其對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)及血液生化指標(biāo)的影響,結(jié)果表明,添加大豆肽0.15%可顯著提高蛋雞產(chǎn)蛋率(P<0.01),降低料蛋比(P<0.05),顯著提高哈夫單位(P<0.05),提高蛋雞生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì),改善蛋白質(zhì)代謝,并且大豆肽0.15%和乳酸菌素0.2%聯(lián)合應(yīng)用優(yōu)于單獨(dú)添加大豆肽或乳酸菌素[1]。李丹等在0~42日齡白羽肉雞基礎(chǔ)日糧中分別添加大豆肽0.2%、0.4%、0.6%和0.8%,發(fā)現(xiàn)添加大豆肽的試驗(yàn)組肉雞平均日采食量(ADFI)均顯著高于對(duì)照組,分別增加2.42%、3.32%、2.62%和2.21%(P<0.05)。而各試驗(yàn)組的料肉比則低于對(duì)照組,添加大豆肽的試驗(yàn)組能提高肉雞胸肌pH和嫩度,增強(qiáng)保水性能,改善肉色,提高肉雞的屠宰率、全凈膛率、胸肌率和腿肌率,同時(shí)降低腹脂率[2]。趙貴興等研究表明,大豆活性肽可顯著提高肉仔雞日增重和采食量,在提高屠宰率方面也有一定作用;大豆活性肽可以降低飼料成本,增加毛利潤(rùn),大豆活性肽可有效應(yīng)用于肉仔雞生產(chǎn)中,其最適添加量為0.6%,優(yōu)于使用抗生素(黃霉素5mg·kg-1)[3]。張紅芬等研究顯示,肉仔雞日糧中添加大豆發(fā)酵肽粉有提高肉仔雞日增重和飼料轉(zhuǎn)化率的趨勢(shì),除了大豆肽外,抗菌肽在養(yǎng)雞中的應(yīng)用效果也非常明顯[4]。趙芳芳等研究表明,在雞飼料中添加大豆肽可使雞嗉囊、空腸、盲腸、直腸乳酸菌增加10倍,而大腸桿菌、好氧菌總數(shù)卻下降10倍[5]。
劉福星等在保育期添加大豆肽1.0%,結(jié)果仔豬腹瀉率降低43.8%,仔豬從開料到35日齡在飼料中添加豆肽1.0%,哺育期成活率比對(duì)照組提高7.44%;在36~70日齡添加大豆肽0.5%,保育階段成活率提高4.61%[6]。王賢勇報(bào)道,在試驗(yàn)組仔豬日糧中添加小肽制品2%,日采食量和日增重分別比對(duì)照組提高了15.5%和17.3%,因此,大豆肽能發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)與抗病的雙重作用,從而確保動(dòng)物健康生長(zhǎng),提高成活率[7]。陳紅梅等在斷奶仔豬飼糧中添加乳酸菌素0.4%,可極顯著提高斷奶仔豬平均日增重(P<0.01),降低糞中大腸桿菌數(shù)量,減少腹瀉的發(fā)生[8]。張晶等研究表明,在14日齡早期斷奶仔豬飼料中添加大豆活性肽4.9%能提高仔豬平均日增重和飼料的轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)早期斷奶仔豬生長(zhǎng)發(fā)育[9]。Cordoba等研究發(fā)現(xiàn),在試驗(yàn)仔豬感染了大腸桿菌病的情況下,飼喂大豆寡肽能夠較好的促進(jìn)仔豬的健康恢復(fù)[10]。
可溶性肽和氨基酸刺激畜禽的味蕾,引起畜禽更多的采食。植物性蛋白質(zhì)添加到各種肉食性魚類日糧中的水平是有限的,因?yàn)榇蠖鄶?shù)食肉動(dòng)物腸道內(nèi)不含酶,無(wú)法消化纖維和碳水化合物,并導(dǎo)致寡糖脹氣的產(chǎn)生。李惠等研究結(jié)果表明,用發(fā)酵豆粕替代魚粉對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰生長(zhǎng)和消化無(wú)顯著影響,可以完全替代魚粉,其中以25%的比例替代效果更佳[11]。冷向軍等研究表明,發(fā)酵豆粕替代魚粉的效果優(yōu)于脫皮豆粕,可取代飼料中魚粉用量的20%而不會(huì)對(duì)蝦體增重率、蝦體肌肉組成產(chǎn)生顯著影響[12]。
大豆肽富含生長(zhǎng)因子,能提高微生物的生長(zhǎng)發(fā)育和代謝速度,促進(jìn)雙歧桿菌的發(fā)酵以及乳酸菌和其他菌類的增殖,從而提高動(dòng)物生產(chǎn)性能,改善畜產(chǎn)品品質(zhì)。大豆肽作為飼料使用安全,無(wú)毒副作用,應(yīng)用范圍廣,市場(chǎng)開發(fā)潛力大,具有非常廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。
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