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畜牧人

標題: 用酶法提高蛋白質飼料的營養價值 [打印本頁]

作者: luyafei414 時間: 2010-10-7 09:41
標題: 用酶法提高蛋白質飼料的營養價值
　　用酶法提高蛋白質飼料的營養價值
　　由于蛋白質飼料資源緊缺，動植物蛋白質加工的副產品再利用很有意義，一方面可充分利用現有的資源，另一方面可減少環境污染。但由于動植物蛋白質加工的副產品營養價值較低、適口性差以及某些抗原性物質和抗營養因子的存在，使其在畜禽生產中的應用受到限制，探索改善動植物蛋白質加工副產品營養價值的方法很有必要。目前用酶水解的方法改善動植物蛋白質加工副產品的營養，克服其存在的缺點十分有效，在生產中很有應用價值。
　　1　蛋白質水解的方法
　　蛋白質的水解就是利用化學方法對天然蛋白質進行水解，水解后的蛋白質其功能性質發生改變。目前，水解蛋白質的方法有三種，即酸水解、堿水解和酶水解。因在堿水解過程中，多數氨基酸受到不同程度的破壞，并且產生消旋現象，所以在生產中基本不采用此法。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。其優點是水解效率高，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，要求水解設備必須有很強的抗腐蝕性能，所以酸水解法在生產中的應用受到了很大的限制。酶水解所需的條件則較溫和，不產生消旋作用，也不破壞氨基酸，且水解時間短，產物顏色淺，容易控制水解的程度。常用于水解蛋白質的酶有木瓜蛋白酶、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中有最大活性，而胃蛋白酶是一種酸性蛋白酶，一級結構類似于凝乳蛋白酶，水解蛋白質時的適宜pH為2左右。木瓜蛋白酶作用位點專一性不強，能耐70℃的高溫，來源豐富且價格便宜，所以在生產中被廣泛應用。
　　2　蛋白質的酶解
　　2.1　蛋白質水解過程的控制　酶法水解由于其反應條件溫和，對氨基酸破壞少的優點，而在生產中倍受青睞。但在蛋白質的酶水解過程中水解程度的控制是十分重要的，因為過度的水解會產生苦味肽，使蛋白質的風味改變，影響水解蛋白質在生產中的應用。反映蛋白質水解程度的主要指標有：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被裂解的肽鍵毫摩爾數(m mol/g)，htot為每克原料蛋白質的肽鍵毫摩爾數(m mol/g)。即用原料蛋白質中肽鍵被裂解的百分數表示蛋白質被酶催化水解的程度。顯然，蛋白質全部水解生成游離氨基酸時DH=100%，沒有水解時DH=0。
　　對于某一特定的蛋白質來說，其htot是一個常數，它可以由組成該蛋白質的氨基酸含量計算出。在許多蛋白質中，氨基酸的平均分子量約為125，每克蛋白質(6.25×N)的htot約為8m mol。所以只要測出水解后蛋白質被裂解的肽鍵數(h值)就可以計算出相應的DH值。由于每裂解一個肽鍵就同時生成一個-NH2基和-COOH基，只要定量地測出蛋白質水解后新生成的-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經酶解后離心的上清液(測定)及蛋白質在同等條件下不酶解離心的上清液(空白)中的含氮量和相當量的蛋白質干粉含氮量，按下式計算表觀消化率：即表觀消化率為(“測定”含氮量-“空白”含氮量)/相當量蛋白質干粉含氮量
　　表觀消化率可反映蛋白質在體外被蛋白酶消化的程度。
　　2.1.3　水解物的平均分子量　從營養學角度考慮，蛋白質水解產物不要求全部生成氨基酸。試驗表明，蛋白質在消化吸收過程中，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就可以了。
　　2.2　酶解過程中苦味物質的形成及脫除方法　　　蛋白質經酶的不完全水解后，有時會產生一些苦味物質，這些苦味物質是一些疏水性的短肽。苦味的存在往往限制了蛋白質酶解產物在生產中的應用。純蛋白質的風味一般是比較平淡的，小麥、魚和大豆蛋白質的特征風味是由于它們結合少量的其它化合物。蛋白質經酶水解后能釋放出這些風味成分，其中包括一些不良風味的成分，與此同時，也可導致蛋白質產生一些苦味。
　　水解蛋白質的苦味和蛋白質原有的氨基酸組成有關，特別是蛋白質的疏水性氨基酸是導致蛋白質水解后產生苦味肽的重要原因。有些蛋白質，如肌肉蛋白和膠原蛋白，酶水解時不會產生苦味;而另外一些蛋白質，如酪蛋白和大豆蛋白，酶水解時極易產生苦昧。當蛋白質處于天然狀態時，疏水性氨基酸埋藏在蛋白質結構內部，因而對蛋白質的味道不會產生明顯影響。在酶解過程中，小分子量肽的數量將增加，從而暴露了這些疏水性氨基酸，當它們同味蕾作用時就產生了苦味。
　　蛋白質被水解的程度(水解度)對苦味的產生有著很大的影響。當水解度很小時一般感覺不到苦味，隨著水解度的提高苦味開始出現并逐漸增強，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水解物的苦味也有很大影響，例如，蛋白質經胃蛋白酶水解后苦腥味較大。
　　蛋白酶水解產物中的苦味可用多種方法脫除，如吸附分離法、包結絡合法、合成反應法和肽鏈端解酶法等，其中以吸附分離法和包結絡合法為最具實用價值的方法。活性碳是使用歷史最長且應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-環糊精能夠包結絡合苦味肽而具有脫苦性能。
　　3　酶解蛋白質在畜禽生產中的應用
　　動物營養學的進步使畜禽日糧的配合日趨合理，但在實際生產中因各種因素(如原料的質量、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化產品可供向日糧中添加，氨基酸的不平衡導致畜禽未能達到充分發揮其生產性能的水平，有些甚至引起各種營養性疾病的發生。用動植物蛋白質加工的副產品提取的蛋白質營養液，因其含有多種必需氨基酸及肽類物質，易被動物消化吸收，在畜禽生產中作為日糧蛋白質的補充，無疑將能提高畜禽的生產性能。
　　對家禽進行免疫接種已是預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對家禽都是一種強烈的應激。一方面，機體發生內環境失衡，出現水鹽電解質代謝相對紊亂;另一方面，機體要消耗較正常情況下更多的養分;再則，免疫接種后機體對各種疾病的抵抗力相對降低;如果此時僅供給平常日糧，機體將無法獲得建立免疫反應所必需的高營養，勢必影響免疫效果，容易誘發其它疾病。在此情況下，利用蛋白質的酶解液再輔以維生素和免疫增強劑，作為禽群免疫接種過程中的營養保健型添加劑，對抗應激及增強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現象至今仍難以徹底解決。從斷奶前營養全面而充分的母乳轉為難消化、營養價值低的以植物性飼料為主的代乳料，對仔豬是一個巨大的應激。現已清楚，仔豬腸道內源消化酶的不足及飼料中存在抗原性物質是引起仔豬斷奶后腹瀉的重要原因。而蛋白質酶解后由于其生成了大量的氨基酸及低分子量肽類物質，不會引起仔豬腸道的過敏反應，易被仔豬腸道吸收，對仔豬斷奶后腸道適應性的建立有良好的作用。
　　(記者佚名)

作者: zhaoxiaoyu 時間: 2010-10-7 09:44
樓主對酶相關知識了解的不少啊，學習了

作者: lilyyang 時間: 2010-10-7 10:14
其實酶制劑的使用要考慮很多因素的。

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