大豆抗營養因子的危害及消除

劉瑞玲，王麗輝，李世良

（1.甘肅畜牧工程職業技術學院，甘肅 武威 733006；2.重慶畜牧科學院，重慶 402460）

大豆作為植物飼料蛋白質源，被廣泛應用于飼料行業中。大豆粕粗蛋白含量為35%～42%。大豆粕以其蛋白質含量高，氨基酸比例平衡而成為全世界最主要的植物蛋白質飼料原料。大豆中含有多種抗營養因子，嚴重影響動物的消化、吸收。大豆中的抗營養因子主要包括胰蛋白酶抑制劑、植物凝集素、多酚類化合物、致甲狀腺腫素、大豆抗原蛋白、脲酶、脹氣因子及植酸素等。

1 抗營養因子

研究學者將抗營養因子（ANF）定義為由植物代謝產生的并以不同的機制對動物產生抗營養作用的物質。后來，又有學者認為，把具有降低飼料營養物質的利用、動物生長速度和動物健康水平的物質稱為ANF。隨著對ANF認識的加深，人們認為對營養物質的消化、吸收和利用產生不利影響以及影響畜禽生產能力和健康的物質，統稱為ANF，這對ANF的概念作了更為精確的概括。

2 大豆抗營養因子的含量及對動物的危害

大豆抗營養因子的含量及其對動物的危害見附表。

3 抗營養因子的消除方法

3.1 植酸

植酸又稱肌醇六磷酸，其化學式為C6H18O24P6，廣泛存在于植物性飼料中，含量為1%～5%，糠麩類含量最多。植酸的磷酸根部分可與蛋白質分子形成難溶性的復合物，不僅降低蛋白質的生物學效價，而且影響蛋白質的功能特性，還可抑制豬胰脂肪酶的活性，影響礦物質元素的吸收利用，降低磷的利用率[1]。去除植酸方法主要是機械加工（粉碎、去殼、脫種皮等），某些抗營養因子因集中于作物的種皮中，通過皮肉分離消除。另外還有酶制劑法，酶制劑有單一酶制劑和復合酶制劑，植酸酶是應用最廣泛的一種單一酶制劑，其他有應用價值的飼用酶還有纖維素酶、木聚糖酶、JB-葡聚糖酶、甘露糖酶、果膠酶等。植酸酶對豬和家禽消除植酸的抗營養作用十分有效，能水解單胃動物不能吸收利用的植酸鹽，通過釋放磷元素來被動物機體利用，從而消除植酸的抗營養作用。

附表 大豆抗營養因子的含量及對動物的危害

3.2 植物凝集素

植物凝集素主要以糖蛋白的形式存在，主要是對免疫系統和器官具有一定的毒害作用，對腸道產生的免疫球蛋白A有顯著的頡頏作用，影響家畜的生產性能。植物凝集素是一種對某些糖分子具有高度親和力的蛋白質，其中大多數是糖蛋白。植物凝集素和糖及配糖體（糖脂、糖肽、低聚糖、氨基葡聚糖）的結合，類似于酶和底物的結合或抗原和抗體的結合，具有高度的特異性。通過水浸泡法去除。將蠶豆和豌豆浸泡于水（或鹽水、或堿水）中煮10～20 min后，其含有的大豆胰蛋白酶抑制因子（TIs）和植物凝集素可全部被滅活。

3.3 蛋白質抑制因子、抗維生素因子

蛋白酶抑制因子主要有胰蛋白酶抑制因子（KTI）和波曼比克抑制因子（BBI）兩類。KTI主要抑制胰蛋白酶，而BBI同時抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白質酶。蛋白酶抑制因子能抑制胰蛋白酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶活性，促進胰腺分泌、胰腺腫大，造成必需氨基酸內源性損失的結果，使部分生長停滯、生產性能下降。其中重要的是胰蛋白酶抑制因子，胰蛋白酶抑制因子主要影響胰腺的分泌功能，與胰蛋白酶在小腸中的濃度相關。腸道的胰蛋白酶與抑制因子結合，然后經糞便排出體外，因此降低了胰蛋白酶的濃度。胰蛋白酶的大量補償性分泌，造成內源性含硫氨基酸的丟失，引起體內氨基酸代謝不平衡，特別是蛋氨酸的不足引起生長受阻，消化吸收功能失調和紊亂。去除蛋白質抑制因子和抗維生素因子的方法主要有加熱法、膨化與制粒二次加工和發芽處理。加熱法分為濕熱和干熱，濕熱法包括蒸煮、熱壓等，干熱法包括焙炒、爆裂、烘烤、微波輻射、紅外輻射等。在實施中針對不同的原料采用不同的溫度，加熱不夠不能消除ANF，過度加熱又會影響蛋白質和維生素的利用效率，并且加熱效果與原料的顆粒大小、加熱時間、溫度和濕度有密切關系。發芽處理可在種子發芽后，ANF被內源酶破壞。

3.4 大豆抗原蛋白

從大豆中鑒定出4種球蛋白，即大豆球蛋白、α-伴大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、γ-伴大豆球蛋白，并證明其是大豆蛋白中的主要抗原成分。大豆蛋白抗原進入動物體內主要引起動物發生過敏反應，在腸道造成免疫損傷，細胞免疫和體液免疫都參與了這一過程，但小腸絨毛結構的變化主要是由細胞免疫引起的，這種作用使小腸結構受損，食糜滯留時間縮短，營養物質的消化和吸收出現紊亂，導致消化不良、腹瀉等現象的發生。降低大豆蛋白致敏性的加工處理方法包括膨化法、熱乙醇處理、水解、瘤胃液發酵等。有研究表明，膨化加工大豆餅粕能降低血清中抗球蛋白和β-伴大豆球蛋白的效價，減輕細胞免疫反應的程度。膨化豆粕處理的仔豬皮裙厚度和血清中抗球蛋白和β-伴大豆球蛋白的效價都比豆粕處理仔豬低。

3.5 多酚類化合物

多酚類化合物如單寧、酚酸單寧屬于水溶性的酚類化合物，主要作用于蛋白質、碳水化合物及酶形成復合物干擾豬消化過程，降低蛋白質的利用率，與消化酶形成復合物，使酶的活性下降，養分消化率降低，影響適口性。據報道單寧等多酚類化合物和鈣、鐵、鋅等多種金屬離子結合形成不溶性化合物，降低其利用率。多酚類化合物機械加工包括粉碎、去殼、脫種皮等，單寧主要存在于作物種子表皮層，通過機械加工處理使之分離，就可大為減少抗營養作用，此方法簡單有效，但廢棄種皮的處理是一個大問題。化學鈍化處理是在飼料中加入適量蛋氨酸或膽堿作為甲基供體，可使單寧甲基化，促使其排出體外。

3.6 致甲狀腺腫素

這是一類有機小分子，在豆粕中含量極微，其前體物是硫代葡萄糖苷，單個硫代葡萄糖苷是無毒的，但在硫代葡萄糖苷酶的作用下會產生致甲狀腺腫的一系列小分子物質。在豆粕中硫代葡萄糖苷與硫代葡萄糖苷酶是內源性的，只有當組織破碎并在合適條件下（水、溫度等）才能起系列酶解作用，所以殺滅尚未酶解的硫代葡萄糖苷酶，則有利于阻止致甲狀腺腫素的產生。通過熱處理和化學鈍化處理降低其活性[2]。

3.7 脲酶

一般脲酶本身并沒有毒性作用，但在一定溫度和pH條件下，生大豆中的脲酶遇水迅速將含氮化合物分解生成氨從而引起氨中毒。由于大豆及其制品中脲酶含量與胰蛋白酶（PI）含量呈正相關關系，因此常以大豆的受熱程度判斷脲酶活性來估計胰蛋白酶抑制劑的活性，并通過熱處理降低其活性[3]。

3.8 脹氣因子

大豆中的脹氣因子主要是棉籽糖、水蘇糖和毛蕊花糖。棉籽糖在大豆中含量約為1%，水蘇糖在大豆中含量約為4%。棉籽三糖和水蘇四糖不能被胃和腸上段的消化酶消化，而是被結腸中的細菌發酵產氣，引起胃腸脹氣。胃腸脹氣因子耐熱處理，但可溶于水和80%乙醇，豆類發酵也能減少其含量[4-5]。

4 小結

隨著養殖業的大力推動和發展，飼料行業也日益完善，經過幾十年的研究，盡管人們對大豆中營養因子的化學結構和理化特性、生理作用、抗營養機制有了一定的了解，抗營養因子的鈍化技術也有所發展，但是在大豆及大豆制品的實際運用中，還有很多問題沒有得到解決。能夠利用生物酶體來大量去除大豆抗營養因子，增加豆制品的適口性及有機體對豆制品的消化率，降低抗營養因子，亦能夠為大豆及其制品的生產節省大量費用的比較切實可行的辦法就是將豆粕進行發酵。目前還要結合動物醫學、免疫學、營養學等方面研究的發展，找到消減大豆抗營養因子活性的最佳方法，盡量解決大豆產品應用的相關問題。

[1]李德發.大豆中的抗營養因子[M].中國科學技術出版社,2003.

[2]孫鵬,秦貴信.蒸汽處理對大豆抗原含量及免疫原性的影響[J].中國獸醫學報,2006（5）:551-554.

[3]孫月,秦貴信.不同處理方法降解大豆中抗營養因子的比較研究[J].河北農業科學,2009（10）:82-83.

[4]姚曉紅,吳逸飛,湯江武,等.微生物混合發酵去除生豆粕中胰蛋白酶抑制劑的研究[J].中國飼料,2005（24）:16-18.

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