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大豆及其加工副产品是目前国内外应用最广泛的植物性饲料蛋白质原料，其蛋白质含量高，除含硫氨基酸较缺乏外，其他氨基酸较平衡。大豆加工副产品一大豆饼、粕作为一种良好的植物性饲料蛋白原料，在畜禽及水产动物日粮中用量一般可达20%~30%。但是由于大豆及其副产品中存在一些影响养分消化和畜禽生理健康的抗营养因子，主要有胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素、皂苷、致甲状腺中因子、胃肠胀气因子、抗维生素因子及抗原蛋白等(贺英1996)。这些抗营养因子的存在不仅降低饲料的营养价值和利用率，而且降低畜禽和水产动物的生产性能，使动物胰脏肿大(家禽较常见)引起幼龄动物腹泻(猪较常见)、生长受阻等。大豆及其副产品中的抗营养因子大部分为蛋白质或糖蛋白。根据其热稳定性不同可将这些抗营养因子分为2类：热稳定性抗营养因子和热不稳定性抗营养因子，其中大豆抗原为热稳定性因子。在适宜的加工处理条件下，胰蛋白酶抑制因子、脲酶等热不稳定性抗营养因子活性显著降低，而大豆抗原仍保持较高的活性。
1 大豆中主要的抗营养因子
1.1 蛋白酶抑制剂
在自然界已发现数百种蛋白酶抑制剂(Protease inhibitors，PI)，大豆中普遍存在的有胰蛋白酶抑制剂(Trypsin inhibitor，TI)和糜蛋白酶抑制剂(Chymotrypsin inhibitor，CI)。大豆胰蛋白酶抑制剂(STI)是大豆中的主要抗营养因子，其相对分子质量在7975~21500之间的多肽类或蛋白质。大豆中的胰蛋白酶抑制剂有7~10种，目前分离出的主要有2种，即Kunitz(简称KTI)和Bouman Birk(简称BBI)。胰蛋白酶抑制剂在豆粕中含量约为2%，其中KTI含量为1.4%左右，主要抑制动物体内分泌的胰蛋白酶活性；BBI含量为0.6%左右，可同时抑制胰蛋白酶与胰凝乳蛋白酶活性。胰蛋白酶抑制剂是大豆中的一类主要抗营养因子，动物采食含胰蛋白酶抑制剂的饲料时，胰蛋白酶抑制剂链环结构中暴露的氨基酸残基(活性中心部位)与蛋白酶中的氨基酸发生络合作用，使肠道中蛋白水解酶的作用受到抑制，从而阻碍动物对饲料蛋白质的消化吸收;同时还作用胰腺本身，发生补偿性反映，造成机能亢进，胰腺分泌过多，引起必需氨基酸(特别是含硫氨基酸)的内源性损失，严重时出现腹泻、抑制机体生长和造成胰脏肿大等现象。
1.2 大豆抗原蛋白
大豆抗原蛋白为热稳定性因子，是大豆对动物(特别是幼龄动物)影响最大的一类物质。大豆抗原蛋白是大豆及其加工副产品中能引起动物过敏反映的一类具有抗原性的蛋白质，主要有：大豆疏水蛋白(Soybean hydrophobic protcin)、大豆壳蛋白(Soybean hull protein)、大豆抑制蛋白(Soybean profilin)、大豆空泡蛋白(Soybean vacuolarprotein)、大豆球蛋白(Glycinin)、伴大豆球蛋白(Conglycinin)等。按离心时沉降系数和免疫学方法可将大豆蛋白质分为11S球蛋白和7S球蛋白。其中大豆球蛋白(Glycinin)和β-伴大豆球蛋白(β-Conglycinin)占大豆蛋白的50%~90%(雷继鹏，2003)，同时对幼龄动物致敏影响最为强烈的也是大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白。β-伴球蛋白含量可作为大豆蛋白营养价值的评判指标之一。免疫系统对抗原蛋白特别敏感，可引起过敏反映和肠黏膜损害。过敏反映造成的免疫损伤主要在肠道，表现为肠绒毛萎缩，黏膜双糖分解酶的数最及活性下降，木糖吸收率降低及血清中抗大豆免疫球蛋白IgG滴度升高，结果小肠结构受损，食糜滞留时间缩短，营养物质和矿物质的转运、吸收紊乱，导致消化不良、腹泻和生长受阻。现已确定仔猪对大豆抗原蛋白有过敏反映是引起仔猪腹泻的主要原因之一，还可引起体质量下降和突然死亡等现象。
1.3 植酸
植酸(Phytic acid)又称肌醇六磷酸，是植物性饲料中有机磷的主要存在形式，是一种弱酸性的淡黄色或淡褐色的黏稠液体。植酸广泛存在于禾谷类及籽实种子中，大豆中60%~80%的磷都是以植酸状态存在。豆粕中的植酸含量可达2%左右，是一种很强的络合剂，在肠胃中能与带正电荷的锌铜、钙、镁、铁等二价和多价金属离子形成难溶性的植酸盐络合物，导致某些必需矿物质元素的生物效能降低，结果使动物出现矿物质缺乏症，如厌食、消瘦、生长迟缓和脱毛等，严重影响机体的正常代谢与生殖能力。同时植酸在低于蛋白质等电点的酸性条件下，蛋白质带正电，植酸带负电，两者能结合生成植酸-蛋白质复合物;而在高于蛋白质等电点pH介质的碱性条件下，蛋白质和植酸都带负电，能与金属离子生成植酸-金属离子-蛋白质三元复合物，从而大大降低了蛋白质的生物效价和消化率。而且，植酸及其不完全水解产物还能抑制蛋白质、淀粉水解酶以及脂肪酶的活性，严重影响动物的正常消化和吸收。
1.4 植物红细胞凝聚素(PHA)
能凝聚红血球细胞的植物凝聚素(Lectin)有：植物凝聚素、植酸凝聚素和磷脂等。自然界中有800多种植物含有PHA，其中600多种存在于豆科植物中。大豆中存在的凝聚素称为大豆血球凝聚素(Soybean agglutinin，SBA )，SBA 是种高亲和性的糖蛋白，一般为二聚体或四聚体结构，相对分子质量为110000，糖类部分占5%，主要是D-甘露糖和N-乙酰葡萄糖胺，豆粕中含有约3%的血球凝聚素植物凝聚素。在动物肠道中不易被蛋白酶水解，能与小肠壁上皮细胞表面的特异性受体结合，从而损坏小肠壁刷状缘黏膜结构，干扰消化酶的分泌，抑制肠道对营养物质的消化吸收，使蛋白质利用率下降，动物生长受阻甚至停滞。另外凝聚素还对肠壁、肠道细菌及免疫机能产生一定影响。严重时引起肠腔糜烂，微绒毛变短萎缩，肠细胞退化，病变周围组织产生水肿和杯状细胞肥大增生等。
1.5 致甲状腺肿因子
致甲状腺肿因子(GoitrogeninFactors)是一类有机小分子，在豆粕中含量极微，其前体物是硫代葡萄糖苷。硫代葡萄糖苷本身无毒，但在硫代葡萄糖苷酶的作用下发生酶解，生成氰、硫氰酸酯和异硫酸酯，其中异硫氰酸酯在中性条件下可自动环化成恶唑烧硫酮。异硫氰酸酯和恶唑烷硫酮主要影响动物甲状腺的形态与功能，是致甲状腺肿大的主要物质。同时该类物质具有强烈的刺激性气味，严重降低了动物的采食量。其抗甲状腺肿的作用机制可能是这类物质与碘竞争性地与甲状腺结合而造成甲状腺代偿性肿大。
1.6 大豆低聚糖
大豆低聚糖是可溶性寡糖的总称。在豆粕中的主要成分是水苏糖、棉籽糖等，含量分别为4%和1%。水苏糖和棉籽糖是半乳糖类的非还原性糖。由于动物小肠黏液中缺乏a-半乳糖苷酶，水苏糖和棉籽糖不被消化而直接进入大肠中，经肠道产气微生物利用，转化成挥发性脂肪酸，然后产生大量的气体，如CO、H、NH;，也可产生少量甲烷等气体，从而引起动物嗝气、肠鸣等肠胃胀气或腹疼现象。
1.7 脂肪氧化酶和抗维生素因子
大豆中含有一定的脂肪氧化酶(约占蛋白质总量的2%)。脂肪氧化酶是一种含非血红素铁的蛋白质，在水环境中，该酶能专一催化豆粕中的多元不饱和脂肪酸(亚油酸、亚麻酸)发生加氧反映生成具有共轭双键的脂肪酸氢过氧化物，再经裂解酶分解生成短碳链的醇、酮和醛类等挥发性物质从而产生腥味。另外，脂肪氧化酶氧化生成的过氧化物，可破坏脂肪中的VA、VD、VE等脂溶性维生素及胡萝卜素的活性，从而降低其效价和营养价值，故脂肪氧化酶又称抗维生素因子(Antivitamin factor)。
1.8 脲酶
脲酶(Urease)是豆粕中能将尿素水解成NH和CO的酶，本身没有毒性，但当在适宜的水分、温度和pH条件下脲酶被激活时，将豆粕中部分含氮化合物分解成氨，降低蛋白氮、非蛋白氮的利用率，大量的氨存在会引起机体氨代谢障碍，甚至引起动物中毒现象。
1.9 皂甙
大豆皂甙是一类广泛存在于豆科植物中的微量活性化学物质、是由大豆精醇的羟基与低分子糖的羟基脱水形成的一种三萜烯类物质。其毒性机制是大豆皂甙造成动物红血球破裂，具有溶血作用，能引起食物中毒而具有鱼毒性。
1.10 赖丙氨酸
赖丙氨酸(Lysalaine，LAL)是大豆蛋白质在碱性条件下处理形成的。它是赖氨酸与丙氨酸发生加成反映，其侧链以C-N键联接而成。LAL不耐热，其水溶液容易分解，对动物有较强的肾脏毒性。
2 豆粕质量评价
豆粕的营养成分含量、加热程度以及可利用赖氨酸和可消化氨基酸是评价豆粕质量的常用指标。豆粕的价值主要取决于粗蛋白的含量，其粗蛋白含量般为40%~50%，同时豆粕的水分，粗纤维、灰分、二氧化硅、粗脂肪等的含量也是评价豆粕好坏的重要指标。
目前国内外常用尿紊酶、蛋白质氢氧化钾溶解度和蛋白质分散指数来对豆粕加热程度进行评价。通过测定豆粕中的尿素酶活性，可间接评价豆粕中胰蛋白酶抑制因子的活性。尿素酶和胰蛋白酶抑制因子在加热过程中都发生变性而被灭活，且存在一定的线性关系。尿素酶活性应处于合适的范围内，若尿素酶活性过高，则胰蛋白酶抑制因子活性较强，对动物生长造成影响。但并不是温度越高越好，当加热过度，尿素酶和胰蛋白酶抑制因子活性下降，而在高温条件下还原性糖类和赖氨酸发生Maillard反映，导致赖氨酸生物利用率下降。目前，大部分国家都对大豆粕中尿素酶的活性进行了规定，如美国大豆粕质量标准中，尿素酶活性规定为0.05~0.2(pH增值法检测)，巴西为0.01~0.3，而大多数国家规定为0.05~0.5(于炎湖，1990)。蛋白质氧化钾溶解度也是常用的评价豆粕受热程度的指标，即通过测定蛋白质在0.2%氢氧化钾溶液中的溶解度来检测豆粕是否加热过度。研究表明，蛋白质氢氧化钾溶解度与鸡和猪的生长率呈显着的相关性(Parsons，1991;Lee，1992)，当蛋白质的氢氧化钾溶解度低于72%时生产性能就有一定程度的下降目前一般只对豆粕受热程度进行评价，由于豆粕中抗营养因子的种类较多，所以仅以一种或少数几种方法进行评价是不够的，有必要对其进行综合性评价，如氨基酸总量、可消化氨基酸、可利用赖氨酸等，甚至进行动物试验。
3 结语
豆粕中的蛋白质含量较高，营养成分比较齐全、平衡，是单胃动物很好的日粮蛋白源。但豆粕中存在的多种抗营养因子，对动物体内某些消化酶有抑制作用或与营养物质络合成不易消化的成分，对动物体内的某些器官具有破坏作用，从而对动物的生理、生长、健康等造成不良的影响。研究大豆抗营养因子有利于提高其营养利用价值，而要去除各种抗营养因子，首先要充分了解其主要功能和确切成分，然后采用各种方法消除其不利影响，从而提高动物的健康水平和生长性能。
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