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大豆抗原蛋白

大豆抗原蛋白

Castimpoolas等(1968,1969)从大豆种子中分离鉴定出4种球蛋白:Glycinin,α-conglycinin,ß-conglycinin和γ-conglycinin,并证明它们是大豆蛋白中主要的抗原成分。Smith等(1975)、Sissons等(1976)、Kilshaw等(1979)指出,大豆蛋白对断奶仔猪引起过敏反应的主要抗原成分为大豆蛋白(Glycinin)和大豆聚球蛋白(ß-conglycinin)。Miller等(1984)提出了早期断奶仔猪的“腹泻过敏理论”,人们开始对早期断奶仔猪腹泻原因有了新的认识,即动物采食曰粮抗原后,大部分大分子抗原物质和蛋白质被消化成不能引起免疫反应的小分子物质,而大约不足0.02%的一部分大分子物质被原样吸收进入循环系统,刺激机体的免疫系统产生应答即产生分泌型IgA、血清IgA、IgM、IgG与IgE。

大豆抗原主要是引起断奶仔猪的消化道过敏反应,表现为:肠绒毛萎缩、腺窝细胞增生(Li等,1990),粘膜双糖分解酶的数量及活性降低、肠道吸收功能降低(Li等,1991),从而导致仔猪腹泻及生长受阻。Wilson(1989)发现,3周龄仔猪肠道仍可以吸收抗原蛋白,引起仔猪腹泻。
现在发现有800多种植物含有植物红细胞凝集素(Phytohemaggmutinin,PHA),其中600多种属于豆科植物,大豆中存在的凝集素(Lectin)称为大豆凝集素(Soybean agglutinin,SBA)。生大豆SBA活性高达1600单位/mg~3200单位/mg。Etzeler(1986)报道PHA是一种蛋白质,大多为糖蛋白,对糖分子具有高度的亲和性。分子量为100 000~150 000,由4个亚基组合成四聚体(Poreta,1986)。SBA的分子量为110 000,糖类部分占5%,主要是D-甘露糖和N-乙酰葡萄糖胺。

SBA在动物肠道中不被蛋白酶水解,因此可和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粘膜结构,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。另外凝集素的L-亚单位能特异性的与淋巴细胞结合,对肠道产生的lgA具有拮抗作用,对免疫系统有破坏作用。SBA对幼大鼠腹腔注射的LD50为50mg/kg。
生大豆中胰蛋白酶抑制因子(trypsin inhibitors—简称TIs)的含量约30毫克/克,它对植物本身具有保护作用,可防止大豆籽粒自身发生分解代谢,使种子处于休眠状态,能调节大豆蛋白质的合成和分解,并具有抗虫作用。目前大豆中分离出的TIs主要有:库尼兹(Kunitz)和包曼-伯克(Bowman-Birk),二者约占种子贮藏蛋白质的6%。

胰蛋白酶抑制因子可抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶活性,降低蛋白质的消化、吸收利用。主要是胰蛋白酶抑制因子与小肠液中胰蛋白酶、糜蛋白酶结合,生成无活性的复合物,消耗和降解胰蛋白酶,导致肠道对蛋白质的消化、吸收及利用能力下降。同时,胰蛋白酶抑制剂与肠内胰蛋白酶结合后随粪便排出体外,使肠内胰蛋白酶数量减少,引起胰腺反射性亢进,分泌量加大,增加内源氮损失。因胰蛋白酶中含有丰富的含硫氨基酸,若出现这种内源补偿性分泌和排泄,必然会造成体内含硫氨基酸的内源性散失,使原本就缺乏含硫氨基酸的大豆及豆制品在食用后机体内含硫氨基酸不仅得不到有效补充,而且因食用大豆或豆制品被大量消耗和散失,导致机体内含硫氨基酸的耗散性缺乏,造成体内氨基酸代谢失调或不平衡。

当食糜中胰蛋白酶与其抑制因子结合而减少时,肠促胰酶肽分泌也增加,这种双重的过分刺激胰腺分泌,势必造成胰腺分泌失调性肥大和增生,出现食物性消化吸收功能失调或紊乱,严重时出现头晕、恶心、腹泻。
大豆皂甙(soyasaponins)存在于豆科植物中,大豆种子中含量最高为0.65%,多种大豆制品中也含有大豆皂甙。皂苷是一种三萜烯醇的复合糖苷,极性很强,不溶于已烷而残留在脱脂豆粕中,大豆皂甙对热不稳定。分子量为950,其甙配基的分子量为460,分子组成是C30H48-50O2-4。通过纸层析和纸电泳分析得到大豆皂甙的3种同系物,称为大豆配基醇A、B、C、D和E。虽然大豆皂苷一直被认为是抗营养成分,但当鸡和鼠摄取的曰粮中含0.5%~3%皂苷时,仍未发现其有害影响。当曰粮中豆粕比例达20%时,在鸡和鼠血液中仍未检出皂苷或皂苷配基,说明皂苷没有被吸收,它们被盲肠和结肠的微生物酶类所水解。研究认为,皂甙能抑制胰凝乳蛋白酶和胆碱脂酶活性,还有溶血作用。人们逐渐认识到它的有益功能。大豆皂甙对人体无毒害作用,而且有许多有益的生理功能。脂质氧化,降低过氧化脂质生成;抗氧化、抗自由基作用;抗血栓作用;增强免疫机能;抗肿瘤作用;抗病毒作用。
大豆低聚糖主要是α-半乳糖苷,是由半乳糖、葡萄糖和果糖组成的支链属在蔗糖的葡萄糖一侧,以α-1,6糖苷键连接一个或两个半乳糖构成的低聚糖,又称低聚半乳糖,主要有棉子糖、水苏糖和毛蕊花糖。大豆中的主要是棉子糖和水苏糖,含量分别为1.9%和5.2%。α-半乳糖苷是无色透明状液体,甜度为蔗糖的70%,总能为8.36KJ/g,粘度低于麦芽糖,吸湿性痹会糖小。α-半乳糖苷有良好的热稳定性,即使在140℃的高温下也不分解,因此一般的加工方法不能使其失活。
大豆低聚糖是双歧因子之一,在哺乳动物体内不为消化酶分解,它能选择性地促进宿主肠道内固有的双歧杆菌活性和生长繁殖,而产气荚膜杆菌、大肠杆菌及其它有害菌基本上不能利用它。大豆低聚糖在肠道被双歧杆菌利用后,可被发酵降解为短链脂肪酸和一些抗菌素物质,降低了肠内pH值和电位,从而抑制了外源致病菌和肠内固有腐败菌的增殖。双歧杆菌还可通过磷脂酸与肠粘膜上皮细胞配合作用,与其它厌氧菌一起共同占据肠粘膜表面,形成一层具有保护作用的生物膜屏障,结果阻止有害菌的入侵和定植,从而起到增进宿主健康作用。

大豆中的低聚糖又称为胃肠胀气因子(Flatulence factor),由于人或动物缺乏α-半乳糖苷酶不能水解棉籽糖与水苏糖,摄入的α-半乳糖苷不能被消化吸收,当它们进入大肠后,由于大肠细菌的发酵作用,会产生二氧化碳、氢气及少量甲烷气体,引起消化不良、腹胀、肠鸣、腹泻等现象,同时也降低了含α-半乳糖苷原料的消化能值。
大豆异黄酮主要分布于大豆种子的子叶和胚轴中,种皮中含量极少,在大豆中的含量为0.1%~0.3%左右,豆粕0.1%~0.35%。它是多酚类化合物,其基本骨架为3-苯基苯丙二氢吡喃,包括染料木素(genistein)、大豆素、大豆黄酮(daidzein)、黄豆黄素(glycitein)3种配基,以及它们的葡萄糖配糖体,总共有23种(Kudou等1991)。

加工方法对大豆制品中的异黄酮含量和成分影响较大。研究表明,加工工艺造成异黄酮显著损失:浸泡12%,热加工49%,豆腐制作44%,大豆蛋白分离碱提取53%。在豆乳、豆腐生产过程中,浸泡和加热使结合型糖甙减少,游离甙元增加。发酵的豆制品中游离的甙元增加(崔洪斌等,1998)。由于异黄酮不溶于己烷和油脂,所以豆油中不含大豆异黄酮,而脱脂豆粕中异黄酮含量相对增高。目前,豆粕是我国猪、鸡、牛饲料中常见的蛋白源,因而明确大豆异黄酮对猪禽生长和繁殖的影响具有重要意义。

大豆异黄酮的生理功能主要表现在以下方面:

1、具有弱雌激素和抗雌激素的生物活性,提高繁殖性能

大豆异黄酮的结构和功能与动物体内雌激素类似,大豆黄素上的7,4位两个羟基间的距离几乎等于17-β-雌二醇中的3.17位羟基间的距离。其雌激素活性为17-β雌二醇(E1)的105~103。对单胃动物的研究表明,异黄酮可与体内神经内分泌系统的雌激素受体相结合,根据体内雌激素浓度高低、受体数目、结合程度,大豆异黄酮往往对机体雌激素活性呈现促进或拮抗作用。一般来说,机体雌激素含量较低时,低剂量外源异黄酮有促进作用,如诱发发情或促进乳腺发育;体内雌激素浓度较高或使用高剂量异黄酮,则会发生拮抗作用。

2、大豆异黄酮的免疫调节作用

大豆异黄酮可提高动物非特异性免疫,包括巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞等效应细胞。增强细胞免疫功能,即提高T细胞、NK细胞和K细胞功能。提高体液免疫,即增强B淋巴细胞介导的免疫应答反应。

3、促进动物生长

一些学者研究了大豆异黄酮对动物生长性能及胴体品质的影响,对动物性别、异黄酮种类、添加量以及有无必要在正常豆粕饲粮中额外添加,存在意见分歧。

4、提高泌乳性能

刘根桃等(1997)从母猪分娩的第1天起在曰粮中添加大豆黄素5mg/kg至45曰龄断奶时结束。结果表明,母猪第5天的每次泌乳量试验组(平均271.74g)极显著地高于对照组(225.61g);而第20天的每次泌乳量,对照组(平均353.14g)显著地(p<0.05)高于试验组(305.72g);试验组仔猪生长前期(前10天)快于对照组,而后期慢于对照组;试验组在哺乳期第28-35天期间有5头母猪出现发情行为,而对照组没有出现。

     也有报道表明用适量的异黄酮饲喂奶牛,整个泌乳期每头试验奶牛产奶量增加(谷利伟,2000)。2005-5-29 21:43:00
一、大豆磷脂的生理功能

1、调整机体膜功能

生物膜具有重要的生理功能,控制着细胞的新陈代谢、细胞间的热量生成与转移、信息传导、对外部侵害的抵御能力,以及细胞的修复能力、细胞活性、再生能力等均与细胞膜的健康程度相关。而细胞膜主要是由磷脂、蛋白质和胆固醇组成的,共同承担着代谢过程中供应细胞维持生命所必需的物质和排出废物等功能。科学研究表明,细胞膜的磷脂/胆固醇的比例下降会使膜硬化、流动性变差,而且膜磷脂中饱和脂肪酸过多也会使膜变硬,硬化的膜会减慢对维持生命活动非常重要的物质的交换。增加磷脂的摄入量,特别是像大豆磷脂这类富含不饱和脂肪酸的磷脂,能调整细胞中磷脂/胆固醇的比例,增加磷脂中脂肪酸的不饱和度,有效改善膜功能,提高机体的代谢能力、自愈能力和机体组织的再生能力。

2促进脂类的代谢,保证血管的通畅及正常的肝脏功能

生理研究指出,造成心血管病的主要原因是胆固醇在血管内沉积,使血管硬化变脆、弹性减弱,易于破裂。而胆固醇的沉积与脂类的代谢固醇的沉积与脂类的代谢有密切的关系。卵磷脂可显著的降低血中的胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白的浓度,同时使对机体有益的高密度脂蛋白含量上升,阻止胆固醇在血管内壁沉积并可清除部分沉淀物,降低血液粘度,促进血液循环,预防动脉硬化、心肌梗塞等疾病。

肝脏是体内的代谢中枢,肝的病变对健康影响重大。脂肪在肝内蓄积还会破坏肝细胞,严重影响脂肪代谢和解毒等一系列肝功能。肝内脂肪以脂蛋白形式转运到肝外,而卵磷脂是合成脂蛋白所需的物质。所以,适量补充磷脂加速脂肪的肝外转运,可防止脂肪肝的发生。磷脂还能修复肝细胞、促进肝细胞再生,故磷脂是保证肝脏正常功能的必需物质。

3保护胃粘膜不受损伤

研究表明:磷脂主要见于泌酸区粘膜的上1/3、粘液细胞,特别是其表面上皮含量丰富。Hills等用磷脂悬液预防盐酸对鼠胃粘膜的损伤,试验组溃疡的面积比对照组小68.5%,加等量的牛奶后预防效果更佳,溃疡面积比对照组小82.5%,并证实其作用并非由于中和胃酸,且与胃内容积的增加无关,而是所含表面活性磷脂对胃粘膜的保护作用的结果。

4维持生物膜上酶的活性

生物膜上的许多酶活性与磷脂关系密切。若以有机溶剂除去磷脂或用特异磷脂酶破坏磷脂,均可使酶活下降甚至丧失,如细胞色素C氧化酶、Na+-K+-ATP酶、琥珀酸脱氢酶等,供给足够的磷脂是维持膜酶高活性的物质保证。

二、在饲料加工中的作用

大豆磷脂是一种天然的表面活性剂,可用作乳化稳定剂、粘结剂、润滑剂,在饲料加工中起重要的作用:

1大豆磷脂分子具有亲水和亲油基团,是很好的脂肪乳化剂。在小牛代乳料、仔猪人工奶等液体饲料中,磷脂有助于乳化液形成及稳定。大豆磷脂的乳化性能在快速制备液体饲料时,加速脂肪分散,提高脂肪的利用率;

2粗磷脂加入配合饲料中,可起到粘结作用,减少混合饲料中的粉尘。对于防止粉尘飞扬和饲料的自动分级,保持饲料混合均匀度都具有良好的效果;3磷脂具有良好的润滑性,可降低设备磨损及能耗。




三、大豆磷脂在动物生产中作用及应用效果

促进动物生长,降低幼畜的死亡率大豆磷脂所具有的表面活性,在乳化脂类从而促进小肠脂类和脂溶性维生素消化吸收方面有非常重要的功能(王若军等,1997)。磷脂中的油脂可为动物提供能量、脂溶性维生素、生物素、叶酸、VB6、VB2、VB1和必需脂肪酸。而这些物质在动物的生长发育和机体代谢中都是必不可少的。磷脂还是动物获得磷的一个重要的途径。

国外的一些研究表明,在仔猪曰粮中添加磷脂,可提高仔猪前期的生长速度和饲料转化率,并且脱脂大豆磷脂中特殊的磷脂化合物对仔猪具有促脂解作用。Cunther(1994)报道,断奶仔猪增重幅度与饲料中脱脂大豆磷脂的添加量有明显关系,与对照组比较,最低添加量(2g/kg曰粮)提高增重5%,最高添加量(6g/kg曰粮)提高7.1%。

国外的研究报道,雏鸡料中添加磷脂,可以改善雏鸡的生长状况,并可增加肝中维生素A的贮存,有助骨的生长。耿庆辉(1996)在肉鸡料中应用大豆磷脂试验,发现磷脂组的经济效益显著高于油脂组(p≤0.05);从每只盈利来看,磷脂组较油脂组高2.9%,较基础曰粮组高33.8%。Rumsey(1990)在虹鳟饲养试验中发现磷脂作为生长促进剂对处于开食阶段或快速生长期的鱼苗是有效进剂对处于开食阶段或快速生长期的鱼苗是有效的。磷脂对甲壳类同样有明显的促生长作用和提高存活率。Abramo等(1981)研究证明,龙虾需要卵磷脂以确保它在脱壳期间的生存。

四、大豆磷脂的质量标准与适宜添加量

磷脂作为饲料的质量标准一般为:水分小于22%,丙酮不溶物大于45%,乙醚不溶物小于4%,酸值小于5.5。

大豆磷脂在实际应用中应根据饲料本来含有的磷脂量、动物的大小、饲料中的脂肪及饱和脂肪酸含量、饲料成本以及磷脂的种类和浓度来确定其适宜添加量。一般来说,对淡水鱼添加5%;肉猪添加2%;对虾添加5.5%;肉仔鸡添加2%为宜。

另外,在使用磷脂油提供磷脂的时候,一定要注意磷脂油不要氧化酸败,否则会影响生产性能,严重会导致下痢等疾病的发生。

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二、大豆中的主要抗营养因子

  1.胰蛋白酶抑制因子(TI)

       TI主要存在于大豆籽实中,可分为Kunitz大豆胰蛋白酶抑制因子(KTI)和Bowman-birk胰蛋白酶抑制因子(BBI)两类,生大豆中含有1.4%的KTI和0.6%BBI。BBI能够对胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶起抑制作用,KTI主要对胰蛋白酶有特异性的抑制。TI对动物的危害主要是抑制生长和引起胰腺肥大。

     2.大豆凝集素SBA

     SBA为一种糖蛋白,主要为D—甘露糖和A—乙酰葡萄糖胺。生大豆SBA活性高达1600-3200u/mg。它主要作用于小肠细胞表面特定受体,损坏小肠壁状缘膜结构,干扰消化酶的分泌,抑制肠道对营养物质的消化吸收,蛋白质利用率下降,引起仔猪腹泻,体增重及饲料利用率下降。

     3.抗原蛋白

        大豆中存在的过敏原为4种球蛋白,即大豆球蛋白(Glycinin)和3种伴大豆球蛋白(分别为α、β、γ-conglycinin)。对断奶仔猪而言,大豆蛋白中引起超敏反应的抗原分为Glycinin和β-conglycinin。主要是引起断奶仔猪的消化道过敏反应,表现为:肠绒毛萎缩、腺窝细胞增生、粘膜双糖分解酶的数量及活性降低、肠道吸收功能降低,从而导致仔猪腹泻及生长受阻。

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