豆粕蛋白质的质量测定方法非常重要_

《豆粕蛋白质的质量测定方法非常重要_》由会员分享，可在线阅读，更多相关《豆粕蛋白质的质量测定方法非常重要_（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 豆粕蛋白质的质量测定方法非常重要 吴世春 译自Feedstuffs1999 年 1 月 4 日 10 11 页 刘 林 校 豆粕是全世界家禽日粮中最重要的蛋白质源。 显然, 尽可能获取最佳质量的豆粕是极为 重要的。 尿素酶指数法和氢氧化钾蛋白质溶解度法已被广泛地用作测定豆粕加热不足或加热 过度的方法。 蛋白质水溶解度指数( 水中的溶解度, PDI) 也许是鉴别最佳质量豆粕的灵敏得 多和好得多的方法, 并且也是最简便的方法。 豆粕是美国和世界上多数地区家禽最重要的日 粮蛋白质源。 家禽日粮中不含有 10%豆粕的情况是 很少见的, 有 些家禽日 粮中的 豆粕含 量甚至 高达 35%。豆粕还是家禽

2、日粮中质量最高、质量变异最小 的蛋白质源之一。 然而, 不同来源的豆粕样品之间, 养 分的含量( 分析值) 和质量( 消化率) 确实有一定的变 异。 变异的存在, 是由于大豆的品种、栽培条件、储存 条件和加工方法等方面有所不同的缘故。 美国生产的 豆粕, 都是由品种极为接近的大豆制得, 在大型工厂中 于精心控制的加工条件下加工而成。 但是, 在有些国 家, 各地种植的大豆品种极为不同, 加工厂的规模很 小, 厂内的管理也很差。 不过, 无论在哪种情况下, 从 豆粕对于家禽日粮的重要性来看, 都必须对其质量加 以监测。 美国伊利诺斯大学动物科学系的 C .Parsons 在 1998 年 9 月

3、 15 17 日召开的“ 阿肯色营养会议”上评 价了最常用于豆粕质量监测的各种方法。 他主要讨论 了加热不足或加热过度造成的豆粕质量变异。 众所周知, 大豆或豆粕必须经过加热以破坏其中 的若干种抗营养因子。 豆粕加工中的难题在于如何施 加最适量的热量以产生营养价值最高的产品。 加热不 足就会因为其中的抗营养因子没有被充分破坏而不利 于豆粕氨基酸的消化。 加热过度也会因为一部分氨基 酸被破坏或者被结合成为不可消化的物质而同样不利 于其氨基酸的消化。 表 1显示了生大豆经加热后其中四种氨基酸的消 化率得到了极大的提高。 重要的是要了解, 大豆或生 的豆粕经适当加热后, 其中所有氨基酸的消化率都可

4、得到提高, 而不仅只有四种氨基酸的消化率可以得到 提高。 表 1 加热程度对大豆中氨基酸消化率的影响 高压蒸气 处理时间 ( 分钟) 四种氨基酸的消化率( % ) 赖氨酸蛋氨酸胱氨酸苏氨酸 073656764 978707068 1887868382 大豆或豆粕如果加热过度, 则造成氨基酸分析浓 度值下降和消化率下降的不良作用只发生在赖氨酸和 胱氨酸, 而不发生在蛋氨酸和苏氨酸( 表 2) 。 多数其 它氨基酸也不会受到加热过度的不良影响。 因此, 加 热过度时, 豆粕中蛋白质的质量下降, 主要是由于赖氨 酸和胱氨酸被破坏以及未破坏的赖氨酸和胱氨酸消化 率下降共同造成的。 对赖氨酸的这些不良影

5、响, 在很 大程度上可从 Maillard 氏反应中得到解释, 在该反应 中, 游离氨基酸会与游离羰基相结合。 表 2 加热过度对商品豆粕中氨基酸含量和氨基 酸消化率的影响 高压蒸气 处理时间 ( 分钟) 四种氨基酸的消化率系数( % ) 赖氨酸蛋氨酸胱氨酸苏氨酸 091828684 2078698686 4069628380 高压蒸气 处理时间 ( 分钟) 四种氨基酸的浓度分析值( % ) 赖氨酸蛋氨酸胱氨酸苏氨酸 03. 270. 700. 711. 89 202. 950. 660. 711. 92 402. 760. 630. 711. 87 注: Parsons 等, 1992。 1

6、4 在 Maillard 反应产物中早期被结合的氨基酸大多 都能通过常规氨基酸分析法检测到。 然而, 结合入 Maillard反应进一步的产物中的氨基酸, 则无法通过 常规氨基酸分析法检测到。 无论是哪一类氨基酸结合 产物( 早期结合产物和进一步的结合产物) 都不能为雏 鸡利用。这就解释了为什么一些加热过度的豆粕样品 表现赖氨酸含量降低, 而其可消化赖氨酸的水平则更 低。 还没有见到关于加热过度对胱氨酸作用的解释。 表 3显示了加热过度对一些商品豆粕样品中赖氨 酸消化率的影响。 样品 6 看来是一份正常的豆粕, 其 赖氨酸的含量为 3%, 赖氨酸的消化率为 90%。 另 5 份样品则都显示了一

7、定程度的加热过度; 尤其是样品 1 和 4, 其赖氨酸消化率分别低达 71%和 76%。 分析 表明, 其赖氨酸的含量也低于预期量, 样品 1 和 4 中赖 氨酸含量的分析值分别为 2. 13%和 2. 23%。 表 3 豆粕样品中的赖氨酸消化率因加热过度所 受的影响 样品 粗 蛋白 赖氨酸含量 分析值计算值 赖氨酸消 化率系数 ( 分析值) 消化率 系数 可消化 赖氨酸 1472. 132. 8771531. 51 2482. 872. 9484822. 41 3482. 732. 9484782. 29 4502. 233. 0764471. 43 5502. 573. 0783702.

8、13 6483. 002. 9490922. 70 注: 1.表内数值的单位均为%; 2.赖氨酸含量计算值是用 Degussa 公司回归方程计 算而得: Y=0. 0665X-0. 252, 式中 X=粗蛋白; 3.样品 6 为正常豆粕。 用回归方程倒过来计算 6 个样品中原来应该含有 的赖氨酸量( 热处理前的含量)。在看来是加热过度了 的样品中, 赖氨酸的计算值比赖氨酸的分析值高得多。 样品 1和 4分别仅含可消化赖氨酸 1. 51%和 1. 43%。 在这二个样品中, 按照计算所得的赖氨酸应有的含量, 这样的赖氨酸消化率系数仅分别为 53%和 47%。 这 样的结果支持了如下的看法: 豆粕

9、加热过度后其中可 消化赖氨酸含量的降低, 是赖氨酸受破坏和未破坏赖 氨酸的消化率降低双重作用的结果。 仅根据赖氨酸的消化率来评判豆粕的质量, 就可 能会低估其中赖氨酸受破坏的程度, 因为豆粕加热过 度后其中赖氨酸含量的分析值也降低了。 豆粕的质量监测 表 4 简明地显示了用于评价豆粕质量的四种方 法。 尿素酶试验根据的是, 豆粕中残余的尿素酶从尿 素中释放出的氨气量增加导致 pH 值增高。 通过加热 破坏尿素酶, 与胰蛋白酶抑制因子和植物血凝素的破 坏是相关联的 。 一般认为, pH 值的最佳增高范围在 0. 05 0. 20。 尿素酶试验的主要目的是测定豆粕的加 热程度是否足以破坏大部分抗营

10、养因子。 Parsons说: “ 在笔者看来, 尿素酶水平低于 0. 05 仅仅意味着豆粕 可能被加热过度了, 这并不意味着豆粕确实已经被加 热过度了” 。 表 4 用于评价豆粕质量的四种方法简介 1.尿素酶试验: pH 值法 尿素酶 尿素+H2O =CO2+NH3 ( 1) 将 0. 2 克豆粕混于10 毫升尿素溶液中; ( 2) 将上述混合物置于 30水浴中 30 分钟; ( 3) 测定 pH 值; ( 4) 计算 pH 值的增高量( 终末 pH 值 初始 pH值) 。 2.氢氧化钾( KOH) 蛋白质溶解度法 ( 1) 将 1. 5 克豆粕混于 75 毫升 0. 2%的 KOH溶液中,

11、放置 20 分钟; ( 2) 将上述混合物离心过滤; ( 3) 测定溶解的氮。 3.蛋白质水溶解度( PDI) ( 1) 将 8 克豆粕混于 150 毫升水中; ( 2) 以每分钟 8500 转搅拌10 分钟; ( 3) 将上述混合物离心过滤后测定溶解的氮。 4.氮的水溶解度( NSI) ( 1) 将 5 克豆粕混于 20毫升水中; ( 2) 在 30的温度下以每分钟120 转搅拌 120 分钟; ( 3) 将上述混合物离心过滤后测定溶解的氮。 氢氧 化钾蛋 白质 溶解度 试验( Araba 和 Dale, 1990) 是检查豆粕是否加热过度的最有用的方法。 蛋白 质水溶 解度法(PDI)和

12、氮的水 溶解度 法 ( NSI) 都是测定蛋白质在水中的溶解度。 这二种试验 中对豆粕加水的混合物的搅拌速度( 强度) 是不同的。 在蛋白质水溶解度法中, 对豆粕和水的混合物用搅拌 器以每分钟 8500 转的转速搅拌 10 分钟。 在氮的水溶 解度法中, 搅棒以每分钟 120 转的速度搅拌 30 分钟。 这二种水溶解试验均未被广泛地用于豆粕质量测定 15 中。 也许应该改变这一情况。 表 5显示了对不同加热时间的豆粕以尿素酶法和 氢氧化钾蛋白质溶解法进行质量测定的情况。 将结果 与商品豆粕进行了比较。 在二个试验中, 雏鸡的生长 率随生豆粕加热时间的延长( 加热时间的增量为每次 3 分钟或 6

13、 分钟) 而增高。 尿素酶指数值直到加热时 间长达 9 12 分钟一直无大变化, 然后陡然下降到 0. 1 或 0. 2 甚至更低。 氢氧化钾蛋白质溶解法中, 直 到豆粕加热时间长达 15 或 18 分钟, 测定值也无大变 化, 此后则溶解度测定值降低到 74 76%。 表 5 生豆粕加热时间对雏鸡生长、尿素酶指数 和氢氧化钾蛋白质溶解度的影响 高压蒸气 处理时间 ( 分钟) 雏鸡体增重 ( 克) 尿素酶指数 氢氧化钾蛋 白质溶解度 ( % ) 试验 1 0982. 287 31132. 289 61202. 191 91241. 991 121430. 287 151500. 085 181

14、510. 176 商品豆粕1580. 277 试验 2 01222. 593 61242. 486 121521. 490 151530. 190 181550. 090 211560. 074 商品豆粕1560. 174 资料来源: AndersonHafeman 等, 1992。 表 6显示了对商品豆粕样品以高压蒸气处理( 即 对熟豆粕进行额外加热) 后的测定结果。 所用的商品 豆粕原可支持雏鸡在 18 天内增重 480 克, 该豆粕的氢 氧化钾蛋白质溶解度为 86%, 尿素酶活性为 0. 03。 额 外加热则降低了雏鸡的增重率, 使饲料转化率变差, 降 低了氢氧化钾蛋白质溶解度, 尿素酶

15、活性指数迅速变 为零。 这些结果以及其它未报告的结果都表明了, 氢氧 化钾蛋白质溶解度在初步加热过程中通常一直较高, 约为 90%, 并且在远远超过为获得最大生长性能所需 的最小加热量时仍然保持这一高水平。 Parson 的结论 表 6 商品豆粕加热后对 1 18 日龄雏鸡生长性 能、氢氧化钾蛋白质溶解度和 尿素酶活性 的影响 高压蒸气处 理( 分钟) 雏鸡增重 ( 克) 饲料 效率 KOH 蛋白质 溶解度( % ) 尿素酶活性 ( pH 值的变化) 0450a1. 79c86. 00. 03 5445a1. 87bc76. 30. 02 10424a1. 83bc74. 00. 00 203

16、93b1. 89b65. 40. 00 40316c2. 04b48. 10. 00 80219d2. 55a40. 80. 00 注: 1.上标不同字母的均数间差异显著( P0. 05) ; 2.高压蒸气处理温度为 120, 压力为每平方英寸 15 磅。 ( 资料来源: Araba和 Dale , 1990) 。 是, 氢氧化钾蛋白质溶解度虽然是测定豆粕加热过度 的良好指标, 但这一方法对于监测豆粕加热不足来说, 其灵敏度不够。 对于测定豆粕是否已被加热到足以降 低抗营养因子的程度来说, 尿素酶指数法是非常有用 的, 但这一方法对测定豆粕是否加热过度来说却并不 非常有用。 多数营养师都已经关注获得优质豆粕的问题, 这 样的豆粕必须具有较低的尿素酶指数( 通常为 0. 05 0. 20) 和不低于 70 75%的氢氧化钾蛋白质溶解度。 然而, Paeson 报告, 最近用新豆粕产品所作的研究表 明, 即使都是优质豆粕, 其蛋白质的质量仍然有些变 异。 那么, 什么是测定优质豆粕中蛋白质质量变异的 最好方法呢? 新产品的生产者主张采用蛋白质水溶解