大豆抗营养因子的危害及消除

刘瑞玲，王丽辉，李世良

（1.甘肃畜牧工程职业技术学院，甘肃 武威 733006；2.重庆畜牧科学院，重庆 402460）

大豆作为植物饲料蛋白质源，被广泛应用于饲料行业中。大豆粕粗蛋白含量为35%～42%。大豆粕以其蛋白质含量高，氨基酸比例平衡而成为全世界最主要的植物蛋白质饲料原料。大豆中含有多种抗营养因子，严重影响动物的消化、吸收。大豆中的抗营养因子主要包括胰蛋白酶抑制剂、植物凝集素、多酚类化合物、致甲状腺肿素、大豆抗原蛋白、脲酶、胀气因子及植酸素等。

1 抗营养因子

研究学者将抗营养因子（ANF）定义为由植物代谢产生的并以不同的机制对动物产生抗营养作用的物质。后来，又有学者认为，把具有降低饲料营养物质的利用、动物生长速度和动物健康水平的物质称为ANF。随着对ANF认识的加深，人们认为对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响以及影响畜禽生产能力和健康的物质，统称为ANF，这对ANF的概念作了更为精确的概括。

2 大豆抗营养因子的含量及对动物的危害

大豆抗营养因子的含量及其对动物的危害见附表。

3 抗营养因子的消除方法

3.1 植酸

植酸又称肌醇六磷酸，其化学式为C6H18O24P6，广泛存在于植物性饲料中，含量为1%～5%，糠麸类含量最多。植酸的磷酸根部分可与蛋白质分子形成难溶性的复合物，不仅降低蛋白质的生物学效价，而且影响蛋白质的功能特性，还可抑制猪胰脂肪酶的活性，影响矿物质元素的吸收利用，降低磷的利用率[1]。去除植酸方法主要是机械加工（粉碎、去壳、脱种皮等），某些抗营养因子因集中于作物的种皮中，通过皮肉分离消除。另外还有酶制剂法，酶制剂有单一酶制剂和复合酶制剂，植酸酶是应用最广泛的一种单一酶制剂，其他有应用价值的饲用酶还有纤维素酶、木聚糖酶、JB-葡聚糖酶、甘露糖酶、果胶酶等。植酸酶对猪和家禽消除植酸的抗营养作用十分有效，能水解单胃动物不能吸收利用的植酸盐，通过释放磷元素来被动物机体利用，从而消除植酸的抗营养作用。

附表 大豆抗营养因子的含量及对动物的危害

3.2 植物凝集素

植物凝集素主要以糖蛋白的形式存在，主要是对免疫系统和器官具有一定的毒害作用，对肠道产生的免疫球蛋白A有显著的颉颃作用，影响家畜的生产性能。植物凝集素是一种对某些糖分子具有高度亲和力的蛋白质，其中大多数是糖蛋白。植物凝集素和糖及配糖体（糖脂、糖肽、低聚糖、氨基葡聚糖）的结合，类似于酶和底物的结合或抗原和抗体的结合，具有高度的特异性。通过水浸泡法去除。将蚕豆和豌豆浸泡于水（或盐水、或碱水）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灭活。

3.3 蛋白质抑制因子、抗维生素因子

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）两类。KTI主要抑制胰蛋白酶，而BBI同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白质酶。蛋白酶抑制因子能抑制胰蛋白酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶活性，促进胰腺分泌、胰腺肿大，造成必需氨基酸内源性损失的结果，使部分生长停滞、生产性能下降。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响胰腺的分泌功能，与胰蛋白酶在小肠中的浓度相关。肠道的胰蛋白酶与抑制因子结合，然后经粪便排出体外，因此降低了胰蛋白酶的浓度。胰蛋白酶的大量补偿性分泌，造成内源性含硫氨基酸的丢失，引起体内氨基酸代谢不平衡，特别是蛋氨酸的不足引起生长受阻，消化吸收功能失调和紊乱。去除蛋白质抑制因子和抗维生素因子的方法主要有加热法、膨化与制粒二次加工和发芽处理。加热法分为湿热和干热，湿热法包括蒸煮、热压等，干热法包括焙炒、爆裂、烘烤、微波辐射、红外辐射等。在实施中针对不同的原料采用不同的温度，加热不够不能消除ANF，过度加热又会影响蛋白质和维生素的利用效率，并且加热效果与原料的颗粒大小、加热时间、温度和湿度有密切关系。发芽处理可在种子发芽后，ANF被内源酶破坏。

3.4 大豆抗原蛋白

从大豆中鉴定出4种球蛋白，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，并证明其是大豆蛋白中的主要抗原成分。大豆蛋白抗原进入动物体内主要引起动物发生过敏反应，在肠道造成免疫损伤，细胞免疫和体液免疫都参与了这一过程，但小肠绒毛结构的变化主要是由细胞免疫引起的，这种作用使小肠结构受损，食糜滞留时间缩短，营养物质的消化和吸收出现紊乱，导致消化不良、腹泻等现象的发生。降低大豆蛋白致敏性的加工处理方法包括膨化法、热乙醇处理、水解、瘤胃液发酵等。有研究表明，膨化加工大豆饼粕能降低血清中抗球蛋白和β-伴大豆球蛋白的效价，减轻细胞免疫反应的程度。膨化豆粕处理的仔猪皮裙厚度和血清中抗球蛋白和β-伴大豆球蛋白的效价都比豆粕处理仔猪低。

3.5 多酚类化合物

多酚类化合物如单宁、酚酸单宁属于水溶性的酚类化合物，主要作用于蛋白质、碳水化合物及酶形成复合物干扰猪消化过程，降低蛋白质的利用率，与消化酶形成复合物，使酶的活性下降，养分消化率降低，影响适口性。据报道单宁等多酚类化合物和钙、铁、锌等多种金属离子结合形成不溶性化合物，降低其利用率。多酚类化合物机械加工包括粉碎、去壳、脱种皮等，单宁主要存在于作物种子表皮层，通过机械加工处理使之分离，就可大为减少抗营养作用，此方法简单有效，但废弃种皮的处理是一个大问题。化学钝化处理是在饲料中加入适量蛋氨酸或胆碱作为甲基供体，可使单宁甲基化，促使其排出体外。

3.6 致甲状腺肿素

这是一类有机小分子，在豆粕中含量极微，其前体物是硫代葡萄糖苷，单个硫代葡萄糖苷是无毒的，但在硫代葡萄糖苷酶的作用下会产生致甲状腺肿的一系列小分子物质。在豆粕中硫代葡萄糖苷与硫代葡萄糖苷酶是内源性的，只有当组织破碎并在合适条件下（水、温度等）才能起系列酶解作用，所以杀灭尚未酶解的硫代葡萄糖苷酶，则有利于阻止致甲状腺肿素的产生。通过热处理和化学钝化处理降低其活性[2]。

3.7 脲酶

一般脲酶本身并没有毒性作用，但在一定温度和pH条件下，生大豆中的脲酶遇水迅速将含氮化合物分解生成氨从而引起氨中毒。由于大豆及其制品中脲酶含量与胰蛋白酶（PI）含量呈正相关关系，因此常以大豆的受热程度判断脲酶活性来估计胰蛋白酶抑制剂的活性，并通过热处理降低其活性[3]。

3.8 胀气因子

大豆中的胀气因子主要是棉籽糖、水苏糖和毛蕊花糖。棉籽糖在大豆中含量约为1%，水苏糖在大豆中含量约为4%。棉籽三糖和水苏四糖不能被胃和肠上段的消化酶消化，而是被结肠中的细菌发酵产气，引起胃肠胀气。胃肠胀气因子耐热处理，但可溶于水和80%乙醇，豆类发酵也能减少其含量[4-5]。

4 小结

随着养殖业的大力推动和发展，饲料行业也日益完善，经过几十年的研究，尽管人们对大豆中营养因子的化学结构和理化特性、生理作用、抗营养机制有了一定的了解，抗营养因子的钝化技术也有所发展，但是在大豆及大豆制品的实际运用中，还有很多问题没有得到解决。能够利用生物酶体来大量去除大豆抗营养因子，增加豆制品的适口性及有机体对豆制品的消化率，降低抗营养因子，亦能够为大豆及其制品的生产节省大量费用的比较切实可行的办法就是将豆粕进行发酵。目前还要结合动物医学、免疫学、营养学等方面研究的发展，找到消减大豆抗营养因子活性的最佳方法，尽量解决大豆产品应用的相关问题。

[1]李德发.大豆中的抗营养因子[M].中国科学技术出版社,2003.

[2]孙鹏,秦贵信.蒸汽处理对大豆抗原含量及免疫原性的影响[J].中国兽医学报,2006（5）:551-554.

[3]孙月,秦贵信.不同处理方法降解大豆中抗营养因子的比较研究[J].河北农业科学,2009（10）:82-83.

[4]姚晓红,吴逸飞,汤江武,等.微生物混合发酵去除生豆粕中胰蛋白酶抑制剂的研究[J].中国饲料,2005（24）:16-18.

[5]Trylor S L,Cromwell G L,Lindemann M D,et al.Effect of level of supplemental phytase on ileal digestibility of amina acids,calci⁃um,and phosphorus in dehulled soybean meal for growing pigs[J].J Anim Sci,2001,79（10）:2634-2642.