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营养健康

李德发院士:大豆抗营养因子研究进展

  去年我国进口9554万吨大豆,美国占三分之一。提高已经进口和现有大豆的利用效率、减少大豆使用量,挖掘现有蛋白资源,在当前显得尤为重要。杂粕虽然可以替代大豆,但总量有限,使用具有局限性;目前中心研制的低蛋白日粮能够减少1400万吨大豆进口量。大豆及其加工副产品占饲料蛋白质的70%,大豆资源缺乏是我国养殖业和饲料业可持续发展的瓶颈。大豆抗营养因子危害畜禽的生长发育,是限制大豆资源饲用效率的主要因素。

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  大豆营养丰富,但是同时也存在多种抗营养因子影响其在动物体内的有效利用。大豆及其加工产品中存在的抗营养因子有大豆球蛋白(Glycinin)、β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin)、胰蛋白酶抑制因子(TI)、大豆凝集素(SBA)、抗维生素因子、脲酶、植酸、皂甙、异黄酮、单宁、寡糖等。

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  按照其对热的稳定性可以分为以下两种:

  热不稳定性抗营养因子:胰蛋白酶抑制因子、大豆凝集素、寡糖、脲酶以及抗维生素因子。

  热稳定性抗营养因子:大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、异黄酮、单宁、植酸、皂甙等。

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  大豆球蛋白的物化性质

  大豆球蛋白属大豆11S组分,六聚体结构,由六个亚基构成,基本结构为A-S-S-B。相对分子量300-380 kDa;等电点约为6.4;大豆球蛋白属于冷沉蛋白,大豆11S球蛋白浓度>10 mg/mL时在4℃发生二硫键聚合现象,形成不溶的沉淀,实验室制备的大豆分离蛋白时,浓缩的大豆蛋白液在冰箱中临时贮存,最后制备的大豆分离蛋白溶解度低,就是这个原因,但是,我们可以利用该性质制备纯度较高的大豆球蛋白,但是,所制备得到的大豆球蛋白与天然的大豆球蛋白的结构存在差异,基于此建立的ELISA等检测方法,可能与实际情况存在出入。此时,基于分子量差异的分离技术,如分子排阻色谱,就很难将大豆球蛋白与伴球蛋白区分开来了。不大于70℃时,结构稳定,当温度高于70℃时,会出现沉淀和部分解离现象。膨化过程中的高温以及微生物发酵产热等因素均可降低大豆产品中蛋白质的溶解度,不利于大豆蛋白的提取。本研究发现,70℃加热处理有利于发酵豆粕等样品中大豆蛋白的提取。

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  对幼龄畜禽的危害和机理

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  抗营养因子(antinutritional factors ,ANF)是指对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响以及使人和动物产生不良反应的物质。从某种意义上讲这些抗营养因子的存在是植物的一种自我保护机制,它在防止自身组织降解、生长调控、抗虫害等方面起着重要的调控保护作用。

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  对致敏问题没有更好的办法,只有组胺释放的药物阻断解决,如何找到大豆抗原蛋白的致敏原有重要意义。

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  早期断奶综合征是困扰仔猪成活率的世界性难题,每年给我国养猪业造成的损失超过50亿元。

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  大豆球蛋白(Glycinin)、β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin)热处理后稳定,免疫原性最强,占大豆蛋白的 65-80%。

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  大豆主要营养因子的含量检测方法

  大豆异黄酮:高效液相色谱法。

  大豆寡糖:新建离子色谱电化学法检测。

  胰蛋白酶抑制因子和凝集素:新建高效液相检测方法,和单克隆抗体技术为基础的ELISA检测试剂盒。

  大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白:新建单克隆抗体技术为基础的ELISA检测试剂盒。

  大豆单宁:紫外分光光度计法。

  大豆主要营养因子致敏活性的检测方法:新建大豆抗原蛋白致敏性的细胞模型。

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  大豆皮营养价值

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  大豆抗原蛋白的纯化方法

  

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  有待进一步研究的问题

  (1)进一步建立大豆产品中大豆球蛋白等其他抗原蛋白的质谱定量检测方法。

  (2)收集更多的不同种质生大豆以及不同加工工艺的大豆产品,利用所建立的检测技术对大豆产品中抗原蛋白含量进行测定,建立一个大豆抗原蛋白含量数据库,为大豆育种及大豆加工产品在畜禽饲料中的高效利用提供技术支撑。

  (3)探讨多种抗原蛋白的同步定量检测技术。

  
[责任编辑:猪小妹]