饲料中胰蛋白酶抑制剂的抗营养作用

2015-02-22王宵

畜牧兽医科技信息 2015年12期

关键词：失活胰腺抑制剂

王宵

（东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨 150030）

饲料中胰蛋白酶抑制剂的抗营养作用

王宵

（东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨 150030）

饲料；胰蛋白酶抑制剂；抗营养作用

胰蛋白酶抑制剂的抗营养作用普遍存在于饲料中，它不仅能与动物小肠液中的胰蛋白酶结合来降低胰蛋白酶的活性，还会引起动物体内蛋白质内源性消耗。消除饲料中胰蛋白酶抑制剂对动物体的影响是待解决的难题。本文针对胰蛋白酶在饲料中的抗营养作用作一综述。

1 胰蛋白酶抑制剂的分布及分类

胰蛋白酶抑制剂，又被称作抗胰蛋白酶因子，分子式为C284H432N84O79S7。是一种具有生理活性功能的小分子量的蛋白质。胰蛋白酶抑制剂在豆类植物中分布最为广泛，在谷类作物、油料作物以及一些其他作物中也有分布，散布于这些作物的各个部位，主要存在于植物的贮藏器官,如种子、块根和块茎中。但在作物的种子中存在最为广泛。

大豆胰蛋白酶抑制剂是目前被研究探讨得最多的胰蛋白酶抑制剂。其根据氨基酸序列同源性分为KTI类抑制剂和BBI类抑制剂。KTI类抑制剂分子内只有一个活性中心，只对胰蛋白酶直接地、单一地起作用；BBI类抑制剂分子内有两个活性中心，可分别与胰蛋白酶和糜蛋白酶结合。

2 胰蛋白酶抑制剂的抗营养作用

2.1 降低胰蛋白酶的活性胰蛋白酶抑制剂的本质为可以抑制胰蛋白酶水解活性的小分子多肽。胰蛋白酶抑制剂可以与小肠液中胰蛋白酶、糜蛋白酶结合生成无活性复合物，消耗和降解胰蛋白酶,导致胰蛋白酶的活性降低甚至丧失，直接影响动物体内蛋白质的消化和利用过程。蛋白质是一切生命的物质基础，蛋白质的消化和利用受阻，动物体将无法利用蛋白质来维持正常的生长发育和进行新陈代谢。

2.2 造成动物的胰腺代偿性增大因胰蛋白酶与胰蛋白酶抑制剂结合后随粪排出体外而减少，小肠中胰蛋白酶数量下降，刺激了胆囊收缩素分泌量增加，促使肠促胰酶肽分泌增多，反馈引起胰腺机能亢进，促使胰腺分泌更多的胰蛋白酶原补充到肠道中。胰蛋白酶的大量分泌造成了胰腺的代偿性增生和肥大，导致消化吸收功能失调和紊乱，严重时还出现腹泻。

2.3 影响动物体代谢及生长胰蛋白酶内有丰富的含硫氨基酸，当出现这种内源补偿性分泌和排泄后,必然会造成体内含硫氨基酸内源性散失,从而加剧了因豆类饼粕含硫氨基酸短缺而造成的体内氨基酸失调或代谢不平衡，使动物生长受到阻碍，甚至发生疾病；此外，KTI还能明显影响动物的生长，影响氮的消化、吸收和沉积、饲料转化率及动物的增重效果。KTI因为引起胆囊排空速度增加，而降低脂肪的吸收。

3 饲料中胰蛋白酶抑制剂的去除

3.1 热处理法热处理法是当前应用最广泛的方法之一，失活操作方便：如蒸汽处理,加水蒸煮,干热烘焙,介质加热,微波辐射,微粒化处理和挤压蒸煮等。目前已知的大多数胰蛋白酶抑制剂本质为蛋白质或其结合体,因此在经过一定程度的加热后可使其变性失活,从而消除其在饲料中对动物的影响。加热的温度、时间、饲料粒度大小和水分含量等因素都会影响胰蛋白酶抑制剂因受加热处理而失活的程度。

热处理也存在着一定的缺陷,比如长时间高温加热会降低饲料中的蛋白质的营养价值,而且一些抗营养因子抗热性还很强,不能够使其完全失活。

3.2 化学处理法研究表明,通过使用一些化学处理方法，可使大豆中的胰蛋白酶抑制剂灭活。此类方法的作用机理一般都是利用无机化学试剂破坏胰蛋白抑制剂分子结构中的的二硫键，从而改变胰蛋白酶抑制剂的分子结构而氨基酸组成却不发生明显变化，从而达到灭活的目的。但是化学处理法存在化学试剂残留的问题，对原料存在不良影响。

3.3 酶处理法研究人员尝试去用某些特异性酶来处理大豆中的胰蛋白酶抑制剂,已有一定程度的效果；也有研究人员尝试用枯草杆菌蛋白酶去对脱脂大豆粉进行水解，但是实验结果总是时将胰蛋白酶抑制剂与其他蛋白质同时水解。

酶处理法也存在一定缺陷：由于蛋白酶专一性不同，不同蛋白酶对大豆胰蛋白酶抑制剂钝化效果差别很大；同时由于蛋白酶来源及容易失活,因而其应用成本是主要问题。因此，用酶处理法来去除胰蛋白酶抑制剂的处理方法目前仍处于探索阶段，尚未应用于日常生产中，有待继续发展。