β-伴大豆球蛋白对仔猪抗营养阈值的研究进展

冷兆泽，鲍 男，孙泽威*

（1.吉林农业大学动物科学技术学院，吉林长春 130118；2.吉林农业大学动物营养与饲料科学吉林省重点实验室，吉林长春 130118）

大豆是人类食品和畜禽饲料中主要的优质植物蛋白来源，在畜牧业生产和国民经济发展中具有重要的战略地位。降低大豆抗营养因子对畜禽健康和日粮养分利用效率有良好的改善作用，同时也是节约大豆蛋白资源的有效途径。研究表明，零抗原或低抗原大豆制品的饲用价值可达到动物蛋白水平，每吨去抗原大豆蛋白饲料与动物蛋白相比可降低1 000 元成本[1]。

β-伴大豆球蛋白是大豆抗原蛋白中热稳定性较高、致敏性较强的一种，可引起仔猪等幼龄动物产生过敏反应，破坏动物肠道形态结构，降低饲料利用效率[2-3]，是限制大豆蛋白安全、高效利用的主要瓶颈。多年来，人们采用物理、化学、生物学等方法对大豆抗原蛋白的去除进行了深入探索，但目前豆粕等常规大豆蛋白饲料中仍残留不同程度的大豆抗原蛋白。因此，以热稳定性较高、致敏性较强的β- 伴大豆球蛋白为标尺，评估大豆抗原蛋白对仔猪等幼龄畜禽的抗营养阈值，科学选择大豆制品、安全的添加水平，对于避免大豆抗原蛋白的负面影响、提高大豆蛋白源在仔猪日粮中的科学配置具有重要意义。

1 β-伴大豆球蛋白的理化性质及对仔猪致敏机制

1.1 β-伴大豆球蛋白的理化性质 β-伴大豆球白约含糖基4%～5%，为三聚体糖蛋白，分子量为140～180 ku，由α（67 ku）、α´（71 ku）和β（50 ku）3 种亚基组成。β-伴大豆球蛋白的组成中发现6 种聚合形式，为ααα、ααα´、ααβ、αα´β、α´ββ 和 αββ[4]，有些大豆品种还含有β´亚基。β-伴大豆球蛋白的3 个亚基都富含亮氨酸、精氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸和天门冬酰胺，且α 和α´亚基的氨基酸组成相似，都仅有少量蛋氨酸。β-伴大豆球蛋白可引起动物机体出现致敏反应和炎症反应，降低其生长性能[5-8]。

1.2 β-伴大豆球蛋白对仔猪的致敏机制 β-伴大豆球蛋白对仔猪产生致敏反应主要是由特异性抗体IgE 介导的急性过敏反应（I 型过敏反应）和由特异性T 淋巴细胞介导的迟发型过敏反应（IV 型过敏反应）[9-10]。当仔猪采食含大豆抗原蛋白的日粮后，大部分β- 伴大豆球蛋白以小肽和氨基酸的形式被分解，仅少量β-伴大豆球蛋白穿过小肠上皮细胞进入机体。抗原刺激机体产生IgE，大量IgE 抗体立即与胃肠道和其他组织中肥大细胞表面上的相应受体结合，从而引起肥大细胞脱粒和释放活性介质，如组胺、5-羟色胺和一些细胞因子，导致典型的超敏反应[11]，这些活性物质可使肠道通透性增强，引起组织局部水肿、食糜流动速度加快等反应。T淋巴细胞介导的过敏反应由多种细胞因子参与完成，并导致血清型IgM、IgG 等升高，并结合抗原产生复合物沉积在肠壁上，持续对肠道黏膜造成损伤[12]。β- 伴大豆球蛋白对仔猪造成不同程度的致敏反应，最终会导致仔猪生长性能降低、养分消化吸收能力下降、肠道健康受损等不良影响[13-17]。

2 大豆制品中β-伴大豆球蛋白含量

目前检测大豆制品中β-伴大豆球蛋白含量的常用方法主要包括聚丙烯凝胶电泳（SDS-PAGE）法、高效液相色谱法、ELISA 法[18-21]。其中高效液相色谱法（包话色谱-质谱联用法）操作繁琐，检测成本高，在实际生产中使用较少。SDS-PAGE 法是根据大豆抗原蛋白的特征条带染色后颜色的深浅来估算β-伴大豆球蛋白含量，虽然该方法具有操作简单、检测成本低等优点，但不能区分抗原蛋白是否具有活性，定量不够精确，既不利于生产企业对大豆及其副产品质量进行精准监控，又不利于饲料和养殖企业对其开展合理评价和选择。ELISA 法具有敏感度高、特异性强、快速简单、易操作等优点，被广泛应用于大豆抗原蛋白的检测。

近年来不同大豆制品中β-伴大豆球蛋白的检测结果见表1。在各类大豆制品中，生大豆中β-伴大豆球蛋白含量最高。加热可降低具有抗原活性的β-伴大豆球蛋白含量，降低程度与加热程度有关。豆粕由于热处理程度低，抗原蛋白下降幅度较小。发酵豆粕由于加工工艺、生产条件、发酵深度以及出厂品控等因素差异而出现β-伴大豆球蛋白含量差别较大。

表1 不同大豆制品中β-伴大豆球蛋白含量 mg/g

3 不同大豆制品对仔猪的饲用效果与β-伴大豆球蛋白的关系

3.1 仔猪日粮中常用大豆制品对仔猪饲喂效果与β-伴大豆球蛋白的关系 众多研究者采用不同大豆制品，如Song 等[28]以13.33%豆粕+24.18%发酵豆粕和36.26%发酵豆粕、章世元等[29]以16.5%豆粕+17.5%发酵豆粕、刘欣等[30]以24.5%发酵豆粕、刘海燕等[31]以14.27%豆粕+14.27%发酵豆粕和28.54%发酵豆粕、Feng 等[32-33]以24.5% 发酵豆粕和26.5% 发酵豆粕、Jeong 等[34]以39.30%发酵豆粕为主要蛋白源饲喂断奶仔猪，由于采食含有大豆抗原蛋白的日粮导致仔猪过敏从而引起腹泻率升高，最终导致采食量下降、消化不良、降低饲料的利用率等；与β-伴大豆球蛋白含量较高的普通豆粕相比，添加发酵豆粕有效改善了仔猪腹泻率、生长性能、养分表观消化率、回肠表观消化率、小肠绒毛形态、小肠消化酶活性和血清尿素氮含量等。

穆晓峰等[35]、Qiao 等[36]、廖珂等[37]分别利用17.5%、18.5%、27.53% 膨化大豆代替普通豆粕饲喂仔猪，结果表明饲喂β-伴大豆球蛋白含量较低的膨化大豆可显著提高仔猪日增重、降低腹泻率、改善肠道形态、降低十二指肠和回肠隐窝深度、减缓小肠上皮细胞的迁移率和周转时间。

此外，Xie 等[38]用含有21%的普通豆粕+6%的膨化大豆作为对照组，试验组用9%豆粕+6%膨化大豆+15%发酵豆粕作为豆类蛋白源饲喂三元杂交仔猪，发现对照组的日增重、日采食量低于试验组，耗料增重比、腹泻率等均高于试验组，对照组空肠绒毛形态有明显的破损及脱落，且微绒毛形态不规则，不完整。Cheng 等[39]用含21%普通豆粕+6%膨化大豆作为对照组，试验组用13%豆粕+6%膨化大豆+10%发酵豆粕作为豆类蛋白源饲喂断奶仔猪，结果表明，添加发酵豆粕后改善了仔猪生长性能和血清中总蛋白、尿素氮含量。

综上所述，生物发酵、膨化挤压等工艺可有效降低β-伴大豆球蛋白含量。随着日粮中β-伴大豆球蛋白含量的降低，仔猪生长性能、养分表观消化率、小肠消化酶活性等得到显著改善。

3.2 日粮添加纯化β- 伴大豆球蛋白对仔猪的饲喂效果随着大豆抗原蛋白领域研究的深入，研究者以纯化的大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白及亚基为研究对象开展了深入细致的研究，排除了其他抗营养因子的干扰。黄琼[40]向无大豆仔猪日粮中添加4% β-伴大豆球蛋白，血清中组胺、IgE、IgG 水平显著提高。曹程鸣等[41]选用24日龄仔猪为研究对象，对照组饲喂无大豆制品的基础日粮，试验组向基础日粮中分别添加剂量为500、2 000、5 000 mg/kg 体重的β- 伴大豆球蛋白、大豆球蛋白，结果表明β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白显著降低了断奶仔猪小肠紧密连接蛋白 ZO-1 表达量，且降低程度随抗原蛋白添加剂量的增加而增大。马良友等[42]在含有25%膨化大豆的基础日粮中，按照试验仔猪初始体重分别向试验组日粮中添加3.9、15.6、39.0 g/kg 的β-伴大豆球蛋白，结果表明，添加15.6、39.0 g/kg 组仔猪血清中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8 显著升高，小肠绒毛高度降低、隐窝深度增加。

表2 日粮中β-伴大豆球蛋白含量与仔猪饲喂效果的关系

结合不同大豆制品中β-伴大豆球蛋白含量的测定结果及其对仔猪的饲喂效果的研究报道，可对β-伴大豆球蛋白在仔猪日粮中的安全剂量做出以下推算（表2）。当仔猪日粮中β-伴大豆球蛋白含量高于2.95%时，其抗营养作用开始显现；当β-伴大豆球蛋白含量低于2.63%时，在多数试验中未发现显著的抗营养作用。

4 小结与展望

大豆抗原会造成幼畜肠道损伤，影响其饲料蛋白质利用率。尽管国内外已开展了很多大豆及其制品以及纯化的β- 伴大豆球蛋白对仔猪的生产性能、肠道健康、养分消化率等研究，可初步推算β- 伴大豆球蛋白在仔猪日粮中的安全阈值。但更加精确的抗营养阈值仍有待进一步研究确定。向基础日粮中梯度添加纯化的β- 伴大豆球蛋白，以生产性能、养分消化利用、肠道形态、致敏反应、腹泻率等参数为评价指标，深入探究β-伴大豆球蛋白对仔猪及其他幼畜的抗营养阈值，进而确定仔猪及其他幼畜日粮中大豆蛋白源的安全用量。研究结果对于有效提高仔猪等幼龄动物的饲料利用效率、合理配置饲料资源、改善动物健康具有重大意义。