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发酵蛋白类产品的质量评价方法

  作者: 来源: 日期:2009-05-31  
     我国的饲料工业经过二十七的发展,已经成为世界第二大饲料生产国。由于我国人口众多,耕地面积相对贫乏,饲料原料就显得不足,尤其是蛋白质饲料更是缺口很大。据统计,2008年我国进口大豆达到3743万吨,进口鱼粉达到200万吨左右。因此,我们要可持续地发展畜牧业与饲料工业,只有二条路:一是努力增加蛋白质资源的供应(包括国家粮食政策、品种改良、保护耕地、增加微生物蛋白的产出、提高植物蛋白资源的利用率),二是减少蛋白质资源的浪费(说来难以置信,我国的蛋白资源浪费十分严重,本文暂且不表)。最近几年,发酵蛋白类产品在全国流行起来,它的主要功效总结起来有以下几点:

    1) 通过发酵这一过程,提高了植物蛋白的消化吸收率,从而提高了植物蛋白资源的利用率;

    2) 通过发酵,增加了一定的蛋白含量(一般可增加4-5个百分点);

    3) 发酵产品中增加了酵母菌含量,对提高畜禽、水产动物的免疫力有很好的作用;

    4) 由于发酵过程会产生一定的酸性,对乳仔猪更有帮助。

    正因为有以上功效,很多饲料厂已将这类产品作为一重要的原料列入配方,养殖场尤其是规模养猪场更是青睐这类产品。但是,目前饲料厂与规模猪场遇到的一个最现实的问题是:市场上这类产品参差不齐,鱼目混杂,不知该相信谁?国家至今还没有出台统一的标准。为此,笔者根据多年的研究工作经验,结合市场研究,认为应通过以下指标来判定这类产品的优劣,供同行参考,以期起到抛砖引玉的作用。

    指标1:蛋白质含量 蛋白质含量高低是衡量以蛋白为主要原料的产品质量的重要指标,尽管这一指标容易被不法分子钻空子。但它仍然是一个最基本的指标。如果这一指标都不合格,其它就不用谈了。 蛋白质含量测定通常采用凯氏定氮法。该方法的测定结果包括了产品中所有含氮化合物。最终产品的蛋白含量不应低于原料的蛋白含量。购买者可以先向供应商询问他的产品是用什么为原料生产的。目前,市场上发酵蛋白类产品的原料主要有:豆粕,菜粕、棉粕等杂粕,玉米蛋白、豌豆蛋白等食品工厂副产品。由于这一指标存在着的很大的缺陷,因此最好采用测定真蛋白的方法。

    指标2:总细胞数与活细胞数 酵母细胞总数与活细胞数是衡量发酵类产品的重要指标。现在有些不诚实的企业,明明没有发酵条件,也自称是发酵产品。其实是用食品发酵工厂的渣类混合而成。这类产品往往蛋白含量很高,而价格却不高。他们经常用低价格去攻击竞争对手。但这类产品是经不住这一指标的检测的。用户只要提出要求测这一指标,他们就不会信心十足了。

    指标3:感官指标 这类指标包括气味、颜色与水溶性。发酵类产品有一种酵母特有的清香味,但这要靠经验才能判断。如果能闻到一种刺鼻的味道,那肯定是不对的。如果有很浓的香味,也要注意。可能是有些企业为了欺骗客户而加了香精。关于颜色,这类产品以淡黄色至浅棕色为主。不应该是黑色或偏暗的颜色。当然,如有少量的黑点有可以理解的。关于水溶性:发酵产品因为发酵后会产气,溶于水中后,不会很澄清的,甚至可能会有少量浮起来。如果水溶液很清澈,则可能不是发酵产品。

    指标4:小肽含量 生物化学中对于肽与蛋白质的定义是这样的:蛋白质是由一条或者多条具有确定的氨基酸序列的多肽链构成的大分子。最小的肽是二肽,它由二个氨基酸组成。相应的,含12个以内的氨基酸构成的肽就称为几肽,统称小肽。12-20个氨基酸构成的肽称为寡肽(oligopeptide),20个氨基酸以上构成的肽称为多肽(polypeptide)。现代动物营养学研究成果表明,蛋白质在动物消化酶作用下的水解终产物大部分是由2个或3个氨基酸残基组成的小肽,它们以完整的形式被吸收进入循环系统而被组织利用。这种以肽形式被动物吸收的蛋白质占蛋白吸收总量的70%以上,分子量小于1000Dalton的肽的吸收率更高达90%以上。因此,小肽含量的检测既可以判定产品中蛋白质的消化吸收水平的高低,又可以间接判定产品的质量高低。因为,如产品发酵程度低,则其中的酶活性必然低,蛋白质的水解程度必然也低。因此,小肽含量的测定应作为发酵蛋白类产品的一项重要检测项目。

    影响小肽吸收的因素有:(1) 肽链的长度:目前的研究认为,二肽和三肽能被完整的吸收,但三肽以上的小肽是否能完整吸收还有争议。Grimble 等报道,肠道对大于三肽的小肽或寡肽吸收慢于三肽以内的小肽。当蛋白质水解产物中的寡肽和游离氨基酸(FAA)所占比例较高时,寡肽能诱导肠肽酶的分泌,在肠肽酶的进一步作用下水解释放出FAA,使FAA的浓度提高,从而加剧 FAA吸收的竞争抑制,进一步减慢肽的吸收速率。但是,反刍动物瘤胃细菌对大分子肽的摄取速度比小分子肽和氨基酸摄取速度快,且利用效率更高,虽然细菌对低分子量的蛋白质降解产物(小分子量的肽和氨基酸)发酵较快,但大分子肽更容易转化为菌体蛋白质。(2)肽的氨基酸残基组成:肽的氨基酸残基组成是影响肽吸收的另一个重要因素。当赖氨酸(Lys)与甘氨酸(Gly)形成二肽时,Lys处于N端比处于C端吸收得更快;而Lys与谷氨酸(Glu)形成二肽时,Lys处于C端时吸收更为迅速。L型小肽比D型小肽更易被动物吸收,中性小肽比酸、碱性小肽更易被动物吸收。当肽是由疏水性且体积较大的底物如Met和Phe构成时,载体对肽就有较高的亲合力,因而转运速度较快;而亲水性且带电荷的小肽,载体对其亲合力较小,所以转运速度较慢。乐国伟等研究发现,含疏水性的苯丙氨酸的肽类对肽载体的亲和力高,以肽形式吸收可能是苯丙氨酸吸收本身的需要。

    Broderick等研究了混合瘤胃微生物对中性肽的代谢,发现含有3个丙氨酸残基的肽代谢最快,其次是Leu(Gly)2、Gly(Ala)2,然后是其它中性三肽。二肽代谢速度相似,但Gly-Pro较慢,Ala-Ala代谢较Gly-Pro快;在由丙氨酸残基构成的肽中,三肽代谢速度大于四肽,然后是五肽,二肽最慢。由此可见,肽链的氨基酸序列对肽的利用率也有影响。通过研究Lys-Pro肽、Lys-Ala肽、Met-Ala肽的效应发现,前两种肽的代谢速度比后一种肽慢4倍。(3)肽的来源:程茂基等通过体外培养发现,反刍动物对瘤胃液肽的摄取量和摄取率显著高于大豆肽(P<0.05)和玉米肽(P<0.05),表明肽来源不同能影响其吸收和利用。

    小肽的特殊功能:(1)小肽能促进微量元素的吸收。以小肽为主要配体的微量元素螯合物,利用小肽的吸收转运机制和特点,可能以整体的形式被转运,因而能够促进微量元素的吸收,更有利于微量元素生物学效价的提高。大量的研究表明,小肽络合物形式的矿物离子更易被机体吸收,而且小肽螯合物的稳定性较氨基酸螯合盐(AAC)更高。(2)小肽能促进动物对其它营养物质的消化率。(3)小肽能提高动物的生产性能。王恬等试验表明,添加小肽营养素后,无论是乳蛋白还是乳脂率,试验组均比对照组有所提高,且随着小肽营养素添加浓度的增加有提高的趋势,小肽营养素对乳品质的提高具有一定的促进作用。不同小肽在这些生理功能中的贡献是不一样的,因此某些特定种类的小肽的含量决定了小肽饲料的特定功能。

    小肽的测定方法:可以采用高效液相色谱法(HPLC),但其运行和维持费用高,不适合经常检测。本人建议采用三氯乙酸法测定小肽含量。三氯乙酸法的原理是利用大分子的蛋白质在TCA溶液中沉淀,除去酸不溶蛋白质,然后用国家标准(GB14771-1993)的方法测定酸溶蛋白含量。用GB/T14965食物中氨基酸的测定方法测出游离氨基酸含量。酸溶蛋白质含量减游离氨基酸含量即为大豆肽含量。

    指标5:酸溶蛋白含量 小肽含量的检测很重要,但它的检测耗时耗力成本高,在不必要时可以用酸溶蛋白含量(TCA法)的方法代替,这种方法基本可以反映出发酵蛋白类产品肽的分子量分布。 大豆蛋白质在pH4.5附近是等电点,会形成沉淀,但小肽保持溶解状态,分子量越小,溶解性越好。酸溶蛋白的检测是用三氯乙酸(缩写为TCA)溶解小肽,混合振荡,离心,然后取清液,再按凯氏定氮法(GB14771-1993)测定蛋白含量。

    指标6:必需氨基酸与游离氨基酸含量 这个指标现在测定比较方便,各地氨基酸分析仪已相当普及。

    指标7:卫生指标 所有饲料产品的卫生指标均属强制性项目,发酵蛋白类产品更加不能在卫生指标上放松。卫生检测项目包括细菌总数、大肠杆菌和致病菌。发酵类产品的过程控制很重要,建议细菌总数≤5000个/g;大肠杆菌数不大于100个/g,沙门氏菌不得检出。

     

    章亭洲 董艳奎 文章来源:浙江科峰生物

 
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