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大豆酶解蛋白复合酶组合试验研究结果表明能消除抗营养因子提高蛋白质的消化吸收利用率

2022-02-24 11:31:47      点击:

将非淀粉多糖酶、蛋白酶进行优化组合,酶解处理豆粕,能将大豆中大分子蛋白质降解成小分子肽,同时消除抗营养因子,以提高蛋白质消化吸收利用率。试验采用两次正交试验设计和单因素试验,结果表明,优化组合非淀粉多糖酶形成非淀粉多糖复合酶,酶解处理豆粕,处理后豆粕中非淀粉多糖去除率达到24.91%;优化中性蛋白酶,酶解处理豆粕,处理后豆粕中肽的质量分数达到18.34%,大豆球蛋白去除率达到97.61%,β-伴大豆球蛋白去除率达到96.60%;经非淀粉多糖复合酶、中性蛋白酶复合处理豆粕后得到大豆酶解蛋白:粗蛋白质49.15%、酸溶蛋白28.32%、肽质量分数18.49%、非淀粉多糖11. 74%、大豆球蛋白3. 40mg/g,β-伴大豆球蛋白4.90 mg/g、棉籽糖1.00 mg/g、水苏糖3.20mg/g、脲酶活性0.01 U/g、粗灰分6. 44%、钙0. 44%、水分8.10%。

引言

大豆酶解蛋白是指大豆或大豆加工产品(脱皮豆粕/大豆浓缩蛋白)经酶水解、干燥后获得的产品。大豆因其蛋白质含量高和氨基酸平衡性好而成为动物理想的植物性蛋白源。但大豆直接饲喂动物存在的问题是:大豆蛋白饲料只有75%~80%蛋白质被消化,还有20%~25%蛋白质被动物排泄掉。究其原因主要是大豆含有大量的抗营养因子,这些抗营养因子包括非淀粉多糖(NSP)、大豆抗原蛋白、蛋白酶抑制因子、凝集素、酚类(单宁)、寡糖、植酸、抗维生素因子、致甲状腺肿因子、皂甙、异黄酮和升氰糖甙等,因此,消除抗营养因子是提高大豆蛋白质利用率的有效途径。消除或钝化大豆抗营养因子的方法包括物理方法、化学方法和生物方法。物理方法如蒸煮加热、蒸汽处理、微波处理、烘烤、挤压膨化、辐照处理等;化学方法如采用酸碱或其它化学物质处理等;生物方法如使用酶处理、微生物发酵等。热不稳定性抗营养因子包括蛋白酶抑制因子、凝集素、抗维生素因子、致甲状腺肿因子等;热稳定性抗营养因子包括非淀粉多糖、大豆抗原蛋白(大豆球蛋白,β-伴大豆球蛋白等)、寡糖、植酸、酚类(单宁)、皂甙、异黄酮等。生物酶解法可以通过不同酶制剂进行选择性酶解,被认为是降低甚至完全消除大豆蛋白抗原性的有效方法。本试验采用符合UB/T 19541-2017中一级品饲料原料豆粕作为试验材料,经挤压膨化,已去除大部分的热不稳定性抗营养因子。对于热稳定性抗营养因子主要为非淀粉多糖、大豆抗原蛋白(大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白等)、寡糖等,本试验采用复合酶组合进行酶解处理。

材料与方法:

1. 原料:豆粕,一级品(UB/T 19541-2017),购自舟山中海粮油工业有限公司,粉碎过30目筛。

2.酶制剂  本试验所用酶制剂规格见表1。


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1.非淀粉多糖复合酶处理豆粕对豆粕中非淀粉多糖含量的影响

非淀粉多糖(NSP)是豆粕中除淀粉外所有碳水化合物的总称,包括纤维素、非纤维多糖或叫半纤维素性聚合体(包括阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖等)和果胶聚糖等。

1.1纤维素酶、果胶酶、甘露聚糖酶最佳组合试验

采用正交试验,优化纤维素酶(A)、果胶酶(B)甘露聚糖酶(C)最佳用量组合,试验结果见表2。

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从表2可见,A、B、C用量的最佳组合为:A2B3C2,即纤维素酶80U/g、果胶酶180U/g、甘露聚糖酶40U/g。影响因子从大到小依次为果胶酶、甘露聚糖酶、纤维素酶。

1. 2纤维素酶、果胶酶、甘露聚糖酶组合中果胶酶最佳用量试验

从表2可以看出,果胶酶180U/g用量并非其最佳用量,其最佳用量应大于或等于180U/g,选取果胶酶用量180、200、220、240、260、280 U/g,进一步进行单因素优化试验,结果见表3。

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从表3试验数据差异显著性分析结果可见,纤维素酶、甘露聚糖酶、果胶酶组合中果胶酶的最佳用量为220U/g。因此,纤维素酶、甘露聚糖酶、果胶酶的最佳组合为纤维素酶80U/g、甘露聚糖酶40U/g、果胶酶220U/g。

1.3纤维素酶、果胶酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶组合中木聚糖酶、葡β-聚糖酶最佳组合试验

采用正交试验,进一步优化木聚糖酶、β-葡聚糖酶最佳用量组合(基础酶组合纤维素酶80U/g果胶酶220U/g、甘露聚糖酶40U/g ),试验结果见表4。

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从表4可见,A、B用量的最佳组合为:A3B2,即木聚糖酶40U/g、β-葡聚糖酶20U/g。影响因子从大到小依次为木聚糖酶、β-葡聚糖酶。

1.4纤维素酶、果胶酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶最佳组合处理豆粕对豆粕中非淀粉多糖含量的影响

经两次正交试验优化组合,获得纤维素酶、果胶酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶的最佳组合为果胶酶220U/g、纤维素酶80U/g、甘露聚糖酶40U/g、木聚糖酶40U/g、β-葡聚糖酶20U/g,该组合酶即为非淀粉多糖复合酶。经处理豆粕,测定非淀粉多糖含量(以总膳食纤维,TDF计),计算去除率,结果见表5。

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从表5的试验数据差异显著性分析结果可见,加非淀粉多糖复合酶处理豆粕对豆粕中非淀粉多糖含量的消除率达到24.91%(P<0.05),与豆粕原料相比,有显著性差异。

2.蛋白酶处理豆粕对豆粕中蛋白质、大豆抗原蛋白的降解效果

陈星等进行不同蛋白酶酶解产物活性大豆肽分子量分布状态的研究,结果表明中性蛋白酶酶解后大豆肽分子量136~32968 Da,其中分子量≤5 000 Da的占92.53%,分子量≤1 000 Da的占89.54%,是所有试验蛋白酶如单一蛋白酶木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶等,其它复合蛋白酶如木瓜蛋白酶加碱性蛋白酶、风味蛋白酶加碱性蛋白酶等中处理效果最好的。因此,本试验选用中性蛋白酶作为处理豆粕的蛋白酶,试验其处理豆粕对豆粕中蛋白质、大豆抗原蛋白的降解效果。

2. 1中性蛋白酶处理豆粕对豆粕中肽含量的影响

缓冲酶液(中性蛋白酶)添加用量200、600、1000、1400、2000 U/g,温度50℃、pH 7.0,反应4h或6h,试验结果见表6。

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  从表6试验数据差异显著性分析结果可见,添加不同用量中性蛋白酶酶解处理豆粕4h对豆粕中肽含量的影响有显著性差异(P<0.05),添加量越大豆粕中肽含量越高;添加1400U/g、2000U/g中性蛋白酶酶解处理豆粕6h对豆粕中肽含量无显著性差异(P>0.05);中性蛋白酶添加量1400U/g,酶解处理豆粕4h和6h,豆粕中肽含量有显著性差异(P<0.05);中性蛋白酶添加量2000U/g,酶解处理豆粕4h和6h,豆粕中肽含量无显著性差异(P>0.05)。因此,从肽含量分析宜选择中性蛋白酶添加量1400 U/g,酶解处理豆粕6h。

2. 2中性蛋白酶酶解处理对豆粕中大豆抗原蛋白含量的影响

不同用量中性蛋白酶处理豆粕对豆粕中大豆抗原蛋白含量的影响见表7。从表7的试验数据差异显著性分析结果可见,中性蛋白酶添加量1400U/g时,豆粕中大豆球蛋白含量为3.10 mg/g,(β-伴大豆球蛋白含量为4.60mg/g;添加量2000U/g处理,豆粕中大豆球蛋白含量为2. 80 mg/g, (β-伴大豆球蛋白含量为4.30 mg/g;两者均无显著性差异(P>0.05),因此,宜选择添加量为1400U/g,处理6h。

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 中性蛋白酶添加量1400U/g酶解处理豆粕6h,计算大豆抗原蛋白(大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白)去除率,结果见表8。

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从表8的试验数据差异显著性分析结果可见,中性蛋白酶添加量1400U/g酶解处理豆粕6h,大豆抗原蛋白(大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白)去除率分别为97.61% (P<0.05)和96.60% (P<0.05),与豆粕原料相比,有显著性差异。

3.非淀粉多糖复合酶、中性蛋白酶复合处理豆粕试验结果

非淀粉多糖复合酶(果胶酶220U/g、纤维素酶80U/g、甘露聚糖酶40U/g、木聚糖酶40U/g,(β-葡聚糖酶20U/g)、中性蛋白酶1400U/g,配制成缓冲酶液(非淀粉多糖复合酶、中性蛋白酶),温度50℃,反应6h,灭酶干燥得到大豆酶解蛋白。结果见表9。

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:豆粕原料检测结果粗蛋自质45.81%,肽3.38%、非淀粉多糖(以总膳食纤维,TDF计)17.02%,大豆球蛋自129.9 mg/g,β-伴大豆球蛋自135.1mg/g,棉籽糖17.6mg/g、水苏糖39.7mg/g,脲酶活性0.28U/g。

从表9的检测结果可见,经非淀粉多糖复合酶、中性蛋白酶复合处理后大豆酶解蛋白的粗蛋白质含量有所提高,酸溶蛋白、肽含量大大提升;非淀粉多糖(以总膳食纤维,TDF计),大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白,棉籽糖、水苏糖等含量,脉酶活性大大下降。

结论:

本试验结果表明,采用非淀粉多糖复合酶,联合中性蛋白酶,酶解处理豆粕,能将大分子蛋白质有效降解成小分子肽,能有效清除非淀粉多糖(NSP)、大豆抗原蛋白、寡糖和脲酶等抗营养因子,豆粕酶解成大豆酶解蛋白可大大提高蛋白质的消化吸收利用率。

二十余年酶菌结合发酵经验积累,更轻易成功的生物饲料发酵剂,简单好用的中草药发酵剂,在2021年11月再次升级科学地将多糖性复合菌种营养基组合运用,功能更强效果更好,但运用成本更低。

特别提醒:如果是第一次制作发酵饲料、需要发酵的原料霉变或变质较重、发酵环境温度较低(低于15℃)、粗纤维较高、需要加快发酵速度或者需要制作出更加香醇高品质的生物发酵饲料出来等情况,请按照本产品说明书使用量增加2-3倍的使用量即可。

【原料组成】酿酒酵母、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母菌、副干酪乳杆菌、曲霉菌、木霉菌、米曲霉、复合酶制剂、载体等;包装内的小塑料袋中为多糖性复合菌种营养基由多糖性糖蜜、植物性蛋白胨、酵母膏、微量元素、维生素等组成。

【产品成分分析保证值】乳酸菌、酿酒酵母等合计≥100亿cfu/g,水分<9.0%(指包装内的粉剂部分)。

净重:500 克/袋(菌种+酶制剂300克,多糖性复合菌种营养基200克)。

请注意:本产品升级较大,与过去的使用方法有不少变化,请细看说明书进行运用。

 

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(南宁微瑞生物科技有限公司是广西助农畜牧科技有限公司的直属下属公司)

【产品特点】

1.本产品采用以高浓度乳酸菌(300亿/g)为主要原料,结合了复合益生菌、口味改良剂、酸化剂的诸多优点,能够发酵处理各种饲料原料、青绿饲料、秸秆粗饲料、各类食品加工下脚料糟渣等成为营养丰富的饲料,且能够降解饲料中的抗营养因子,提高饲料在动物肠道中的消化吸收利用率,是降低饲料成本、改善动物肉品质、改善养殖场环境(臭味氨气下降非常明显)的好方案,使用后养殖环境形成益生菌环境,对动物健康有较好的保健作用。

2.升级后将原来的大部分辅料去掉,创新地将菌种激活和繁殖所需的专业多糖性复合菌种营养基溶于到产品中,不仅降低了大量使用红糖或玉米等含淀粉原料的使用降低成本,且明显提高了运用效果。

3.对霉变饲料及饲料原料具有脱霉作用,霉菌在厌氧发酵环境中无法生存,达到脱霉效果;对棉菜粕具有脱毒作用,通过酶制剂对抗营养因子的分解,并在发酵的过程中产生小肽。

4.产品中另外添加了新型增甜增香菌种,明显改善发酵料的适口性,使得处理后的发酵料增香增甜,动物对发酵料更爱吃。

5. 客户鉴别本产品真假和一些发酵剂产品比较效果的简单方法:500~600毫升的空塑料瓶装入50克大米,倒入200毫升不超过40℃的干净温水,加入本品粉剂与配套的多糖性复合菌种营养基各2-5克,盖上盖子摇动一下后放在温度30℃左右环境中每天几次小心放气,2~3天大米基本溶解成乳状。假冒发酵剂几乎不能溶解大米(也就是分解效果差),无大气体产生、发酵速度慢和香甜度差等,效果对比一目了然。

【产品使用方法】

一、制作液体菌液(保健菌液与加强型EM菌液)

将本品中的粉剂和多糖性复合菌种营养基溶于15公斤的温水中(不高于45)密封发酵72小时以上(注意放气安全),就成为酶菌结合的益生保健菌液(加强型EM菌)要求长期密封保存一年以上有效,长期在畜禽水产养殖动物上按照饲料重量的3%-5%拌入饲料中饲喂,饮水按照2%添加,动物会非常喜吃,动物各阶段(包括孕畜)均可长期使用。

二、处理全价或自配饲料成无抗饲料

本品500-1000克先放入10-20公斤温水中激活2小时以上,全价颗粒饲料1000公斤(可以加入中草药20公斤效果更好),清水600公斤,混匀后放入陶瓷或者塑料桶中严格密封,3天后开始使用。使用时发酵的全价饲料10-20%,未发酵的全价饲料80-90%,周围疫情高发期发酵的全价饲料增加到20-30%,使用后具有明显的保健效果与提高消化降低料耗的作用。

三、发酵木薯渣、豆渣、米粉面条加工下脚料、工厂学校剩饭、米糠、统糠、菌糠、酒糟、果渣果皮、青秸秆、牧草、红薯藤等原料

本品500-1000克先放入10-20公斤温水中激活2小时以上,1吨待发酵原料(部分原料需要粉碎),含淀粉类的饲料100公斤(比例约为原料的5%以上,如玉米、大米、红薯、淀粉均可,也可以用3公斤以上多糖性复合菌种营养基代替)、食盐2公斤(含有足量食盐的原料则不添加,食盐不能放在激活的菌种中,要直接撒在发酵料上或需要添加的清水中,下同)。含水量调节到55%-60%左右,压实密封发酵7天左右有浓郁香味时即可使用。发酵后的料适口性、营养、消化率较未发酵前有明显提升。发酵后的饲料根据不同动物与不同饲养周期按照10%-50%与该动物其他全价饲料混合后饲喂,不可以单独饲喂或全部饲喂发酵饲料。

、霉变的饲料及饲料原料脱霉

1吨霉变饲料或饲料原料添加本品2包(1000克)先放入20公斤温水中激活2小时以上,玉米粉400公斤(霉变原料中含有能量饲料如玉米粉、小麦粉等20%以上可无需另外添加玉米粉,也可以用5公斤以上多糖性复合菌种营养基代替),均匀混合后将物料含水量调节至60%左右,密封发酵7-15天后(夏短冬长,气温低于15度时建议在室内进行保温发酵),发酵料有浓郁甜酒香味即可使用。脱霉后的饲料按照饲料比例的30%左右与饲养动物的全价饲料混合后饲喂,不可以单独饲喂。

五、对棉粕、菜粕、菜粕、棕榈粕、花生枯、茶枯的脱毒与生成小肽

本品500克先放入10公斤温水中激活2小时以上,1吨待发酵原料,玉米粉100公斤(也可以用3公斤以上多糖性复合菌种营养基代替)、食盐2公斤。含水量调节到55%左右密封发酵一周以上。本产品不仅能够快速去除棉粕、菜粕、菜粕、棕榈粕等其中的抗营养因子(俗称其中的毒素),形成生物蛋白饲料代替豆粕提高消化吸收率,还能够在发酵过程中生成大量对动物有益的的小肽。

六、中草药及中药渣发酵方法

1.固态中草药发酵技术:将100公斤中草药粉碎,越细越好放入80公斤的35左右的温水中,加入玉米粉(也可以用750克以上多糖性复合菌种营养基代替)与豆粕各10公斤、本品1包先放入10公斤温水中激活2小时以上、食盐200克,放入塑料容器内压实密封发酵7天以上后使用,密封可以保存一年以上,按照饲料比例的1%以上添加到饲料或饮水中使用。

2.液态中草药发酵技术(即发酵成为中草药活菌水的方法,操作视频见下面):1.5-2公斤中草药(如“御瘟汤”)+1包本品先放入10公斤温水中激活2小时以上+10公斤全价饲料(可以用750克以上多糖性复合菌种营养基或2公斤以上红糖代替)+100公斤清水混合在非金属容器中简单密封发酵72小时以上后使用(在半个月内使用完效果更好,且要持续密封保存,否则时间一长可能变质不能使用)。按照5%-10%的比例添加到动物饲料中饲喂,或2%-5%的比例添加的动物饮水中饲喂。

3.中药渣发酵:中药渣1立方,本品1包先放入10公斤温水中激活2小时以上、玉米粉100公斤(也可以用3公斤以上多糖性复合菌种营养基代替)、豆粕50公斤(花生粕、菜粕、茶粕等均可),食盐3公斤,混合含水量调节在55%-60%左右,装入大容器或薄膜袋中压实密封发酵,一般一周左右有浓郁的甜酒香味即可使用,密封可以保存一年以上。发酵后的中药渣按5%以上的比例添加到饲料中。

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七、制作轻度全量发酵饲料及水料上的运用

本品500克先放入10公斤温水中激活2小时以上、全价饲料1000公斤、清水600-800公斤混合发酵6-24小时后饲喂,形成轻度全量发酵预消化模式;或者清水增加到1500公斤以上形成水料发酵24小时内饲喂,两种模式能够达到更好的消化吸收率。

八、制作优质的青贮饲料

将本品1包先放入20公斤温水中激活24小时以上备用,制作青贮饲料时比较均匀地喷洒到3-5立方物料中,能够加速发酵、提高质量和适口性,且不容易失败还能够更长时间保存。

【配料说明和注意事项】

1、将本品(粉剂与包装内的稠状物质)放入约20倍的温水中化开2-24小时活化后再使用效果更好;在发酵物料时一定要压实密封,环境温度低于20℃建议适当保温或延长发酵时间;制作液体菌剂和密封发酵饲料过程中会产生气体注意放气安全;密封好不开封的情况下发酵料可以保存1年以上不变质。密封效果不好会导致发酵料表面霉变,饲喂时要铲除表面霉变的发酵料。

2、发酵料如果酸度过大,动物适口性差时可以在饲喂前混料时添加1%-2%小苏打中和酸度,改善动物适口性,或者降低发酵饲料的使用量。

3、发酵料开封进行饲喂后,建议7天内使用完,每次取料后要注意继续进行密封保存。

4、发酵料由于营养不全面,建议在饲喂混料时添加适当的能量饲料和蛋白饲料、预混料来调节营养配比,使动物达到更佳的饲喂效果和生长速度。

5、动物第一次饲喂发酵料必须遵循先少量饲喂然后逐步加量的原则,一般幼小阶段动物最大添加量10%-20%,中等阶段动物20%-30%,邻近出栏阶段30%-40%。在实际饲养中行适当的调整。   

6、第一次使用发酵饲料可能会出现零星或者短时间的腹泻,这些都属于正常的现象。可以通过减少发酵料和添加药物进行调整。连续使用发酵料一周后会发现动物的消化率大大的提高,粪便变松软而且量变少,栏舍的氨臭味大大的减低。

7、饲喂本产品及发酵饲料不影响正常的动物免疫,动物发生疾病使用大剂量抗生素药物时,继续使用本品和发酵饲料无副作用,母畜与孕畜也可以使用。 

【包装规格】500克/包(菌种+酶制剂300克,多糖性复合菌种营养基200克,市场售价约25元/包根据不同物料、温度、速度等情况可以发酵1-3吨饲料),30包/箱。规模养殖场可以提供25公斤装或者进行产品定制。

【视频】部分发酵饲料养猪鸡鸭带给你无臭味健康无抗养殖效果

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