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大豆酶解蛋白復合酶組合試驗研究結果表明能消除抗營養因子提高蛋白質的消化吸收利用率

2022-02-24 11:31:47      點擊:

將非淀粉多糖酶、蛋白酶進行優化組合,酶解處理豆粕,能將大豆中大分子蛋白質降解成小分子肽,同時消除抗營養因子,以提高蛋白質消化吸收利用率。試驗采用兩次正交試驗設計和單因素試驗,結果表明,優化組合非淀粉多糖酶形成非淀粉多糖復合酶,酶解處理豆粕,處理后豆粕中非淀粉多糖去除率達到24.91%;優化中性蛋白酶,酶解處理豆粕,處理后豆粕中肽的質量分數達到18.34%,大豆球蛋白去除率達到97.61%,β-伴大豆球蛋白去除率達到96.60%;經非淀粉多糖復合酶、中性蛋白酶復合處理豆粕后得到大豆酶解蛋白:粗蛋白質49.15%、酸溶蛋白28.32%、肽質量分數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、水蘇糖3.20mg/g、脲酶活性0.01 U/g、粗灰分6. 44%、鈣0. 44%、水分8.10%。

引言

大豆酶解蛋白是指大豆或大豆加工產品(脫皮豆粕/大豆濃縮蛋白)經酶水解、干燥后獲得的產品。大豆因其蛋白質含量高和氨基酸平衡性好而成為動物理想的植物性蛋白源。但大豆直接飼喂動物存在的問題是:大豆蛋白飼料只有75%~80%蛋白質被消化,還有20%~25%蛋白質被動物排泄掉。究其原因主要是大豆含有大量的抗營養因子,這些抗營養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、酚類(單寧)、寡糖、植酸、抗維生素因子、致甲狀腺腫因子、皂甙、異黃酮和升氰糖甙等,因此,消除抗營養因子是提高大豆蛋白質利用率的有效途徑。消除或鈍化大豆抗營養因子的方法包括物理方法、化學方法和生物方法。物理方法如蒸煮加熱、蒸汽處理、微波處理、烘烤、擠壓膨化、輻照處理等;化學方法如采用酸堿或其它化學物質處理等;生物方法如使用酶處理、微生物發酵等。熱不穩定性抗營養因子包括蛋白酶抑制因子、凝集素、抗維生素因子、致甲狀腺腫因子等;熱穩定性抗營養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、酚類(單寧)、皂甙、異黃酮等。生物酶解法可以通過不同酶制劑進行選擇性酶解,被認為是降低甚至完全消除大豆蛋白抗原性的有效方法。本試驗采用符合UB/T 19541-2017中一級品飼料原料豆粕作為試驗材料,經擠壓膨化,已去除大部分的熱不穩定性抗營養因子。對于熱穩定性抗營養因子主要為非淀粉多糖、大豆抗原蛋白(大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白等)、寡糖等,本試驗采用復合酶組合進行酶解處理。

材料與方法:

1. 原料:豆粕,一級品(UB/T 19541-2017),購自舟山中海糧油工業有限公司,粉碎過30目篩。

2.酶制劑  本試驗所用酶制劑規格見表1。


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1.非淀粉多糖復合酶處理豆粕對豆粕中非淀粉多糖含量的影響

非淀粉多糖(NSP)是豆粕中除淀粉外所有碳水化合物的總稱,包括纖維素、非纖維多糖或叫半纖維素性聚合體(包括阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖等)和果膠聚糖等。

1.1纖維素酶、果膠酶、甘露聚糖酶最佳組合試驗

采用正交試驗,優化纖維素酶(A)、果膠酶(B)甘露聚糖酶(C)最佳用量組合,試驗結果見表2。

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從表2可見,A、B、C用量的最佳組合為:A2B3C2,即纖維素酶80U/g、果膠酶180U/g、甘露聚糖酶40U/g。影響因子從大到小依次為果膠酶、甘露聚糖酶、纖維素酶。

1. 2纖維素酶、果膠酶、甘露聚糖酶組合中果膠酶最佳用量試驗

從表2可以看出,果膠酶180U/g用量并非其最佳用量,其最佳用量應大于或等于180U/g,選取果膠酶用量180、200、220、240、260、280 U/g,進一步進行單因素優化試驗,結果見表3。

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從表3試驗數據差異顯著性分析結果可見,纖維素酶、甘露聚糖酶、果膠酶組合中果膠酶的最佳用量為220U/g。因此,纖維素酶、甘露聚糖酶、果膠酶的最佳組合為纖維素酶80U/g、甘露聚糖酶40U/g、果膠酶220U/g。

1.3纖維素酶、果膠酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶組合中木聚糖酶、葡β-聚糖酶最佳組合試驗

采用正交試驗,進一步優化木聚糖酶、β-葡聚糖酶最佳用量組合(基礎酶組合纖維素酶80U/g果膠酶220U/g、甘露聚糖酶40U/g ),試驗結果見表4。

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從表4可見,A、B用量的最佳組合為:A3B2,即木聚糖酶40U/g、β-葡聚糖酶20U/g。影響因子從大到小依次為木聚糖酶、β-葡聚糖酶。

1.4纖維素酶、果膠酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶最佳組合處理豆粕對豆粕中非淀粉多糖含量的影響

經兩次正交試驗優化組合,獲得纖維素酶、果膠酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶的最佳組合為果膠酶220U/g、纖維素酶80U/g、甘露聚糖酶40U/g、木聚糖酶40U/g、β-葡聚糖酶20U/g,該組合酶即為非淀粉多糖復合酶。經處理豆粕,測定非淀粉多糖含量(以總膳食纖維,TDF計),計算去除率,結果見表5。

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從表5的試驗數據差異顯著性分析結果可見,加非淀粉多糖復合酶處理豆粕對豆粕中非淀粉多糖含量的消除率達到24.91%(P<0.05),與豆粕原料相比,有顯著性差異。

2.蛋白酶處理豆粕對豆粕中蛋白質、大豆抗原蛋白的降解效果

陳星等進行不同蛋白酶酶解產物活性大豆肽分子量分布狀態的研究,結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%,是所有試驗蛋白酶如單一蛋白酶木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶等,其它復合蛋白酶如木瓜蛋白酶加堿性蛋白酶、風味蛋白酶加堿性蛋白酶等中處理效果最好的。因此,本試驗選用中性蛋白酶作為處理豆粕的蛋白酶,試驗其處理豆粕對豆粕中蛋白質、大豆抗原蛋白的降解效果。

2. 1中性蛋白酶處理豆粕對豆粕中肽含量的影響

緩沖酶液(中性蛋白酶)添加用量200、600、1000、1400、2000 U/g,溫度50℃、pH 7.0,反應4h或6h,試驗結果見表6。

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  從表6試驗數據差異顯著性分析結果可見,添加不同用量中性蛋白酶酶解處理豆粕4h對豆粕中肽含量的影響有顯著性差異(P<0.05),添加量越大豆粕中肽含量越高;添加1400U/g、2000U/g中性蛋白酶酶解處理豆粕6h對豆粕中肽含量無顯著性差異(P>0.05);中性蛋白酶添加量1400U/g,酶解處理豆粕4h和6h,豆粕中肽含量有顯著性差異(P<0.05);中性蛋白酶添加量2000U/g,酶解處理豆粕4h和6h,豆粕中肽含量無顯著性差異(P>0.05)。因此,從肽含量分析宜選擇中性蛋白酶添加量1400 U/g,酶解處理豆粕6h。

2. 2中性蛋白酶酶解處理對豆粕中大豆抗原蛋白含量的影響

不同用量中性蛋白酶處理豆粕對豆粕中大豆抗原蛋白含量的影響見表7。從表7的試驗數據差異顯著性分析結果可見,中性蛋白酶添加量1400U/g時,豆粕中大豆球蛋白含量為3.10 mg/g,(β-伴大豆球蛋白含量為4.60mg/g;添加量2000U/g處理,豆粕中大豆球蛋白含量為2. 80 mg/g, (β-伴大豆球蛋白含量為4.30 mg/g;兩者均無顯著性差異(P>0.05),因此,宜選擇添加量為1400U/g,處理6h。

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 中性蛋白酶添加量1400U/g酶解處理豆粕6h,計算大豆抗原蛋白(大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白)去除率,結果見表8。

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從表8的試驗數據差異顯著性分析結果可見,中性蛋白酶添加量1400U/g酶解處理豆粕6h,大豆抗原蛋白(大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白)去除率分別為97.61% (P<0.05)和96.60% (P<0.05),與豆粕原料相比,有顯著性差異。

3.非淀粉多糖復合酶、中性蛋白酶復合處理豆粕試驗結果

非淀粉多糖復合酶(果膠酶220U/g、纖維素酶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,配制成緩沖酶液(非淀粉多糖復合酶、中性蛋白酶),溫度50℃,反應6h,滅酶干燥得到大豆酶解蛋白。結果見表9。

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:豆粕原料檢測結果粗蛋自質45.81%,肽3.38%、非淀粉多糖(以總膳食纖維,TDF計)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、水蘇糖39.7mg/g,脲酶活性0.28U/g。

從表9的檢測結果可見,經非淀粉多糖復合酶、中性蛋白酶復合處理后大豆酶解蛋白的粗蛋白質含量有所提高,酸溶蛋白、肽含量大大提升;非淀粉多糖(以總膳食纖維,TDF計),大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白,棉籽糖、水蘇糖等含量,脈酶活性大大下降。

結論:

本試驗結果表明,采用非淀粉多糖復合酶,聯合中性蛋白酶,酶解處理豆粕,能將大分子蛋白質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、寡糖和脲酶等抗營養因子,豆粕酶解成大豆酶解蛋白可大大提高蛋白質的消化吸收利用率。

二十余年酶菌結合發酵經驗積累,更輕易成功的生物飼料發酵劑,簡單好用的中草藥發酵劑,在2021年11月再次升級科學地將多糖性復合菌種營養基組合運用,功能更強效果更好,但運用成本更低。

特別提醒:如果是第一次制作發酵飼料、需要發酵的原料霉變或變質較重、發酵環境溫度較低(低于15℃)、粗纖維較高、需要加快發酵速度或者需要制作出更加香醇高品質的生物發酵飼料出來等情況,請按照本產品說明書使用量增加2-3倍的使用量即可。

【原料組成】釀酒酵母、乳酸菌、枯草芽孢桿菌、產朊假絲酵母菌、副干酪乳桿菌、曲霉菌、木霉菌、米曲霉、復合酶制劑、載體等;包裝內的小塑料袋中為多糖性復合菌種營養基由多糖性糖蜜、植物性蛋白胨、酵母膏、微量元素、維生素等組成。

【產品成分分析保證值】乳酸菌、釀酒酵母等合計≥100億cfu/g,水分<9.0%(指包裝內的粉劑部分)。

凈重:500 克/袋(菌種+酶制劑300克,多糖性復合菌種營養基200克)。

請注意:本產品升級較大,與過去的使用方法有不少變化,請細看說明書進行運用。

 

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(南寧微瑞生物科技有限公司是廣西助農畜牧科技有限公司的直屬下屬公司)

【產品特點】

1.本產品采用以高濃度乳酸菌(300億/g)為主要原料,結合了復合益生菌、口味改良劑、酸化劑的諸多優點,能夠發酵處理各種飼料原料、青綠飼料、秸稈粗飼料、各類食品加工下腳料糟渣等成為營養豐富的飼料,且能夠降解飼料中的抗營養因子,提高飼料在動物腸道中的消化吸收利用率,是降低飼料成本、改善動物肉品質、改善養殖場環境(臭味氨氣下降非常明顯)的好方案,使用后養殖環境形成益生菌環境,對動物健康有較好的保健作用。

2.升級后將原來的大部分輔料去掉,創新地將菌種激活和繁殖所需的專業多糖性復合菌種營養基溶于到產品中,不僅降低了大量使用紅糖或玉米等含淀粉原料的使用降低成本,且明顯提高了運用效果。

3.對霉變飼料及飼料原料具有脫霉作用,霉菌在厭氧發酵環境中無法生存,達到脫霉效果;對棉菜粕具有脫毒作用,通過酶制劑對抗營養因子的分解,并在發酵的過程中產生小肽。

4.產品中另外添加了新型增甜增香菌種,明顯改善發酵料的適口性,使得處理后的發酵料增香增甜,動物對發酵料更愛吃。

5. 客戶鑒別本產品真假和一些發酵劑產品比較效果的簡單方法:500~600毫升的空塑料瓶裝入50克大米,倒入200毫升不超過40℃的干凈溫水,加入本品粉劑與配套的多糖性復合菌種營養基各2-5克,蓋上蓋子搖動一下后放在溫度30℃左右環境中每天幾次小心放氣,2~3天大米基本溶解成乳狀。假冒發酵劑幾乎不能溶解大米(也就是分解效果差),無大氣體產生、發酵速度慢和香甜度差等,效果對比一目了然。

【產品使用方法】

一、制作液體菌液(保健菌液與加強型EM菌液)

將本品中的粉劑和多糖性復合菌種營養基溶于15公斤的溫水中(不高于45)密封發酵72小時以上(注意放氣安全),就成為酶菌結合的益生保健菌液(加強型EM菌)要求長期密封保存一年以上有效,長期在畜禽水產養殖動物上按照飼料重量的3%-5%拌入飼料中飼喂,飲水按照2%添加,動物會非常喜吃,動物各階段(包括孕畜)均可長期使用。

二、處理全價或自配飼料成無抗飼料

本品500-1000克先放入10-20公斤溫水中激活2小時以上,全價顆粒飼料1000公斤(可以加入中草藥20公斤效果更好),清水600公斤,混勻后放入陶瓷或者塑料桶中嚴格密封,3天后開始使用。使用時發酵的全價飼料10-20%,未發酵的全價飼料80-90%,周圍疫情高發期發酵的全價飼料增加到20-30%,使用后具有明顯的保健效果與提高消化降低料耗的作用。

三、發酵木薯渣、豆渣、米粉面條加工下腳料、工廠學校剩飯、米糠、統糠、菌糠、酒糟、果渣果皮、青秸稈、牧草、紅薯藤等原料

本品500-1000克先放入10-20公斤溫水中激活2小時以上,1噸待發酵原料(部分原料需要粉碎),含淀粉類的飼料100公斤(比例約為原料的5%以上,如玉米、大米、紅薯、淀粉均可,也可以用3公斤以上多糖性復合菌種營養基代替)、食鹽2公斤(含有足量食鹽的原料則不添加,食鹽不能放在激活的菌種中,要直接撒在發酵料上或需要添加的清水中,下同)。含水量調節到55%-60%左右,壓實密封發酵7天左右有濃郁香味時即可使用。發酵后的料適口性、營養、消化率較未發酵前有明顯提升。發酵后的飼料根據不同動物與不同飼養周期按照10%-50%與該動物其他全價飼料混合后飼喂,不可以單獨飼喂或全部飼喂發酵飼料。

、霉變的飼料及飼料原料脫霉

1噸霉變飼料或飼料原料添加本品2包(1000克)先放入20公斤溫水中激活2小時以上,玉米粉400公斤(霉變原料中含有能量飼料如玉米粉、小麥粉等20%以上可無需另外添加玉米粉,也可以用5公斤以上多糖性復合菌種營養基代替),均勻混合后將物料含水量調節至60%左右,密封發酵7-15天后(夏短冬長,氣溫低于15度時建議在室內進行保溫發酵),發酵料有濃郁甜酒香味即可使用。脫霉后的飼料按照飼料比例的30%左右與飼養動物的全價飼料混合后飼喂,不可以單獨飼喂。

五、對棉粕、菜粕、菜粕、棕櫚粕、花生枯、茶枯的脫毒與生成小肽

本品500克先放入10公斤溫水中激活2小時以上,1噸待發酵原料,玉米粉100公斤(也可以用3公斤以上多糖性復合菌種營養基代替)、食鹽2公斤。含水量調節到55%左右密封發酵一周以上。本產品不僅能夠快速去除棉粕、菜粕、菜粕、棕櫚粕等其中的抗營養因子(俗稱其中的毒素),形成生物蛋白飼料代替豆粕提高消化吸收率,還能夠在發酵過程中生成大量對動物有益的的小肽。

六、中草藥及中藥渣發酵方法

1.固態中草藥發酵技術:將100公斤中草藥粉碎,越細越好放入80公斤的35左右的溫水中,加入玉米粉(也可以用750克以上多糖性復合菌種營養基代替)與豆粕各10公斤、本品1包先放入10公斤溫水中激活2小時以上、食鹽200克,放入塑料容器內壓實密封發酵7天以上后使用,密封可以保存一年以上,按照飼料比例的1%以上添加到飼料或飲水中使用。

2.液態中草藥發酵技術(即發酵成為中草藥活菌水的方法,操作視頻見下面):1.5-2公斤中草藥(如“御瘟湯”)+1包本品先放入10公斤溫水中激活2小時以上+10公斤全價飼料(可以用750克以上多糖性復合菌種營養基或2公斤以上紅糖代替)+100公斤清水混合在非金屬容器中簡單密封發酵72小時以上后使用(在半個月內使用完效果更好,且要持續密封保存,否則時間一長可能變質不能使用)。按照5%-10%的比例添加到動物飼料中飼喂,或2%-5%的比例添加的動物飲水中飼喂。

3.中藥渣發酵:中藥渣1立方,本品1包先放入10公斤溫水中激活2小時以上、玉米粉100公斤(也可以用3公斤以上多糖性復合菌種營養基代替)、豆粕50公斤(花生粕、菜粕、茶粕等均可),食鹽3公斤,混合含水量調節在55%-60%左右,裝入大容器或薄膜袋中壓實密封發酵,一般一周左右有濃郁的甜酒香味即可使用,密封可以保存一年以上。發酵后的中藥渣按5%以上的比例添加到飼料中。

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七、制作輕度全量發酵飼料及水料上的運用

本品500克先放入10公斤溫水中激活2小時以上、全價飼料1000公斤、清水600-800公斤混合發酵6-24小時后飼喂,形成輕度全量發酵預消化模式;或者清水增加到1500公斤以上形成水料發酵24小時內飼喂,兩種模式能夠達到更好的消化吸收率。

八、制作優質的青貯飼料

將本品1包先放入20公斤溫水中激活24小時以上備用,制作青貯飼料時比較均勻地噴灑到3-5立方物料中,能夠加速發酵、提高質量和適口性,且不容易失敗還能夠更長時間保存。

【配料說明和注意事項】

1、將本品(粉劑與包裝內的稠狀物質)放入約20倍的溫水中化開2-24小時活化后再使用效果更好;在發酵物料時一定要壓實密封,環境溫度低于20℃建議適當保溫或延長發酵時間;制作液體菌劑和密封發酵飼料過程中會產生氣體注意放氣安全;密封好不開封的情況下發酵料可以保存1年以上不變質。密封效果不好會導致發酵料表面霉變,飼喂時要鏟除表面霉變的發酵料。

2、發酵料如果酸度過大,動物適口性差時可以在飼喂前混料時添加1%-2%小蘇打中和酸度,改善動物適口性,或者降低發酵飼料的使用量。

3、發酵料開封進行飼喂后,建議7天內使用完,每次取料后要注意繼續進行密封保存。

4、發酵料由于營養不全面,建議在飼喂混料時添加適當的能量飼料和蛋白飼料、預混料來調節營養配比,使動物達到更佳的飼喂效果和生長速度。

5、動物第一次飼喂發酵料必須遵循先少量飼喂然后逐步加量的原則,一般幼小階段動物最大添加量10%-20%,中等階段動物20%-30%,鄰近出欄階段30%-40%。在實際飼養中行適當的調整。   

6、第一次使用發酵飼料可能會出現零星或者短時間的腹瀉,這些都屬于正常的現象。可以通過減少發酵料和添加藥物進行調整。連續使用發酵料一周后會發現動物的消化率大大的提高,糞便變松軟而且量變少,欄舍的氨臭味大大的減低。

7、飼喂本產品及發酵飼料不影響正常的動物免疫,動物發生疾病使用大劑量抗生素藥物時,繼續使用本品和發酵飼料無副作用,母畜與孕畜也可以使用。 

【包裝規格】500克/包(菌種+酶制劑300克,多糖性復合菌種營養基200克,市場售價約25元/包根據不同物料、溫度、速度等情況可以發酵1-3噸飼料),30包/箱。規模養殖場可以提供25公斤裝或者進行產品定制。

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