魚蝦蛋白質(zhì)的高效利用（下）

■ 陶青燕（諾偉司國際貿(mào)易（上海）有限公司）

魚蝦蛋白質(zhì)的高效利用（下）

■ 陶青燕（諾偉司國際貿(mào)易（上海）有限公司）

陶青燕，動物營養(yǎng)博士，現(xiàn)任諾偉司中國區(qū)水產(chǎn)技術(shù)總監(jiān)，負(fù)責(zé)諾偉司全球水產(chǎn)技術(shù)在中國區(qū)域的傳播與本土化實踐。曾供職于國內(nèi)大型水產(chǎn)飼料企業(yè)，擔(dān)綱技術(shù)研發(fā)與管理工作10余年，長期致力于水生動物微量營養(yǎng)的研究與開發(fā)，對于水生動物消化生理，水生動物營養(yǎng)代謝性疾病，非常規(guī)飼料營養(yǎng)價值評估都具有豐富經(jīng)驗及獨到見解。

在魚蝦類飼料中應(yīng)用合成氨基酸已經(jīng)得到大多數(shù)配方師的認(rèn)可，特別是羥基蛋氨酸由于在體內(nèi)需要經(jīng)過兩步酶的作用生成蛋氨酸，從而具有生理緩釋作用，因此是不需包被的緩釋蛋氨酸源，是最為經(jīng)濟有效的水產(chǎn)用蛋氨酸。在不同消化結(jié)構(gòu)的魚蝦上都可以按照與完整蛋白來源蛋氨酸完全相同的生物學(xué)效價進入配方設(shè)計。相對于其它氨基酸，蛋氨酸的添加往往是最有難度的。這是與蛋氨酸獨特的生理特性直接相關(guān)的。最為重要的是血液蛋氨酸濃度是影響動物采食量的重要血液因子。也就是說，當(dāng)合成蛋氨酸迅速進入血液以后會導(dǎo)致血液蛋氨酸濃度的迅速上升，從而導(dǎo)致采食量的下降，而具有生理緩釋功能的羥基蛋氨酸的血液蛋氨酸濃度的變化則是要更為緩慢和持久的。目前市面上有更多不同類型蛋氨酸源的選擇，對于魚類特別是無胃魚和蝦，吸收速度過快對于這些動物反而會成為利用率低的重要原因。此外，一般的合成氨基酸都是L型的，而晶體蛋氨酸是DL型的，雖然魚蝦同陸生動物一樣都具有將D型蛋氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)長型的能力，但D型氨基酸往往是魚類不喜歡甚至是厭惡的。

3 消除抗?fàn)I養(yǎng)因子

一般認(rèn)為動物性蛋白質(zhì)的消化率比植物性蛋白質(zhì)高，但事實是豆粕的魚蝦蛋白質(zhì)消化率要高于很多我們常用的動物蛋白，諸如魚排粉，肉粉，肉骨粉等。與此同時，即使豆粕具有較高的蛋白質(zhì)消化率，且具有較高的性價比，水產(chǎn)配方師還是會控制豆粕的用量，并大量使用蛋白質(zhì)消化率較低的菜粕或棉粕。這種消化率的實測數(shù)據(jù)同人們對原料應(yīng)用的實際感受的差異除了氨基酸平衡的原因外，主要來源于植物性原料普遍存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子。

吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)的王桂芹教授（2016）匯總了豆粕替代魚粉的相關(guān)研究得到用大豆蛋白替代魚粉蛋白，每替代10%蛋白，各種魚的采食量平均降低3.46%，而生長下降平均值為6.98%。豆粕抗?fàn)I養(yǎng)因子中對魚類健康影響最大，抗原性和致敏性最強的是大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白。這些抗原蛋白不能通過高溫滅活，圖2的研究結(jié)果顯示即使是蝦料的長時間高溫也對飼料中的大豆抗原幾乎沒有破壞作用。而膨化的高剪切力可顯著降低配方中的大豆抗原（圖3）。對比圖2和圖3可以看到膨化加工相對于普通硬顆粒加工在降低大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子對腸道的損傷所展現(xiàn)出的優(yōu)勢，但另一方面，膨化或過度加熱又可導(dǎo)致蛋白質(zhì)的消化率下降，這主要與高溫過程中大量的交聯(lián)鍵形成有關(guān)。

4 添加角蛋白酶

不同來源的蛋白具有不同的蛋白質(zhì)消化率，這是由蛋白質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)所決定的。那些結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，越疏水的蛋白質(zhì)就越難于被動物所消化，反之那些結(jié)構(gòu)越疏松，親水的蛋白質(zhì)就易于被動物分泌的蛋白酶類所分解。二硫鍵是蛋白質(zhì)分子側(cè)鏈間唯一的共價鍵,二硫鍵的多少對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有決定性的作用，從而限制了蛋白質(zhì)的消化率。常規(guī)動物源性蛋白中難于消化的有角蛋白，膠原蛋白，彈性蛋白，它們主要來源于動物的皮毛，筋腱和血管，由于這些結(jié)構(gòu)蛋白含有大量二硫鍵，而動物自身的消化酶不能分解二硫鍵，從而導(dǎo)致大量的肽鏈由于二硫鍵的折疊包裹而不能接觸到消化液而難于消化。因此羽毛粉，肉骨粉，肉粉，魚排粉等往往具有較低的蛋白質(zhì)消化率和動物生產(chǎn)表現(xiàn)。而植物蛋白中難于消化的蛋白主要是醇溶蛋白，醇溶蛋白中的二硫鍵及其強烈的疏水性是導(dǎo)致其難于消化的主要原因。谷物中醇溶蛋白的含量決定了谷物蛋白的可消化程度，同時由于醇溶蛋白與淀粉顆粒之間的包埋，還會進一步導(dǎo)致能量的消化率下降。

角蛋白酶是一種新型的飼料用酶，在我國可以應(yīng)用于飼料的角蛋白酶產(chǎn)品首次出現(xiàn)在2013年的飼料添加劑目錄中，并在分類上有別與普通的飼料用蛋白酶。角蛋白酶實際上具有二硫鍵還原酶和多肽水解酶的活性，也就是說角蛋白酶除了能分解普通蛋白酶能分解的蛋白質(zhì)外，還能通過降解二硫鍵，極大的提高動物對那些自身和普通蛋白酶不能消化的蛋白質(zhì)的利用，從而擴大了魚類對于飼料蛋白質(zhì)的可利用范圍。目前普遍認(rèn)為角蛋白酶的降解過程首先由二硫鍵還原酶作用于二硫鍵，將胱氨酸（一S—S一）還原為半胱氨酸（一SH），在消除二硫鍵對多肽鏈的束縛后，多肽在角蛋白酶和動物內(nèi)源蛋白酶的作用下逐漸水解成多肽、寡肽和游離氨基酸，并最終為動物消化吸收。在我們的大量試驗條件下證實，角蛋白酶DP100在水產(chǎn)飼料中可以釋放1.5%左右的可消化蛋白，這些蛋白是一部分來源于因二硫鍵的束縛而不能被動物利用的蛋白，一部分為協(xié)同內(nèi)源蛋白酶提高消化率獲得的可消化蛋白。同時角蛋白酶DP100可以提高魚體對大豆抗原的分解能力，從而具有保護腸道健康的作用。

圖2 蝦料加工對大豆抗原蛋白的影響

圖3 魚料膨化加工對大豆抗原蛋白的影響

（完）