大豆的抗营养因子介绍

大豆中的抗营养因子
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质源。

遗憾的是，大豆中含有多种抗营养因子，包括膜蛋白酶抑制子、凝集素、异黄酮、抗原蛋白、抗维生素因子、单宁、皂甙、脲酶、赖丙氨酸、硫葡萄糖甙和生物碱等。

这些抗营养因子通过干扰营养物质的消化吸收、破坏正常的新陈代谢和引起动物不良的生理反应等多种方式危害动物尤其是幼龄动物的生长和健康，从而在一定程度上降低了大豆及大豆制品在动物中的利用。

自从发现大豆中存在抗营养因子以来，人们就一直试图通过化学处理、热处理、挤压处理等方式削弱或去除抗营养因子的活性。

1、大豆抗营养因子的种类和特性
按照抗营养作用方式的不同，通常将大豆抗营养因子分为以下6类：抑制蛋白质消化和利用的因子，包括胰蛋白酶抑制因子、糜蛋白酶抑制因子和凝集素等；影响碳水化合物消化的因子，包括酚类化合物(单宁)和寡糖等；降低矿物元素利用的因子，如植酸；抗维生素因子，包括抗维生素A、维生素D、维生素E 和维生素B 12等因子；剌激免疫系统的抗营养因子，如致过敏反应蛋白等以及其它一些抗营养因子，包括致甲状腺肿因子、皂甙、异黄酮和生氧糖甙等。

其中胰蛋白酶抑制因子、糜蛋白酶抑制因子、凝集素、致甲状腺肿因子及抗维生素因子具有对热敏感的特性，而皂甙、单宁、异黄酮、寡糖、致过敏反应蛋白及植酸等对热稳定。

2 、大豆抗营养因子的作用机理
2.1 大豆蛋白酶抑制因子
大豆蛋白酶抑制因子是指能和蛋白酶的必需基因发生化学反应，从而抑制蛋白酶与底物结合，使蛋白酶的活力下降甚至丧失的一类物质。

通常所说的蛋白酶抑制因子是指蛋白质类胰蛋白酶抑制因子(Trypsin Inhibitors，TI)。

根据其结构组成可分为库尼兹大豆胰蛋白酶抑制因子(kunitz Trypsin Inhibitor，KTI)和包曼-伯克膜蛋白酶抑制因子(Bowmm-Birk Proteinase inhibitor，BBI)两类，生大豆中含有1.4%的KT I和0.6%BBI。

BBI能够对胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶起抑制作用，KTI主要对胰蛋白酶有特异性的抑制。

因此，KTI含量的高低在很大程度上决定了大豆的抗营养作用的强弱。

大豆蛋白酶抑制因子是大豆中的主要抗营养因子之一。

生大豆抗营养作用的40% 是由蛋白酶抑制因子引起的。

这类抗营养因子能抑制人和动物肠道内胰腺分泌的蛋白水解酶，如膜蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶等的活性，引起生长停滞、胰腺增生和肥大等。

动物采食含蛋白酶抑制因子的日粮会使采食量和日增重下降，饲料转化率降低，其影响程度受到日粮中蛋白酶抑制因子水平的影响。

以仔猪为例，当基础日粮中KTI的添加水平为2.4 g/kg 时，其生长速度比基础日粮组下降13%；当KTI水平添加到7.2 g/kg 时，生长速度下降32%。

此外，肉鸡的生长性能和蛋鸡的产蛋率也受日粮中大豆蛋白酶抑制因子的不同程度的影响。

目前，ELISA检测法是检测胰蛋白酶抑制因子最精确和最方便的检测方法。

2.2 大豆凝集素
凝集素是自然界广泛存在的一类能凝集细胞、多糖或糖复合物的非源于免疫反应的糖蛋白。

大豆凝集素也是大豆中主要的抗营养因子之一，在成熟种子中的含量高达蛋白质总量的10%左右。

日粮中高含量的大豆凝集素对动物生长有较强的抑制作用。

这种抑制作用随动物种属、年龄和大豆凝集素剂量等因素而异。

一般来说，单胃动物、小鼠、大鼠和雏鸡对大豆凝集素较为敏感。

大豆凝集素在进入胃肠道内后其糖蛋白结构能抵抗消化酶的降解作用，并与小肠粘膜上皮细
胞结合导致微绒毛萎缩，随后在其受体的介导下内吞入肠上皮细胞后引起蛋白质合成的加快，并促进腺窝细胞的分裂，进而严重影响小肠和相关组织的代谢，这个组织和生理变化过程可能是大豆凝集素造成生长抑制的主要原因。

2.3 大豆寡糖
大豆寡糖是大豆中一类低聚糖的总称，主要包括蔗糖，棉籽糖，水苏糖以及少量的毛蕊花糖。

大豆寡糖在动物体内的生物学作用曾一度引起学者们的争论。

最早认为大豆制品中寡糖的存在对人类和其它单胃动物不利，因为大豆寡糖是一种抗营养因子，其被微生物利用后能产生较多的C02、H2、CH4等气体，从而导致动物胃肠胀气、不适，甚至提高动物胃肠腔渗透压，引起渗出性腹泻。

大豆寡糖发挥抗营养作用或益生元作用是有较强的选择性的。

例如日粮中的大豆寡糖在1% 以下时可以促进断奶仔猪肠道有益微生物的增殖。

但大豆寡糖在1% 以上时对断奶仔猪日增重有负效应，且主要发生在断奶后前2周，当大豆寡糖达到2% 时，可显著降低断奶仔猪的饲料转化效率(P <0.05)，同时提高断奶仔猪的腹泻率。

2.4 大豆抗原蛋白
大豆中的抗原蛋白主要包括大豆球蛋白(Glycinin)和3种伴大豆球蛋白(α
-conglycinin、β-conglycinin和γ-conglycinin)(Catsimpoolas和E kenstam，1969)。

其中Glycinin 和β-conglycinin 是大豆中免疫原性最强的2种抗原蛋白。

GIycinin 和β
-conglycinin 主要引起仔猪、等幼龄动物，特别是断奶仔猪的过敏反应。

该反应的症状主要表现为腹泻。

Gly cinin 和β-conglycinin 引起幼龄动物过敏反应的基本机制为:幼龄动物采食含大豆蛋白质的日粮后，大部分Gly cinin 和β-conglycinin 被降解为肽和氨基酸，由于幼龄动物肠道发育不成熟，小部分Glycinin 和β-conglycinin 穿过小肠上皮细胞间或上皮细胞内的空隙完整地进入血液和淋巴，刺激肠道免疫组织，产生包括特异性抗原抗体反应和T 淋巴细胞介导的迟发性过敏反应，前者剌激肥大细胞释放组胺，引起上皮细胞通透性增加和黏膜水肿，后者主要引起肠道形态变化。

大豆抗原蛋白引起幼龄动物过敏反应的结果将使血清中大豆抗原特异性抗体滴度升高，小肠绒毛萎缩，隐窝细胞增生，同时导致消化吸收障碍、生长受阻以及过敏性腹泻。

关于断奶仔猪腹泻的原因，目前存在2种理论，其中传统理论认为病原微生物是引起断奶仔猪腹泻的根本原因，该理论形成于20世纪6、70年代，由以R ich ards等(1961)为代表的兽医学学者提出。

与之相左的是，一种新的理论反对把断奶仔猪腹泻的根本原因归结于病原微生物，并认为日粮抗原才是导致断奶仔猪腹泻的先决条件，病原微生物感染只是断奶仔猪断奶后的继发性原因。

该理论主要由以Miller 等(1984)、Stokes等(1987)和Li等(1990)为代表的营养学家所倡导。

在新仔猪腹泻理论的指导下，利用改善饲料原料抗营养因子的特性来提高饲料的可消化性并促进仔猪(特别是断奶仔猪)的生长和健康已经在实际生产中发挥了极为重要的作用。

大豆抗原蛋白对仔猪、犊牛等幼龄动物的过敏反应由来已久，人们对Glycinin 和β
-conglycinin 理化特性、稳定性以及对不同动物的影响进行了广泛的研究。

但过去的研究工作还不足以完整地解释大豆抗原蛋白的免疫原性及其致过敏机理。

不过，最近抗β
-conglycinin 单克隆抗体的成功制备对大豆抗原蛋白β-conglycinin 免疫原性的定量分析提供了一个有效工具，同时为β-conglycinin 在断奶仔猪肠道上皮细胞的定位、通透情况乃至致敏机理研究中将提供一个有效的技术手段。

2.5 其他
由于大豆蛋白酶抑制因子、凝集素、寡糖、抗原蛋白等对动物生长性能和生理健康影响较大，因此一直以来对上述几种大豆抗营养因子的研究较多。

其他一些抗营养因子如异黄酣、抗维生素因子、单宁、皂甙、脲酶、赖丙氨酸、硫葡萄糖甙和生物碱等也常有报道，但对其研究的深度还有待于进一步加强。