豆肽蛋白饲料在水产养殖中的应用

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1大豆肽的理化性质和生理活性

1．1理化性质

大豆肽氨基酸的组成成分与大豆蛋白大致相同，富含各种水产动物所需的必需氨基酸，其分子质量和肽链长短主要是由所采用的制备工艺决定的。与大豆蛋白相比，大豆肽具有以下几个特点：

（1）水溶性好。大豆肽在水中可以完全溶解，具有良好的溶解性。

（2）良好的热稳定性。在一定的温度范围内，大豆肽的溶解性不受温度影响，在加热情况下，也可保持良好的溶解性，不易产生沉淀，是一种很好的蛋白质补充剂。

（3）高浓度状态下的低粘度。由于大豆肽分子量较小，随着大豆肽的浓度增加，其粘度变化情况不大。

（4）良好的耐酸性。在酸性和中性条件下，大豆肽的流动性没有很大的差异。

1．2生理活性

1．2．1易消化吸收

传统的蛋白质消化、吸收理论认为，蛋白质进入肠道后，在肠道分解成多种氨基酸，之后通过肠壁进入体内被利用于所需的新陈代谢。而现代研究表明，蛋白质进入体内，主要是在胃和小肠中通过多种蛋白酶水解之后以多肽的形式被肠道直接吸收利用，且对于小分子大豆肽的吸收速率要高于氨基酸和蛋白质。

1．2．2良好的降血压作用

血管紧张素转换酶（ACE）可以催化血管紧张素I生产升血压活性肽血管紧张素II，血管紧张素II可以作用于血管平滑肌，造成血管紧缩，血压升高。研究发现，从大豆肽中分离出来的几种短肽能够很好的抑制ACE的活性，从而防止血管紧缩，有效的降低血压。

1．2．3促进脂肪和矿物质的吸收

大豆肽能够促进脂肪的代谢。高长城等实验证实，喂食大豆肽的小白鼠体内产热的褐色脂肪组织BAT活性高于其他没有喂食大豆肽的小白鼠，而且随着喂食量的增加，血液中甲状腺的浓度也会随之提高。研究发现，大豆蛋白中所含的单宁、草酸、植酸等多酚物质会抑制机体对于微量元素的吸收。而大豆肽在制作过程中已去除了这些物质，同时大豆肽中所含的磷酸丝氨酸残基能够与铁、钙、镁、铜、锌等离子结合形成络合物，保证微量元素处于可溶状态，有利于被机体所吸收。

1．2．4调节血糖浓度

大豆肽可以作为稳定的血糖调节剂，α－葡萄糖苷酶可以迅速的分解糖供体，为机体提供大量的葡萄糖，其主要分布在肠微绒毛上。陈晓光等证实大豆肽能够有效的抑制α－葡萄糖苷酶，大豆肽与碳水化合物一起用时，能够减慢葡萄糖的生成，从而减缓肠道内葡萄糖的吸收，避免血糖浓度急速上升。

1．2．5低过敏原性

过敏是一种异常的免疫应答反应，它是由于过敏原的存在而引起的。研究发现，在大豆蛋白中存在3种主要的过敏原：GlymBd28K、GlymBd30K、β－伴大豆球蛋白。只有有效地去除过敏原，才能够避免因为食物而引起的过敏反应。大豆肽的制作需要对大豆蛋白进行降解，而在这一过程中就能够有效去除这些过敏原。青山敏明用ELISA对除去不溶性组分的大豆肽进行测定，结果发现大豆多肽中的过敏原是大豆蛋白的1／100～1／1000。

2大豆肽制备工艺探索

大豆肽的制备技术方法主要包括：化学水解法、酶解法和微生物发酵法。

2．1化学水解法

化学水解法包括酸水解和碱水解两种方法，它是在一定温度下利用化学试剂使得大豆蛋白分子中的肽键断裂，从而形成小分子物质。酸水解法方法简单、生产成本低，但是整个工艺过程很难控制，生产的大豆肽分子分布不均匀、生理功能差异大。而碱水解法则会破坏苏氨酸、丝氨酸等大量氨基酸，而且发生消旋作用，使得营养大量流失。所以，化学水解法一般使用于试验，而很少在生产实践中使用。

2．2酶解法

酶水解主要是利用蛋白酶在特定的温度和pH条件下，能够对大豆蛋白分子进行高效的水解，将大豆蛋白分子降解成小分子肽类。酶解法根据使用酶的情况分成单酶解法、双酶解法、多酶解法。单酶解法就是用一种单一的酶对大豆蛋白进行水解，可以是植物蛋白酶、动物蛋白酶，还有微生物蛋白酶。不过单酶解法存在水解度不高、水解过程易产生苦味、大豆肽得率低等问题。相较于单酶解法，双酶解法具有得率高、水解度高等特点，添加风味蛋白酶还可以改善大豆肽的风味。刘静等利用碱性蛋白酶和胰蛋白酶对大豆分离蛋白进行水解，制得的大豆肽分子量主要集中在6000以下，优于单酶解法。多酶解法比前两者更加复杂，不仅要考虑水解的常规因素，而且还要考虑酶的配比等因素，目前研究还在起步阶段。酶水解法具有生产条件温和、反应时间短、工艺容易控制及产物主要为肽而非氨基酸等优点。但大豆蛋白分子具有致密的立体结构，在酶解前必须进行适当的预处理，加上酶的价格昂贵，使得酶解法的生产成本过高限制了其在饲料行业中的应用。

2．3微生物发酵法

微生物发酵法是利用发酵过程中微生物所产的酶将大豆蛋白分子降解成小蛋白分子。这种方法有机地将蛋白酶的发酵生产和大豆肽的生产结合起来，大大降低了生产成本。根据菌种不同，可以将微生物发酵法分为细菌发酵法和真菌发酵法。戚薇等利用凝结芽孢杆菌TQ33和纳豆芽孢杆菌对豆粕进行固体发酵，最终蛋白水解度为20．14％，TI降解率达95％。微生物发酵法制备大豆肽，较酶解法生产成本较低。宋文新等研究表明，与酶法相比，微生物发酵法可以去除豆粕中的几乎所有的抗营养因子，产生的小肽种类更加多样化，同时增加了微生物的菌体，帮助维持动物肠道菌群的平衡。但微生物发酵法具有产品稳定性不如酶解法，生产时间长，过程不宜控制等缺点。

3大豆肽蛋白饲料在水产养殖中的应用

由于水产动物的生理特点，使得水产动物对于蛋白质的数量和质量的要求很高。大豆肽蛋白饲料中富含易被水产动物消化吸收的氨基酸、寡肽、多肽等小分子物质，而且还含有多种维生素，矿物质等特殊营养成分，是替代鱼粉的最佳选择。

3．1对于水产动物的生产性能的影响

国内外有不少研究已经证明大豆肽适量替代饲料中的鱼粉，可以提高水产动物的生产性能，促进水产动物的生长。赵丽梅分别用13％、24％、34％、44％的发酵豆粕替代日粮配方中的部分鱼粉，结果发现当用34％的发酵豆粕替代23％的鱼粉时，金鲳鱼的生产性能达到最佳，而添加到用44％的发酵豆粕的替代31％的鱼粉时，金鲳鱼的生产性能有了显著的下降，这说明适量添加发酵豆粕是可以替代部分鱼粉，从而使金鲳鱼达到最佳生产性能；宫修清等［9］在对照池和试验池中养了相同数量和种类的鱼类，在饲料方面，试验组比对照组多添加了5％的大豆活性肽，其他养殖条件相同，试验结果发现试验组比对照组多生产各类鱼种568kg，其中草鱼多生产了274．5kg；李惠等用发酵了42天的发酵豆粕替代部分鱼粉对斑点叉尾鮰进行喂食，结果发现当发酵豆粕替代25％～75％的鱼粉时，斑点叉尾鮰的特定生长率和增重率有了显著的提高；李祖华等对于鳗鱼的养殖研究中发现，在高比例鱼粉的饲料中，用大豆多肽等量替代3％～5％的红鱼粉同样可以获得相同的生产性能，而且降低了生产成本，提高了经济效益。

3．2对于水产动物机体免疫力的影响

研究发现大豆肽能够有助于体内有益菌的繁殖，其中的活性小肽能够参与机体的免疫系统调节，提高机体免疫能力。宋文新等用发酵豆粕替代部分鱼粉喂食黑鲷幼鱼，结果表明当发酵豆粕替代10％的鱼粉时，黑鲷幼鱼机体内的过氧化物歧化酶活性提高，血清溶菌酶活性有了明显提高，而当发酵豆粕替代水平提高到30％、40％和50％时，过氧化物歧化酶和血清溶菌酶的活性明显低于对照组。这表明过量添加发酵豆粕影响黑鲷幼鱼的免疫能力，而适当添加发酵豆粕才能提高黑鲷幼鱼的免疫能力；宫修清等发现喂食含有5％大豆活性肽饲料的鱼池中并没有发生过鱼病，鱼类成活率高达92．2％，而对照池发生过一次鱼病，其成活率仅为85．2％，低于试验池7个百分点；陈萱等在饲料当中添加不同比例的发酵豆粕喂食异育银鲫，结果发现供试鱼不仅体重增加，而且其体内的各项非特异性免疫指标都有所改善，谷丙转氨酶的活性下降。这说明在饲料中添加适量的发酵豆粕是有利于改善异育银鲫的免疫功能的。

3．3对于水产生物消化功能的影响

由于水产动物特殊的生理结构，使得水产动物对饲料蛋白的质量要求很高。大量试验证实，大豆肽能够有效刺激水产动物肠道的消化酶活性，促进动物的生长繁殖。李惠等在研究斑点叉尾鮰的生长和消化酶活性的研究中发现，当发酵豆粕替代鱼粉的水平达到25％～100％时，供试鱼体内的肝胰蛋白酶和淀粉酶的活性比对照组有了提高；付生慧］用不同的大豆蛋白源饲料（豆粕、膨化豆粕、大豆浓缩蛋白和大豆酶解蛋白）替代鱼粉喂食草鱼，结果发现大豆酶解蛋白与对照组相比，喂食大豆酶解蛋白的草鱼生长速度和饲料系数有了显著的改善，并且其蛋白质消化率也有了显著的提高。

4目前大豆肽蛋白饲料存在的问题

4．1抗营养因子含量较高

抗营养因子是一种能够对营养物质的消化、吸收和利用产生影响的，使人和动物产生不良反应的物质。研究表明，大豆中富含多种抗营养因子，如β－伴大豆球蛋白、大豆凝集素、大豆球蛋白、抗维生素因子、胰蛋白酶抑制因子（TI）、植酸、皂甙、异黄酮、单宁等。虽然在大豆肽的加工过程中可以去除大部分抗营养因子，但是仍有部分抗营养因子存在其中，从而影响水产动物对于营养物质的吸收利用。陈伟等发现随着大豆皂苷含量的提高，牙鲆的摄食量呈线性下降趋势；研究表明大豆凝集素可与大西洋鲑的肠道刷状缘黏膜结合，从而导致肠道组织的结构发生病变，影响对蛋白质的消化吸收。

4．2大豆肽分子量偏大

在大豆肽蛋白饲料中，肽含量反映的是产品饲用品质的一个重要技术指标。目前，测定大豆肽蛋白饲料中小分子蛋白所采用的三氯乙酸（TCA－N）法，其测定结果所反映的是分子量小于10000Da的可溶性肽。而大豆肽蛋白饲料中的肽含量应指分子量小于2000Da的寡肽（含2～20个氨基酸），寡肽含量指标才能真实反映大豆肽蛋白饲料的品质。此外，分子量分布是肽产品的重要特性指标，直接反映产品中不同分子量肽的构成特征。由于技术手段不足，目前市场中大豆肽蛋白饲料中大豆肽的质量大部分都大于2000Da，分子质量偏大，直接影响水产生物的生理状态和生长性能。

4．3大豆肽添加量的限制因素

影响大豆肽蛋白添加量的因素主要有3点：

（1）抗营养因子。Huisman指出抗营养因子主要影响动物对饲料中营养成分的利用，从而降低其生长速率和健康水平。往水产饲料中添加过多大豆肽蛋白往往容易造成饲料中抗营养因子过量，从而导致水产动物的不良生长状态。

（2）氨基酸组成。大豆肽蛋白与鱼粉相比，虽然大豆肽蛋白中的粗蛋白含量丰富，甚至高于鱼粉，但是某些必需氨基酸的缺失，氨基酸的不平衡往往容易导致水产动物生产性能的降低。

（3）适口性。适口性是影响大豆肽蛋白在饲料中添加量的主要因素之一，与鱼粉相比，大豆肽蛋白的适口性就比较差，因为大豆肽蛋白中含有会抑制水生动物食欲的抗营养因子，随着大豆肽蛋白含量的增加，必然导致水生动物的摄食量减少。

5大豆肽蛋白饲料在水产养殖中的应用前景

随着水产养殖集约化的蓬勃发展，作为水产饲料主要蛋白源的鱼粉供应日益紧张，价格逐年攀升。同时我国年产豆粕可达430万t以上，由于豆粕资源丰富，相对于鱼粉来讲价格低廉，但豆粕含有多种抗营养因子及蛋白质的种类和结构严重影响水产动物吸收利用，限制了它在水产饲料中的应用。随着技术的进步，通过高科技去除或钝化豆粕中抗营养因子并将豆粕蛋白转化为水产动物易消化吸收的肽成分成为了可能。研究表明，大豆肽蛋白具有较高的生理功能如提高水产动物的免疫力、有助于提高饲料中蛋白源的利用效率、提高水产动物的生产性能等，而且在减轻富含蛋白养殖动物排泄物引起的环境污染，对净化养殖环境及节能减排意义重大。同时，提高养殖动物免疫力有助于减少养殖中渔药使用量，提高动物食品的安全性起到有益的作用，社会效益十分可观，具有广阔的应用前景。

作者:黄薇 单位:福建省农业科学院中心实验室