腸膜蛋白粉的研究進展及在豬生產上的應用

腸膜蛋白粉的研究進展及在豬生產上的應用

酶解法加工腸膜蛋白粉工藝流程圖

腸膜蛋白粉,也叫腸黏膜水解蛋白,國外稱為“Dried Porcine Soluble (DPS)”、“Hydrolyzed Porcine Mucosa (HPM)” 或 “ Porcine-digestible Peptides(PDP)”,是一種新型功能營養性動物蛋白質原料,來源於豬腸道乾淨的小腸黏膜,是生產肝素鈉的副產物[1],富含豐富的小肽和遊離氨基酸,是替代血漿蛋白粉、乳清粉、魚粉等昂貴蛋白原料的選擇之一。

1 腸膜蛋白粉的營養作用1。1 含有豐富的遊離氨基酸和小肽腸膜蛋白粉是豬小腸黏膜經過酶解、高溫處理後得到的產品,腸黏膜蛋白被分解為多肽、寡肽、小肽[2]和遊離氨基酸,其中 8 種必需氨基酸 (賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸) 的總含量為 17。92%,佔總氨基酸含量 (46。37%)的 38。65%[3],且水溶性好,易於被動物利用。

1。2 味道具有誘食性純腸膜蛋白粉一般為純白色或者淺黃色粉末狀,腸膜成品因為載體的不同會導致顏色之間有差異,但其仍會具有獨特的肉腥香味[4],由於含豐富的味覺刺激肽、風味肽等物質,腸膜蛋白粉可增加飼料的適口性,對斷奶動物有誘食效果,從而可提高動物的採食量。

1。3 消化利用率高近幾年的研究發現,蛋白質攝入後經消化道中的酶作用,大多數以小肽的形式被消化吸收。小肽和氨基酸存在兩種相互獨立的吸收轉運機制,遊離氨基酸透過刷狀緣膜由特殊的氨基酸轉運系統進入腸上皮細胞;小肽則會透過特殊的肽轉運系統進行轉運,被吸收時具有吸收率高、耗能少、吸收快等特點,因此肽的生物效價和營養價值比遊離氨基酸和大分子蛋白質高[5-7]。斷奶仔豬對腸膜蛋白中氨基酸的消化率非常高,試驗資料總結表明:賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸和色氨酸的標準迴腸消化率分別 為 84。4% 、 81。1% 、 86。2% 和95。6%[4]。但有研究表明,腸膜蛋白粉的迴腸標準消化率等比魚粉、血漿蛋白粉低很多,半胱氨酸偏高,其原因可能是因為不同腸膜蛋白粉的載體不同,導致部分產品中含有胰蛋白酶抑制劑等抗營養因子,從而降低了其消化率。

1。4 維護腸道健康腸膜蛋白粉中含有豐富的小肽,大部分為內源性蛋白,可減少幼齡乳仔豬採食植物性或動物性異源大分子蛋白而出現的腸道免疫應激,且其中包含著生物活性物質,可誘導小腸絨毛髮育,增強膜刷狀緣酶活性,對斷奶引起的腸膜損傷有修復作用,加速腸道的成熟。二胺氧化酶(DAO)是哺乳動物腸道內有高度活性的細胞內酶,是反映腸道黏膜結構和功能情況的理想指標,受損的小腸黏膜會釋放酶到血液中,表明腸道屏障的功能紊亂。在最近的研究中,斷奶仔豬飼餵 DPS,其血清中的二胺氧化酶水平低於其他組,表明 DPS 能夠維護腸道屏障[8]。

2 加工工藝腸膜蛋白粉是利用豬小腸黏膜萃取肝素過程的副產物,屠宰場的新鮮豬小腸在加工成腸衣半成品時會將小腸內容物 (黏膜) 刮下來,經過一系列的酶解和鹽析等工藝加工而成。安文亭等[9]也曾研究過利用羊小腸黏膜加工腸膜蛋白粉的工藝。根據製作肝素鈉的不同工藝,目前腸膜蛋白粉加工工藝主要分為鹽解法、酶解法兩種。

鹽解法一般是將腸黏膜先加水、加鹼加鹽並調節pH 值後,在 50~60℃下攪拌 2~3 小時,然後快速升溫到 90℃繼續攪拌,再進行過濾,濾渣留存,用樹脂吸附濾液後再過濾,濾餅做肝素鈉,得到的濾液與之前留存的濾渣混合後再幹燥成腸膜蛋白粉。

酶解法生產腸膜蛋白粉的工藝較為複雜 (圖 1),在處理的過程中需要加入胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等酶製劑[10],並對半成型產品進行脫鹽、除臭等再加工,最終產出優質的腸膜蛋白粉[11]。由於加工工藝和加工過程步驟的刪減,市場上許多腸膜蛋白粉並沒有脫鹽、除臭等步驟,因此造成腸膜蛋白粉的鹽分含量高、味道重,不利於畜禽消化吸收。

2。1 載體由於純的腸黏膜蛋白吸溼性很強,易板結,極易粘連,因此腸膜蛋白在乾燥過程中需要新增一定比例的載體來保證腸膜產品的流動性和易混合性。現階段市場上大部分腸膜原粉選用的載體為玉米溼法加工副產物、豆粕、土豆粉、水解植物蛋白 (發酵豆粕等)、豆皮、生產氨基酸副產物 (酵母粉、賴氨酸渣等) 等[12]。載體不同,直接導致了腸膜蛋白粉品質差異較大,這也是市場上不同腸膜蛋白粉功能性差異較大的主要原因。如用豆皮或者豆粕作為載體時,因其存在胰蛋白酶抑制劑、凝集素抗營養因子,導致 DPS 的消化吸收利用率降低[13];用氨基酸生產後的副產物作為載體時,其特殊的氣味可能影響腸膜蛋白粉的適口性;用發酵豆粕作為載體,在小肽含量和蛋白消化率方面都有較大優勢,但是成本相對較高。Myers[12]研究發現,以氨基酸副產物和植物蛋白混合作為載體的腸膜蛋白粉飼餵的斷奶仔豬平均日增重顯著高於單純用植物蛋白作為載體的腸膜蛋白粉組。

2。2 脫鹽腸膜蛋白粉是生產的副產物,在生產過程中,由於加工工藝的要求,需要新增大量的鹼和部分鹽,這直接導致腸膜原液中的鹽分含量增高,過高的鹽分會直接影響腸膜蛋白粉的適口性和新增量,因此,在生產腸膜蛋白粉中是否有除鹽工藝也是衡量其價值的主要指標。

在實際生產使用中,腸膜蛋白粉的載體和鹽分含量是衡量其品質的主要營養性指標。

3 在豬生產中的應用腸膜蛋白粉作為血漿蛋白粉、乳清粉、進口魚粉等高檔蛋白質的替代品,主要用於斷奶保育豬的飼糧中。

因為仔豬生長快和代謝旺盛,但胃腸器官和功能發育不完善,消化酶系發育不全;胃酸分泌不足和胃腸道微生態平衡脆弱,吸收和利用營養素的能力低;免疫力低,免疫系統發育不完善,易患病[14]。腸膜蛋白粉由於小肽含量豐富,易消化,被腸道吸收速度快,利用率高,能提高豬的生長效能,維護腸道健康,提高免疫力。

3。1 飼餵腸膜蛋白粉對仔豬生長效能的影響Myers 等[15]選用 180 頭平均初始體重為 6。4 kg 的 28日齡 PIC 斷奶仔豬,分成對照組,新增 3%、6%、9%和 12%腸膜蛋白粉組,新增 6%血粉組;研究結果表明,飼餵腸膜蛋白粉能極顯著地提高斷奶仔豬的平均日增重,降低料肉比,且新增 6%腸膜蛋白粉可完全取代 6%血粉。Cho 等[16]用腸膜蛋白粉分別替代血漿蛋白粉和血粉來飼餵斷奶仔豬,結果表明,腸膜蛋白粉可以完全替代斷奶仔豬中的血漿蛋白粉和血粉,且飼餵腸膜蛋白粉組的料肉比低於飼餵血粉組,其推薦腸膜蛋白粉新增比例為 2。5%。DeRouchey 等[17]選用 20 日齡斷奶仔豬進行試驗,研究發現,斷奶仔豬飼餵腸膜蛋白粉的平均日增重顯著高於對照組,料肉比顯著低於對照組,且飼餵腸膜蛋白粉與飼餵牛肉粉、血漿蛋白粉之間差異不顯著。

要秀兵等[18]選用 21 日齡斷奶的 PIC 配套系五元雜交仔豬,以 3。5%的腸膜蛋白粉替代基礎日糧中魚粉進行 4周的飼養試驗,結果顯示腸膜蛋白粉組的平均日增重高於對照組,飼料增重比低於對照組,證明飼餵腸膜蛋白粉具有提高斷奶仔豬生產效能的趨勢。高欣等[19]研究發現,在斷奶仔豬飼糧中新增不同品種和不同新增量的腸膜蛋白粉均能提高仔豬的平均日增重,降低料肉比。曾禮華等[20]選用 25 日齡杜× (大×長) 三元雜交斷奶仔豬,用腸膜蛋白粉代替魚粉,研究發現,飼餵腸膜蛋白粉的平均日增重顯著高於魚粉組,並且料肉比有降低的趨勢。

徐軍等[21]選用 30 日齡斷奶仔豬,在飼糧中新增不同新增比例的腸膜蛋白粉,結果表明,日糧中新增腸膜蛋白粉3%~6%的效果較好,平均日採食量、平均日增重顯著提高。郭秀山等[22]選用長大二元 38 日齡斷奶仔豬,分別飼餵含腸膜蛋白粉 0%、3%、5%和 8%四個梯度日糧,試驗結果表明,飼餵腸膜蛋白粉能極顯著提高日增重,顯著降低料肉比,顯著降低和改善斷奶仔豬腹瀉的發生 , 其 建 議 的 適 宜 添 加 量 為 3% ~5% 。霍 寶 佔等[23]研究發現,仔豬斷奶後飼餵腸膜蛋白粉能顯著降低料肉比,且在換成基礎飼糧後仍能保持較好的生長效能,同時還證實仔豬日糧中的腸膜蛋白粉 (不論是單獨新增還是和其他蛋白質混合) 均可改善斷奶仔豬的生產效能。Solà-Oriol 等[24]研究表明,在斷奶仔豬飼糧中新增腸膜蛋白粉比新增乳製品能獲得更優秀的生長效能。

3。2 飼餵腸膜蛋白粉對腸道健康和機體免疫的影響要秀兵等[18]研究發現,飼餵腸膜蛋白粉提高了仔豬斷奶後外周血液 T、B 淋巴細胞陽性率,促進了仔豬免疫能力的提高。高欣等[19]試驗結果證實,飼餵腸膜蛋白粉能提高斷奶仔豬十二指腸和空腸的絨毛高度 / 隱窩深度比及空腸的絨毛高度,從而能提高營養物質消化率,改善斷奶仔豬的腸道健康。吳金節等[25]研究表明,在 28日齡斷奶仔豬的日糧中新增 3%的腸膜蛋白粉,除了能顯著降低腹瀉率外,還能減輕斷奶應激,減少病死率。

蔡元麗等[26]透過直接使用肝素渣水解物飼餵斷奶仔豬,研究發現其能促進仔豬免疫器官發育,提高血清免疫球蛋白濃度、豬瘟抗體 OD 值和血液中淋巴細胞數,提高了斷奶仔豬的免疫功能,降低了仔豬的腹瀉指數。劉寧等[27]試驗結果發現,使用進口、國產腸膜蛋白粉均顯著提高了斷奶仔豬的脾臟指數和血清 ALB 含量,且進口腸膜組顯著提高了下頜淋巴結指數,但對胸腺指數、腹股溝淋巴結指數等無顯著影響。

3。3 飼餵腸膜蛋白粉對母豬的影響哺乳動物的羊水或者乳汁中會因飼餵飼糧的不同而具有不同的風味性物質,這會導致剛出生的幼齡動物在斷奶採食或者誘食過程中有一定的選擇偏好。若幼齡動物的誘食飼糧及斷奶飼糧的風味物質與乳汁或者羊水中的風味物質一致,那麼幼齡動物會表現較弱的斷奶應激,從而能夠更加正常地生長[28-29]。Figueroa 等[30]在母豬妊娠後期 14 天和泌乳期 28 天日糧中新增 20 g/kg 的腸膜蛋白粉,研究結果表明,來自飼餵腸膜蛋白粉母豬組的仔豬斷奶後比對照組具有更高的平均日增重和平均日採食量。Johnston 等[31]研究表明,在整個哺乳期母豬的日糧中分別新增腸膜蛋白粉,試驗母豬的平均日採食量顯著提高,但對整個泌乳期母豬的產奶量、仔豬窩質量及斷奶後返情期無顯著影響。

4 安全性評價腸膜蛋白粉來源於豬小腸黏膜,雖然現已有證據表明腸膜蛋白粉在加工過程中由於長時間高溫酶解,最終產品中基本不含有大腸桿菌、沙門氏菌、豬繁殖與呼吸綜合徵病毒、豬偽狂犬病病毒等安全性問題[32],但對養殖環節經常接觸到的農藥積累、藥物殘留和有毒重金屬汙染等方面,還沒有足夠的研究,因為在選用腸膜蛋白粉時對原料的來源控制更為嚴格。

腸膜蛋白粉作為多肽類蛋白原料在動物生產中具有良好的應用,但作為生物活性類多肽新增時需要謹慎使用,因為加工工藝不同,產生的多肽類物質的種類也有差異,不同品質的腸膜蛋白粉間差異較大。

5 總結近年來,小肽的營養理論已經逐步得到認可,腸膜蛋白粉作為一種高小肽,高消化率的優質蛋白源飼料也逐漸得到重視,具有較為廣闊的開發前景,也希望透過對原料來源和加工環節等方面加以把控,使產品更加安全,造福於養殖業。