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豆粕是畜牧養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的一種優(yōu)質(zhì)植物性蛋白源，但是豆粕中存在胰蛋白酶抑制因子、凝集素及大豆抗原等多種抗營養(yǎng)因子，不僅降低了動物對豆粕中主要營養(yǎng)物質(zhì)的利用，而且在一定程度上影響動物的健康。目前，國內(nèi)外常用的植物蛋白原料抗營養(yǎng)因子消除方法很多。如譙仕彥等的研究結(jié)果表明，100～140℃膨化加工可使大豆胰蛋白酶抑制因子的活性降低74.8％～88.6％，隨溫度升高，胰蛋白酶抑制因子滅活程度加強。Hiraba-yashi等使用宇佐美曲霉發(fā)酵大豆粕，發(fā)酵后豆粕中的植酸可全部被降解。孫常燦等采用乳酸菌、枯草芽孢桿菌發(fā)酵大豆粉，能有效消除大豆中胰蛋白酶抑制劑的活性。Feng等采用米曲霉3.042發(fā)酵豆粕，可完全消除豆粕胰蛋白酶抑制因子。此外，Hamscher等發(fā)現(xiàn)，用10Gy的γ－射線照射大豆種子時，其中的大豆胰蛋白酶抑制因子活力降為原來的25％。侯水生用偏重亞硫酸鈉處理生豆粕，可使胰蛋白酶抑制蛋白活性降低44.5％。上述研究多集中在對豆粕中個別抗營養(yǎng)因子的脫除效果上，缺少對豆粕主要抗營養(yǎng)因子和營養(yǎng)成分含量及衛(wèi)生指標的全面評判。膨化法和微生物發(fā)酵法是目前消除豆粕中抗營養(yǎng)因子的常用方法。為對這２種處理方法進行全面的評判，檢測了豆粕、膨化豆粕及發(fā)酵豆粕產(chǎn)品中的營養(yǎng)成分和抗營養(yǎng)因子含量，以期選出豆粕最佳前處理方法，提高蛋白原料利用效率和營養(yǎng)價值，為生產(chǎn)提供理論依據(jù)和參考。

１.１　儀器設(shè)備

電子分析天平購自Mettler MS304S公司，全自動凱氏定氮儀、全自動纖維分析系統(tǒng)、索氏脂肪浸提系統(tǒng)購自FOSS公司，馬福爐購自鄭州良源公司，全自動氨基酸分析儀購自大連依利特公司，酶標儀購自美國Molecular Devices公司，高效液相分析儀購自戴安公司，紫外分光光度計購自日立公司。

１.２　樣品處理

普通豆粕由河南聚豐飼料科技有限公司購進。膨化豆粕樣品為普通豆粕經(jīng)１２０℃的膨化溫度處理的產(chǎn)品。微生物發(fā)酵豆粕樣品為普通豆粕采用啤酒酵母菌、德氏乳酸桿菌及凝結(jié)芽孢桿菌菌種進行發(fā)酵處理的產(chǎn)品。按照國家標準（ＧＢ／Ｔ14699.1－2005）分別采集普通豆粕、膨化豆粕和發(fā)酵豆粕產(chǎn)品樣品，所有樣品清除雜質(zhì)后粉碎，過0.63μｍ分析篩，處理后用四分法制備成待分析樣品，每個樣品３份。

１.３　測定項目

測試飼料常規(guī)營養(yǎng)成分，粗蛋白、粗纖維、粗灰分、水分、脂肪等各指標分別參照相應(yīng)國標方法進行檢測，各氨基酸含量的測定參照ＧＢ／Ｔ　１８２４６－２０００方法。蛋白質(zhì)溶解度采用ＤＢ１３／Ｔ?。福保玻玻埃埃斗椒ǎ蛊芍锌範I養(yǎng)因子脲酶活性依據(jù)ＧＢ／Ｔ?。福叮玻玻玻埃埃稖y定，胰蛋白酶抑制因子采用單克隆抗體酶聯(lián)免疫吸附測定法，凝集素測定主要參照戴大章《飼料中植物凝集素的快速檢測方法———血凝法》進行，黃曲霉毒素Ｂ１的測定依據(jù)ＧＢ／Ｔ?。保罚矗福埃玻埃埃?，揮發(fā)性鹽基氮參照ＧＢ／Ｔ　５００９.４４－２００３測定，細菌數(shù)量采用平板菌落計數(shù)法。

１.４　數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

樣品檢測數(shù)據(jù)利用Ｅｘｃｅｌ處理，采用ＳＰＳＳ?。保?０程序的ｏｎｅ－ｗａｙ?。粒危希郑?進行分析，結(jié)果以平均值表示，以Ｐ≤０.０５為顯著水平；細菌數(shù)量統(tǒng)計后，用１ｇ樣品中細菌個數(shù)的常用對數(shù)（ｌｇｃｆｕ／ｇ）表示。

２.１　膨化處理和微生物發(fā)酵處理對豆粕常規(guī)營養(yǎng)成分、氨基酸含量的影響

提高粗蛋白及降低粗纖維含量有利于提高蛋白原料的飼用價值。由表１可以看出，與普通豆粕相比，膨化豆粕中的粗蛋白含量略有減少，且主要氨基酸含量下降，其中賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸及氨基酸總和分別下降了１.７１％、６.２５％、３.１１％、３.４０％，粗纖維、粗脂肪和水分的含量下降（Ｐ＞０.０５），小于1000Ｄａ小肽含量有升高的趨勢（Ｐ＞０.０５）；發(fā)酵豆粕中粗蛋白含量顯著提高７.６１％，賴氨酸及氨基酸總和也分別升高了１７.７５％和７.２４％，粗脂肪含量顯著下降，小于1000Ｄａ小肽含量從５.１０％升高到２０.１８％，差異極顯著。

２.２　膨化處理和微生物發(fā)酵處理對豆粕蛋白質(zhì)溶解度、抗營養(yǎng)因子及黃曲霉毒素Ｂ１的影響

蛋白質(zhì)溶解度是指蛋白質(zhì)在一定量的氫氧化鉀溶液中溶解的數(shù)量占粗蛋白總量的百分含量，可用來評價豆粕的加熱程度。降低豆類蛋白原料中的抗營養(yǎng)因子含量可以提高原料的飼用效率。由表２可以看出，與普通豆粕相比，膨化豆粕、發(fā)酵豆粕的蛋白質(zhì)溶解度分別降低15.27％（Ｐ＜0.05）、23.18％（Ｐ＜0.01）。與普通豆粕相比，膨化豆粕中胰蛋白酶抑制因子含量、凝集素含量及脲酶活性分別降低３７.９５％、９３.９８％、４４.０％（Ｐ＜０.０５）；微生物發(fā)酵處理對抗營養(yǎng)因子胰蛋白酶抑制因子和凝集素的脫除率均為１００％，脲酶活性僅為０.０１Ｕ／ｇ（Ｐ＜０.０１），黃曲霉毒素Ｂ１含量降低４６.１５％（Ｐ＜０.０５）。

２.３　微生物發(fā)酵豆粕中揮發(fā)性鹽基氮含量及微生物菌群數(shù)量

由表３可以看出，豆粕經(jīng)啤酒酵母菌、凝結(jié)芽孢桿菌以及德氏乳酸桿菌發(fā)酵處理后，得到的發(fā)酵豆粕產(chǎn)品含有豐富的有益菌如酵母菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌及活菌數(shù)。發(fā)酵豆粕產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮含量為0.8825mg/g，低于行業(yè)標準≤１ｍｇ／ｇ衛(wèi)生指標。

３.１　不同處理對豆粕常規(guī)營養(yǎng)成分和氨基酸含量的影響

溫度是蛋白質(zhì)發(fā)生變性的重要參數(shù)之一，當(dāng)溫度升高超過臨界溫度時，蛋白質(zhì)由折疊結(jié)構(gòu)逐漸向展開結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，分子間的氫鍵及二硫鍵部分斷裂，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆變性，一部分蛋白質(zhì)裂解為多肽和氨基酸。因此，豆粕經(jīng)膨化處理后，蛋白質(zhì)含量略有下降，是由于物料在進行膨化加工時，其中的蛋白質(zhì)在高溫及強的壓力和剪切力下發(fā)生了變性作用，導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量下降，肽含量升高。這與本試驗結(jié)果一致。但膨化溫度過高，過度變性又會導(dǎo)致蛋白亞基之間的聚集，不利于酶的作用，使肽生成量下降。同時，在膨化過程中賴氨酸與一些還原糖或其他羰基化合物易發(fā)生美拉德反應(yīng)，使賴氨酸含量降低。一般來說，物料中賴氨酸的破壞程度與膨化加工條件關(guān)系密切，如擠壓膨化時，溫度越高，膨化條件越劇烈，物料中的水分含量越低，賴氨酸的損失越大，使得蛋白質(zhì)的生物學(xué)效價也越低。因此，豆粕經(jīng)膨化后蛋白質(zhì)含量下降而小肽含量升高。

本試驗結(jié)果顯示，膨化后豆粕中的粗纖維和粗脂肪含量降低。金希億等對膨化前后大豆中粗纖維含量的變化研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過膨化處理后粗纖維降低６５.４％。膨化過程高溫、高壓劇烈環(huán)境條件會使脂肪水解酶失活、脂肪細胞破裂，且溢出的脂肪還能與蛋白質(zhì)和淀粉結(jié)合形成復(fù)合體，使游離脂肪的含量降低。但新形成的脂肪復(fù)合體可以起到降低脂肪的氧化速度、延長貨架期、改善產(chǎn)品品質(zhì)及口感的作用。膨化產(chǎn)品中的粗纖維含量顯著減少，主要是由于纖維分子間的化學(xué)鍵受到高壓、高溫和高剪切力發(fā)生斷裂，分子極性發(fā)生改變，使可溶性纖維的含量增加。

發(fā)酵豆粕是指在一定的溫度、濕度等條件下，選擇利用一種或者幾種微生物菌種對豆粕進行發(fā)酵處理，然后經(jīng)過相應(yīng)的干燥、粉碎等一系列處理過程生產(chǎn)的產(chǎn)品。發(fā)酵后豆粕中的小肽含量顯著增加，可能是由于發(fā)酵過程中微生物分泌的蛋白酶降解大分子蛋白質(zhì)，生成易吸收的小分子蛋白或小肽，從而提高豆粕的利用率與蛋白質(zhì)的吸收率。同時，發(fā)酵豆粕中微生物蛋白含量增加，可能是豆粕發(fā)酵后蛋白質(zhì)和氨基酸含量提高的原因之一。

Steinkraus研究發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵可以把蛋白質(zhì)水解為氨基酸、多肽及氨等小分子物質(zhì)。本試驗中，發(fā)酵豆粕中小肽含量的顯著增加，可能是啤酒酵母菌、德氏乳酸桿菌及凝結(jié)芽孢桿菌混合發(fā)酵過程中多菌種多酶系配合的結(jié)果。豆粕在發(fā)酵過程中，微生物分泌各種消化酶類，其中一些脂肪酶類對豆粕中的脂肪產(chǎn)生了分解作用，使其降解成小分子物質(zhì)，在供微生物生長和發(fā)酵所用的同時，也使得喂食發(fā)酵豆粕的動物對這些小分子營養(yǎng)物質(zhì)有更高的利用效率，從而提高了發(fā)酵豆粕的營養(yǎng)價值。

３.２　不同處理對豆粕蛋白質(zhì)溶解度、抗營養(yǎng)因子及黃曲霉毒素Ｂ１的影響

丁麗敏等認為，蛋白質(zhì)溶解度在６０％～８０％為加熱適度，大于８０％為加熱不足，且會導(dǎo)致肉雞的生產(chǎn)性能降低，影響體質(zhì)量增長及飼料轉(zhuǎn)化率，本試驗中膨化豆粕的蛋白質(zhì)溶解度為７６.３７％，而發(fā)酵豆粕為６９.２４％。

豆粕的抗營養(yǎng)因子中，胰蛋白酶抑制因子、脲酶和大豆凝集素對熱比較敏感，膨化處理可有效降低熱敏性抗營養(yǎng)因子含量，但對胰蛋白酶抑制因子的失活效果各研究結(jié)果不盡一致。Ｆａｓｉｎａ等在９０～１１０℃膨化處理大豆２０ｍｉｎ，脲酶失活７３.９％～９９.５％，胰蛋白酶抑制因子失活８９.６％～９７.２％，凝集素失活９５.６％～１００％。李素芬等研究報道，膨化溫度為９０～１２０℃時，胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素的含量分別由生大豆中的４７.４３、３.０９ ｍｇ／ｇ降低為７.２７、０ｍｇ／ｇ；且隨著溫度升高，抗營養(yǎng)因子失活越多。本試驗結(jié)果顯示，普通豆粕經(jīng)１２０℃膨化處理后，胰蛋白酶抑制因子、凝集素和脲酶活性顯著降低。加熱膨化處理使化學(xué)成分為蛋白質(zhì)的凝集素變性，從而失去其生物活性。脲酶不耐熱，加熱膨化可降低豆粕中的脲酶活性。脲酶活性與生產(chǎn)工藝、脫溶時間及大豆的軟化、烘干、水蒸汽質(zhì)量有關(guān)。適當(dāng)加熱能使胰蛋白酶抑制因子等活性喪失，但加熱不足對胰蛋白酶抑制因子等破壞不充分；加熱過度又會破壞熱敏氨基酸，如賴氨酸、精氨酸變性，降低蛋白質(zhì)品質(zhì)。

多菌混合發(fā)酵去除豆粕中抗營養(yǎng)因子主要依賴于微生物區(qū)系之間的相互作用?？盗⑿吕梦⑸锂a(chǎn)生的特異性酶消除豆粕中的抗營養(yǎng)因子，同時積累了其他一些有益代謝產(chǎn)物，并對豆粕中的蛋白質(zhì)進行一定程度的分解，從而獲得具有多種功能的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料。本試驗發(fā)酵豆粕中胰蛋白酶抑制因子含量降低，可能是因為混合發(fā)酵過程中產(chǎn)堿性蛋白酶和中性蛋白酶的枯草芽孢桿菌和產(chǎn)酸性蛋白酶的酵母菌在共同的環(huán)境下充分發(fā)揮其產(chǎn)酶活性所致。豆粕經(jīng)過微生物發(fā)酵處理后，凝集素的含量明顯降低，可能是利用微生物產(chǎn)生的一些特異性酶，對豆粕中的凝集素類蛋白質(zhì)進行了一定程度的分解。黃曲霉毒素Ｂ１耐高溫，一般的加熱處理很難將其消除。微生物方法可以降低黃曲霉毒素的毒性，主要是利用了微生物的轉(zhuǎn)化作用。常用的微生物菌種有乳酸菌、黑曲霉、米根霉、葡萄梨頭菌、灰藍毛菌、橙色黃桿菌等。本試驗結(jié)果也顯示，以啤酒酵母菌、凝結(jié)芽孢桿菌和德氏乳酸桿菌發(fā)酵處理豆粕，降低黃曲霉毒素Ｂ１含量４６.１５％。

３.３　微生物發(fā)酵處理對豆粕揮發(fā)性鹽基氮含量及微生物菌群數(shù)量的影響

經(jīng)啤酒酵母菌、凝結(jié)芽孢桿菌以及德氏乳酸桿菌發(fā)酵處理得到的發(fā)酵豆粕產(chǎn)品，含豐富的有益菌酵母菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌及活菌數(shù)。產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮含量低于行業(yè)標準≤１ｍｇ／ｇ的衛(wèi)生指標。另外，發(fā)酵豆粕中還含有維生素和一些未知的營養(yǎng)因子等，在一定程度上提高了豆粕的營養(yǎng)價值，促進動物的生長。

熱處理中的膨化法是最常用的抗營養(yǎng)因子失活方法，可以消除豆粕中的部分抗營養(yǎng)因子，但具有降低豆粕中蛋白質(zhì)和氨基酸含量的趨勢，操作方便，但加熱過度和加熱不足都會使豆粕的營養(yǎng)效價和生物學(xué)活性降低；微生物發(fā)酵處理法是降解大豆抗營養(yǎng)因子最為徹底的手段，其不僅除去抗營養(yǎng)因子和降低霉菌毒素含量，還使產(chǎn)品中含有豐富的有益菌，可提高豆粕的營養(yǎng)價值，無需加熱或添加一些化學(xué)試劑，生產(chǎn)過程安全環(huán)保，是生產(chǎn)中較理想的豆粕前處理方法，微生物發(fā)酵豆粕是一種比豆粕更優(yōu)良的蛋白源。