饲料卫生学 蛋白酶抑制因子
蛋白酶在饲料中的应用
蛋白酶残留量检测 的必要性：确保饲 料安全和动物健康
检测方法：高效液 相色谱法、气相色 谱法等
检测标准：根据不 同动物和饲料类型 制定相应的限量标 准
监管措施：加强残 留量检测的监管力 度，对超标产品进 行处罚和召回
酶活力：确保酶活力在正常范围内，无异常波动 安全性检测：进行动物喂养试验，确保无毒副作用 残留量：严格控制饲料中酶的残留量，保证食品安全 稳定性：酶在饲料加工和储存过程中的稳定性需符合相关标准
蛋白酶的活性：指酶催化蛋白 质水解的能力，受温度、pH值 等因素影响。
蛋白酶的稳定性：指酶在一定 条件下保持活性的能力，与温 度、pH值、抑制剂等有关。
影响因素：温度、pH值、抑制 剂等。
作用机理：蛋白酶通过特定的 化学键转移，将蛋白质水解成 氨基酸和肽段。
蛋白酶能够识别并 水解蛋白质中的肽 键
蛋白酶的催化作用 依赖于活性位点的 特定化学基团
蛋白酶的催化机制 可以分为结合、活 化、转变和释放四 个步骤
蛋白酶的催化效率 受到底物特异性、 pH值和温度等因素 的影响
蛋白酶在饲料中的 作用
蛋白酶能够将饲 料中的蛋白质分 解成小分子肽和 氨基酸，提高饲 料的消化吸收率。
蛋白酶可以降低 饲料中抗营养因 子的含量，提高 饲料中营养物质 的利用率。
蛋白酶能够降低饲 料中抗营养因子含 量，减少对动物肠 道的刺激和损伤， 降低养殖过程中兽 药和添加剂的使用 成本。
蛋白酶在饲料中的 安全性
安全性评估的必要性：确保饲料中添加的蛋白酶对动物和人类的安全性 评估方法：通过毒理学试验、致突变性试验和致癌性试验等方法进行评估 国内外法规标准：介绍国内外关于饲料中添加蛋白酶的法规和标准
第四节,饲料的抗营养因子
二、影响矿物质、微量元素利用的抗营 养物质 • 棉酚
• 活性醛基和羟基可以和蛋白质结合，降低蛋白质 的利用率。 • 细胞、血管和神经的毒物。 • 与铁结合，损害血红蛋白中铁的作用，引起缺铁 性贫血。 • 破坏睾丸的生精上皮，影响雄性动物生殖机能 • 蛋黄就会变色 ，影响物质
动物性饲料中的抗营养物质
• • • • 一、饲料中的化学反应产物 二、饲料中的细菌和霉菌 三、过量矿物质维生素 四、除去抗营养物质的方法
饲料中的化学反应产物
• 这类产物影响动物利用营养素的有过氧化 脂肪(即脂肪酸败产品)；棕色物质(主要是 AA和糖反应的产物)；肾毒AA,如溶素丙氨 酸,高蛋白饲料用碱处理则产生此物质。这 些物质在一般情况下不可能达到致毒程度, 但在集约饲养条件下是可能的。
一、影响蛋白质消化的抗营养物质
• 植物凝集素 植物凝素是以一种非常特异的方式与各种糖和葡 糖络合物发生可逆性结合的各种蛋白质，亦可与 小肠粘膜上皮的微绒毛表面各种核蛋白结合，引 起微绒毛的损伤和发育异常，从而严重损害肠壁 吸收养分的功能。大多数植物外源凝集素在肠道 中不被蛋白酶水解，而和小肠壁上皮细胞表面的 特定受体（多糖）结合，破坏小肠壁刷状粘膜结 构，干扰其功能，使蛋白质利用率下降，动物生 长受阻，甚至停滞。此外，它对肠道的免疫球蛋 白A（IgA）也具有显著的抑制作用。
一、影响蛋白质消化的抗营养物质
• 胀气因子 植物饲料中的棉籽糖、水苏糖、毛蕊花糖等低聚 糖类，不被消化酶水解，在大肠被微生物发酵而 产生气体甲烷、氢气、二氧化碳，引起消化不良 和腹泻。 一些饲料中的胀气物质 饲料 棉籽糖 水苏糖 1-2 1-8 大豆 0.2-0.4 2.4-3.6 菜豆 0.2-1.7 0.3-3 菜籽饼 3-4 太阳瓜子
发酵豆粕脲酶活性、胰蛋白酶抑制因子、凝集素和大豆抗原的测定研(精)
发酵豆粕脲酶活性、胰蛋白酶抑制因子、凝集素和大豆抗原的测定研究彭辉才1粱明振1’张宏福2(1广西大学动物科技学院,广西南宁530005;2北京畜牧兽医研究所营养学国家重点实验室, 北京海淀区100094摘要:豆粕中最主要的抗营养因子是胰蛋白酶抑制因子、凝集素和大豆抗原;本试验对8种发酵豆粕进行测定,前两者含量极低未检出。
用SDS-PAGE凝胶电泳定性检测大豆抗原中的B一伴大豆球蛋白(B--Conglycinin和大豆球蛋白(Glycinin,6种条带模糊,抗原消失,结果表明,生物发酵是一种有效的钝化抗营养因子的方法。
关健词:胰蛋白酶抑制因子凝集素13一伴大豆球蛋白大豆球蛋白测定发酵豆粕指是通过现代生物发酵技术对原料豆粕进行发酵处理后的产物。
发酵过程中可产生蛋白酶、非淀粉多糖酶和植酸酶等多种酶活,其目的就是消除抗营养因子,把大分子量的大豆蛋白质分解为多肽、寡肽、小肽,从而增加水溶性,提高消化率,利于动物消化吸收。
这些酶把纤维类物质分解为糖,部分糖被转化为乳酸,并产生大量有益微生物,使豆粕转化成高营养价值的功能性饲料。
发酵豆柏可替代日粮中血浆蛋白粉、鱼粉、肠膜蛋白和乳清粉等动物性饲料原料,可替代日粮中控制腹泻的预防性抗生素,大大降低生产成本,减少畜禽养殖对动物性饲料原料的依赖,杜绝动物性饲料原料所带来的疾病传播,提高养殖业的安全与效益。
大豆的抗营养因子有蛋白酶抑制因子(protease inhibitors,大豆凝集素(SBA、大豆抗原、非淀粉多糖(NSP、植酸(phytic acid、单宁、大豆寡糖、脲酶、.大豆异黄酮、大豆皂甙、致甲状腺肿因子、生氰糖甙等。
这些抗营养因子会导致人和动物胰腺肿大、过敏反应、生长缓慢、日粮养分利用率下降以及其他一些不良生理反应。
本试验测定起主要抗营养作用的胰蛋白酶抑制因子、凝集素及大豆抗原中的大豆球蛋白和B一伴大豆球蛋白。
1材料与方法1.1腮酶的测定脲酶活性测定参照国标GB8622--88执行。
饲料中的抗营养因子及其消除方法
饲料中的抗营养因子及其消除方法抗营养因子的概念不断的变化更新。
Gontzea和Sutzescll（1968）将抗营养因子定义为：植物代谢产生的并以不同机制对动物产生抗营养作用的物质。
Huisman等（1990）指出，抗营养因子的作用主要表现为降低饲料中营养物质的利用率、动物的生长速度和动物的健康水平。
总之，将饲料中对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响的物质以及影响畜禽健康和生产能力的物质，统称为抗营养因子。
研究饲料中的抗营养因子对提高动物饲料的利用率和饲料报酬、开发新的饲料资源、减少环境污染，有重大意义。
消除饲料中抗营养因子的方法有物理法、化学法、生物学方法等。
本文就抗营养因子的分类、分布、作用及消除方法作一论述。
抗营养因子的分类、分布及作用对抗营养因子的分类目前没有统一的标准。
Line(1980）、Chubb（1982）和Cheeke、Shull（1985）根据抗营养因子的不同抗营养作用对其进行分类。
抑制蛋白质消化和利用的物质蛋白酶抑制因子蛋白酶抑制因子主要存在于豆类及其饼粕、高粱和某些块根块茎类中，可分为胰蛋白酶抑制因子和胰凝乳酶抑制因子。
蛋白酶抑制因子可：（1）导致饲料中蛋白质的消化率下降，因其能和胰蛋白酶、胃蛋白酶和糜蛋白酶结合而生成无活性的复合物，降低这些酶的活性；（2）可引起动物体内蛋白质内源性消耗。
Gallaher和Schneerman（1986）指出，肠道胰蛋白酶由于和胰蛋白酶抑制因子结合而通过粪便排出体外，导致其在肠道内的量减少从而引起胰腺机能亢进而分泌更多的胰蛋白酶补充到肠道中去。
胰蛋白酶中含硫氨基酸特别丰富，所以过多分泌胰蛋白酶造成含硫氨基酸的内源性丢失，引起含硫氨基酸缺乏而导致体内氨基酸代谢不平衡，导致生长受阻或停滞。
植物凝集素植物凝集素亦称植物凝血素，多为糖蛋白（Etzelter，1986），主要存在于豆类籽粒及其饼粕和一些块根块茎类饲料中。
大多数植物凝集素在肠道中不能被蛋白酶水解，而以高度特异的构象与糖和配糖体（糖脂、糖肽、低聚糖和氨基葡聚糖）结合，因此它可以和小肠壁上皮细胞表面的特异受体（多糖）结合，破坏小肠壁刷状缘部膜结构，干扰刷状缘黏膜的分泌多种酶的功能，使蛋白质利用率下降，动物生长受阻，甚至停滞。
常见植物性饲料中抗营养因子的危害分析
产品严重污染。芥子碱是菜籽粕中芥子酸和胆碱组成的一类物 质。芥子碱能溶于水 ， 易发生非酸催化 的水解反应 ， 芥子碱类先
胃肠 胀 气 因子 ， 大豆 中所 含的 棉 籽糖 和水 苏糖 。一般 在 豆 分解 成 胆碱 ， 肠道 细 菌 的作 用 下生 成 三 甲胺 。如果 食 用 了未脱 指 在 粕 中含量 约 为５％ ， 苏 糖 含量 较 高 。 动物 体 内肠 道 中缺 乏分 毒的菜籽粕 ， 以水 它能强烈地抑制三 甲胺的进一步氧化 ， 使其积累在 解这两种糖的酶 ， 当其 进 人 大 肠 后 ， 肠 道 微 生 物 发 酵 ， 生大 畜 禽体 内 ， 加 了 蛋 、 、 中三 甲胺 的含 量 而 使 其 出 现 鱼 腥 的 被 产 增 乳 肉 量 二 氧化 碳 、 还 有 少 量 甲烷 ， 而 引 起 动 物 肠 道 胀 气 ， 导 致 臭 味 。芥 子 碱在 菜 籽 粕 中含 量约 占１ 氢 从 并 ． ～ ． ， 菜 籽 粕产 ２％ ２ ３％ 是使 腹 痛 、 泻 和腹 鸣 等 。 腹
１１ 豆粕 中 的抗 营养 因 子 ．
１ ． 蛋 白酶 抑 制 因子 ． １胰 １
大 豆抗 原 蛋 白的抗 营 养 作用 主 要 为 降低 饲 料蛋 白质 的利 用 率 ， 加 内原 蛋 白 的分 泌 ， 致 粪 氨 增 加 ， 增 导 有些 幼龄 动 物 会 出现 过 敏 反应 ， 导 致 仔 猪 肠 道 过 敏 以及 损伤 ， 而 引 起腹 泻 ， 致 如 进 导
＠ 目 杖 一 禽 毋 学 轱占
一７ ７
王 金 明 ， 丽娟 霍
（ 酒泉职业技 术学 院 生物工程 系， 肃 酒泉 ７ ５ ０ ） 甘 ３ ０ ９
摘 要 ： 是动物 生产的物质基础 ， 饲料 现在 配合饲料 中百 分之九 十以上 的组成成分 为植物性饲 料 。然而植 物性饲 料 中经常会含有
饲料预防六种污染
饲料预防六种污染
在使用饲料时，要严防以下六种污染：
虫害鼠害污染虫害可造成饲料营养损失，或在饲料中留下毒素。
在温度适宜、湿度较大的情况下，螨类对饲料危害较大。
鼠害不仅会造成饲料损失，还会造成饲料污染，传播疾病。
微生物类污染饲料滋生黄曲霉菌、赤霉菌和镰刀霉菌等有害微生物，会产生黄曲霉毒素、赤霉素、赤霉烯酮等对畜禽有害的毒素。
其中黄曲霉毒素的毒性最强。
抗营养因子污染饲料中的抗营养因子主要有蛋白酶抑制
因子、碳水化合物抑制因子、矿物元素生物有效性抑制因子、拮抗维生素作用因子、刺激动物免疫系统作用因子等。
它们的存在会干扰畜禽对饲料养分的消化、吸收和利用。
有害化学物质污染主要包括农药污染、工业“三废”污染、营养性矿物质添加剂污染等三类有害化学物质。
非营养性添加剂污染抗生素、激素、抗氧化剂、防霉剂和镇静剂的作用，对预防疾病、提高饲料利用率和生长速度有很大作用，但若不严格遵守使用原则和控制使用安全用量及停药时
间，药物及其代谢产物会在肉、蛋、奶中残留，并通过畜禽排泄物污染环境。
加工过程中产生的毒物交叉污染加工工艺控制不当，饲料中成分复杂的添加剂在粉碎、输送、混合、制粒、膨化等特殊的加工过程中会发生降解反应、氧化还原反应等，生成一些复杂的化合物。
此外，饲料生产过程中的混杂污染也是影响饲料卫生和质量的一个重要因素。
因此在饲料加工生产过程中要注意清扫设备，避免饲料在输送及混合过程中分解和残留。
饲料中的抗营养因子
.23.抗营养因子[收稿日期]2000-09-26[作者简介]冯定远(1961-)，男，华南农业大学动物科学系副主任，教授，博士生导师。
1999年8月至2000年8月在加拿大麦吉尔大学合作研究，此文是在加期间整理的文章。
冯定远(华南农业大学动物科学系，广州510642)饲料中某些阻碍营养成分消化吸收和利用的物质，称之为饲料的抗营养因子(Antinutritional Factors ,ANF )。
抗营养因子可归为对动物生长或健康造成不良影响的非纤维性自然物质成分。
饲料抗营养因子研究的意义有：(1)对深化传统的营养研究有重要意义，通过抗营养机理的探讨，进一步阐明营养物质的消化、吸收、代谢和转化利用。
(2)有助于提高饲料加工处理的效果和效率，促进饲料加工工艺的改进。
(3)可以开辟新的饲料资源，开发和利用更多的非常规饲料原料。
(4)研究抗营养因子的机理，对开展动物营养调控理论的研究有重要意义。
已发现饲料中的抗营养因子有数百种之多，根据它们对动物采食后对饲料营养价值的影响和动物的生物学反应，可以把抗营养因子分为如下六大类(Huisman 等,1992)。
(1)对蛋白质的消化和利用有不良影响。
如胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶抑制因子、植物凝集素、酚类化合物、皂化物等。
(2)对碳水化合物的消化有不良影响。
如淀粉酶抑制剂、酚类化合物、胃胀气因子等。
(3)对矿物元素利用有不良影响。
如植酸、草酸、棉酚、硫葡萄糖苷等。
(4)维生素拮抗物或引起动物维生素需要量增加的抗营养因子。
如双香豆素、硫胺素酶等。
(5)刺激免疫系统的抗营养因子。
如抗原蛋白质等。
(6)综合性抗营养因子，对多种营养成分利用产生影响。
如水溶性非淀粉多糖、单宁等。
1蛋白酶抑制因子和植物凝集素蛋白酶抑制因子包括胰蛋白酶抑制因子胰凝乳蛋白酶抑制因子。
在动物营养中具有重要意义的蛋白酶抑制因子是KTI 和BBI 两类，大豆中含有1.4%的KTI 和0.6%的BBI ，KTI 主要抑制胰蛋白酶，而BBI 则同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。
饲料安全学 第六章 饲料安全使用
的代谢和生长、抑制霉菌毒素的产生、预防饲料储存期营养 成分损失，防止饲料发霉变质并延长储存时间。
3.使用防霉包装袋：可保证所包装的饲料长期不发生霉变。 4.化学消毒和辐射结合防霉：先进行化学消毒再进行辐射，
元素 Fe Cu Zn Mn Co Se I
需要量 最高限量
需要量 最高限量
需要量 最高限量
需要量 最高限量
需要量 最高限量
需要量 最高限量
需要量 最高限量
仔猪 78～165
3000 6～6.5
250 110～78
3000 3.0～4.5
400 0.1 50 0.14～0.15 4 0.03～0.14 400
4. 饲料的贮存 （1）料库的准备:存过饲料的料库要进行彻底清理，除去隐
藏的害虫，必要时维修加固；喷雾、熏蒸消毒。 （2）入库检验:主要检验饲料的含水量和含杂率，其中含水
量要按安全饲料含水量要求进行。
（3）合理的堆放: 1) 分级堆放，按品种堆放，同一品种色泽有别应分开堆放。 2)干、湿料分开堆放，同批入库料含水量应基本一致，水分
适合较小的粉料、轻料。吸附的金属需定期人工清理。 后者造价高，体积较大，对较大的饼粕类物料同样适用。有动
力消耗，但可及时清除吸附的金属异物。
永
永
磁
磁
滚
筒
筒
(2)粉碎：物料经粉碎后表面积增大而便于畜禽的消化吸收， 并有利于质量的保证，所以粉碎设备是饲料加工的关键性设 备，既应注意粉碎的质量和效率。
管理要素： 建筑设施：有足够的空间和照明以保证日常生产的安全和准确。 接收、贮存和运输 卫生和害虫控制 设备运行与维护保养 人员培训 加工控制和文件管理 追踪和召回
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蛋白质水解 胰蛋白酶-TI复合物
胰蛋白酶抑制因子作用还与以下因素有 关： 1、存在形式及含量
2、动物种类
3、动物生理发育阶段及基因型 4、不同饲喂方式及饲喂时间长短
–THE END!
抗营养作用及其机理
降低蛋白质利用率
降低胰蛋 白酶活性
蛋白质内 源性消耗
降低胰蛋白酶活性
对于猪、犬牛等大动 物生长抑制的作用机 理主要是由于蛋白质 消化率的下降
胰蛋白酶抑制因子 ＋ 小肠液中胰蛋白酶 无活性复合物
降低胰蛋白酶活性
降低蛋白质利用率
蛋白质内源性消耗
胰蛋白酶抑制因子 ＋ 小肠液中胰蛋白酶 无活性复合物 通过粪便排出体 外
根据相对分子 质量和二硫键 含量可以分为
Bowman-Brik 蛋白酶抑制因子 （相对分子质量6000~10000 ,大 量半胱氨酸）
Kazal类（相对分子质量6000 ,三 个二硫键，牛胰蛋白酶抑制因子）
Kunitz蛋白酶抑制因子
181个氨基酸 4个半胱氨酸 2个二硫键 1个活性中心（63位与64位之间）
主讲人：杨紫琦 成员：郭永乐 周嵩皓 汪波
蛋白酶抑制因子（PIs）是指能和 蛋白酶的必须基团发生化学反应， 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。
（一）
分布及分类
（二）
化学结构.
理化性质 抗营养作用及其机理
（三 ）
（四）
蛋白酶抑制因子广泛存在于植物中
Kunitz蛋白酶抑制因子（相对分 子质量21500±800, 4个半胱氨 酸形成2个二硫键）
体内含硫氨基酸的 内源性丢失
胰腺机能亢奋，分 泌胰蛋白酶增多
加剧豆类及其饼粕中含硫氨基酸短缺，引起AA代谢 不平衡，导致动物生长受阻或停滞
研究表明，大豆胰蛋白酶抑制因子对小动物生长抑制机理主要是后 者——内源氮的损失
胰蛋白酶原 （胰腺）
肠促胰酶肽 （CCK） 小肠粘膜
日粮蛋白质
胰蛋白酶 （小肠） 胰蛋白酶抑制 因子（TI）
作用：对胰蛋白酶直接专 一的起作用，因此又称作 单头抑制因子
不溶于乙醇，遇酸和蛋白酶易失活，对热 敏感
Bowman-Brik蛋白酶抑制因 子
一类结构相似的蛋白质 相对分子质量6000~10000 大量半胱氨酸 2个活性中心（可以与不同的蛋 因 子
不溶于丙酮， 对热酸较稳定， 105℃干热10min仍不失活， 不易被多数蛋白酶水解，仅在少 数情况下某些蛋白酶只抑制胰蛋 白酶或糜蛋白酶活性