原料解析(三)丨原料蛋白结构分析以及对蛋白可消化性的影响
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原料解析(三)丨原料蛋白结构分析以及对蛋白可消化性的影响

Posted by | March 10, 2022 |

September 29, 2022

▲原料价格持续上涨,饲料企业普遍采用降低蛋白水平或杂粕替代豆粕的方式控制饲料成本。
▲其中低蛋白日粮设计的关键是提高蛋白消化率,而蛋白消化率与原料蛋白可消化性和动物自身消化能力相关。
▲充分了解原料蛋白质的结构特性,才能有效选择可消化性高的蛋白原料。
本期小编将围绕“原料解析”系列文章,为大家解密原料蛋白质结构特点以及对可消化性的影响,助力大家设计好低蛋白日粮,降低配方成本,保证饲料品质。
1.蛋白质的分类及特点
蛋白质按化学组成可分为简单蛋白质(包括清蛋白、球蛋白、组蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白、硬蛋白)和结合蛋白质(包括核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、金属蛋白、磷蛋白)。
简单蛋白的理化特性如下:
A、清蛋白(白蛋白):分子量较小,溶于水、中性盐类、稀酸和稀碱,可被饱和硫酸铵沉淀。清蛋白在自然界分布广泛,如小麦中的清蛋白、血液中的血清蛋白和鸡蛋中的卵清蛋白等。
B、球蛋白:一般不溶于水,可以溶于稀盐类、稀酸和稀碱,可被半饱和的硫酸铵沉淀。大豆中的豆球蛋白、肌肉中的肌球蛋白、血液中的血球蛋白和免疫球蛋白属于这一类。
C、醇溶蛋白:不溶于水和稀盐溶液,溶于70-80%的乙醇。多存在于禾本科植物的种子,如玉米醇溶蛋白和小麦醇溶蛋白。
D、谷蛋白:不溶于水和稀盐溶液,溶于稀酸和稀碱。如水稻中的稻谷蛋白和小麦中的麦谷蛋白。
E、硬蛋白:不溶于水、稀盐类、稀酸和稀碱。硬蛋白主要存在于皮肤、毛发、指甲中,如角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白、丝蛋白等。
2.饲料常用原料蛋白质组成特点
(1)蛋白原料
饲料中提供蛋白的第一类原料是蛋白质原料,包括植物蛋白、动物蛋白、微生物蛋白。植物蛋白如大豆类(豆粕等)、菜粕、棉粕等,动物蛋白如肉粉(鱼粉、鸡肉粉、猪肉粉等)、血浆粉、奶粉、鸡蛋粉等,微生物蛋白如酵母类蛋白。
植物蛋白以球蛋白为主,三、四级结构紧密,二级结构中β-折叠和无规卷曲含量高,蛋白溶解性低,可消化性低。
动物蛋白以肌原纤维蛋白、肌浆蛋白为主,三、四级结构致密度低,蛋白溶解性高,可消化性高。
表1  不同蛋白原料的蛋白结构特点
材料来源:王瑞红,2016;赵冬冬,2009;郭圆圆,2011
(2)能量原料
饲料中提供蛋白的第二类原料是能量原料。由于能量原料用量大,不可忽视这些原料提供的蛋白对整个饲料蛋白消化率的影响。饲料常用能量原料如玉米、小麦(面粉)、碎米、大麦、高粱等。能量原料中蛋白质类型主要包括醇溶蛋白、谷蛋白、球蛋白、清蛋白,不同原料中所含蛋白类型的比例不同,决定其中蛋白可消化性不同。
玉米、高粱中醇溶蛋白含量高,蛋白可消化性低;碎米、小麦、大麦中谷蛋白、清蛋白含量高,蛋白可消化性高。
表2 不同能量原料的蛋白结构特点
材料来源:贾祥祥,2011;张飞,2012;李明,2006
3.蛋白质结构对蛋白可消化性的影响
蛋白原料的粉碎细度:粉碎粒度越细,增加与动物消化酶接触面积,可消性也就越高。
蛋白质三、四级结构:二硫键、氢键、疏水性、静电相互作用影响蛋白质可消化性。
※蛋白质亲水性是蛋白三级、四级结构物理特性的外在体现,实际生产中,通常用原料亲水性、溶水性初步间接判断原料可消化性。
※蛋白质亲水性主要取决于其蛋白分子表面的电荷量,如果分子表面带电氨基酸多则亲水性高;如果疏水氨基酸残基含量多,则亲水性差。蛋白质亲水性与体外消化率呈正相关(汪卫国,2002)。
蛋白质二级结构:α-螺旋、β-转角、无规卷、β-转角含量影响蛋白质可消化性。
蛋白质一级结构:氨基酸数量影响蛋白质可消化性。
表3 蛋白质结构与体外消化率(可消化性)的关系
材料来源:周根来,2017;王中江,2017
原料中蛋白质结构直接影响蛋白的可消化性,饲料常用的蛋白原料动物蛋白优于植物蛋白,能量原料大米、面粉优于玉米、高粱。
实际生产中采用粉碎、高温、高压、发酵、酶解均可以不同程度改变蛋白质的结构,从而提高蛋白的可消化性。其中深度酶解可以降低蛋白质一级结构,显著提高蛋白可消化性。

来源:成都美溢德生物技术有限公司

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