关键词：
大豆抗原蛋白（精选三篇）
大豆抗原蛋白 篇1
1 大豆蛋白的抗原组成
按离心沉降和免疫学方法可将大豆蛋白分为11S球蛋白 (大豆球蛋白) 和7S球蛋白 (β和γ伴球蛋白) , 其中大豆球蛋白和β-伴球蛋白约占大豆蛋白70%, 它们是大豆蛋白质的主要功能性成分。Castimpools等从大豆种子中分离鉴别出4种球蛋白, 包括球蛋白、α-伴球蛋白、β-伴球蛋白和γ-伴球蛋白, 并证明它们是大豆蛋白中主要的抗原成分[1,2]。
大豆球蛋白是大豆中的主要储藏蛋白, 是一个四聚体蛋白, 分子质量在350~360 kDa, 具有3 000个氨基酸残基。由6对相同的蛋白亚基构成, 每对亚基的分子质量约60 kDa由一个酸性A肽链 (35~40 kDa) 和一个碱性B肽链 (22 kDa) 通过二硫键连接而成[3,4,5]。大多数A肽链能引起致敏反应。球蛋白的亚基表现出多态现象, 可分为五种, 根据氨基酸顺序的相似性, 五种亚基可分为两组, 即组Ⅰ (A1aB2, A1bB1b, A2B1a) 和组Ⅱ (A3B4, A5A4B3) [6,7,8,9]。天然状态下的11S组分蛋白质分子结构十分紧密, 不容易被酶所催化水解。醇能促进球蛋白的解离, 其作用能力在一定范围之内, 随脂肪醇链长度增加而增加。
β-伴球蛋白是7S组分中的主要成分, 又称7S球蛋白, 约占大豆中蛋白质总量的20%~30%, 为一个三聚体蛋白, 分子质量在150~175 kDa之间, 由α、α′、β 3个亚基组成, 分子质量分别为76 kDa、72 kDa、53 kDa[10]。目前研究表明有十种存在形式, 其中有六种已被鉴定出来, 被称为B1-B6, 分别为αβ1、αβ2、αα′β、α2β、αα2、α3。β-伴球蛋白是亚基都含氨基葡糖和甘露糖残基的糖基化蛋白, 可低温溶解, 这是7S球蛋白和11S球蛋白间最典型的差别所在 (11S球白内不包含碳水化合物) , 在适宜的纯化条下, pH 4.8时可获得β-伴大豆球蛋白沉淀物[11]。目前认为, β-伴球蛋白含量可作为大豆蛋白营养价值的评判指标之一。
2 大豆抗原蛋白的抗营养作用
大豆抗原蛋白的抗营养作用主要有: ①降低饲料蛋白质的利用率;②由于活化免疫系统而提高了维持需要;③增加内源蛋白质的分泌, 导致粪氮增加;④有些敏感动物会出现过敏反应, 导致腹泻、生产性能下降甚至死亡[12]。
长期以来, 人们对仔猪断奶腹泻的原因进行了深入研究, 早期的研究集中于病源微生物上, 研究表明病原微生物不是仔猪断奶腹泻的原发病因 [13,14]。轮状病毒的感染部位与断奶仔猪的肠道损伤的部位不同, 大肠杆菌感染不会造成肠道形态学变化, 而腹泻仔猪往往伴随肠粘膜的组织学变化。
大量研究证实, 断奶仔猪的肠道损伤是由于日粮抗原的过敏反应引起的, 断奶日粮中大豆抗原引起的短暂过敏反应是仔猪断奶腹泻的决定因素。Risley等、Hampson等、Li研究表明大豆抗原引起的免疫反应可造成肠道损伤, 主要表现在小肠绒毛萎缩和隐窝细胞增生[15,16,17]。Dureau 等进一步证明, 仔猪对大豆抗原的超敏性与仔猪小肠内皮细胞发生细胞免疫应答而造成小肠绒毛损伤有关。孙泽威等进一步地阐明了大豆抗原蛋白对犊牛的抗营养作用, 即大豆抗原蛋白可引起犊牛肠道组织结构变化, 从而降低了肠道吸收能力, 导致犊牛腹泻、消化率降低和生产性能下降[18]。
3 大豆中主要抗原蛋白致敏机理的研究
动物采食日粮抗原后, 大部分大分子物质、蛋白质和碳水化合物被消化成不能引起免疫反应的小分子物质, 不到0.02%的大分子物质被原样吸收进入循环系统, 刺激机体的免疫系统产生免疫应答即产生分泌型IgA, 血清型IgA、IgM、IgG、IgE。大豆抗原进入动物体内主要引起的过敏反应有两种, 即Ⅰ型变态反应和Ⅲ型变态反应。IgE是日粮抗原引起免疫损伤的主要抗体, IgE的Fc段可与组织中肥大细胞上的Fc受体结合, 从而使机体致敏.当大豆抗原再次进入机体后, 抗原与结合在肥大细胞上的IgE结合而导致组织胺的快速释放, 释放的速度在15 min时达到高峰, 释放的时间可持续1 h, 这就是IgE引发的Ⅰ型变态反应。其结果导致血浆中蛋白质漏入肠腔、肠黏膜水肿、杯状细胞渗出黏液及对液体和电解质吸收不良。但是IgE引起的损伤不改变小肠绒毛的结构。IgA对阻止大豆抗原入侵及对已入侵的大豆抗原清除具有至关重要的作用, 血清型IgA和分泌型IgA具有互补作用。而黏膜中产生的IgM也可释放到肠腔中, 在IgA缺陷的个体中发挥黏膜免疫效应。IgG在黏膜部位的合成量很小, 并且不能通过上皮细胞, 因此在黏膜免疫系统中只起一般的作用。但是, 穿过肠壁进入循环的大豆抗原可刺激全身的淋巴结, 产生较多的IgG。循环中的IgG-抗原复合物和IgM-抗原复合物可沉积在肠壁组织内, 通过激活补体系统 (可能以IgGⅠ型抗体为主) , 释放出过敏毒素和血管通透性增强因子;抗原抗体复合物还可粘附于血小板上, 促使活性胺的释放, 或吸引嗜中性粒细胞并被它所吞噬。由嗜中性粒细胞释放出各种蛋白水解酶, 引起组织损伤, 即Ⅲ型变态反应。可见, Ⅲ型变态反应可以引起小肠绒毛结构的改变, 但不引起隐窝增生, Ⅰ型变态反应可以促进Ⅲ型变态反应。
研究表明, 饲粮抗原可引起仔猪发生细胞介导的超敏反应 (即迟发性超敏反应或Ⅳ型超敏反应) [19]。但是Li研究认为无论血液淋巴细胞还是肠道淋巴细胞对纯化的大豆蛋白质 (抗原) 均无增殖反应, 但却发现腹泻仔猪血液中含有高水平的抗大豆蛋白抗体 (主要是IgG) , 因此认为大豆抗原引起仔猪发生免疫复合物介导的超敏反应 (即Ⅲ型超敏反应) [20]。一般认为几种 (即复合型) 超敏反应在断奶仔猪采食大豆蛋白时同时发生。Tizard [21]认为, 绝大多数自然条件下发生的超敏反应性疾病是由几种不同的免疫损伤机制共同造成的, 细胞介导的超敏反应是一种常见的致病机制, 但很少是疾病的主要机制, 更不可能是疾病的唯一机制。因此, 大豆抗原进入肠壁后可能引起几种超敏反应的发生。
4 对仔猪产生的影响
肠道形态学的改变进而引起功能上的改变, 双糖酶数量和活性下降, 肠道吸收机能降低, 仔猪因此发生腹泻和生长受阻。Stokes用生大豆饲喂3周龄断奶仔猪, 5 d后发生过敏反应, 13 d后消失, 木糖吸收试验的小肠组织学研究结果与之一致, 表明过敏期达8 d。而过敏高峰期在断奶后2周左右, 过敏期可能持续更长, 同时发现给未断奶仔猪饲喂含大豆蛋白日粮也会导致肠道损伤而腹泻[22]。Heppell研究表明大豆抗原造成仔猪小肠绒毛结构损伤, 肠刷状缘酶活性下降, 营养物质的吸收能力降低[23]。Newby[19]等总结了大量文献, 提出了“日粮抗原的过敏反应是断奶仔猪腹泻的先决条件”的理论, 后来的许多研究进一步证明了这种观点。陈代文等、董国忠等、Keylly等、Dunsford等的研究表明, 仔猪肠道对日粮抗原过敏从而导致肠道损伤是仔猪断奶后腹泻和生长发育受阻的一项主要原因[24,25,26,27]。
Li、Friessen研究认为大豆中的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白是引起仔猪发生超敏反应的抗原物质[28,29]。Li发现给7日龄的仔猪灌服大豆蛋白提取液, 21日龄断奶后, 喂以含相同大豆蛋白的断奶日粮, 结果在血清中检测到高效价的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白抗体, 表明大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白可引起仔猪的体液免疫反应[33]。Fukushima的研究认为β-伴大豆球蛋白是仔猪的主要抗原[31]。
5 加工处理方法
不同加工处理的大豆产品其大豆蛋白抗原性不同, 适当的加工方法可破坏饲粮中的抗原物质, 可大大减缓断奶、更换日粮等所产生的应激, 是早期断奶仔猪良好的蛋白质饲料。目前降低大豆致敏性的加工处理方法有膨化法、热乙醇处理、微生物发酵、酶解法等。
普通热处理的大豆产品会引起断奶仔猪的消化过程异常, 包括消化物的运动和肠道粘膜的炎症反应, 这种变化是仔猪胃肠道对热处理大豆产品的抗原过敏反应引起的。通过膨化或曲霉预处理大豆粕 (大豆球蛋白和β-伴球蛋白明显下降) , 或使用其他低抗原的大豆产品, 可减轻肠道的迟发型过敏反应, 减少大豆这种蛋白源对仔猪断奶的应激[32]。在适宜的温度下, 膨化加工的大豆产品能加快仔猪的生长, 提高采食量和改善饲料转化率, 主要原因在于膨化加工的高温、高压可使大豆中脲酶和胰蛋白酶抑制因子的抗营养因子失活, 增加适口性, 从而提高仔猪采食量。同时, 膨化加工的物理作用也可使细胞壁破裂, 使细胞内的脂肪和蛋白质等养分释放出来, 更易被动物消化吸收, 从而提高养分消化吸收率。席鹏彬等[33]试验发现:经135 ℃湿法挤压处理的大豆日粮与豆粕日粮相比, 可以减轻断奶仔猪的过敏反应, 提高木糖吸收能力, 降低断奶仔猪的下痢百分率, 仔猪的日增重提高, 采食量提高, 饲料报酬提高。Li 等发现对大豆分离蛋白经过湿法挤压处理, 可以降低其抗原性, 减少对断奶仔猪的应激[20,30]。谯仕彦等报道, 可通过改善热加工条件, 采用特殊溶剂浸提及微生物发酵来降低大豆抗原的活性和含量[34]。Kilshow等学者的研究表明, 从热乙醇 (65~80 ℃) 提取的大豆蛋白中未检出大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白[35], 而Sisson等发现用热乙醇提取的大豆产品中仍含有少量的抗原活性物质, 但不影响仔猪的消化[36]。研究认为豆粕经微生物发酵后减轻饲粮中大豆蛋白对肠道的过敏损伤, 使肠道维持良好的结构形态, 从而促进营养物质的消化吸收, 显著提高仔猪的生长性能[37]。Hong等研究显示豆粕经过发酵处理显著降低了大分子抗原蛋白和胰蛋白酶抑制因子的水平[38]。王之盛等通过对大豆抗原蛋白进行酶解研究, 表明不同外源酶对生大豆和豆粕抗原蛋白均有不同程度的降解作用, 且认为pH 值4.0 的磷酸盐缓冲体系和37 ℃是复合酶制剂降解大豆抗原蛋白质的适宜环境条件, 使用外源酶制剂可显著提高生大豆和豆粕的真蛋白质消化利用效率[39] 。
6 小 结
高蛋白大豆新品种 篇2
1. 特征特性
①植株性状。该品种为有限结荚习性的春大豆，根系发达，生长旺盛，茎秆健壮，株型收敛，分枝多，呈塔形。株高100.2厘米，主茎节数17.3个，分枝数3.5个。叶片披针形，成熟时落叶性好。花白色，茸毛灰色。
②荚粒性状。单株荚数57.9个，成熟荚褐色，不易裂荚。籽粒外观品质优良，完整粒率95.3%，褐斑粒率0.4%，紫斑粒率0.4%，霜霉粒率0.4%，虫食粒率1.6%，未熟粒率0.8%，其他粒率1.1%。籽粒圆形，种皮和种脐均为黄色，富有光泽。百粒重21.8克。
③品质性状。籽粒内在品质优良，据农业部谷物及制品质量监督检验测试中心连续两年的籽粒品质检测，粗蛋白含量42.74%（干基），属高蛋白大豆品种，粗脂肪含量20.53%（干基）。
④抗逆性。经吉林省农业科学院大豆研究中心人工接种鉴定，其抗大豆花叶病毒病SMV I号株系和SMVⅢ号株系。植株抗倒伏，抗干旱，耐涝能力较强。
⑤生育期。生育期适中，在辽宁省境内平均生育期129天，比对照品种早熟6天。
2. 产量表现
连续多年多项多点试验结果表明，其高产性和稳产性好。2007~2008年参加辽宁省大豆晚熟组区域试验和生产试验，平均亩产分别高达211.1千克和238.2千克，比对照品种分别增产12.33%和12.01%。2008年在沈阳市东陵区开展较大面积（50亩）的生产示范，平均亩产207.0千克，比对照品种增产12.50%。
3. 栽培技术要点
①选地与整地。要选择保水保肥、土质肥沃、土层深厚、地力均匀、地势平坦、灌排方便、不重茬、不迎茬的地块种植。要精细整地，清除残茬，做到地平土碎、土壤疏松、上虚下实，为播种和保苗创造良好条件。
②选种与播种。要选用籽粒饱满整齐和发芽率高达95%以上的优良种子。土壤5~10厘米耕层内地温连续5天稳定在8~10℃时即可播种。行距50~60厘米，穴距15~20厘米，每穴播2~3粒种子，覆土厚度3~5厘米。
③间苗与定苗。要适当早间苗、早定苗，通常应在真叶展开后至第一片复叶展开前定苗，第一片复叶展开后定苗。一般情况下每亩须选留生长整齐、植株健壮、无病无伤的优质幼苗8000~12000株（肥地宜稀，薄地宜密）。
④施肥与灌水。在整地时每亩深施优质农家肥4000千克和磷酸二铵15千克做底肥，在初花期追施尿素5千克，在鼓粒期酌情喷施含有钼、锌、锰、硼等微肥的混合液。在开花期至鼓粒期，若遇土壤缺墒而又天旱无雨，则应及时灌水。雨季要注意排水防涝。
⑤除草与培土。在播种后至出苗前，用20%氯嘧磺隆（豆磺隆）5克加入50%乙草胺100~50毫升喷洒在地面上，既可杀灭杂草又可防除菟丝子。在植株封垄前要完成2~3次铲耥，每次作业间隔7~10天，可以收到铲除杂草和培土防倒的双重效果。倘若田间仍有大草，则应随时人工拔除。
⑥防病与治虫。在播种前应用种衣剂进行种子包衣，这样既能杀灭多种病菌，又能防治多种地下害虫。防治霜霉病、叶斑病等病害用绿亨3号可湿性粉剂，防治蚜虫和红蜘蛛等害虫用1.8%阿维菌素，防治大豆食心虫和豆荚螟等钻蛀性害虫用缓释卡浸蘸敌敌畏。
4. 适宜种植地区
适宜在辽东、辽南、辽西以及无霜期达到130天以上的全国各地春大豆产区种植。
大豆抗原蛋白 篇3
大豆抗原蛋白是大豆中主要蛋白, 可以引起动物发生过敏反应, 减少营养物质的消化吸收, 引起呼吸道、皮肤和胃肠道症状, 甚至造成死亡[4]。大豆抗原蛋白主要包括大豆球蛋白 (Glyciin) 和3种伴大豆球蛋白。其中大豆球蛋白 (11S) 和-伴大豆球蛋白 (7S) 是大豆中免疫原性最强的2种抗原蛋白, 其在一个典型的大豆种子, 约占总蛋白的70%, 这两种蛋白质类的亚基都是由多个基因编码组成[5], 具有较强的热稳定性, GIycinin和-conglychin主要引起仔猪等幼龄动物, 特别是断奶仔猪的过敏反应。该反应的症状主要表现为腹泻, 在动物体内大部分的大豆抗原蛋白会被消化和降解为小肽和氨基酸, 从而作为营养源。但是, 一些未消化或消化不完全的大豆球蛋白可通过抑制肠细胞的生长, 破坏细胞骨架, 导致细胞凋亡的仔猪肠的或由肠上皮细胞之间的间隙进入淋巴和血液诱导过敏性症状。
1 大豆球蛋白
在大豆蛋白质中, 大豆球蛋白含量是最高的, 占大豆籽实的25%~35%, 具有热稳定性。研究表明大豆球蛋白可使仔猪小肠绒毛萎缩、脱落、隐窝细胞增生。大豆球蛋白可通过诱导超敏反应、结合于动物肠道组织中, 从而影响动物肠道健康。大豆球蛋白诱导的超敏反应主要是一个Th2型的免疫应答, 由Ig E抗体介导, 导致仔猪腹泻和生产性能降低。过敏性反应的严重程度取决于大豆球蛋白的剂量[6]。由于大豆抗原蛋白的致敏性, 故而限制了大豆及其制品在生产中的应用。
1.1 大豆球蛋白在肠道内的分布
大豆球蛋白在肠道内的分布受其浓度、抗原活性、动物健康等多方面因素的影响。在健康仔猪肠道中, 大豆球蛋白含量呈先降后升的U字型变化趋势。从十二指肠到空肠中部显著下降, 而在空肠后部到回肠呈现上升趋势, 其中回肠的含量最高, 而空肠中部的含量最低[7]。在小肠绒毛内的大豆球蛋白浓度均极显著高于隐窝和集合淋巴小结。而在鲤鱼肠道中, 大豆球蛋白含量呈先平稳后上升趋势, 后肠积累光密度值显著高于前肠和中肠, 肠道皱襞内大豆球蛋白的积累光密度值显著高于隐窝[8]。
1.2 大豆球蛋白对肠道组织、结构的影响
大豆球蛋白对仔猪肠道健康的影响与其影响肠上皮细胞通透性有关。使用大豆球蛋白对体外培养的仔猪小肠上皮细胞进行刺激, 结果表明大豆球蛋白能使仔猪小肠上皮细胞通透性增加。在一定剂量范围内, 细胞培养液中乳酸脱氢酶 (LDH) 活性与大豆球蛋白浓度呈依赖式升高, 而细胞跨膜电阻值 (TEER) 则下降;高浓度大豆球蛋白可使仔猪小肠上皮细胞紧密连接蛋白ZO-1和Occludin m RNA相对表达量降低[9]。在水产动物研究中也发现, 饲粮添加一定量大豆球蛋白使不同食性鱼类肠道组织结构完整性出现了不同程度的损伤, 在鲤鱼的前肠、后肠及草鱼前肠和埃及胡子鲇后肠的小肠绒毛均有不同程度破损, 固有层组织疏松而且断裂[10]。然而也有研究表明, 大豆球蛋白可能对肠道健康有一定有利影响。李兴起等 (2013) 探讨大豆球蛋白对小肠内微量元素Ca2+吸收的影响及相关机制, 结果显示, 一定剂量的大豆球蛋白可以通过抑制Ca2+-ATP酶活性阻碍Ca2+的吸收及转运, 但可能通过反馈性的增强SOD的活性来减少氧化自由基对粘膜的进一步损伤[11]。可能是因为添加剂量不同所致, 大豆球蛋白对动物肠道的影响和机理尚需进一步确认及研究。
2β-伴大豆球蛋白
β-伴大豆球蛋白 (7S) 占大豆蛋白质含量的30%, 其含量仅次于大豆球蛋白, 是导致大豆过敏的另一种主要抗原蛋白[12]。同大豆球蛋白一样, β-伴大豆球蛋白也具有一定热稳定性, 可以被消化道降解, 然而总有一部分β-伴大豆球蛋白未被降解完全或者降解后仍具有抗原活性, 进而引起过敏反应。β-伴大豆球蛋白体外酶解试验表明, β-伴大豆球蛋白酶解产物中分子量为10~20 k Da的这部分肽段对胃蛋白酶和胰蛋白酶具有一定抵抗力[13]。β-伴大豆球蛋白具有内在的免疫刺激能力, 并能诱发过敏反应。大鼠灌胃纯化的β-伴大豆球蛋白, 可使血清Ig E水平升高;淋巴细胞增殖状态、CD4+T淋巴细胞亚群的比例与β-伴大豆球蛋白水平增加呈线性增加;白细胞介素-4, 白细胞介素-5及肿瘤坏死因子-α水平也有所提高[14]。-伴大豆球蛋白可以通过诱导肠道氧化反应影响肠道结构及细胞通透性等, 造成肠道损伤, 然而近年来另有研究表明, β-伴大豆球蛋白及其酶解产物可能对肠道微生物有一定有利影响。
2.1β-伴大豆球蛋白 (7S) 在肠道中的分布
肠道不同部位, β-伴大豆球蛋白的含量有一定差异, 而生熟β-伴大豆球蛋白对其肠道内分布也存在一定影响。鲍男 (2010) 对生熟两种-伴大豆球蛋白在仔猪小肠中的分布进行研究, 结果表明熟β-伴大豆球蛋白在整个小肠壁中的分布呈稳步下降趋势, 而生β-伴大豆球蛋白变化趋势不明显。通过免疫组化结果提示, 十二指肠中生β-伴大豆球蛋白积累光密度值最高, 空肠中部次之, 显著高于空肠前段、后段及回肠, 而熟β-伴大豆球蛋白同样是十二指肠中含量最高[15]。其原因可能有几方面, 首先、肠道不同部位因肠道长度、结构不同结合力本身存在差异, 食糜在肠道不同部位停留时间不同;其次、随着-伴大豆球蛋白在胃肠道中不断被消化、降解, 其抗原能力降低, 另外、生熟两种-伴大豆球蛋白抗原特性有所改变, 具体原因尚需经一部研究。
2.2β-伴大豆球蛋白 (7S) 对肠道组织、结构的影响
β-伴大豆球蛋白能引起动物机体氧化损伤, 并由此引发生长不良、消化和吸收功能障碍, 并最终减少鱼的生长。β-伴大豆球蛋白降低健鲤饲料转化率及体内胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、脂肪酶、肌酸激酶、钠离子、K+-ATP酶、碱性磷酸酶的活性, β-伴大豆球蛋白减少肠细胞中谷胱甘肽 (GSH) 及抗氧化酶的含量, 诱导的炎症和氧化, 降低健鲤胰腺和肠道重量, 减少肠道长度, 从而导致肠道消化吸收的功能障碍[16]。研究表明, -伴大豆球蛋白提取物可以破坏鲤鱼肠上皮细胞结构的完整性, 一定剂量β-伴大豆球蛋白能够破坏鲤鱼肠上皮细胞膜和线粒体膜;降低鲤鱼肠上皮细胞蛋白质沉积, 抑制鲤鱼肠上皮细胞增殖[17]。Chen F等 (2011) 给10日龄仔猪饲喂β-伴大豆球蛋白并结合仔猪小肠上皮细胞体外培养试验, 通过分析指出β-伴大豆球蛋白刺激能增加肠细胞应激和炎症蛋白质的表达, 增加肠上皮细胞中caspase-3的表达, 证明-伴大豆球蛋白通过抑制肠细胞的生长, 破坏细胞骨架, 并导致细胞凋亡引起仔猪小肠肠道损伤[18]。这在体外培养的仔猪小肠上皮细胞通透性研究中也得到了验证。Zhao Y等 (2014) 用不同浓度的-伴大豆球蛋白对仔猪小肠上皮细胞刺进测定其对上皮通透性、完整性、代谢活性、紧密连接 (TJ) 分布和表达等的影响, 结果表明, 显著减少反式上皮电阻 (TEER) 、代谢活性和碱性磷酸酶 (AP) 活性, 且呈剂量依赖性方式显着增加;降低紧密连接occludin和ZO-1 m RNA的表达, 免疫荧光标记细胞面积减小[19]。
2.3β-伴大豆球蛋白 (7S) 及其酶解肽对肠道微生物的影响
一直以来, 对β-伴大豆球蛋白的认识都限于其影响肠道结构, 然而近年来研究发现, β-伴大豆球蛋白可能影响肠道微生物, 其酶解肽对抵抗肠道细菌有一定有利影响。Fernandez-Raudales等2012年研究低大豆球蛋白豆浆 (49.5%β-伴大豆球蛋白/6%的大豆球蛋白) , 常规的豆浆 (26.5%-conglycinin/38.7%大豆球蛋白) 或牛乳 (0%的-伴大豆球蛋白/0%大豆球蛋白) 对超重和肥胖的人肠道微生物组成的影响, 结果提示豆浆组可能对改变肠道厚壁菌门比例具有一定有利的影响[20]。β-伴大豆球蛋白经机体降解后对肠道也可能有一定有利的影响, 很多研究表明伴大豆球蛋白胃蛋白酶水解肽能提高动物机体免疫机能, 抵御外源性大肠杆菌的侵袭感染, 预防胃肠道疾病的发生[21]。β-伴大豆球蛋白胃蛋白酶水解肽能维持肠道健康的微生物区系, 降低肠道细菌的数量, 维持感染E.coli后小鼠的健康[22]。体外实验表明, 一定浓度的-伴大豆球蛋白水解肽可以影响沙门氏菌的增殖, 较高浓度对沙门氏菌的生长产生明显的抑制作用, 较低浓度对沙门氏菌作用不明显甚至表现微弱的营养促进作用[23]。左伟勇 (2005) 模拟机体内环境, 利用胃蛋白酶水解制备提纯的伴大豆球蛋白, 研究其水解产物-酶解肽对小鼠肠道的影响, 结果表明:酶解肽作为腔内信号分子可能与肠道内相关因素有着多层次调控关系, 共同促进宿主的健康。酶解肽使小肠食糜中sl Ag水平提高45.49%, 盲肠食糜中β-半乳糖苷酶活性显著提高, p H水平下降了1.8%, 肠球菌数显著下降。另外, 伴大豆球蛋白酶解肽有很强的促进双歧杆菌的作用, 它在一定程度上影响了肠道细菌的组成, 使肠道双歧杆菌数量明显增加[24]。
3 大豆凝集素 (SBA)
大豆凝集素 (SBA) 主要存在于大豆子叶细胞中, 约为大豆蛋白质总量的10%。大豆中含有两类大豆凝集素 (SBA) , 其中一种是对N-乙酰基-D-半乳糖胺和D-半乳糖有特异性结合能力的糖蛋白[25], 是大豆中另一种重要的抗营养因子 (ANFs) 。大豆中SBA含量因品种差异略有不同[26], 一般占大豆ANFs的5%~7%, 占大豆蛋白质的3%, 其分子量约120KDa, 四级结构由4个略有不同的亚基组成, 蛋白质稳定性非常高[27,28]。糖基化后的大豆凝集素具有更高的稳定性[29]。SBA具有凝集动物红细胞、T淋巴细胞、促进淋巴细胞转化等生物活性, 是大豆中唯一的含量较高的生物活性蛋白质[30]。SBA主要通过与动物小肠上皮细胞结合, 进而破坏小肠正常结构来发挥其抗营养作用, 影响体内营养物质吸收利用、抑制动物生长、引发腹泻等病理变化。本文主要对该种SBA对动物肠道健康的影响做以论述, 为进一步研究SBA的抗营养作用提供参考。
3.1 SBA在肠道中的分部
不同种属动物肠壁对SBA的集合能力有所差异, 但在小肠中总体来说呈降低趋势。其中十二指肠浓度最高, 而回肠浓度最低。胡海霞等 (2009) 通过体外饲养试验表明, SBA在鸡肠道内吸收和吸附主要发生在十二指肠至空肠前段, 在鸡肠道十二指肠到结直肠内SBA活性残留总地呈下降趋势, 其中由十二指肠到空肠前的残留率变化达到了显著水平[31]。采用生物素标记技术及免疫组化技术研究不同动物肠上皮SBA结合位点的分布规律, 发现在猪小肠内SBA结合主要在绒毛边缘及皱襞处的淋巴组织, 隐窝内也有少量分布;在小肠各段中也多有结合, 但在空肠前段最强;SBA在兔空肠各段有较多结合位点分布, 空肠是SBA最敏感部位, 主要集中于小肠绒毛柱状上皮细胞游离面;在鸡小肠各段均有SBA结合位点分布, 主要在上皮细胞和杯状细胞, 在空肠前段到后段, 杯状细胞受体含量逐渐增加[32]。
3.2 SBA对肠道组织、结构的影响
SBA可特异性结合动物的上皮细胞, SBA作为一类糖蛋白化合物对N-乙酰基半乳糖胺和半乳糖有特异性的识别作用[33], SBA可以结合于绵羊呼吸道上皮细胞表面, 分布于纤毛或杯状的微绒毛的细胞膜上[34]。在野猪的犁鼻器上皮细胞的自由边界也存在SBA的结合位点[35]。猪的下颌黏蛋白也可以与SBA结合, 因为其中含有-半乳糖胺[36]。在动物肠上皮细胞表面, 特别是肠微绒毛顶端的细胞表面恰好存在着N-乙酰基半乳糖胺, SBA能特异性与小肠上皮细胞结合。一定剂量的SBA与小肠上皮细胞的结合会引起动物肠道结构的损伤、改变其结构。断奶仔猪饲喂高浓度SBA可以增加肠道通透性, 减少仔猪肠上皮紧密连接蛋白occludin、ZO-1的表达[25]。Li Pan等 (2013) 从细胞分子层面证明了大豆凝集素对仔猪小肠上皮细胞机械屏障功能和紧密连接蛋白表达的影响, 表明:凝集素处理增加体外培养的仔猪小肠上皮细胞膜的通透性, 抑制细胞活力, 降低紧密连接蛋白 (occludin和紧密连接蛋白-3) 的表达水平, 导致小肠上皮细胞机械屏障功能下降[37]。Buttle (2001) 通过免疫组化在水生动物中也发现:高剂量SBA会严重破坏虹鳟和大西洋鲑的肠道结构, 导致其后肠的吸收小泡破裂或者萎缩, 肠细胞出现肿大, 细胞核结构变得模糊, 刷状缘膜崩解, 黏膜脱落进入肠腔, 固有层变宽[38]。
4 小结
