大豆抗营养因子

大豆抗营养因子大豆抗营养因子大豆抗营养因子大豆抗营养因子马马 永永 喜喜中国农业大学农业部饲料工业中心中国农业大学农业部饲料工业中心2004.10 成都成都研究队伍研究队伍博士生博士生20,硕士生硕士生12副教授副教授 12教授教授4专业架构专业架构 动物营养动物营养 饲料分析饲料分析 微生物学微生物学 发酵工程发酵工程 生物技术生物技术 免免 疫疫 学学试验猪舍试验猪舍动物营养代谢室动物营养代谢室科研大楼与中试车间科研大楼与中试车间主要研究领域主要研究领域 猪营养与饲料猪营养与饲料研究方向：研究方向：大豆抗营养因子大豆抗营养因子 分子营养学分子营养学 营养与免疫营养与免疫 营养代谢与需要量营养代谢与需要量 饲料营养价值评定饲料营养价值评定 饲料添加剂饲料添加剂 营养与畜产品品质营养与畜产品品质 大豆抗营养因子大豆抗营养因子vv热稳定性：抗原蛋白热稳定性：抗原蛋白(球蛋白和球蛋白和-聚球蛋白聚球蛋白)大豆寡糖大豆寡糖vv热不稳定性：胰蛋白酶抑制因子热不稳定性：胰蛋白酶抑制因子 糜蛋白酶抑制因子糜蛋白酶抑制因子 凝集素凝集素用酶联免疫法检测大豆饼、粕中抗胰蛋白酶因子浓度（用酶联免疫法检测大豆饼、粕中抗胰蛋白酶因子浓度（39170557）仔猪利用膨化全脂大豆机理的研究仔猪利用膨化全脂大豆机理的研究（39470523）大豆寡糖对仔猪抗营养作用机理的研究大豆寡糖对仔猪抗营养作用机理的研究（39770549）大豆凝集素受体结构及其类似物作用机理研究大豆凝集素受体结构及其类似物作用机理研究（30070561 ）2002年国家自然科学基金研究成果专著出版基金年国家自然科学基金研究成果专著出版基金(30224001)2003年年大豆抗营养因子大豆抗营养因子 2004年年 大豆中主要抗原蛋白的免疫大豆中主要抗原蛋白的免疫 生物学特性及其致敏机理的研究生物学特性及其致敏机理的研究（3043052030430520）大豆抗原蛋白与仔猪断奶综合征大豆抗原蛋白与仔猪断奶综合征大大豆豆抗抗原原蛋蛋白白生产性能生产性能免疫机能免疫机能肠道形态肠道形态增重增重采食量采食量淋巴细胞转化淋巴细胞转化淋巴细胞转化淋巴细胞转化血清抗体血清抗体血清抗体血清抗体IgGIgG绒毛高度绒毛高度绒毛高度绒毛高度隐窝深度隐窝深度隐窝深度隐窝深度大豆抗原蛋白与生长性能大豆抗原蛋白与生长性能 大豆抗原蛋白使仔猪在断奶后第一周生长速度明显下降(P0.05)大豆抗原蛋白与上皮淋巴细胞转化大豆抗原蛋白与上皮淋巴细胞转化l l仔猪断奶后5wk的上皮淋巴细胞转化率高于断奶后1wk，说明断奶抑制仔猪免疫机能大豆抗原蛋白与血清特异抗体大豆抗原蛋白与血清特异抗体IgGl大豆抗原蛋白使血浆特异IgG滴度升高，表明大豆蛋白大分子穿过肠道黏膜屏障大豆抗原蛋白与绒毛形态大豆抗原蛋白与绒毛形态左上左上(4(4周龄豆粕组周龄豆粕组)左下左下(8(8周龄豆粕组周龄豆粕组)右上右上(4(4周龄奶粉组周龄奶粉组)右下右下(8(8周龄奶粉组周龄奶粉组)大豆抗原蛋白与绒毛高度大豆抗原蛋白与绒毛高度l大豆抗原蛋白降低了断奶后一周仔猪的肠道绒毛高度，对断奶后5周仔猪没有影响大豆抗原蛋白与隐窝深度大豆抗原蛋白与隐窝深度l大豆抗原蛋白使仔猪在断奶后1周和5周的隐窝深度增加大豆抗原蛋白大豆抗原蛋白血清特异血清特异Ig G滴度升高滴度升高肠道绒毛萎缩肠道绒毛萎缩,表表面粗糙面粗糙,隐窝增生隐窝增生迟发性过敏反应迟发性过敏反应生长性能下降生长性能下降J.Anim.Sci.,68:1790-1799；69:3299-3307；69:4062-4069 肠肠上皮上皮循环系统循环系统膨化全脂大豆与生产性能膨化全脂大豆与生产性能膨化全脂大豆显著改善仔猪的生产性能膨化全脂大豆显著改善仔猪的生产性能(P0.05)豆豆 粕粕膨化全脂大豆膨化全脂大豆ADG,克克/天天242307ADFI,克克/天天420451F/G1.741.47 大豆抗原蛋白造成肠道损伤是断奶后腹泻的原发大豆抗原蛋白造成肠道损伤是断奶后腹泻的原发性因素性因素大肠杆菌血清型大肠杆菌血清型(株株)奶粉组奶粉组豆粕组豆粕组O149:K9152O141:K85332O138:K8131致病菌致病菌/总数总数4.7917.78腹泻头数腹泻头数/总头数总头数0/64/6Qiao等，等，2003，AJAS,16(1):63-69.膨化全脂大豆与仔猪肠道形态膨化全脂大豆与仔猪肠道形态 膨化全脂大豆显膨化全脂大豆显膨化全脂大豆显膨化全脂大豆显著改善肠道吸收著改善肠道吸收著改善肠道吸收著改善肠道吸收状况状况状况状况(P0.05)(P0.05)空空空空 肠肠肠肠豆豆豆豆 粕粕粕粕膨化全脂大豆膨化全脂大豆膨化全脂大豆膨化全脂大豆绒毛高度绒毛高度绒毛高度绒毛高度 450450523523隐窝深度隐窝深度隐窝深度隐窝深度235235218218绒毛宽度绒毛宽度绒毛宽度绒毛宽度1181189292mm膨化全脂大豆与肠道细胞周转膨化全脂大豆与肠道细胞周转 膨化全脂大豆减少肠黏膨化全脂大豆减少肠黏膨化全脂大豆减少肠黏膨化全脂大豆减少肠黏膜细胞周转速度，节约膜细胞周转速度，节约膜细胞周转速度，节约膜细胞周转速度，节约肠道维持能量需要肠道维持能量需要肠道维持能量需要肠道维持能量需要AJAS.,11(2):201-207AJAS.,11(2):201-207；16(1):63-6916(1):63-69 豆豆豆豆 粕粕粕粕膨化全脂大豆膨化全脂大豆膨化全脂大豆膨化全脂大豆 迁移速度迁移速度迁移速度迁移速度(um/(um/小时小时小时小时)十二指肠十二指肠29.6029.6021.5521.55空空 肠肠21.8521.8515.9315.93 细胞更新率细胞更新率细胞更新率细胞更新率(小时小时小时小时)十二指肠十二指肠 28.8628.8634.7334.73空空 肠肠25.1325.1340.4240.42 膨化全脂大豆改善肠道形态，膨化全脂大豆改善肠道形态，降低细胞周转速度和肠道的维降低细胞周转速度和肠道的维持能量需要，综合表现为提高持能量需要，综合表现为提高仔猪的生长性能。仔猪的生长性能。大豆寡糖抗营养作用机理大豆寡糖抗营养作用机理v 大豆寡糖与生长性能大豆寡糖与生长性能v 大豆寡糖与仔猪断奶后腹泻大豆寡糖与仔猪断奶后腹泻v 大豆寡糖的降解率大豆寡糖的降解率v 大豆寡糖抗营养作用机理大豆寡糖抗营养作用机理大豆寡糖与生长性能大豆寡糖与生长性能 2%大豆寡糖降低了仔猪断奶后大豆寡糖降低了仔猪断奶后3周内的周内的生长性能生长性能无无豆粕组豆粕组 1%水苏糖水苏糖 2%水苏糖水苏糖 豆粕豆粕ADGADG254.3213.8173.7217.1ADFI ADFI 447.0416.3374.6404.9F/GF/G1.612.002.171.95大豆寡糖与仔猪断奶后腹泻大豆寡糖与仔猪断奶后腹泻 大豆蛋白和较高水平的大豆寡糖均可导致仔猪大豆蛋白和较高水平的大豆寡糖均可导致仔猪腹泻，大豆蛋白是主要原因腹泻，大豆蛋白是主要原因大豆寡糖的降解率大豆寡糖的降解率 大豆寡糖在仔猪肠道的降解程度与日粮寡糖含量大豆寡糖在仔猪肠道的降解程度与日粮寡糖含量大豆寡糖在仔猪肠道的降解程度与日粮寡糖含量大豆寡糖在仔猪肠道的降解程度与日粮寡糖含量有关，随含量增加，降解程度降低有关，随含量增加，降解程度降低有关，随含量增加，降解程度降低有关，随含量增加，降解程度降低1%水苏糖水苏糖 2%水苏糖水苏糖 豆粕豆粕采食量采食量,克克/天天2.484.763.17回肠降解率回肠降解率,%,%16.454.3114.32全肠道降解率全肠道降解率,%,%10078.49100大豆寡糖与肠道微生物菌群大豆寡糖与肠道微生物菌群高水平大豆寡糖抑制了肠道中高水平大豆寡糖抑制了肠道中高水平大豆寡糖抑制了肠道中高水平大豆寡糖抑制了肠道中有益菌的生长有益菌的生长有益菌的生长有益菌的生长 AJAS.,14(11):1598-1604 Arch.Anim.Nutr.,57(1):1-10Logcfu/gDMLogcfu/gDM对照对照对照对照1%1%水苏糖水苏糖水苏糖水苏糖2%2%水苏糖水苏糖水苏糖水苏糖豆粕豆粕豆粕豆粕乳酸杆菌乳酸杆菌乳酸杆菌乳酸杆菌空肠空肠空肠空肠8.968.969.459.457.387.389.219.21回肠回肠回肠回肠7.717.719.119.116.226.228.098.09双歧杆菌双歧杆菌双歧杆菌双歧杆菌空肠空肠空肠空肠8.018.018.968.966.576.577.937.93回肠回肠回肠回肠6.746.746.736.735.585.586.986.98大豆寡糖与食糜通过速度大豆寡糖与食糜通过速度 2%水苏糖组的食糜流出高峰较早(15h)，表明食糜的通过速度较快大豆寡糖大豆寡糖 养分消化率养分消化率 大豆寡糖使仔猪日粮大豆寡糖使仔猪日粮大豆寡糖使仔猪日粮大豆寡糖使仔猪日粮 DMDM、OMOM、CF CF 消化率降低消化率降低消化率降低消化率降低养分消化率养分消化率 豆粕豆粕1%水苏糖水苏糖 2%水苏糖水苏糖干物质干物质,%86.6984.1983.98有机物有机物,%87.8786.5085.57粗蛋白质粗蛋白质,%83.4384.0383.52粗纤维粗纤维,%62.5652.8750.23小小 结结v大豆寡糖的抗营养作用与日粮大豆寡糖大豆寡糖的抗营养作用与日粮大豆寡糖水平有关水平有关v大豆蛋白和大豆寡糖都是引起仔猪腹泻大豆蛋白和大豆寡糖都是引起仔猪腹泻的因素，大豆蛋白是主要原因的因素，大豆蛋白是主要原因v大豆寡糖在小肠中可部分降解，全消化大豆寡糖在小肠中可部分降解，全消化道的降解率与日粮水平有关道的降解率与日粮水平有关v大豆寡糖抗营养作用机理为：抑制有益大豆寡糖抗营养作用机理为：抑制有益微生物的生长，加快食糜的通过速度，微生物的生长，加快食糜的通过速度，降低日粮养分消化率降低日粮养分消化率 分离出可生产分离出可生产-半乳糖苷酶的扬奇青霉半乳糖苷酶的扬奇青霉对葡萄糖具有抗性的对葡萄糖具有抗性的-半乳糖苷酶高产菌株半乳糖苷酶高产菌株扬奇青霉发酵生产扬奇青霉发酵生产-半乳糖苷酶与工艺半乳糖苷酶与工艺-射线和亚硝基胍诱变射线和亚硝基胍诱变固体发酵生产固体发酵生产-半乳糖苷酶工艺参数和粗酶液制备工艺半乳糖苷酶工艺参数和粗酶液制备工艺添加添加-半乳糖苷酶对仔猪生产性能、养分消化率半乳糖苷酶对仔猪生产性能、养分消化率和微生物区系的影响和微生物区系的影响v 筛选出高产筛选出高产-半乳糖苷酶的扬奇青霉（半乳糖苷酶的扬奇青霉（0.32 U/ml发酵液或发酵液或29.12 U/g 干基）干基）v 确定了固体发酵生产确定了固体发酵生产-半乳糖苷酶的工艺参数半乳糖苷酶的工艺参数v 添加该酶可提高仔猪的养分消化率，且对微生添加该酶可提高仔猪的养分消化率，且对微生物区系有利物区系有利v 申请微生物菌株保藏和国家技术发明专利一项申请微生物菌株保藏和国家技术发明专利一项 Arch.Anim.Nutr.,56（5）:327-337 大豆凝集素的检测、纯化和对大鼠抗营养机理的研究大豆凝集素的检测、纯化和对大鼠抗营养机理的研究 建立大豆凝集素的间接抑制建立大豆凝集素的间接抑制ELISA优化大豆凝集素的纯化制备方案优化大豆凝集素的纯化制备方案不同水平大豆凝集素对大鼠氮代谢的影响不同水平大豆凝集素对大鼠氮代谢的影响不同水平大豆凝集素对大鼠生长、不同水平大豆凝集素对大鼠生长、器官增生和血液胰岛素和器官增生和血液胰岛素和CCK水平的影响水平的影响抵抗降解抵抗降解结合于上皮细胞结合于上皮细胞影影响响内内分分泌泌细细胞胞的的功功能能和和胃胃肠肠道道激素的变化激素的变化内吞进入细胞内吞进入细胞诱诱发发上上皮皮细细胞胞代代谢谢变化和粘膜增生变化和粘膜增生进入进入循环系统循环系统调控内分泌系统调控内分泌系统诱导胰腺的增生诱导胰腺的增生大豆凝集素的抗营养作用机理大豆凝集素的抗营养作用机理Arch.Anim.Nutr.,57(4):267-277 57(5):369-380 免疫原性免疫原性致敏作用致敏作用 影响因素影响因素（热、离子强度热、离子强度 pH值和消化酶值和消化酶）抗原蛋白及其亚基抗原蛋白及其亚基的定量测定的定量测定单单克隆克隆抗抗体体制备制备肠道细胞肠道细胞机体组织机体组织仔仔猪猪发育阶段发育阶段为降低抗原蛋白免疫为降低抗原蛋白免疫原性，减轻或消除其原性，减轻或消除其对人和动物的危害提对人和动物的危害提供理论基础供理论基础大豆抗原蛋白免疫生物学特性及致敏机理研究大豆抗原蛋白免疫生物学特性及致敏机理研究关键问题关键问题v Glycinin碱性多肽、碱性多肽、-Conglycinin的的亚基特亚基特异性单克隆抗体的制备技术异性单克隆抗体的制备技术 v Glycinin、-Conglycinin及其分解产物在消化及其分解产物在消化道、血液、免疫器官等部位分布的时空规律，它道、血液、免疫器官等部位分布的时空规律，它们分解代谢和免疫原性的动态变化规律们分解代谢和免疫原性的动态变化规律v Glycinin、-Conglycinin及其分解产物进出消及其分解产物进出消化道黏膜上皮细胞的过程和机理化道黏膜上皮细胞的过程和机理 ThankThank You!You!