影响全脂大豆粉氨基酸含量的加工因素研究

《饲料工业》1997 年第 18 卷第 5 期— 6 —　　 ·加工与设备· 影响全脂大豆粉氨基酸含量的加工因素研究 胜利油田农业公司蛋鸡场 张维德 许守英 薛连红 山东农业大学动物科技学院 曾勇庆 王 慧 在我国 ,大豆是第一大油籽资源 ,约占世界 总产量的 10 % ,其营养特点是不仅能值高、蛋白 质含量丰富 , 而且其中的必需氨基酸含量比例 较为合理。氨基酸的消化率 (猪) 和代谢率 (鸡) 在常见的几种油籽中也是最高的。因此 ,将全脂 大豆粉作为畜禽尤其是幼畜禽的饲料进行开发 利用可发挥重要的作用。但因生大豆中含有一 些抗营养因子 , 需经加热处理使其破坏后方能 直接饲用。但加热本身 ,尤其是加热过度 ,则会 使其蛋白质 , 或是蛋白质中的某些氨基酸变性 而降低营养价值。为此 ,本试验通过析因试验设 计的方法 , 对影响全脂大豆粉氨基酸含量的加 工因素 (温度、压力、时间)进行了研究探讨。 1 材料和方法 1. 1 试验材料及加工处理方法 试验以全脂生大豆作对照 , 并以同样的生 大豆进行以下两种试验处理比较研究。 1. 1. 1 试验 1 采用 6 ×3 析因试验设计的方 法 , 其中温度因素在常压下取 6 个水平 , 包括 70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃和 115 ℃处理 ;时 间因素取 3 个水平 , 包括处理 20 分钟、40 分钟 和 60 分钟。 1. 1. 2 试验 2 在高温高压下进行蒸煮 ,采用 3 ×4析因试验设计的方法 ,其中温度 (压力) 因 素取 3 个水平 ,即 105 ℃(3 . 5lb/ in2 ) 、110 ℃ (6. 5lb/ in2) 和 115 ℃(10. 5lb/ in2) 处理 ;时间因 素取 4 个水平 , 即处理 15 分钟、30 分钟、45 分 钟和 60 分钟。 1. 2 样品的氨基酸测定 全脂大豆粉样品经干燥、脱脂后 ,用 6N HCl 酸解处理 ,用日立 835 - 50 型氨基酸自动分析仪 测定。 1. 3 结果统计分析方法 试验测定结果通过 S HA R P PC - 1500A 计 算机按试验设计分别进行 6 ×3 两因素析因方差 分析和 3 ×4 两因素析因方差分析及多重比较。 2 结果与分析 2. 1 生大豆粉的氨基酸含量 测定结果明 ,生大豆粉中各种氨基酸含量 分别为 (mg/ 100mg) :天门冬氨酸 (A SP) 4. 04 , 苏氨酸 ( T HR) 1. 56 ,丝氨酸 (S ER) 2. 11 ,谷氨 酸 ( GL U ) 8. 96 , 甘氨酸 ( GL Y) 1. 69 , 丙氨酸 (AL A) 1. 29 , 胱氨酸 (C YS) 0. 15 , 缬氨酸 (VAL ) 1. 78 , 蛋氨酸 (M E T) 0. 28 , 异亮氨酸 ( IL E) 1. 54 , 亮氨酸 (L EU ) 3. 04 , 酪氨酸 ( T YR) 1. 01 , 苯丙氨酸 ( P H E) 1. 73 , 赖氨酸 〔摘要〕本研究采用 6 ×3 析因试验设计的方法 ,研究常压条件下 ,加热温度为 70 ℃、80 ℃、90 ℃、 100 ℃、110 ℃和 115 ℃,处理时间分别为 20、40 和 60 分钟 ,以及采用 3 ×4 析因试验设计的方法 ,研究 高压条件下加热温度 (压力) 为 105 ℃(3. 5lb/ in2) 、110 ℃(6. 5lb/ in2) 和 115 ℃(10. 5lb/ in2) ,处理时间 分别为 15、30、45 和 60 分钟对全脂大豆粉氨基酸含量的影响。结果表明 :常压条件下 ,不同处理温度 和不同处理时间对全脂大豆粉中各种氨基酸 ,及总氨基酸、鸡必需氨基酸和猪必需氨基酸的含量均无 显著的影响 ;高压条件下 ,温度 (压力) 因素对全脂大豆粉中丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、 异亮氨酸、赖氨酸、精氨酸、总氨基酸、鸡必需氨基酸、猪必需氨基酸含量有显著 (P < 0. 05) 或极显著 (P < 0. 01)的影响 ,而时间因素则无显著的影响。综合分析表明 ,全脂大豆粉以常压处理 115 ℃、60 分 钟以内或高压处理温度 (压力)不宜高于 110 ℃(6. 5lb/ in2) 、时间以 30 分钟以内为宜。 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net — 7 —《饲料工业》1997 年第 18 卷第 5 期 处理温度 (压力) 处理时间 105 (3. 5) 110 (6. 5) 115 (10. 5) 15 30 45 60 天门冬氨酸 4. 68 ±0. 20 4. 50 ±0. 34 2. 94 ±1. 69 4. 35 ±0. 53 4. 49 ±0. 66 4. 34 ±0. 41 2. 98 ±2. 24 苏氨酸 1. 86 ±0. 10 1. 79 ±0. 18 1. 18 ±0. 69 1. 77 ±0. 26 1. 78 ±0. 20 1. 74 ±0. 20 1. 14 ±0. 87 丝氨酸 2. 46 a ±0. 10 2. 37 a ±0. 22 1. 46 b ±0. 86 2. 27 ±0. 36 2. 32 ±0. 38 2. 26 ±0. 30 1. 52 ±1. 19 谷氨酸 10. 49 a ±0. 69 10. 10a ±1. 06 6. 67 b ±3. 72 10. 01 ±1. 47 10. 03 ±1. 32 9. 81 ±1. 09 6. 49 ±4. 72 甘氨酸 2. 05 ±0. 11 1. 96 ±0. 18 1. 37 ±0. 80 1. 95 ±0. 18 2. 01 ±0. 23 1. 95 ±0. 12 1. 27 ±0. 96 丙氨酸 1. 62A ±0. 06 1. 55A ±0. 15 0. 88B ±0. 42 1. 44 ±0. 27 1. 46 ±0. 39 1. 43 ±0. 28 1. 05 ±0. 70 胱氨酸 0. 17A ±0. 01 0. 17A ±0. 01 0. 12B ±0. 01 0. 15 ±0. 02 0. 16 ±0. 04 0. 15 ±0. 02 0. 15 ±0. 04 缬氨酸 2. 05 a ±0. 08 1. 95 a ±0. 16 1. 25 b ±0. 67 1. 90 ±0. 30 1. 90 ±0. 29 1. 89 ±0. 23 1. 31 ±0. 94 蛋氨酸 0. 21 ±0. 12 0. 12 ±0. 05 0. 13 ±0. 02 0. 18 ±0. 12 0. 18 ±0. 11 0. 13 ±0. 01 0. 12 ±0. 06 异亮氨酸 1. 93 a ±0. 13 1. 80 a ±0. 14 1. 12 b ±0. 64 1. 73 ±0. 32 1. 80 ±0. 35 1. 71 ±0. 17 1. 21 ±0. 92 亮氨酸 3. 70 ±0. 17 3. 54 ±0. 31 2. 43 ±1. 36 3. 47 ±0. 41 3. 58 ±0. 42 3. 50 ±0. 26 2. 34 ±1. 71 酪氨酸 1. 24 ±0. 07 1. 19 ±0. 10 0. 83 ±0. 43 1. 15 ±0. 17 1. 18 ±0. 17 1. 20 ±0. 05 0. 81 ±0. 53 苯丙氨酸 2. 09 ±0. 08 2. 02 ±0. 17 1. 47 ±0. 82 1. 93 ±0. 30 2. 08 ±0. 11 2. 06 ±0. 06 1. 35 ±0. 95 赖氨酸 2. 34 a ±0. 11 2. 24 a ±0. 23 1. 53 b ±0. 80 2. 20 ±0. 32 2. 26 ±0. 27 2. 19 ±0. 19 1. 48 ±1. 01 组氨酸 0. 96 ±0. 04 0. 93 ±0. 08 0. 68 ±0. 37 0. 89 ±0. 13 0. 96 ±0. 05 0. 94 ±0. 02 0. 63 ±0. 43 精氨酸 2. 82 a ±0. 12 2. 69 a ±0. 24 1. 74 b ±0. 83 2. 62 ±0. 37 2. 65 ±0. 41 2. 55 ±0. 40 1. 85 ±1. 18 脯氨酸 1. 83 ±0. 07 1. 81 ±0. 12 1. 12 ±0. 75 1. 70 ±0. 19 1. 75 ±0. 28 1. 73 ±0. 14 1. 17 ±1. 02 总氨基酸 42. 48 a ±2. 1040. 70 a ±3. 5526. 89 b ±14. 84 39. 72 ±5. 58 40. 59 ±5. 55 39. 59 ±3. 84 26. 87 ±19. 40 鸡必需氨基酸 21. 41 a ±1. 0920. 39 a ±1. 72 13. 84 b ±7. 41 19. 95 ±2. 80 20. 54 ±2. 57 20. 02 ±1. 67 13. 67 ±9. 54 猪必需氨基酸 19. 36 a ±0. 9818. 43 a ±1. 54 12. 47 b ±6. 61 18. 00 ±2. 62 18. 53 ±2. 34 18. 07 ±1. 56 12. 40 ±8. 58 注 :肩注 a、b 表示 0. 05 的显著水准 ,A、B 表示 0. 01 的极显著水准 ,各平均数间具有完全不同肩注字母的即为差异显著或极显著。 ·加工与设备· (L YS) 2. 03 , 组氨酸 ( H IS) 0. 80 , 精氨酸 (A R G) 2. 45 ,脯氨酸 ( PRO) 1. 45 ,其总氨基酸 ( TAA) 35. 91 ,鸡必需氨基酸 (C EAA) 18. 06 , 猪必需氨基酸 ( P EAA) 16. 37。 2. 2 常压条件下 , 不同处理温度与时间对全 脂大豆粉氨基酸含量的影响 常压条件下 , 不同处理温度和不同处理时 间对全脂大豆粉氨基酸含量影响的两因子析因 方差分析结果表明 ,常压条件下 ,不同处理温度 (70～115 ℃) 对全脂大豆粉中各种氨基酸以及 总氨基酸、鸡必需氨基酸和猪必需氨基酸的含 量均无显著的影响 ( P > 0. 05) ,并且不同处理时 间 (20～60 分钟) 对各种氨基酸以及总氨基酸、 鸡必需氨基酸、猪必需氨基酸的含量亦无显著 的影响 ( P > 0. 05) 。 2. 3 高压条件下 , 不同处理温度 (压力) 与时 间对全脂大豆粉氨基酸含量的影响 高压条件下 , 不同处理温度 (压力) 与不同 处理时间对全脂大豆粉氨基酸含量影响的两因 子析因方差分析的结果表明 ,高压条件下 ,不同 处理温度 (压力) 对全脂大豆粉中的丝氨酸、谷 氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、精氨酸、总氨基酸、鸡 必需氨基酸和猪必需氨基酸的含量有显著的影 响 ( P < 0. 05) ,对丙氨酸和胱氨酸的含量有极显 著的影响 ( P < 0. 01) ; 高压条件下 ,不同处理时 间对全脂大豆粉中各种氨基酸以及总氨基酸、 鸡必需氨基酸和猪必需氨基酸的含量均无显著 的影响 ( P > 0. 05) 。 进一步将高压条件下 , 不同温度 (压力) 和 不同时间处理的全脂大豆粉中的氨基酸含量及 多重比较列于下表。 表 不同温度 (压力)和不同时间处理的全脂大豆中氨基酸含量 ( ℃,lb/ in2 ,min) © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 《饲料工业》1997 年第 18 卷第 5 期— 8 — ·加工与设备· 可见 , 全脂大豆粉中各种氨基酸以及总氨 基酸、鸡必需氨基酸和猪必需氨基酸的含量受 处理温度 (压力) 影响的变化是同步的 , 即随处 理温度 (压力) 的升高而呈降低的趋势 , 其中丝 氨酸、谷氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、精氨 酸、总氨基酸、鸡必需氨基酸和猪必需氨基酸达 到显著的水准 ,其含量在 105 ℃(3 . 5lb/ in2 ) 和 110 ℃(6. 5lb/ in2) 这两种处理方式间差异不显 著 , 但都显著地高于 115 ℃(10. 5lb/ in2) 处理 组。达到极显著水准的氨基酸有丙氨酸和胱氨 酸 , 其含量的变化是在 105 ℃( 3 . 5lb/ in2) 和 110 ℃(6. 5lb/ in2) 这两种处理组间同样差异不 显著 ,但都极显著地高于 115 ℃(10. 5lb/ in2) 处 理的全脂大豆粉中相应氨基酸的含量。由上表 还可以看出 ,高压条件下 ,不同时间处理的全脂 大豆粉中各种氨基酸及总氨基酸、鸡必需氨基 酸和猪必需氨基酸间虽无显著的差异 , 但在 30～60 分钟处理时间内 , 有随处理时间的延长 而其含量呈明显下降之趋势。 3 小结与讨论 3. 1 全脂大豆粉的蛋白质中 , 氨基酸的种类 和含量比例是决定其蛋白质营养价值的重要因 素之一。本研究虽然采用了先进的氨基酸自动 分析仪 ,但由于盐酸水解法本身的缺陷 ,色氨酸 ( TR P)在酸解过程中被破坏而无法测出 ,因此 , 本研究中的猪必需氨基酸和鸡必需氨基酸并未 包括色氨酸在内。蛋白质的营养价值主要由这 些必需氨基酸的含量及其组成比例所决定 ,实际 生产中通常用饲料中赖氨酸与精氨酸之比来衡 量 ,100ζ120 为理想值。本研究表明 ,生全脂大豆 粉赖氨酸ζ精氨酸为100ζ121 ,105 ℃(3. 5lb/ in2) 、 110 ℃(6. 5lb/ in2) 、115 ℃(10. 5lb/ in2)处理的全 脂大豆粉分别为 100ζ121、100ζ120、100ζ114 ; 高压下处理 15、30、45、60 分钟的全脂大豆粉分 别为 100ζ119、100ζ117、100ζ116、100 ζ125。由 此可见 ,110 ℃(6. 5lb/ in2)和处理 15 分钟的全脂大 豆粉中赖氨酸 ζ精氨酸与理想值最为接近。 3. 2 常压条件下不同处理温度 (70～115 ℃) 和不同处理时间 (20～60 分钟)对全脂大豆粉中 各种氨基酸含量均无显著的影响 ,这说明 ,常压 下 115 ℃和 60 分钟以内的加工处理不会造成全 脂大豆粉中氨基酸的损失。但高压条件下 ,不同 处理温度 (压力) 对全脂大豆粉中的一些氨基酸 及总氨基酸、鸡必需氨基酸和猪必需氨基酸的 含量有显著的影响 , 表现为随处理温度 (压力) 的升高而降低 ,其中变化幅度比较大的温度 (压 力) 区为 110 (6. 5lb/ in2) ～115 ℃(10. 5lb/ in2) , 并且处理时间 30 分钟继续延长 , 则其氨基酸含 量即出现下降趋势。 综上所述 ,从氨基酸组成及含量考虑 ,全脂 大豆粉适宜加工条件是 :常压处理 115 ℃、60 分 钟以内 ; 高压处理温度 (压力) 不宜高于 110 ℃ (6. 5lb/ in2) ,时间以 30 分钟以内为宜。 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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