加工處理與貯存時間對飼料品質的影響(二)

Ⅰ、蛋白質與胺基酸

蛋白質的變性

        一種衍生自第二級和第三級結構之蛋白質的組織結構是非常脆弱的，如蛋白質經酸、鹼、濃鹽溶液、溶劑、熱和放射性照射等處理，可能多少會改變這種組織結構。蛋白質變性是任何結構的改變(二級、三級或四級構造)而不改變初級構造中之胜𡌅鍵稱之。

        當新的結構出現雖常常是片刻或短暫，可是變性作用是一種很複雜的現象。變性的最終步驟可能與總胜𡌅結構解開一致，在此種變化中蛋白質內和溶劑──蛋白質間相互作用是短暫的。無論如何，新的結構增加超過其原始結構者，也必須視同為一種變性的形式。某種蛋白質其原始狀態已被解開，此可用來解釋其對變性因子如加熱處理的安定性。

        蛋白質變性的影響很多，茲綜合下列幾點：

        1.降低溶解性，由於疏水基的暴露之故。        

        2.改變保水性。

        3.失去生物活性。

        4.增加對蛋白鋛攻擊的敏感性，因胜𡌅鍵暴露而有利於酵素的作用。

        5.增加內在粘度。

        6.不能形成結晶。

        變性作用可能為一種可逆的或不可逆的反應。雙硫交叉鏈結有助於蛋白質的組態維持，而假如這些結構被破壞，變性常是為不可逆的。

        加熱是最普通能使蛋白質變性的物理作用。蛋白質伴隨著熱變性所發生構造解開的程度可能是很大的。例如，原始血漿白蛋白分子是橢圓形的，其長與寬的比率為3.1，當其加熱變性後則其比率變成5.5。

        變性的速率視溫度高低而定，在許多反應中可以發現溫度每增加10℃則其變性速率約增加2倍。無論如何，在蛋白質變性的情況下，且在典型變性的範圍中，當溫度以10℃上升時，速率將約增加600倍。這個結果是因安定二級、三級和四級結構之每一相互作用有關之低能量而引起的。蛋白質對熱變性的敏感性是根據許多因素而定，如蛋白質的性質、濃度、水活性、酸鹼度、離子強度，以及存在離子的種類等。此種變性後因疏水基的暴露和解開蛋白分子的凝集，而常常使其溶解性降低，而增加其保水性。有許多蛋白質包括原始和變性兩者，有移動至界面間的傾向，即親水基保留在液相，而疏水基則處於非極性非液相中。

        雖然蛋白質廣泛地脫水，即使以溫和的方法處理如凍結、乾燥也可能引起蛋白質某程度的變化，如大家所知道的蛋白質如酵素或微生物等在乾熱時比在濕熱較能抵抗熱變性。於是有水的存在有助於蛋白質的變性。

        其他熱變性的結果也應該可以發現，如雙硫交叉鍵之斷裂有時導致硫化氫的釋放。又熱可引起胺基酸殘基的化學改變(絲胺酸的脫水作用或麩胺酸和天門冬坂胺之脫坂胺作用，而新分子內和分子間其價交叉鏈結可能形成(如rglutamgl-ε-N-lysine)。這些變化能改變蛋白質的營養價值和功能性質。

加工處理對飼料蛋白質品質的影響

        有許多因素可影響飼料原料中胺基酸的有效性。最普通的因素是加工條件，抗營養性化合物、蛋白質的物理和化學組織，以及纖維的含量高低。飼料原料中抗營養因素往往會干擾消化和吸收的程序而降低胺基酸的有效性。二種最普通的抗營養因子是胰蛋白鋛抑制因子及單寧。黃豆和高梁分別為兩種含有高量的胰蛋白鋛抑制因子和單寧的飼料原料，二者已被指出對胺基酸有效性有很顯著的影響。

        一般飼料經加工處理對營養有效性均有負的影響。加工處理最大的影響就是過度加熱或加壓處理，大家都知道，熱處理期間發生褐色反應亦所謂梅納反應。在此反應中，游離胺基酸與還原糖反應形成一種無效的產物。離胺酸對梅納反應由於二種游離胺基的存在特別敏感。無論如何，任何結晶胺基酸添加至飼料中均會受到作用。熱特別在鹼性處理時將導致蛋白質鏈的交叉結合，去氫丙胺酸(為絲胺酸衍生物)可與離胺酸或胱胺酸反應，而分別產生離胺酸丙胺酸(lysinoalanine)或羊毛硫胺酸(lanthionine)。離胺酸丙胺酸是一種完全無效的離胺酸，而羊毛硫胺酸約有30～40％之胱胺酸的生物有效性。

        甲硫胺酸、胱胺酸和色胺酸對蛋白質之酸和鹼處理特別敏感而損失掉。事實上，色胺酸在穀類表值和化學估計值之有效性資料往往比其實際之生物有效性高估好幾倍。無論如何，黃豆蛋白的酸化處理，可能減低胺基酸的有效性，它可能促進鋅之生物有效性，成為中和的產物。黃豆蛋白質中和後，將導致消化率差之植物酸／礦物質／蛋白質之複合物。

        胺基酸的有效性也視蛋白質的物理和化學性質而定。例如含胱胺酸高的蛋白質，往往對消化酵素有局部的抗性。如Zein(玉米蛋白)這種蛋白質因其在胃液中的溶解性很低，因此，其可消化性很差。還有某蛋白質因其胺基酸的組成順序對消化酵素的作用位置有限制，所以消化性就受阻礙。原料中纖維也會增加胺基酸內源性的損失和降低飼料中胺基酸的有效性。增加內源性損失主要由於腸粘膜細胞脫皮並增加粘液的產生之故。飼料中纖維會降低飼料胺基酸的有效性是因帶在此等胺基酸周圍形成膠狀物和干擾消化酵素的作用所致。

        目前，本省養蝦飼料前熱處理溫度均達90～100℃以促使原料中澱粉膠化以固著粒子，在粒子外層形成一層膠膜保護它不受水的浸害，增加水中的安定性。但此種加熱溫度不僅使多種維他命破壞，而且使蛋白質品質亦受損，一般蛋白質在加熱時均會產生不可逆的變性作用，而失去其有效性。況且，加熱時會引起飼料所含糖類中之還原基，如碳基和胺基酸中之胺基產生褐色反應(亦稱梅納反應)，使胺基酸失去其有效性。故筆者認為此種加工條件實有推敲的餘地。

飼料成分的腐敗

        飼料中蛋白質單味料的腐敗是飼料成分腐敗的主要原因，其與污染的微生物，貯存條件及原料之品質有關，通常蛋白質飼料成分的腐敗，時常使蛋白質分解為胺基酸，進而經嫌氣性脫羧作用而生成胺類。如屍鹼、腐肉鹼，異丁基胺、異戊基酸、色胺、酪胺、糞臭素、㚱𦱾等。此等腐敗的生成物均對動物體有害。故原料的品質和飼料的貯存均應特別注意。

參考文獻

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