存在於動物副產品粉中

　　Lanthionine 為一種高蛋白質動物副產品粉中之普遍組成，且與熱處理有關連。在過去數年間完成的研究，較瞭解此含硫氨基酸之營養價，本文將詳述這些發現，說明 Lanthionine 如何形成，及調查見於商業性動物副產品中之 Lanthionine 及其他氨基酸量。

Lanthionine 為一種含硫氨基酸，1941 年以羊毛預先在鹼性碳酸鈉蒸煮，酸水解後首次確認 ( 1941 , Horm )。基於在羊毛中，首次發現且有硫存在，Horn 及其共同研究者，就稱呼此化合物為 Lanthionine。沒有表示 lanthionine 為正常蛋白質生物合成之蛋白質原或所必需。證據顯示，lanthionine 天然存在於某些昆蟲之遊離氨基酸總貯中 ( 1966 Rao )，相反的，哺乳動物組織及植物原料，若有 lanthionine，正常亦含很少。在這期數年間，曾完成研究較瞭解它的營養價，對某些普及之動物副產品飼料，亦曾報告過 lanthionine 之分析值 ( 1985 Wicker 及 Whitacre )。

　　Lanthionine 在構造上類似於胱氨酸 ( cystine ) ( 圖 1 )，存在頗倚賴於飼料之胱氨酸含量。在應用熱加工處理，可能導致胱氨酸之很弱的二硫化物鍵 ( disulfidebond ) 分裂，產生脫氫胺基丙酸 ( dehydroalanine )，這可與胱氨酸縮成 lanthionine。脫氫胺基丙酸亦能衍生自絲氨酸 ( Serine )。lanthionine 藉一安定之硫醚鍵 ( Thioether bond ) 結合，很難被酵素攻擊而破裂，此新鍵有效的降低氨基酸之消化率。

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圖 2 表示 36 種美國家禽副產品粉樣品中之胱氨酸與 lanthionine 之間的正關連。確定複迴歸係數為 0.81 ( Degussaliterature Digeat )，這表示 lanthionine 之形成，頗賴於胱氨酸之存在。

鹼性處理條件，由於提昇蛋白質分子中之交叉鏈鎖，引起氨基酸的消旋作用及刺激某些必須氨基酸的破壞，而減少蛋白撚之營養價。同樣，藉鹼性存在，增加 lanthionine 形成。據 Papadopoulos 報告 ( 1985 )，以 0.4% NaOH 水解羽毛，經高壓蒸煮 30、50 及 70分鐘，可使 lanthionine 自 2.19%增至 3.21% ( 表 1 )。由於 NaOH使胱氨酸減少 26%，同時 lanthionine 約增加 47%。相反的，添加 1%HCl溶液於水解之羽毛，可減少胱氨酸損失 ( 且有可能 lanthionine 形成 )；但不幸的是，離氨酸、酪氨酸 ( Tyrosin )、色氨酸 ( Tryptophan ) 及魚精氨酸含量卻降低 ( 1970 Eggum )。

表 1 高壓蒸煮時間及 NaOH 對羽毛粉中之胱氨酸及 lanthionine 之影響

高壓蒸煮時間 ( 分 )

_{_{_{_X}}}

胱氨酸

lanthionine

4.63

1.96

不加 NaOH

4.04

2.33

3.69

2.28

4.12

2.19

胱氨酸

lanthionine

3.44

3.28

加 0.4%NaOH

3.04

3.31

2.67

3.05

3.21

　　另一研究，大量加熱牛油漿白蛋白，會遭受胱氨酸 92%損失 ( 1970 Bjarnason 及 Corponter )。胱氨酸大部份之減少，可說明以後存於被加熱之白蛋白中，發現 lanthionine 大量增加 ( 1976 Hurrell 及 Carpenter )，乳白蛋白 ( Lactalbumin ) 當遭受 115℃或以上，8 小時時，亦發現含有 lanthionine，無庸置疑，應用加熱是一種易使形成 lanthionine 之手段。

絲氨酸亦當作一種脫氫胺基丙酸源，脫氫胺基丙酸能與胱氨酸縮成 lanthionine，但還不曾確立在動物副產品中，絲氨酸形成 lanthionine 之意義。據 Liardon 及 Hurrell ( 1983 ) 之資料，由於熱處理，雞肌肉及牛血漿白蛋白中之胱氨酸，比絲氨酸遭受較大破壞。以雞肌肉樣品在 121℃加熱 8 小時，胱氨酸降低 22%，而絲氨酸卻降低 2%。在另一種蛋白質，牛血漿白蛋白在同樣條件下，胱氨酸之降低遠大於絲氨酸。這點表示，對動物副產品之加工條件，絲氨酸較安定，這比 Liardon 及 Hurrell 所報告之條件，正常的較少嚴重。

　　對給與缺乏胱氨酸及甲硫氨酸之飼料鼠，D1 - lanthionine 能提供某些營養價 ( 1942、1948 Janes )。Friodman 及 Gumbmann ( 1984 ) 對鼠報告類似之資料。所攝入之 lanthionine，能被鼠之肝的胱硫醚鋛 ( egstathionase ) 代謝成一克分子之胱氨酸，丙銅酸 ( Pyruvate ) 氨 ( 1960 Cavallini )。擴大這些早期研究顯示，lanthionine 亦可被一交替經路 ( alternate path way ) 代謝。Cooper ( 1983 ) 表示，證實 lanthionine 在牛腎臟中，被分解代謝成半胱胺 ( Cysteamine )，終成半磺酸 ( tanrine )。但在哺乳動物，未確定此經路之顯著重要性。

伊利諾大學之雞成長研究之 Baker's 群，提供更清楚之 lanthionine 營養價之明確描述。在蛋白質中之 lanthionine，似乎以一半 Meso lanthionine 及另半以 ( R ) - L - lanthionine 存在，Baker 氏 ( 1981 ) 表示，在最適條件下，這可提供 75%胱氨酸。但以 DL - lanthionine 型，確定可節約胱氨酸值 34%，而 L - DL - lanthionine 卻供給 52% 生物有欲性胱氨酸 ( 1980 Robbin , 1981 Bake )。在鹼性處理食物中，L - DL - lanthionine 佔優勢，早期研究表示，在鼠 Meso lanthionine 不能利用 ( 1942 , Jones )，雖然在雞，Robbins ( 1980 ) 表示，隨機代謝 Meso lanthionine，以約一半時間給與 L - 胱氨酸。

據 Papadopoulos ( 1985 ) 報告，65 ~ 80%之攝取的羽毛給中之 lanthionine 被排泄。此研究表示，lanthionine 可用作動物副產品之損傷或蛋白質消化率之指示劑。在 lanthionine 較高之樣品，其氨基酸之真消化率較低，尤其離氨酸、組氨酸 ( Histidine ) 及甲硫氨酸之消化率較低，但能利用 lanthionine，以預知消化率之程度，仍需再努力研究。lanthionine 與羽毛粉中之消化率的關連，非不能意料，因嚴重或延長蛋白質之加熱，會促進反常之鋛抵抗鏈形成，此鍵在正常生理條件下之消化道，很難加於破壞。

顯然地，沒有以 lanthionine 對豬研究，但對家禽確定 lanthionine 之有用性及節約胱氨酸值，對豬亦可能類似。

　　羽毛、豬毛、毛髮及蹄原料，含有約 85 ~ 90%之蛋白質構成的角蛋白 ( Keratin )，角蛋白為一種纖維蛋白質，且胱氨酸之雙硫鍵，扮演安定此組成分之圓柱單位之主要角色。胱氨酸組成角蛋白之 8 ~ 10%。因此，含有高角蛋白含量物質之組成分，可當作 lanthionine 之可能來源。家禽肌肉之胱氨酸含量不高，不足於促成顯著的 lanthionine 形成。加熱之雞肌肉或商業性血粉，均沒有發現含有 lanthionine ( 1976 Hurrell 及 Corpenter )。

曾分析美國商業性動物副產品樣品之 lanthionine 及其他氨基酸，表 2 列舉 20 種水解羽毛粉樣品，此中有些含有 5%以上之胱氨酸。lanthionine 在 0.69 至 1.99%，在有高胱氨酸或有超過 80%CP之樣品中，發現有較高之 lanthionine 水準。這些及其他資料 ( 1981 Baker , 1985 Papadopoulos ) 表示，處理過之羽毛粉，為一種含有約 2%或以上 lanthionine 之組成物。藉處理條件，可認為 lanthionine 為一種羽毛粉之正常組成。

對家禽副產品粉，得類似之結果 ( 表 3 )，維然胱氨酸及 lanthionine 含量，較很低於羽毛粉。有些製造業者添加羽毛粉於家禽副產品，以增加 CP 或改變氨基酸輪廓，並非一種非常措施，而是計及 lanthionine 利益。lanthionine 含量存在之變異，較大於 CP 及其他氨基酸。對胱氨酸與 lanthionine 之大變異係數，與在此兩種氨基酸之間的相關一致。

表 2 美國商業性羽毛粉 ( Deguss corp ) 之粗蛋白質及擇選氨基酸之含量

	羽毛粉 ( n＝10 , < 80%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸離氨酸	78.13 1.01 4.30 0.64 2.27	1.9 30.8 17.2 11.1 3.7	75.50 0.69 2.81 0.55 2.14	79.94 1.72 5.05 0.72 2.44
	羽毛粉 ( n＝10 , > 80%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸離氨酸	83.07 1.44 4.27 0.60 2.16	2.4 19.9 14.3 17.5 15.3	80.79 1.07 3.57 0.43 1.39	86.31 1.99 5.32 0.73 2.54

表 3 美國商業性家禽副產品粉 ( Degussa corp ) 中之類蛋白及擇選氨基酸之含量

	家禽副產品 ( n＝26 , < 60%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸離氨酸	56.96 0.17 0.87 0.93 2.95	4.0 65.8 41.9 17.0 11.4	51.84 0.04 0.48 0.72 2.34	59.98 0.46 1.68 1.23 3.45
	家禽副產品粉 ( n＝10 , > 60%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸離氨酸	63.81 0.28 1.32 1.04 3.17	6.4 87.8 66.6 24.5 16.2	60.01 0.06 0.68 0.66 2.30	73.26 0.69 3.32 1.36 3.86

　　在 30 種美國肉骨粉中，亦檢出 lanthionine ( 表 4 )，雖然 lanthionine 沒有超過 0.30%。在肉粉中之 lanthionine 源，有可疑，但可能自添加羽毛或自豬毛或毛髮衍生。當作肉粉中 CP 之部份的胱氨酸，大約是家禽副產品中之 65%，因此較少有效於lanthionine 形成。

表4 美國商業性肉骨粉 ( Degussa 公司 ) 中之粗蛋白質及擇選氨基酸之含量

	肉骨粉 ( n＝15 , < 49%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸離氨酸絲氨酸	47.63 0.10 0.56 0.68 2.69 2.15	2.8 32.6 22.2 11.3 6.5 11.4	44.47 0.06 0.38 0.65 2.37 1.65	48.86 0.18 0.83 0.81 3.00 2.64
	肉骨粉 ( n＝15 , < 49%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸離氨酸絲氨酸	50.40 0.11 0.58 0.74 2.87 2.29	1.9 53.0 26.9 10.9 5.8 12.1	49.02 0.06 0.43 0.63 2.55 2.01	52.58 0.28 0.95 0.94 3.13 3.03

　　lanthionine 為一種高蛋白質動物副產品粉之普遍組成，且與加熱處理有關連。鹼性條件或添加 NaOH，顯示增加 lanthionine 之存在。據 Degussa 之氨基酸分析，對某些商業性組成物，可預期有如下列範圍之數值；羽毛粉有 0.69 ~ 1.99%，家禽副產品粉 0.04 ~ 0.69%，及肉骨粉 0.06 ~ 0.28%。在 lanthionine 與胱氨酸之間，存在有一種正相關，這與羽毛粉之 lanthionine 含量一致。

從營養觀點，此含硫氨基酸對成長雞，供給約 34 ~ 52%節約胱氨酸活性端賴於它的同分異構型 ( lsomeric form )，lanthionine 亦與氨基酸之消化率降低有關連，但需要另外資料，以闡明 lanthionine 用於預知消化率之限制。

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