黃豆粉含抗原(Antigen)問題之討論
一、前 言
黃豆粉在牛、豬和雞飼糧中充當蛋白質的主要來源已行之數年。該油粕在製作過程中可以加熱處理減低存於黃豆的抗營養因子，諸如胰蛋白鋛抑制因子(trypsin lnhibitors)，血球凝集素(haemagglutinins)和甲狀腫誘源(goitrogens)。
目前仔牛的飼養成本偏高加上市場競爭劇烈，使得黃豆蛋白質取代乳品的飼養方法受到矚目。且由於黃豆的特有氣味造成牛隻拒食，而所含有的碳水化合物亦引起胃腸鼓脹不適等情形的發生。為解決這層層困難遂開發多種加工產品，例如黃豆濃縮蛋白的生產。
雖然已在產品方面作了改善，但是餵予仔牛內含黃豆濃縮蛋白的代乳品時，其生長仍未見起色且下痢、死亡仍頻頻發生(Stein et al, 1954；Gorrill and Thomas, 1967；Colvin and Ramsey, 1968；Nitsan et al, 1971)。
由研究顯示當幼畜每餵以內含黃豆蛋質飼糧時，在該幼畜血液中均可測得高含量的抗體。假設可能該黃豆蛋白的某種成分，是一種抗原，且在幼畜體中引發抗體產生(Van Andrichem and Frans, 1965；Van Leeuwen et al, 1969)。而這些研究者亦已証實飼糧中所採用的黃豆型態，與最高的抗體力價及低營養的性能表現間均具有相當的關係。至於以下的仔牛試驗即可獲得印証。
有關Urilevr's R&D在此領域中對黃豆蛋白所作的研究主在探討免疫效應和開發數種加工方法以移除阻礙性能表現的有害性抗原。
二、黃豆蛋白中之抗原
在Colworth House的專家們發現黃豆蛋白的組成中至少含有二種抗原。其中之一是抗原S，該蛋白質分子約為32,000莫耳重，具有傳統性的IgG效應，若在仔牛血液中達某一劑量即可被察知(超過600)。另一抗原，為抗原H，係一較小的蛋白質分子(＜15,000)其具有過敏性的IgE效應。這些抗原均十分安定。酸性和鹼性蛋白鋛消化力對抗原的測定稍有影響，若在試管中以瘤胃液浸漬醱酵超過4小時將引發這些抗原分解。
三、抗原對動物營養上之影響
為促進營養的消化和吸收，藉由指狀突出物即大家熟知的絨毛而大大地增加小腸腔內表面積。其為上皮細胞的吸收層所覆蓋，下層就是固有層的中心，且該孔窩狀的部位內含乳糜管和血管並具促進小腸內流動的功能。
黃豆蛋白抗原穿透上皮層被吸收，而由血液帶往各器官諸如脾姙和淋巴細胞引發抗體的形成。隨後該抗體藉由血液送往各處。假使這抗體與更多抗原會合將產生反應形成複合體而引發局部性炎症反應。且藉草生檢技術的應用，Clwrth House的專家們都已証實這後來所發生的一連串事件。該炎症反應將導致生長受阻和絨毛變平，且固有層增厚。且因此使得表面積明顯地縮小，而負責營養性消化和吸收的小腸前半段其吸收能力銳減造成仔牛性能表現不佳。
而關於這些型態上的改變，已經有文獻發表說明該血清免疫反應與小腸生理性的不規則有直接的相關性(Smith and Sissons, 1975)。同時表示如果仔牛餵以內含抗原性的黃豆補充飼料，可抑制皺胃空虛，促進小腸流動，而水分和鹽分透過腸管行不正常交換，且氮吸收降低。
但是，以上變化只發生在先前也採食黃豆蛋白且血清已出現抗體的動物中，至於其生理上的干擾則可藉由免疫學的理論根據獲得合理的解釋。
四、對仔牛之抗體產生機轉
當仔牛飲用代乳品時，該液體經由食道溝進入皺胃。在皺胃中該代乳品為消化鋛所分解且隨後被送至小腸中再分解吸收進入血液中。
就營養觀點而言，自腸中所吸收的總飼糧蛋白質雖然不夠充裕但仍有其重要性，如果吸進完整的巨大分子則會誘發局部和系統性免疫反應。而該免疫系統具有保護功能，譬如分泌抗體進入腸腔以避免抗原再吸收，抑或調節有害性功能譬如針對多量的抗原引發過敏性反應。
由Colworth, House, Bedford, Unilever研究實驗室的工作群所發現當仔牛餵以內含黃豆蛋白粕或黃豆濃縮蛋白的代乳品時，該仔牛血液中均出現抗體(Barratt et at, 1978, 1979)。這意謂著小腸表面的保護性免疫系統未能阻止黃豆蛋白的抗原性成分經吸收面穿越小腸壁；且該抗原可能刺激系統性抗體的發生。這些抗體証實是IgG1屬的主要蛋白質(即免疫球蛋白)，能與更多的抗原擬結形成免疫複合體。而這機轉可活化體內補償性系統，然而複雜的階梯式鋛體一旦被活化後，將造成細胞溶解和死亡。且因免疫性複合體吸引該侵入的巨大分子，加上各種繁複的細胞會合，死亡及為因局部性炎症所出現的特殊細胞吞噬。這些機轉都可印証在所有的仔牛試驗中。
小部分的仔牛(少於5％)，其血液中可發現另外種類的抗原，IgE (Barratt and Porter, 1979)。該抗體是導致過敏性反應的主因，且可在大多數仔牛的血液中偵測獲得，但是其作用時效短暫。然而在某些案例中這反應卻造成嚴重的後果，倘若不移除黃豆濃縮飼料將導致牛隻死亡。數種無法解釋的死因或許可由該抗體引發嚴重的呼吸性和小腸反應有所說明。
這隱寓著可能有數種因子影響及黃豆抗原效應的嚴重性。首先，一般尚哺乳的仔牛其體內存有的黃豆蛋白抗體；最初源自母牛的初乳且若餵以黃豆時可更增強其對黃豆抗原的效應。而仔牛第一次餵飼黃豆的年齡亦會影響其後來的抗體效益；凡飼料中愈早採用黃豆，則所獲得的抗體將愈多。且仔牛對黃豆抗原不曾出現任何耐受性。飼養一段期間後該抗體含量將提高。但若移除黃豆飼糧則該抗體含量將呈穩定狀，唯再次採用時將持續提升。
五、仔豬的抗體效應
豬隻採食黃豆補充飼糧的效應業經研究且証實該黃豆蛋白會引起發血清抗體的產生，但是其含量遠低於仔牛。然而就整個腸曲管流動的情形作比較，仔豬採用黃豆蛋白萃取物後其腸管流速明顯降低。而這影響僅見於先前亦採食黃豆蛋白且已有相當的抗體發生的豬隻(Barratt et al, 1978)。
根據這些資料及其它動物試驗結果所顯示主要的不同乃在於免疫系統功能上差異，若餵以等量的黃豆抗原飼料在仔牛中則不致有反應發生。但是改採高抗原性黃豆時，則仔牛仍會有效應產生。因此當豬隻對黃豆抗原過敏時，在其小腸內將造成生理性干擾，所以在仔豬飼糧中其抗原含量儘可能保持在低水準。
六、防止抗體產生之道──移除抗原和品質管制
在前面所提及有關評斷黃豆產品抗原性的唯一方法是採用仔牛飼養法進而測定其在血液中抗體的發生。然而這方法不僅耗時且採樣分析費用十分昂貴。因此研究方針便朝向免疫性抗原產品的發展。
Colworth House專家們藉著實驗室的測試以進行黃豆產品本身抗原性成分的測定。Unimilk，Zwijndrecht的專家們則根據這些分析測試以開發生產內含完全不活化性抗原S及少量抗原H的黃豆粉和黃豆濃縮蛋白。根據此原則最後製作出完全無抗原的豆粉(Soycomil)產品，而該有效的黃豆濃縮物商品，不僅無抗原性且其品質管制嚴格可確保其有害性抗原不活化。
七、無抗原(免疫抗原)豆粉之效益評估
1.免疫抗原(Soycomil)的成效
飼料營養價值的基本評估主要是針對該動物性能表現的良莠。為印証無抗原性黃豆濃縮物的效果，遂陸續進行數個相關性試驗以比較黃豆產品和不含抗原性產品處理間小牛性能表現及健康狀況。
2.進行仔牛消化性試驗
兩種代乳品都採用等量的油脂(牛油－20％)，粗蛋白質(23.3％)，纖維(0.5％)，灰分(6.5％)，總熱能(21.8MJ／Kg)所調製。在每飼糧中50％的組蛋白質均源自黃豆，唯一的差別在於黃豆蛋白質來源不同。飼糧A以免疫抗原Soycomil K作為其僅有的蛋白質來源，而飼糧B則採用抗原性黃豆濃縮蛋白作為其蛋白質的來源。
此消化性試驗共利用8頭Friesian小公牛，每處理9頭，自週歲起共進行10週。每頭仔牛在整個試驗中僅食用單項代乳品，最後由其血液樣品中測定是否含有因黃豆抗原所引發的抗體產生。且每日餵飼2％活體重量(乾物重)的代乳品。
仔牛餵食這兩種飼糧其營養消化性和滯留性顯著地因年齡而成反比關係。
整個仔牛試驗目的在於監測黃豆抗原所引發的抗體含量以判定仔牛對該黃豆產品的抗原性組成是否產生反應。自Colworth以前的研究已知大多數的仔牛對黃豆都具有基本含量的抗體而且該抗體源自母獸哺乳時所傳遞。由於飼糧A (Soycomilk)處理中仔牛血液的抗體基本含量在整個試驗期間並未見變化。而飼糧B處理中仔牛的抗體力價則自試驗一週後開始上揚且持續地增加直到該試驗結束止。飼糧B處理的仔牛其血液中抗體含量經測試的結果顯著的高於(P≦0.05)飼糧A處理的仔牛。
飼糧抗原的免疫反應──
大部分的非牛乳蛋白質，包括具抗原成分的黃豆，一旦取代乳品，則可藉由穿越腸壁而被吸收進入血液中，血液中抗原的存在可刺激仔牛的系統性抗體組織產生抗體，且在小腸壁和抗原引發炎症反應，該反應會傷害小腸組織且減弱其功能。
3.進行仔牛性能測試
以下試驗可用以說明仔牛餵以內含免疫抗原Soycomil K代乳品的好處。該二處理代乳品均採用等量油脂(10.2％)，粗蛋白質(23.5％)，總熱能(18.2MJ／Kg)所調配。這兩種飼糧都包含45％的蛋白質且均源自黃豆。唯一差別在於所採用的黃豆產品來源不同：飼糧×以免疫抗原Soycomil K為主，飼糧Y則以抗原性黃豆濃縮物為主。
在第一次試驗中以120頭Friesian小公牛任意地均分作二群。頭三週仔牛餵以400克代乳品(飼糧×或)且為其僅有的食物來源。在第4和第5週時仔牛持續餵以該代乳品，但是給予任食固態食物。一旦過了頭三週，餵飼Soycomil K(飼糧×)的仔牛其活體增重則遠超過餵以抗原性黃豆產物(飼糧Y)的處理約100％。飼糧×處理的仔牛在持續餵飼5週後則明顯地成長約35％。這試驗可說明頭三週期間仔牛餵予非抗原性黃豆的重要性。
| 表一 整個2∼9週齡期間其飼料轉換率(FCR)如下 | |||
| 飼糧A | 飼糧B | 顯著性差異(P＜0.05) | |
| FRC (2∼9週) | 1.44 | 1.52 | 0.08 |
| FCR顯著地以飼糧B較差且其活體增重因而降低7％，這結果說明黃豆中免疫性抗原具有利影響，就整個研究項目而言，O抗原飼糧A顯著地較高抗原飼糧B成效良好。 | |||
在第三次試驗則採用40％頭Friesian小公牛且任意均分作二群。在此二處中仔牛每日餵以400克代乳品(飼糧×或Y)。試驗一開始即給予食乾性食物。有關該仔牛性能資料均摘錄在下表中。
| 表二 活 體 增 重 ( LWG ) ， Kg | ||
| LWG*，Kg | 飼 糧 × | 飼 糧 Y |
| 0∼3週 0∼5週 |
7.5 19.5 |
5.5 16.5 |
| *攝取濃度經由變方分析修正 二處理間活體重有顯著性地差異(P＜0.1)飼糧×(內含Soycomil K)的仔牛其一般外觀和活力均較抗原飼糧Y良好。 |
||
八、總 結：
黃豆粉是牛、豬和雞飼糧中長久以來沿用的主要蛋白質來源。然而，為維持幼小動物所做的多樣性研究以改善其營養價值，提高至要蛋白質來源的品質，尚不甚稱意。經過多種研究試驗發現這些問題的主要癥結在於黃豆其抗原性成分。Unilever專家也指出黃豆內含阻礙生長的二種類型抗原且其中之一是造成部仔牛猝死的主因。
更重要的是Unilever專家們已發展偵測黃豆抗原性的方法，且依此開發出免疫抗原黃豆濃縮物的加工方法。
Soycomil K和P品質管制嚴格例行一般抗原性檢驗以保証該免疫性抗原的黃豆濃縮物的產品。因此，這飼養試驗不僅提供"實驗室性成效"。免疫性抗原Soycomil的實際性效益，尚可由與抗原性產物比較，而明顯地提高仔牛和仔豬的活體增重、外觀及活力。
飼料營養雜誌(107~112)－顏淑卿．八九年十二期
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