存在於动物副产品粉中

　　Lanthionine 为一种高蛋白质动物副产品粉中之普遍组成，且与热处理有关连。在过去数年间完成的研究，较了解此含硫氨基酸之营养价，本文将详述这些发现，说明 Lanthionine 如何形成，及调查见於商业性动物副产品中之 Lanthionine 及其他氨基酸量。

Lanthionine 为一种含硫氨基酸，1941 年以羊毛预先在硷性碳酸钠蒸煮，酸水解後首次确认 ( 1941 , Horm )。基於在羊毛中，首次发现且有硫存在，Horn 及其共同研究者，就称呼此化合物为 Lanthionine。没有表示 lanthionine 为正常蛋白质生物合成之蛋白质原或所必需。证据显示，lanthionine 天然存在於某些昆之游离氨基酸总贮中 ( 1966 Rao )，相反的，哺乳动物组织及植物原料，若有 lanthionine，正常亦含很少。在这期数年间，曾完成研究较了解它的营养价，对某些普及之动物副产品饲料，亦曾报告过 lanthionine 之分析值 ( 1985 Wicker 及 Whitacre )。

　　Lanthionine 在构造上类似於胱氨酸 ( cystine ) ( 图 1 )，存在颇倚赖於饲料之胱氨酸含量。在应用热加工处理，可能导致胱氨酸之很弱的二硫化物键 ( disulfidebond ) 分裂，产生脱氢胺基丙酸 ( dehydroalanine )，这可与胱氨酸缩成 lanthionine。脱氢胺基丙酸亦能衍生自丝氨酸 ( Serine )。lanthionine 藉一安定之硫醚键 ( Thioether bond ) 结合，很难被酵素攻击而破裂，此新键有效的降低氨基酸之消化率。

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图 2 表示 36 种美国家禽副产品粉样品中之胱氨酸与 lanthionine 之间的正关连。确定复回归系数为 0.81 ( Degussaliterature Digeat )，这表示 lanthionine 之形成，颇赖於胱氨酸之存在。

硷性处理条件，由於提升蛋白质分子中之交叉链锁，引起氨基酸的消旋作用及刺激某些必须氨基酸的破坏，而减少蛋白捻之营养价。同样，藉硷性存在，增加 lanthionine 形成。据 Papadopoulos 报告 ( 1985 )，以 0.4% NaOH 水解羽毛，经高压蒸煮 30、50 及 70分钟，可使 lanthionine 自 2.19%增至 3.21% ( 表 1 )。由於 NaOH使胱氨酸减少 26%，同时 lanthionine 约增加 47%。相反的，添加 1%HCl溶液於水解之羽毛，可减少胱氨酸损失 ( 且有可能 lanthionine 形成 )；但不幸的是，离氨酸、酪氨酸 ( Tyrosin )、色氨酸 ( Tryptophan ) 及鱼精氨酸含量却降低 ( 1970 Eggum )。

表 1 高压蒸煮时间及 NaOH 对羽毛粉中之胱氨酸及 lanthionine 之影响

高压蒸煮时间 ( 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，大量加热牛油浆白蛋白，会遭受胱氨酸 92%损失 ( 1970 Bjarnason 及 Corponter )。胱氨酸大部份之减少，可说明以後存於被加热之白蛋白中，发现 lanthionine 大量增加 ( 1976 Hurrell 及 Carpenter )，乳白蛋白 ( Lactalbumin ) 当遭受 115℃或以上，8 小时时，亦发现含有 lanthionine，无庸置疑，应用加热是一种易使形成 lanthionine 之手段。

丝氨酸亦当作一种脱氢胺基丙酸源，脱氢胺基丙酸能与胱氨酸缩成 lanthionine，但还不曾确立在动物副产品中，丝氨酸形成 lanthionine 之意义。据 Liardon 及 Hurrell ( 1983 ) 之资料，由於热处理，鸡肌肉及牛血浆白蛋白中之胱氨酸，比丝氨酸遭受较大破坏。以鸡肌肉样品在 121℃加热 8 小时，胱氨酸降低 22%，而丝氨酸却降低 2%。在另一种蛋白质，牛血浆白蛋白在同样条件下，胱氨酸之降低远大於丝氨酸。这点表示，对动物副产品之加工条件，丝氨酸较安定，这比 Liardon 及 Hurrell 所报告之条件，正常的较少严重。

　　对给与缺乏胱氨酸及甲硫氨酸之饲料鼠，D1 - lanthionine 能提供某些营养价 ( 1942、1948 Janes )。Friodman 及 Gumbmann ( 1984 ) 对鼠报告类似之资料。所摄入之 lanthionine，能被鼠之肝的胱硫醚鶤 ( egstathionase ) 代谢成一克分子之胱氨酸，丙铜酸 ( Pyruvate ) 氨 ( 1960 Cavallini )。扩大这些早期研究显示，lanthionine 亦可被一交替经路 ( alternate path way ) 代谢。Cooper ( 1983 ) 表示，证实 lanthionine 在牛肾脏中，被分解代谢成半胱胺 ( Cysteamine )，终成半磺酸 ( tanrine )。但在哺乳动物，未确定此经路之显着重要性。

伊利诺大学之鸡成长研究之 Baker's 群，提供更清楚之 lanthionine 营养价之明确描述。在蛋白质中之 lanthionine，似乎以一半 Meso lanthionine 及另半以 ( R ) - L - lanthionine 存在，Baker 氏 ( 1981 ) 表示，在最适条件下，这可提供 75%胱氨酸。但以 DL - lanthionine 型，确定可节约胱氨酸值 34%，而 L - DL - lanthionine 却供给 52% 生物有欲性胱氨酸 ( 1980 Robbin , 1981 Bake )。在硷性处理食物中，L - DL - lanthionine 占优势，早期研究表示，在鼠 Meso lanthionine 不能利用 ( 1942 , Jones )，虽然在鸡，Robbins ( 1980 ) 表示，随机代谢 Meso lanthionine，以约一半时间给与 L - 胱氨酸。

据 Papadopoulos ( 1985 ) 报告，65 ~ 80%之摄取的羽毛给中之 lanthionine 被排泄。此研究表示，lanthionine 可用作动物副产品之损伤或蛋白质消化率之指示剂。在 lanthionine 较高之样品，其氨基酸之真消化率较低，尤其离氨酸、组氨酸 ( Histidine ) 及甲硫氨酸之消化率较低，但能利用 lanthionine，以预知消化率之程度，仍需再努力研究。lanthionine 与羽毛粉中之消化率的关连，非不能意料，因严重或延长蛋白质之加热，会促进反常之鶤抵抗链形成，此键在正常生理条件下之消化道，很难加於破坏。

显然地，没有以 lanthionine 对猪研究，但对家禽确定 lanthionine 之有用性及节约胱氨酸值，对猪亦可能类似。

　　羽毛、猪毛、毛发及蹄原料，含有约 85 ~ 90%之蛋白质构成的角蛋白 ( Keratin )，角蛋白为一种纤维蛋白质，且胱氨酸之双硫键，扮演安定此组成分之圆柱单位之主要角色。胱氨酸组成角蛋白之 8 ~ 10%。因此，含有高角蛋白含量物质之组成分，可当作 lanthionine 之可能来源。家禽肌肉之胱氨酸含量不高，不足於促成显着的 lanthionine 形成。加热之鸡肌肉或商业性血粉，均没有发现含有 lanthionine ( 1976 Hurrell 及 Corpenter )。

曾分析美国商业性动物副产品样品之 lanthionine 及其他氨基酸，表 2 列举 20 种水解羽毛粉样品，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过 80%CP之样品中，发现有较高之 lanthionine 水准。这些及其他资料 ( 1981 Baker , 1985 Papadopoulos ) 表示，处理过之羽毛粉，为一种含有约 2%或以上 lanthionine 之组成物。藉处理条件，可认为 lanthionine 为一种羽毛粉之正常组成。

对家禽副产品粉，得类似之结果 ( 表 3 )，维然胱氨酸及 lanthionine 含量，较很低於羽毛粉。有些制造业者添加羽毛粉於家禽副产品，以增加 CP 或改变氨基酸轮廓，并非一种非常措施，而是计及 lanthionine 利益。lanthionine 含量存在之变异，较大於 CP 及其他氨基酸。对胱氨酸与 lanthionine 之大变异系数，与在此两种氨基酸之间的相关一致。

表 2 美国商业性羽毛粉 ( Deguss corp ) 之粗蛋白质及择选氨基酸之含量

	羽毛粉 ( n＝10 , < 80%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸离氨酸	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 胱氨酸甲硫氨酸离氨酸	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 美国商业性家禽副产品粉 ( Degussa corp ) 中之类蛋白及择选氨基酸之含量

	家禽副产品 ( n＝26 , < 60%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸离氨酸	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
	家禽副产品粉 ( n＝10 , > 60%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸离氨酸	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 种美国肉骨粉中，亦检出 lanthionine ( 表 4 )，虽然 lanthionine 没有超过 0.30%。在肉粉中之 lanthionine 源，有可疑，但可能自添加羽毛或自猪毛或毛发衍生。当作肉粉中 CP 之部份的胱氨酸，大约是家禽副产品中之 65%，因此较少有效於lanthionine 形成。

表4 美国商业性肉骨粉 ( Degussa 公司 ) 中之粗蛋白质及择选氨基酸之含量

	肉骨粉 ( n＝15 , < 49%CP , 93% DM )
	_{_{_{_X}}}	CV	最小	最大
C P lanthionine 胱氨酸甲硫氨酸离氨酸丝氨酸	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 胱氨酸甲硫氨酸离氨酸丝氨酸	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 为一种高蛋白质动物副产品粉之普遍组成，且与加热处理有关连。硷性条件或添加 NaOH，显示增加 lanthionine 之存在。据 Degussa 之氨基酸分析，对某些商业性组成物，可预期有如下列范围之数值；羽毛粉有 0.69 ~ 1.99%，家禽副产品粉 0.04 ~ 0.69%，及肉骨粉 0.06 ~ 0.28%。在 lanthionine 与胱氨酸之间，存在有一种正相关，这与羽毛粉之 lanthionine 含量一致。

从营养观点，此含硫氨基酸对成长鸡，供给约 34 ~ 52%节约胱氨酸活性端赖於它的同分异构型 ( lsomeric form )，lanthionine 亦与氨基酸之消化率降低有关连，但需要另外资料，以阐明 lanthionine 用於预知消化率之限制。

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