李德发院士农业部饲料工业中心
《大豆抗营养因子研究进展》
1豆抗营养因子
01去年我国进口万吨大豆，美国占三分之一。提高已经进口和现有大豆的利用效率、减少大豆使用量，挖掘现有蛋白资源，在当前显得尤为重要。杂粕虽然可以替代大豆，但总量有限，使用具有局限性；目前中心研制的低蛋白日粮能够减少万吨大豆进口量。大豆及其加工副产品占饲料蛋白质的70%，大豆资源缺乏是我国养殖业和饲料业可持续发展的瓶颈。大豆抗营养因子危害畜禽的生长发育，是限制大豆资源饲用效率的主要因素。
02
大豆营养丰富，但是同时也存在多种抗营养因子影响其在动物体内的有效利用。大豆及其加工产品中存在的抗营养因子有大豆球蛋白（Glycinin)、β-伴大豆球蛋白（β-conglycinin）、胰蛋白酶抑制因子（TI）、大豆凝集素（SBA）、抗维生素因子、脲酶、植酸、皂甙、异黄酮、单宁、寡糖等。
03
按照其对热的稳定性可以分为以下两种：
热不稳定性抗营养因子：胰蛋白酶抑制因子、大豆凝集素、寡糖、脲酶以及抗维生素因子。
热稳定性抗营养因子：大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、异黄酮、单宁、植酸、皂甙等。
04
大豆球蛋白的物化性质
大豆球蛋白属大豆11S组分，六聚体结构，由六个亚基构成，基本结构为A-S-S-B。相对分子量-kDa；等电点约为6.4；大豆球蛋白属于冷沉蛋白，大豆11S球蛋白浓度10mg/mL时在4℃发生二硫键聚合现象，形成不溶的沉淀，实验室制备的大豆分离蛋白时，浓缩的大豆蛋白液在冰箱中临时贮存，最后制备的大豆分离蛋白溶解度低，就是这个原因，但是，我们可以利用该性质制备纯度较高的大豆球蛋白，但是，所制备得到的大豆球蛋白与天然的大豆球蛋白的结构存在差异，基于此建立的ELISA等检测方法，可能与实际情况存在出入。此时，基于分子量差异的分离技术，如分子排阻色谱，就很难将大豆球蛋白与伴球蛋白区分开来了。不大于70℃时，结构稳定，当温度高于70℃时，会出现沉淀和部分解离现象。膨化过程中的高温以及微生物发酵产热等因素均可降低大豆产品中蛋白质的溶解度，不利于大豆蛋白的提取。本研究发现，70℃加热处理有利于发酵豆粕等样品中大豆蛋白的提取。
2
对幼龄畜禽的危害和机理
01
抗营养因子（antinutritionalfactors,ANF）是指对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响以及使人和动物产生不良反应的物质。从某种意义上讲这些抗营养因子的存在是植物的一种自我保护机制,它在防止自身组织降解、生长调控、抗虫害等方面起着重要的调控保护作用。
02
对致敏问题没有更好的办法，只有组胺释放的药物阻断解决，如何找到大豆抗原蛋白的致敏原有重要意义。
03
早期断奶综合征是困扰仔猪成活率的世界性难题，每年给我国养猪业造成的损失超过50亿元。
04
大豆球蛋白（Glycinin）、β-伴大豆球蛋白（β-conglycinin）热处理后稳定，免疫原性最强，占大豆蛋白的65-80%。
3
大豆主要营养因子的含量检测方法
大豆异黄酮：高效液相色谱法。
大豆寡糖：新建离子色谱电化学法检测。
胰蛋白酶抑制因子和凝集素：新建高效液相检测方法，和单克隆抗体技术为基础的ELISA检测试剂盒。
大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白：新建单克隆抗体技术为基础的ELISA检测试剂盒。
大豆单宁：紫外分光光度计法。
大豆主要营养因子致敏活性的检测方法：新建大豆抗原蛋白致敏性的细胞模型。
4
大豆皮营养价值
01
大豆抗原蛋白的纯化方法
02
有待进一步研究的问题
（1）进一步建立大豆产品中大豆球蛋白等其他抗原蛋白的质谱定量检测方法。
（2）收集更多的不同种质生大豆以及不同加工工艺的大豆产品，利用所建立的检测技术对大豆产品中抗原蛋白含量进行测定，建立一个大豆抗原蛋白含量数据库，为大豆育种及大豆加工产品在畜禽饲料中的高效利用提供技术支撑。
（3）探讨多种抗原蛋白的同步定量检测技术。
边连全教授沈阳农业大学
《现代养猪新思考》
1现代规模养猪的现状
（1）过分强调人的干预，猪群受到长期连续的应激刺激：舍内氧气充足，保障呼吸系统健康；禁用化药饲料，保障消化系统健康；创造舒适环境，保障猪的身心健康；少用药物消毒，用阳光照射杀灭病菌；不用预防药物，改变环境提高免疫力；少做疫苗接种，避免猪群的频繁应激。（2）必不可少的预防药物：（3）添加抗生素成为必需、过多过频的使用疫苗：大多数疫苗不能针对某种疾病产生安全的免疫力，只是增加了动物抵抗抗感染因子的能力。如果由于饲养密度过大或舍内卫生差，而使大量病原微生物威胁动物，这时免疫系统就会不堪重负，从而导致发病。（4）肉的质量不断变差、肉的安全问题频出、消费者不敢吃猪肉。
2
什么样的猪肉才是好猪肉？
如瘦肉型的：无公害猪肉、绿色猪肉、有机猪肉。如地方黑猪的：土猪肉、黑猪肉、山猪肉、溜达猪肉。
但不管什么样的猪种，必须是健康安全好吃的猪肉。
3
以猪为本的健康猪肉—阳光猪肉
心理健康:满足动物的生物学习性需要。如法国某些猪场的玩具使用可减少猪抑郁。
身体健康:保证畜禽有足够的阳光、空气、活动空间。如丹麦的一些妊娠母猪舍采用麦秸。
环境健康:良好的生存环境和有利于环境友好的粪污处理。
饲料健康天然环保安全，对动物、对人、对环境有利。
产品健康品质好，耐贮存，健康安全好吃。
4
无化药养猪是获得优质猪肉的前提
强化和建立猪群的自身免疫系统和功能，消除一切破坏和影响猪自身免疫力的因素，是无抗养猪的前提。
提供安全健康易消化的饲料原料，配制数量足够均衡的营养。
创造适宜的环境条件，适合猪的生长发育需要。
现代养猪业，过分强调人的干预，忽视猪自身免疫力，大量用化药保健和疫苗，造成猪应激频繁，猪自身免疫力的建立受到限制。
5
猪群的健康取决于猪的自身免疫力
过于注重猪的疾病防治，过度依赖预防药物，过于相信疫苗的作用，过度的化药消毒，从而导致猪群长期处于亚健康状态。
猪舍的环境、猪群的管理和饲料营养，才是猪群发病的根源，也常常是解决问题的方法。很多病并不是病原微生物引起的，而是由于猪自身免疫力下降所导致的。
6
影响自身免疫力的因素
营养缺乏、应激状态、霉菌毒素、病原体感染、抗原刺激过频、寄生虫感染、下痢等疾病，会直接损伤免疫系统，导致损伤性免疫抑制。
抗生素导致免疫系统产生依赖性，惰性免疫抑制。病原耐药性增强，带来了一系列的健康和药物残留等问题。
抗生素的毒副作用，诱导畜禽产生氧化应激，影响到肉的质量。
7
损害免疫系统的因子
吸入性污染物：二氧化氮、臭氧、二氧化硫、一氧化碳、氨气等。
有害的微生物：霉菌毒素、细菌病毒等。
营养素的缺乏：维生素、氨基酸、矿物质等。
免疫器官受损：免疫抑制性疾病、营养缺乏症等。
8
免疫接种具有双重性
免疫既是重要的防御反应，但也往往伴有有害的病理过程。如机体在清除抗原异物时发生的传染性变态反应，其反应过程常超越了正常的生理范畴，从而导致功能紊乱和组织损伤。有报道，接种一次疫苗从接种到产生抗体，会使猪的生长速度降低23%。
9
免疫器官发育不良的后果
骨髓是最重要的中枢免疫器官，各种免疫细胞发生和分化的场所。哺乳动物骨髓分化成熟B细胞，参与体液免疫。骨髓发育不良将导致自身免疫力下降。
免疫抑制性疾病（猪繁殖与呼吸障碍综合症，猪圆环病毒病等）营养缺乏症等。
10
酶解蛋白肽可以提高仔猪的抗体水平
IgA是参与粘膜局部免疫的主要抗体，通过与相应病原微生物结合，阻止病原体粘附到细胞表面，从而在局部抗感染中发挥重要作用。
IgG是血清主要的抗体成分，能有效地预防感染性疾病，是诊断某些疾病的重要指标，在体液免疫中是最为重要的物质。
IgM占血清免疫球蛋白总量的6%，主要存在于血管内，是机体受抗原刺激后最先产生的抗体，对防止败血症的发生有重要作用。
通过试验研究，结果显示添加酶解蛋白肽IgA、IgG、IgM均有提高，其中2%和4%组显著升高。说明在饲粮中添加酶解蛋白肽可以通过提高抗体水平来增强仔猪免疫力，进而改善仔猪的健康状况。
11
营养、应激、免疫三者的关系
营养与免疫：合适的营养源可以提高自身免疫力，足够平衡的营养供给能提高免疫应答能力。
应激与免疫：应激会降低免疫应答能力，降低免疫效果。
营养与应激：应激状态下，营养供应不足是以分解机体组织为代价的，应激阶段的营养更侧重于能量、电解质和维生素，应激阶段对营养素的要求更加严格。
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营养素先满足生产，然后才是免疫
营养素要保证最佳免疫力的需要量，一定要高于生产所需的需要量。
营养是否平衡直接影响免疫系统的机能，而在免疫激发条件下某些营养素的需求会大大增加，这种条件下能否得到及时的满足则影响免疫系统的效率。
任何养分的严重缺乏、长期营养不良都会损伤免疫系统的发育和免疫力。
13
诱发致病菌增殖的因素
口服了抗生素、限食（吃不饱）、突然的改变饲料种类、舍内潮湿、地面冰冷等均可诱发条件性致病菌增殖。
14
阳光的作用
阳光照射在皮肤上，将一些化学物质，像麦角醇、胆固醇等，转化成维生素D。阳光中的紫外线有很强的杀菌能力，一般细菌和某些病毒在阳光下晒半小时或数小时，就会被杀死，减少疾病的发生。
15
阳光猪舍模式
光能可以转化为热能，阳光照射在猪舍内可以使地面升温；
阳光照在皮肤上，会使皮下血管扩张，血流旺盛，增加有毒物质的排泄和增强抵抗力；还会使唾液和胃液的分泌增加，肠胃蠕动加强，促进食欲和饲料消化，提高了猪自身免疫力。
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良好的猪舍内环境是无抗养猪的保证
-年家猪场，猪的呼吸系统疾病占42.02%，消化道疾病占19.07%，繁殖障碍病占13.72%（陈焕春，）。
消化障碍可降低机体对呼吸系统疾病的抵抗力。相对湿度过大会促进呼吸系统疾病的空气传播。全身性感染的疾病，如口蹄疫和伪狂犬病也可以通过空气传播。(DiseasesofSwine,)。
猪舍内的环境控制决定无抗养猪的成败。
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控制消化系统疾病的关键是地面温度和饲料原料
地热是减少猪消化道疾病的重要设施。
低温本身不会影响猪的健康，许多试验表明，猪可以靠自身调节机制抵御寒冷。然而，气温骤变会诱发猪群疾病，昼夜温差达到12℃会对生长猪造成应激。
临界低温：受体重、采食量、空气流速、周围物体的热辐射、地板种类、猪群大小的影响。
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阳光猪舍养猪技术核心
阳光直射地面，地热天窗必备；
氧气充足新鲜，创造舒适环境；
严禁添加化药，精选饲料原料；
少用药物消毒，少做疫苗接种。
张铁鹰博士中国农业科学院北京畜牧兽医研究所副研究员
《饲料预消化—饲料加工新模式》
1畜牧业对饲料工业技术要求
01
畜产品市场需求变化
养殖业进入集约快速发展阶段，畜禽养殖数量和畜产品产量已经接近峰值（截止到年全国猪肉产量5,万t，禽肉产量1,万t，禽蛋产量3,万t；）。
年前后将进入人口老龄化高峰，人口红利即将消失，对动物性食品的消费量将逐渐降低。
城乡居民传统的“价格优先”消费观念正在向“价格与质量并重”转变。
02
畜产品需求变化
因我国畜产品生产质量控制方面技术不足，畜产品贸易一直处于逆差状态。
低抗、无抗饲养已成大势所趋，且个性化特色畜产品市场需增加。
畜产品安全与品质急需技术创新。
03
环保计入养殖成本
庞大畜禽养殖量带来的环境负担问题愈显突出，发展循环低碳养殖刻不容缓。
养殖企业除承担传统的动物、饲料、设备、设施和人员等成本外，还将承担环境成本，需要投入和技术创新。
很快会出现低排放饲料产品市场需求（低抗、低矿物元素、低氮和低有机物）。
04
进一步降低养殖饲养成本
我国平均每出栏1头育肥猪的饲料消耗量比国际先进水平多出10%以上，肉鸡和蛋鸡多5%左右。
饲料占养殖成本比例最大（70%以上），可挖掘空间也最大，提高动物饲料利用效率依然提升养殖效益的关键。
规模化和集约化养殖模式的推进，养殖企业并逐渐可以承担部分饲料加工的任务，为进一步提升饲料利用率奠定了基础。
生物技术的发展和饲料生产工艺的变革使大幅度提升养殖效益变为现实。
05
进一步降低养殖饲养成本
我国平均每出栏1头育肥猪的饲料消耗量比国际先进水平多出10%以上，肉鸡和蛋鸡多5%左右。
饲料占养殖成本比例最大（70%以上），可挖掘空间也最大，提高动物饲料利用效率依然提升养殖效益的关键。
规模化和集约化养殖模式的推进，养殖企业并逐渐可以承担部分饲料加工的任务，为进一步提升饲料利用率奠定了基础。
生物技术的发展和饲料生产工艺的变革使大幅度提升养殖效益变为现实。
06
饲料加工企业需要安全度过微利时代
饲料总需求基本趋于稳定，再通过简单数量扩增已经很难再获得较大的增长，必须从质上突破。
饲料产业规模效益已得到充分发挥，饲料产品的利润也在逐年降低，饲料企业间的竞争空前激烈，仅依靠规模难以维持持续发展。
产业链闭合和加工智能化，减少用人（配方师、销售、财务、工人等）产生的经济效益十分有限，与巨大饲料产值相比，这些利润空间十分有限，难以维持未来的持续发展。
07
缓解饲料资源短缺必须依赖技术创新
饲料资源短缺将长期是限制我国畜牧业发展的瓶颈问题，导致饲料成本上升。
据海关数据显示：年进口大豆万吨，创历史最高纪录。年鱼粉进口量为.51万吨（占国内鱼粉消费量的80%以上），较去年全年进口增加53.81万吨，创8年来最高位。
我国年进口玉米万吨。年全年高粱、大麦、干木薯进口量分别为.7万吨、.4万吨和.3万吨。粮食加工副产品糠麸、糖渣、粕类分别进口总量.1万吨。
08
现有饲料加工工艺对利用率的改善已十分有限
制粒能够使生长提高（5%-10%），膨化工艺可使细胞壁破裂，从而提高饲料消化率。
受现有饲料加工与消费方式的条件性（时间短，水分低、高能耗和保质期长）限制，利用饲料加工工艺进一步提升饲料营养价值的空间已十分有限。
必须思考“生产力与生产关系”矛盾性。
09
饲料加工与消费模式需要颠覆性创新
利用技术创新深挖饲料原料的潜在价值，提高可消化与不可消化养分的利用，弥补进口价格差。
饲料企业急需“创新型的饲料加工技术和消费模式，深度改善饲料营养价值和产品特性”，寻求一种新的增长点，否则将会被迫出局。
开发安全、健康、高效和环保型饲料产品，适应养殖业市场需求，提升畜牧业经济的竞争力。
做到这些必须有颠覆性创新思维，不能局限现有的模式。
2
饲料预消化技术关键
01
动物消化生理特点决定需要对一些饲料原料进行预处理
动物育种为追求高屠宰率，动物消化器官与体重间的比明显降低，相反采食量却有较大幅度的增加，这样导食糜在消化道内的停留时间过短，消化液的分泌量与采食量间明显不成比例，进而导致养分消化率降低。
02
与植物组织化学结构的复杂性相比，动物消化道内消化酶分泌的种类远远不足。特别是一些抗营养因子成分不仅不能够被消耗，而且还会导致其它养分消化率降低。
一些难以消化的物质，通常会引起较为强烈食后增热，这会增加动物的体消耗，提前预消化处理会使饲料养分更易消化，进而降低动物的体消耗。
03
消化率不同饲料在动物消化道内蛋白质周转率可能存在差异。低消化率饲料原料不仅是其为动物提供的养分能力较低，且还可导致动物体能量和蛋白流失较大（蛋白质周转），因此利用消化预处理技术可改善这些成分的消化率。
利用生物预消化技术可采用微生物发酵产生多种酶制剂，预消化是降低饲料成本的关键技术。
04
饲料生物预消化处理拟解决的关键问题
把饲料酶变成“工业酶”，降低酶制剂研发瓶颈。
提高易消化营养物质的消化速度和吸收效率；
在体外条件下，延长难消化物质（慢速消化淀粉和一些蛋白质）的消化时间，对其进行深度处理，提高消化率；
破坏抗营养因子（植酸和蛋白酶抑制等）；
开发不可消化的物质的潜在价值，如纤维，通过预消化处理来完成将部分纤维类物质转化为可吸收（葡萄糖）或后肠可发酵（木糖）形式的单糖；
通过对纤维的预处理可使纤维转变为短纤维，更容易在后肠发酵，产生更多的VFA。
提高饲料利用率(养分利用率和养分平衡)，降低养殖成本。
挖掘动物生长潜质，可以将日粮的营养水平提高，进一步提升动物的生长速度。
05
玉米蛋白特性
（1）玉米蛋白粉(CGM)：主要成分是玉米蛋白(55-65%)，其中玉米醇溶蛋白占总蛋白的65-68%。
玉米醇溶蛋白：含有大量疏水性氨基酸和含硫氨基酸，如谷氨酸(21-26%)、亮氨酸(20%)、脯氨酸(10%)、丙胺酸(10%)，决定了它是一种疏水性很强的蛋白，不溶于水，溶于60%-95%的醇类水溶液中。
它但是缺乏赖氨酸、天冬氨酸及色氨酸等酸性和碱性氨基酸。
（2）玉米醇溶蛋白的结构
玉米醇溶蛋白中70%的氨基酸残基呈a-螺旋结构，13%氨基酸残基呈转角结构，其余的氨基酸残基呈较松散、随机的螺旋构型。
多肽链间通过次级键相互组合形成复杂的四级结构，且玉米醇溶蛋白质分子可进一步聚合成聚合体，结构复杂，高度紧密。
玉米醇溶蛋白是高度紧密及疏水的“醇溶蛋白体”，蛋白结构比较稳定，对蛋白酶的“酶解进攻”具有很强的抵抗力。
(3)玉米醇溶蛋白改性
玉米醇溶蛋白难溶于水，悬浮在水溶液中与蛋白酶接触的机率小。因此传统酶解方法存在着产物转化率低、酶解时间长，蛋白酶利用率低、产物活性低等问题。
必须对天然的玉米醇溶蛋白进行必要的预处理，使其由多肽链折叠和盘曲构成特有的致密的结构变得松散，蛋白内部的酶切位点得以外露以利于与蛋白酶的结合。
挤压膨化技术可以改善玉米蛋白的吸水性、乳化性等物理性质，也可以改变蛋白质的空间构象，增加其对蛋白酶的敏感性。
06
小麦蛋白组成
（1）小麦中含有小麦面筋蛋白质，约占面筋干重的85％以上，含有较多的疏水性氨基酸,分子内疏水作用区域较大；
其中主要是麦胶蛋白（醇溶蛋白）和麦谷蛋白（谷蛋白），麦胶蛋白的含量约比麦谷蛋白少10%。
麦醇溶蛋白分子量小,分子呈球形,由于其分子中的-S=S-都分布于分子内部,为面团提供了延伸性;
而麦谷蛋白是由数条亚基通过分子间-S=S-交联,形成的纤维状大分子,使麦谷蛋白不易流动，为面团提供弹性。
07
挖掘植物蛋白潜质关键
打开分子间其二硫键、破坏α-螺旋和β-折叠等空间结构；
水解凝集素的关键保守区氨基酸肽键；
球蛋白和凝集素等蛋白质中含有一定的糖，是否会对蛋白质的水解产生影响。
破坏醇溶蛋白的疏水氨基酸的肽键（角蛋白酶）。
选择特殊微生物蛋白酶，协同应用。
08
饲料预消化与生物发酵的优缺点
生物发酵的过程也是一个对饲料进行预消化处理的过程，但生物发酵与生物酶解优缺点各异。
二者均可对饲料原料进行一定程度的预处理，预消化。微生物发酵还可以产生有机酸等有益的微生物代谢产物以及大量的有益菌，而生物酶解预消化不具有此功能。
生物发酵稳定性和终点控制有一定的难度，生物酶解比较容易掌握。生物发酵存在一定的养分消耗，生物酶解预消化无养分消耗。
生物发酵工艺较复杂，生物酶解预消化较为简单，但均存在杂菌控制风险。
深度预消化处理，适度生物发酵将是更好的选择。
09
饲料生物预消化的未来发展趋势
1、清楚动物蛋白质消化的自然规律与现实诉求，探索动物消化内水解酶的不足（量和种类）。
2、围绕动植物性饲料组成和结构做文章，重点
