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植物蛋白替代动物蛋白,总共要走几步?

浏览:155 发表时间:2020-04-16 16:25:43

众所周知:动物蛋白像鱼粉、血浆蛋白、乳蛋白等,它们具有很多植物蛋白不可比拟的优点,具体表现在以下几个方面:(1)绝大部分植物蛋白基本上含有抗营养因子,如豆粕中的胰蛋酶活性抑制剂、β-伴大豆球蛋白、非淀粉多糖等;菜粕中的硫葡萄糖苷和介子酶等;棉粕中的棉酚、环丙烯脂肪酸、单宁和植酸等,这些抗营养因子轻则降低它的消化吸收率,重则会引起动物中毒等现象,但动物蛋白则不存在这个问题,它不含抗营养因子。(2)动物蛋白的诱食性远远优于植物蛋白,在幼畜阶段尤其明显,特别是血浆蛋白,到目前为止几乎还没有其它蛋白原料能够超越它。(3)动物蛋白营养丰富而且全面,富含八种必需氨基酸,氨基酸含量均衡,而植物蛋白中氨基酸不均衡,缺乏氨基酸中最重要的两种元素:蛋氨酸和赖氨酸。(4)动物蛋白的消化吸收率要明显优于植物蛋白。(5)动物蛋白的免疫因子高,特别是血浆蛋白和乳蛋白,它含有极为丰富的免疫球蛋白,可以大大增强动物的抵抗力,对于各种器管发育尚不健全的幼小动物来说,具有极大的使用价值,植物蛋白中不含免疫球蛋白。(6)动物蛋白富含未知生长因子和功能肽,如血浆蛋白粉中的IGF-1因子,对维持与细胞分化中的有关蛋白质水平十分重要,与一些生长因子合用能促进细胞分化成熟,IGF-1还参与创伤愈合的过程;还有血浆蛋白中的EGF因子,又叫表皮生长因子,可以促进早期断奶仔猪小肠绒毛的发育和上皮细胞的分化,增强小肠上皮干细胞的分裂增殖能力,其它乳蛋白、鱼粉中也含有类似的功能肽因子,这也是动物蛋白使用效果明显优于植物蛋白重要原因。

  但是动物蛋白也有很大的缺点:

  第一点:动物蛋白均为资源性产品,原料供应量有限,价格受制于原材料供应的影响,起伏波动大。比如说鱼粉,它完全受控于渔业资源,近几年,像智利、尼加拉瓜等传统鱼粉大国由于低档鱼类越捕越少,当地的鱼粉企业几近停产,而国际上最大的鱼粉生产国秘鲁捕鱼情况也不理想,所以可以说鱼粉涨价是必然,跌价是偶然。另外像乳蛋白、肉蛋白供应人类都不充足,更别说是供应给动物了,只有少量的过期奶粉供饲料使用,但几乎可以忽略不计。

  第二点:质量不稳定,存在掺假可能,由于动物蛋白价格高,供应紧张,可以说是制假售假的高发区,特别是鱼粉,由于其外观容易被仿,经常被不法分子掺入水生植物、羽毛粉等廉价物以牟取暴利。有知情人士透露:即便是进口鱼粉,也有在鱼粉货船靠岸前后进行掺假的可能。另外,在血浆蛋白粉中,也经常发现掺大豆分离蛋白的现象。

  第三点:生物安全性隐忧,这一点在血浆蛋白粉上表现尤其明显,像对养猪业造成重创的蓝耳病,很多专家认为是由进口血浆蛋白带入到中国的,2018年爆发了非洲猪瘟,多个检测机构从血浆蛋白中分离出非洲猪瘟病毒的基因,从2019年起,大多数饲料及养猪企业停止了使用血浆蛋白。

  动物蛋白使用效果好但是供货紧缺价格高、质量不稳定、生物安全隐忧大;植物蛋白使用效果虽然不如动物蛋白,但供货量大而且品质稳定。那么有没有一种可能性,我们用植物蛋白做原料,做成使用效果接近或者达到动物蛋白的跨界产品呢?

  答案是有的,而且国内有家企业从2005年始就开始从事这方面的研究,至今已有十五年了,期间从未停顿过,这家企业就是杭州香保饲料有限公司,这家企业很少抛头露面,但在行业内已经声名鹊起,很多行业翘楚都在使用它们的技术,他们老板痴迷于技术,没有社交活动,几乎参与了他们公司所有产品的开发研究及牧场试验。对植物蛋白替代动物蛋白技术方面有较深的理论及实践知识积累。

  香保公司的努力有了回报,目前动物蛋白替代技术成为当前行业的热门,受到了许多配方师的关注,一些国际化的大公司也挟带他们的技术优势和资金优势进入了中国,为此,毕十五年功于一役的香保公司会不会刚一开始就被吊打?空有满腹壮志却因技金不如人而成为先烈?他们是满腹经纶之士还是沽名钓誉之徒?为此我们采访了香保公司总经理沈利昌。

  沈利昌在他简洁而明亮的办公室接见了我们,他没有直接回答我们的疑问,他说:香保公司是国内最早做血浆蛋白的企业之一,对于动物蛋白的卓越效果深有体会,他们做的第一个血浆蛋白的试验就把他震住了,日增重比对照组提高了三分之一。也正是这个经历。2005年起,他们就开始了植物蛋白替代动物蛋白的研究,他们深知:在生物技术上,中国同国际上先进国家的差距不止一星半点,所以他们一开始,就邀请了国际上知名的蛋白质专家Mike Levin博士作为他们的顾问,后来又陆续引进国内外许多专家,涵盖了发酵、酶解、螯合、乳化均质、干燥等方面资深人士。

  当他们进入了植物蛋白替代动物蛋白技术研究这个领域时,才发现这是一个具有巨大旋涡的深水坑,这个旋涡就是:可以说没有一种加工工艺没有效果,也没有一种加工工艺有很明显的效果,这让你抓不到主次,有种“老虎吃天,无从下手”的感觉。怎么办?犹豫了三个月左右,采用了一种叫“递进试验”的方法,即先对每个生产工艺进行牧场试验,优胜者再结合另外几种生产工艺进行对比试验,优胜者再结合其它几种生产工艺进行试比对,以此类推,当然期间也会结合生物学统计法,省略掉一些重复的或不是必须的试验。这种方法的缺点是耗费时间、耗费精力、考验人的意志(研究小组中有60%的人后来离开了)。优点是基础扎实,能非常立体化地认识每一个工艺,甚至能挖掘出一些工艺原来没有的优点,起步很艰难,但越到后来,工作越轻松。沈利昌自豪地说:在植物蛋白的酶解、发酵、螯合活化、乳乳均质、干燥等这几个方面工艺研究,香保应该是走在了行业的前面。

  好吧,那么植物蛋白蛋要通过什么生产工艺,添加什么元素,综合几种加工方法,才能接近或达到动物蛋白的应用效果。或者按现在的说法,植物蛋白要达到动物蛋白的使用效果,总共要走几步?

  这个提问一下戳中沈利昌的兴奋点,他滔滔不绝讲了的三个小时,绝大部份是讲生产工艺方面的内容,中间除了喝水外,没有停顿过,很遗憾虽然我是学得是动物营养学,但由于他所讲的知识面太广,其中的很多知识点没法领会,当时用的是手机录音,由于位置的关系,许多音频后来没法听清楚,我只能根据当时的记录、录音,以及我的理解,整理出下面这段文字,希望对大家有帮助。

  植物蛋白要替代动物蛋白,只依靠一种生产工艺是无法达到目的的。需要用很多种工艺全方位地解决它的很多不足、提升它的应作效果,有时候为解决一项指标需要多种工艺的融合,而且由于生物的复杂性,有时候会出现几种工艺单独做试验效果不明显,但综合起来做效果很明显的现象。具体地说,要做好以下几方面:

  一、全面降解或去除植物蛋白的抗营养因子:如大豆蛋白,抗营养因子分为两种:一种是不耐热的抗营养因子,如蛋白酶活性抑制剂、致甲状腺肿物、外源凝集素等,还有一种是热稳定的抗营养因子,如抗原、皂草甙、寡糖,它们会引起消化不良、肠胀气、腹泻甚至中毒等现象,所以去除植物蛋白中的抗营养因子,是替代动物蛋白最基础的一步,也是最必需的一步。在这些指标中,蛋白酶活性抑制剂、抗原(特别是β-伴大豆球蛋白)、非淀粉多糖三个指标是危害性最大的,必须降解或去除。当然要去除这些抗营养因子,必须采用多种工艺,有时去除一个抗营养因子需要多种工艺联合起来才能去除,如β-伴大豆球蛋白。

  二、小肽或多肽:小肽的消化吸收率及转化率优于其它几种状态(包括氨基酸),其原因是:小肽能完全无障碍的通过肠粘膜细胞微孔进入到体循环,耗能非常少或者不耗能,而且小肽能促进微量元素的吸收,因为它作为小肽的配体可以直接进入到小肠里的粘膜细胞。乳腺在合成乳蛋白所需的许多必需氨基酸都来源于小肽形式结合的氨基酸,所以小肽对哺乳母猪特别重要的。正是小肽有这么多好处,所以酶解技术越来越受到行内人士的重视,但是很多企业在实际应用中,发现小肽并没有像所说的效果那么好。这其中的原因是什么呢?从事十多年酶解技术研究的沈利昌则云淡风轻:主要原因是酶切位点不对,所以小肽含量虽高,起不到应有效果,酶解技术研究最主要的还是从实践入手,理论研究目前还是在探索的过程中。

  三:功能肽的作用:具有生物活性的小肽及多肽就是功能肽,它的结构为小肽或多肽和小肽或多肽与活性因子的结合,这些小肽或多肽是由特定氨基酸组成的,大多呈现一定构象,而且与活性因子在特定部位结合,这些活性因子有维生素、辅酶、微量元素等。如血浆蛋白中的IGF-1、EGF等,香保公司采用特殊酶切割大豆蛋白成特定氨基酸序列的小肽,与某个元素在53℃、80%水溶液中螯合,发现做成后饲料原料具有抗氧化、及抗菌的作用,他们还参照国际上生产脂肽的工艺,把含磷脂肪经过分子切割、均质乳化、定向酶解及活化工艺,形成含磷脂肪酸,与小肽结合形成游离的磷脂肽,被生物体快速吸收并在血液内又转化成磷脂。补充肠道损伤细胞膜所需的磷脂。这个功能对断奶乳猪或消化系统发育不健全的动物特别有效。

  四:小肽蛋白与乳化脂肪的有机结合;动物在消化脂肪的时候,需要用肝脏分泌的胆汁酸乳化脂肪,形成水油界面,脂肪酶在水油介面的活性最强,使脂肪得到消化。如果乳化脂肪外面包着亲水蛋白,进入肠道溶解,则直接形成水油介面,可以减轻乳猪肝脏分泌胆汁的压力,植物蛋白本来能量低于高档动物蛋白,这些经过处理的脂肪其真正的生物利用率远远高于普通脂肪,所以香保科研人员认为:如果植物蛋白真正要替代高档动物蛋白,只有均质乳化的油脂和小肽蛋白的有机结合才能达到我们的目标。

  五:其它的加工工艺的改进:例如干燥工艺, 香保发现:某种经过改良的干燥工艺可以改变多肽的结构,从而增强它们的生物活性。总而言之,植物蛋白替代动物蛋白的应用技术方面潜力巨大,但是面临的困难也很多,需要我们静下心来、放弃功利心、脚踏实地、一步一个脚印去克服这些困难,实现我们的理想。


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