加工条件如何影响瘤胃保护菜籽蛋白的营养价值?
两个数字决定了瘤胃保护蛋白的营养价值,而加工过程同时影响这两个数字。第一个是蛋白质有多少能逃脱瘤胃降解;第二个是逃脱降解的部分有多少能在小肠中实际被消化。第二个数字是热处理和化学处理过度时造成大部分损害的地方,也是技术数据表中经常遗漏的部分。
菜籽将自身的一系列变量带入这种权衡。菜籽含有芥子油苷、显著的纤维成分以及受热、湿润和压榨后行为不同的贮藏蛋白。对菜籽蛋白结构和功能特性的全面综述阐述了加工条件与蛋白质行为的紧密联系。[1]
Cropenta 洞察
仅凭瘤胃非降解蛋白(RUP)评估保护菜籽蛋白可能具有误导性,因为该数值是根据假设的通过率建立的模型,并未描述随后的肠道消化。以Bypass Rapeseed MP为例,在假设的6%/h通过率下,瘤胃非降解蛋白约为80%,降解率为1.4%/h,降解在两周孵育结束时才完全完成,独立研究机构体内测定未降解部分的肠道消化率约为90%。
瘤胃旁路和小肠释放的作用方向相反
瘤胃可降解蛋白为微生物蛋白合成提供营养,这是奶牛主要的氨基酸来源,也是额外旁路蛋白并非自动值回其价格的原因。瘤胃非降解蛋白逃脱了这条途径,到达小肠。但这只是一个计算数字:它来源于测定的降解特性、潜在可降解部分和每小时的降解率,并结合来自采食量和产奶量而非孵育本身的假设分级通过率。两种产品即使标示相同的RUP百分比,但若其假设通过率不同,则不具可比性,并且RUP绝不应被解读为在给定小时数后仍然完整的蛋白质。
肠道消化率在此发挥作用。它是瘤胃非降解蛋白在小肠中实际被消化的比例,通常通过在装有十二指肠瘘管的奶牛中使用移动尼龙袋技术进行测量。高RUP与低肠道消化率相结合,只会为动物提供非常少的可用蛋白质。荷兰DVE/OEB方法、德国nXP/RNB系统或INRA PDI等蛋白质评估系统将这些测量结果转化为配方数字;它们是基于既定假设的计算,而非动物结果,并且它们彼此不一致。
热量对菜籽蛋白的作用
菜籽蛋白的热处理在单胃动物中得到了最彻底的研究。Bailey及其同事对菜籽蛋白分离物进行加热,记录到组氨酸、亮氨酸、蛋氨酸和苏氨酸的表观回肠消化率高于80%,DIAAS值高于豌豆蛋白分离物。[2]这些是针对分离蛋白部分的猪的结果,因此不能直接应用于奶牛或肉牛;在反刍动物中,相关的问题是热处理是否在限制瘤胃降解的同时,不降低蛋白质在应释放时的消化率。
菜籽对热量的反应取决于水分和时间。变性改变了蛋白质的溶解度和瘤胃蛋白水解酶对其攻击的速率,当有水分可用于蒸汽或压力时,相同的干物质表现也不同。菜籽蛋白还带有自身的抗营养负荷,特别是芥子油苷,而粕的纤维部分改变了物质在混合和压模中的行为。过度处理并非没有代价:过热会降低氨基酸消化率,束缚赖氨酸,使总赖氨酸保留在标签上而反应性赖氨酸下降,并影响适口性。仅凭热量也达到了上限,因为瘤胃中的变性蛋白仍然是微生物蛋白水解的底物。
美拉德化学作为实现瘤胃抗性的有意途径
通过受控美拉德反应进行化学交联是降低瘤胃降解率的一种有意方式,因为由此产生的蛋白质结构比单纯变性更能有效地抵抗瘤胃降解。在美拉德反应中,带有游离醛基或酮基的还原糖与游离氨基(特别是赖氨酸的ε-氨基)通过希夫碱和阿马多里产物反应生成类黑精。赖氨酸不再自由可用,由此产生的结构能够抵抗瘤胃降解。
技术诀窍在于在正确的时机停止。在受控条件下,蛋白质在瘤胃中存活,而皱胃和小肠中的酸和酶仍能释放氨基酸。在过度条件下,反应会进一步进行:赖氨酸被破坏而不仅仅是被掩盖,消化率下降,深色类黑精部分会降低产品的适口性。甲醛处理是达到相同目的的历史途径;目前这一代产品依赖于与选定还原糖的受控反应,其中糖的类型、糖与蛋白质的比例、温度和停留时间是决定结果的变量。
为什么体外数字会误导保护蛋白
对于经过热处理和美拉德处理的蛋白质,体外酶解或分级测试与瘤胃瘘管奶牛的体内测量结果相关性较差,并且往往会夸大瘤胃抵抗程度。因此,体外产生的声明保护值不能与体内值互换,并且在评估表中不应将其与体内值并列阅读,除非知道是哪种方法产生的。可靠的方法是在瘘管奶牛中进行完整的尼龙袋孵育,并说明降解曲线和假设的通过率,再结合通过移动尼龙袋方法测定的肠道消化率。
买方应要求什么,饲料厂会看到什么
不仅要查看营养成分表,还要索取加工记录:峰值温度、处理时的水分、停留时间、还原糖来源及其与蛋白质的比例,以及处理后的干燥方式。然后询问声明值是否来自体内试验,以及它们是按何种假设通过率计算的。批次间的一致性与平均值同样重要,因为处理强度变化的受保护粕会使每次交付的瘤胃非降解部分不稳定。
在饲料厂内部,保护性成分并非中性原料。制粒会再次增加热量,因此压模温度和调质时间会与已进行热处理的粕相互作用。混合均匀性、部分吸湿性保护产品在调质过程中的水分敏感性、其对混合器的扬尘贡献,以及在制粒日粮中分层的风险,都是饲料厂根据成分的制造方式而采取不同处理方法的运营现实。适口性也值得关注,因为具有不同颜色和气味特征的保护性菜籽产品在槽中可能表现不同。
证据表明什么
诚实的总结是,加工强度是一种权衡,而非要最大化的设置。热处理和美拉德化学可以同时降低瘤胃降解和肠道消化率,两者的窗口期取决于物料、水分和时间,以及温度。关于热处理菜籽蛋白质量的证据主要来自单胃动物研究,因此在反刍动物中,体内瘤胃降解和肠道消化率测量是决定反刍动物声明的关键证据。表征并非饲喂试验:在瘘管奶牛中测量成分的降解和消化率本身并不能说明奶牛群的产奶量或生长情况,而额外旁路蛋白的价值必须根据成本和日粮的瘤胃蛋白平衡单独判断。
技术摘要
加工条件决定了菜籽蛋白的瘤胃保护性和小肠消化率。热处理和受控美拉德反应可降低瘤胃降解,但过度处理会降低氨基酸消化率、反应性赖氨酸利用率和适口性。评估任何保护菜籽蛋白时,应基于既定通过率下的瘤胃非降解蛋白以及体内肠道消化率,并视体外保护数据为未经证实。
本文借助人工智能撰写,并经 Cropenta 编辑团队审核。本文为一般性信息,不构成专业建议。
Questões técnicas
为什么仅凭瘤胃非降解蛋白无法完整描述受保护的菜籽产品?
瘤胃非降解蛋白是根据测定的降解特性和假设通过率估算出的模型数值,而非直接孵育结果。它未能说明受保护部分在小肠中被释放和消化的程度。两个标称百分比相同但通过率不同的产品,其描述内容不同。因此,在比较或配制受保护的菜籽蛋白之前,通过率、降解曲线和未降解部分的肠道消化率都需在同一数据表上列出。
比较保护菜籽蛋白与未经处理的菜籽粕时,应如何解读热处理数据?
关注温度、水分、停留时间以及处理是纯热处理还是化学处理。单纯热处理很少能在不降低消化率的前提下有效阻止瘤胃降解,而与还原糖进行的受控美拉德反应则能使更多蛋白质保留在非降解部分。同时,请检查声明的保护值是否为体外测定,因为体外测试往往会夸大经热处理和美拉德处理蛋白质的瘤胃抵抗性。
向保护菜籽蛋白供应商索取哪些质量指标是值得的?
加工记录与分析数据同等重要:峰值温度、处理时的水分、停留时间、糖源和比例,以及处理后的干燥方式。此外,索取含假设通过率的体内瘤胃降解特性、在牛体内测定的未降解部分肠道消化率,以及批次间一致性的证据。体外保护值与体内值不可互换。
猪的热处理结果能否用于评估牛的保护菜籽蛋白?
不能直接使用。针对热处理菜籽蛋白分离物的研究表明,在猪体内,多种氨基酸的表观回肠消化率高于80%,DIAAS值也高于豌豆蛋白分离物。然而,单胃动物的消化过程和处理目的与瘤胃发酵不同。对于牛而言,相关的证据是体内测定的瘤胃降解和肠道消化率。
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