全 文 ：·研究报告·
生物技术通报
B IO TECHNOLOGY　BULL ETIN 2009年第 7期
添加 N2乙酰 2D 2半乳糖胺消除大豆凝集素
抗营养活性的可行性研究
张利鑫　刘强
(南京农业大学动物科技学院 ,南京 210095)
　　摘 　要 : 　在以玉米淀粉和生大豆为主的日粮中添加糖配体 (N2乙酰 2D2半乳糖胺 ) ,通过观察肉鸡生长性能和大豆凝集
素与肠道细胞结合率的变化 ,研究添加糖配体消除大豆凝集素 ( SBA )抗营养活性的可行性 ,并进一步探讨该糖配体对抑制
SBA引起的肉鸡生长性能下降的机理。试验选取 40只健康的 1日龄 AA肉鸡 ,随机分为两组 ,每组 4个重复 ,两组动物分别
饲喂半纯合对照日粮和添加了 500 mg/kg N2乙酰 2D2半乳糖胺的试验日粮 ,自由采食和饮水 ,试验期 25 d。结果显示 :试验组
肉鸡的平均日增重提高了 31. 1% ,料肉比降低了 11. 2% ;十二指肠和空肠上皮细胞的 SBA结合率分别降低了 56. 5%和 51.
9% ,说明添加 N2乙酰 2D2半乳糖胺能降低 SBA与小肠上皮细胞结合 ,减少肠道损伤 ,可起到消除其抗营养活性的作用。
关键词 : 　大豆凝集素 ( SBA) 　生长性能 　小肠上皮细胞 　肉鸡
A Primary Research on the Elim ination of Antinutr itional Effect of
Soybean Agglutin in by Adding N2acetyl2D2galactosam ine
Zhang L ixin　L iu Q iang
( College of Anim al Science and Technology, N anjing Agricultural University, N anjing 210095)
　　Abs trac t: 　 It was to know whether adding N2acetyl2D2galactosam ine in diet based on cornstarch2soybean could elim inate the anti2
nutritional activities of soybean agglutinin ( SBA) , and how N2acetyl2D2galactosam ine had p revented the reduce of the growth perform2
ance caused by SBA was discussed. Two group s of 20 12day2old A rber Acre broiler were random ly assigned to raw soybean meal sem i2
purified diet ( control) and that of adding 500 mg/kg N2acetyl2D2galactosam ine ( test diet). After 25 days feeding , the growth perform2
ance and binding ratio of soybean agglutinin to animal intestinal ep ithelium cells was monitored. The results showed that the dietary
500mg/ kg N2acetyl2D2galactosam ine increased significantly ( P < 0. 01) the daily weight gain (DW G) and feed conversion ratio ( FCR)
of broilers by 31. 1% and 11. 2%. Meanwhile, the binding ratio of SBA to ep ithelia cells were significantly declined in both duodenum
and jejunum, reduced by 56. 5% and 51. 9%. It could be concluded that N2acetyl2D2galactosam ine addition decreased the binding ca2
pability of SBA to intestinal ep ithelium, thus, elim inating the malicious effect of SBA to animal intestine.
Key wo rds: 　Soybean agglutinin ( SBA) 　Animal performaces　 Intestinal ep ithelium cell　B roilers
收稿日期 : 2009203223
基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (30300252)
作者简介 :张利鑫 (19832) ,男 ,浙江金华人 ,硕士 ,主要从事饲料资源开发利用的研究 ; E2mail: xinge2002@ tom. com
通讯作者 :刘强 ,副教授 , E2mail: liuayang@m sn. com　　大豆是人和动物最重要的蛋白来源 ,同时大豆中也存在抗胰蛋白酶因子、大豆凝集素和低聚寡糖等多种抗营养因子 ,困扰着大豆及其制品的食用和饲用 ,长期以来消除这些抗营养因子的负面作用一直广受学界关注。大豆凝集素 ( soybean agglutinin,SBA )是由 4个亚基组成的一种糖蛋白 ,分子量约为 120 kD ,能特异性地与半乳糖系列的糖配体结合。Pusztai[ 1 ]研究表明 , SBA和其他与 N2乙酰基 2D2半乳糖胺特异性结合的凝集素均显著抑制大鼠的生长。L iener[ 2 ]认为生大豆对大鼠造成的生长抑制作用中SBA占 50%。并且 SBA对大鼠生长的抑制程度随剂量增加而加重 [ 3, 4 ]。
2009年第 7期 　　　张利鑫等 :添加 N 2乙酰 2D2半乳糖胺消除大豆凝集素抗营养活性的可行性研究
SBA能与肠道上皮细胞合 ,与肠道细胞结合的
SBA经内吞作用进入细胞内 ,引起肠壁组织过敏反
应 ,表现为肠道上皮组织充血、水肿 ,进而影响肠壁
的养分吸收功能。进入体内的 SBA又能与红细胞
结合 ,通过循环系统到达其他器官 ,引起全身性变态
反应。Makind[ 5 ]的研究发现大豆凝集素可使猪体
重减轻并引起腹泻。 SBA 虽然被划分为热敏感性
抗营养因子 ,但如果不经过浸提 ,生大豆蒸煮 20 m in
后仍保留 25%的凝集活性 [ 6 ]。本实验室马秋枝的
结果也显示 , 当大豆含水率达到 50%、温度为
100℃,加热 30 m in时 ,可破坏 80%以上的 SBA;当
含水率达到 50%、温度为 140℃时 , SBA含量降至最
低 ,凝集活性也最低 [ 7 ]。由此推测 ,依目前大豆浸
提制油工艺 ,所得的饲用豆粕中应仍含有一定量
的 SBA。
根据凝集素与糖配体特异结合的特性 ,本实验
室试图在豆粕动物饲料中添加 SBA高亲和力糖配
体消除其抗营养活性。先后通过体外试验和体内试
验证明了 SBA与糖配体结合后可以降低其对红细
胞的凝集活力和上皮细胞的结合率 [ 8 ]。
本试验以生大豆粉为主要蛋白源 ,配制半纯合
肉鸡日粮 ,研究添加筛选出的亲和力高的糖配体 N2
乙酰基 2D2半乳糖胺对肉鸡生长性能和肠道上皮细
胞结合率的影响 ,以此验证在动物饲料中通过添加
糖配体消除凝集素抗营养活性的可行性。
1　材料与方法
111　材料
大豆 (南农 99210购自南京农业大学国家大豆
改良中心 ,粉碎过 80 目筛 )、N2乙酰 2D 半乳糖胺
( Fluka, 11016)、大豆凝集素抗体 (Vetor, AS22014,
山羊 )、罗丹明 123 ( Sigma, R8004)、青霉素 ( 160万
单位 ,山东鲁抗公司 )、链霉素 (100万单位 ,大连美
罗公司 )、超净工作台 (苏州 )、N ikon荧光正置显微
镜 (日本 ,尼康公司 )。二甲基甲酰胺 (国药集团 ,分
析纯 ) ,碳酸缓冲液 (0. 5 mol/L , pH9. 0) ,透析袋 (截
流分子量为 10 kD, F = 36 mm)。
台式水浴恒温振荡器 ( SH2Z88,江苏太仓实验
设备厂 ) , PBS(0. 1 mol/L , pH5. 0 )。
112　方法
11211　试验动物管理 　试验于 2008年 12月 18日
至 2009年 1月 13日在南京农业大学动物科技学院
动物房进行。选择健康体重一致的雏鸡 40羽 ,随机
分成 2组 ,即对照组和试验组 ,试验组在半纯合日粮
中添加 500 mg/kg N2乙酰 2D2半乳糖胺。每组 20
羽 ,设 4个重复 ,每一重复 5羽饲喂于一个笼子。饲
料用粉料 ,自由采食和饮水 , 24 h光照。对照日粮
见表 1。
表 1　对照组日粮组成
饲料成分 ( % ) 配制比列 营养指标 营养水平
玉米淀粉 37. 80 代谢能 ( MJ /δ ) 13. 65
生大豆 48. 58 粗蛋白质 ( % ) 17. 29
DL - 蛋氨酸 0. 41 钙 ( % ) 1. 10
稀释剂 2. 15 有效磷 ( % ) 0. 50
石粉 8. 84 Lys( % ) 1. 20
食盐 (饲料级 ) 0. 37 Met( % ) 0. 65
复合预混料 0. 50 A rg( % ) 1. 33
11212　肉鸡小肠上皮细胞悬液制备 　将鸡放血处
死后 ,取十二指肠与空肠各 10 cm,放入 D2Hank’s
溶液中 ,纵向剪开小肠 ,用 D2Hank’s液反复冲洗 ,
洗去食糜 ,直到 D2Hank’s溶液不再浑浊为止 ,然后
用载玻片轻轻刮取小肠表层组织 ,刮取物放入盛有
D2Hank’s的烧杯中。取上述组织悬液 20 m l,加 5
m l 0. 15 %的胰蛋白酶消化液 , 37℃消化 5 m in,然后
用含血清的培养液终止胰蛋白酶的活性 ,用吸管轻
轻吹打分散细胞团块 ,在倒置显微镜下观察 ,单个细
胞约占 95 %即可。悬液经 200目网筛过滤后 ,将滤
液转入 10 m l玻璃离心管中 , 1 000 r/m in离心 5
m in,弃去上清液 ,用含血清培养液使细胞沉淀重新
悬浮 ,细胞计数调整密度后接种于灭过菌的培养板
中 ,得细胞悬液。
11213　荧光标记大豆凝集素抗体制备 　称取罗丹
明 1. 5 mg,溶于 30μl二甲基甲酰胺 ,混匀。取大豆
凝集素抗体 200μl放入 1. 5 m l离心管中 ,加入 0. 5
mol/L (pH9. 0)碳酸盐缓冲液 800μl,再加入上述罗
丹明溶液 2μl,混匀后 ,室温反应 12 h。将此溶液放
入透析袋中 ,用 0. 5 mol/L (pH9. 0)碳酸盐缓冲液
进行透析 12～24 h,除去游离荧光素 ,至缓冲液不再
有颜色为止。最后将标记好的大豆凝集素抗体储存
于棕色试剂瓶 , 4℃保存备用。
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生物技术通报 B iotechnology　B u lle tin 2009年第 7期
11214　SBA与肉鸡小肠上皮细胞结合率的测定 　
按 1. 2. 2的方法制备肉鸡小肠上皮细胞悬液 ,分别
在制备好的肉鸡小肠上皮细胞悬液中加入足量的荧
光标记 SBA抗体溶液 ,在 37℃恒温水浴中摇浴 l h,
使细胞与抗体充分结合。取出后加入等体积的 0.
1mol/L PBS (pH5. 0)溶液 ,轻轻摇匀后 , 4℃, 1 000
r/m in,冷冻离心 10 m in,取沉淀 ,再加入等量的 PBS
溶液洗涤 ,重复离心 3次 ,以除去未结合的荧光标记
抗体。取沉淀用 PBS溶解摇匀 ,在荧光显微镜下观
察 ,分别计数明场下的总细胞数和暗场下的带荧光
细胞数 (图 1,图 2)。计算荧光细胞数作为 SBA结
合率 ,其计算公式 :
SBA与小肠上皮细胞结合率 =暗场下带荧光
细胞数 /同一视野明场下的总细胞数。
图 1　对照组十二指肠 SBA与罗丹明标记的
抗体结合的荧光情况 (暗场 )
图 2　试验组十二指肠 SBA与罗丹明标记的抗体
结合的荧光情况 (暗场 )
11215　数据分析 　记录和分析所得数据经 M i2
crosoft Office Excel 2003初步整理后 ,利用 SPSS16. 0
中的配对 t检验进行分析。各组的 4个重复作为一
个整体 ,比较两组肉鸡在生长性能方面的差异 ,同时
对 SBA与小肠上皮细胞 (十二指肠和空肠 )结合率
进行比较。
2　结果
211　生长性能指标
21111　肉鸡的增重及饲料效率 　经过 25 d的饲
喂 ,各项指标均以试验组好。结果见表 2 (组 1代表
试验组 )。
表 2　肉仔鸡的体重比较
日龄 组别 平均体重 ( g)
1 1 47. 15 ±2. 98
2 47. 92 ±2. 64
9 1 99. 95 ±15. 59a
2 89. 00 ±11. 50b
25 1 289. 67 ±30. 42A
2 229. 14 ±22. 20B
注 : A, B. 各日龄的对照组和试验组之间差异极显著 ( P < 0. 01) ; a,
b. 各日龄的对照组和试验组之间差异显著 ( P < 0. 05)
从表 2中可以看出 , 1日龄时 ,两组肉鸡的平均
体重分别为 (47. 15 ±2. 98) g和 (47. 92 ±2. 64) g,差
异不显著 ,且对照组略重。9日龄时 ,两组肉鸡体重
出现显著差异 ( P < 0. 05) ,此时试验组肉鸡平均体
重高于对照组 , 25日龄时 ,两组肉鸡的平均体重差
异极显著 ( P < 0. 01)。
从表 3中可以看出 ,添加糖配体 N2乙酰 2D2半乳
糖胺的试验组 ,肉鸡总采食量比对照组高 ,但差异不
表 3　肉鸡各项生长性能的比较
生长指标 组别 数据
料肉比 1 2. 37 ±0. 083
2 2. 67 ±0. 05
日增重 1 9. 38 ±0. 833 g
2 7. 16 ±0. 42g
总采食量 1 2689. 70 ±350. 71g
2 2264. 20 ±221. 52 g
注 : 3 表示各生长指标对照组与试验组之间差异极显著 ( P < 0. 01)
显著 ,而肉鸡日增重和料肉比分别提高和降低 31.
1% , 11. 2% ,两者的差异均极显著 ( P < 0. 01)。
21112　SBA与小肠上皮细胞结合率测定 　由表 4
可以看出 , N2乙酰 2D2半乳糖胺组肉鸡与对照组相
比 ,不论是在十二指肠还是空肠肠段 , SBA 的小肠
上皮结合率均有不同程度的下降 ,且效果极显著 ( P
< 0. 01)。但同组的 SBA小肠上皮结合率 ,在不同
的肠段之间 ,差异不并显著 ,且空肠的结合率略低于
十二指肠。
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2009年第 7期 　　　张利鑫等 :添加 N 2乙酰 2D2半乳糖胺消除大豆凝集素抗营养活性的可行性研究
表 4　糖配体对 SBA与小肠上皮细胞的结合率
组别
SBA与小肠上皮细胞结合率 ( % )
十二指肠 空肠
对照组 24. 83 ±4. 633 21. 97 ±2. 303
N2乙酰 2D2半乳糖胺组 10. 80 ±2. 05 10. 57 ±1. 09
注 : 3 表示 SBA与同一肠段的小肠上皮细胞结合率差异极显著 ( P <
0. 01)
3　讨论
311　SBA对肉仔鸡生长性能的影响
31111　肉鸡日增重 　大豆凝集素是大豆中含量较
高的生物活性蛋白 ,约占大豆蛋白总量的 10% [ 8 ] ,
在动物生产中 ,大豆凝集素作为一种抗营养因子能
引起生长动物日增重下降 ,阻碍消化道内营养物质
的消化和吸收 ,并能影响免疫系统 [ 9 ]。所以通常饲
料中 ,蛋白来源以大豆为主的日粮 , SBA 对动物的
危害就更加严重。本试验设计的半纯合日粮中 SBA
的含量约为 1. 7% ,占日粮比例较高 ,试验结果表
明 ,日粮中添加的 N2乙酰 2D2半乳糖胺与生大豆中
的 SBA特异性结合后 ,使结合到小肠上皮细胞的
SBA减少了 ,从而有效抑制了大豆凝集素对肉鸡小
肠上皮细胞的损害 ,包括刺激肠细胞增生和分泌 ,增
加内源蛋白的损失 ;损害肠道上皮 ,使肠壁增厚 ,改
变肠壁通透性 ,诱使外源蛋白或病原微生物直接进
入体内而引发过敏或炎症反应等 [ 10, 11 ]。所以试验
组肉鸡的日增重提高 31. 1% ,差异极显著 ( P < 0.
01)。Dougla[ 12 ]认为 ,用生大豆饲喂雏鸡时 ,凝集素
占生大豆抗营养作用的 15%左右。而 L iener[ 2 ]在大
鼠日粮中加入 0. 7% ～1%的纯化 SBA后 ,发现大鼠
的生长受到严重的抑制 ,其抑制生长的能力约为生
大豆抑制能力的 50%。
31112　肉鸡料肉比 　试验组肉鸡采食量大于对照
组 ,说明 N2乙酰 2D2半乳糖胺的添加并没有改变日
粮的适口性 ,两组的料肉比分别为 2. 67 ±0. 05, 2.
37 ±0. 08,同比降低 11. 2% ( P < 0. 01) ,表明添加糖
配体效果显著 ,但与普通的肉鸡饲料料肉比 ( 1. 8
～2. 0)有些差距。造成试验料肉比偏高的原因可
能是 :首先 ,本次试验旨在研究糖配体的添加对肉
鸡生长性能的影响 ,设计配方时生大豆的比例过
高 , SBA含量达到 1. 7% ,且试验的大豆粉未经任
何处理 ,除了含有 SBA外 ,同时也存在抗胰蛋白酶
因子、大豆凝集素和低聚寡糖等多种抗营养因子 ;
其次 ,试验中添加的糖配体因为价格较高 ,添加的
量为 500 mg/kg,可能浓度过低 ,无法最大量地结
合 SBA;第三 ,试验全程用的是粉料 ,肉鸡采食过
程较易造成浪费 ,使得采食量的记录大于实际采
食量。鉴于以上原因 ,最终使得试验中肉鸡料肉
比高于普通肉鸡日粮。
312　肉鸡生长性能与 SBA小肠上皮细胞结合率的
关联
试验组日粮中添加 500 mg /kg的 N 2乙酰 2D 2半
乳糖胺 ,饲喂 25 d后 ,肉鸡日增重和料肉比分别提
高和降低 31. 1% , 11. 2% ,两者的差异均极显著
( P < 0. 01) ,测其 SBA与小肠上皮结合率 ,结果表
明 ,不论在十二指肠肠段还是在空肠部分 , SBA的
结合率都有不同程度下降 ,分别下降 56. 5%和
51. 9% ,同组之间不同肠段的 SBA结合率前段稍
高于后端 ,但结果不显著 ( P > 0. 05)。表明添加了
N 2乙酰 2D 2半乳糖胺 ,能够与大豆中的凝集素先结
合 ,减少了与小肠上皮结合的 SBA ,从而降低了其
对小肠上皮的损伤 ,使各项生长指标优于对照组。
因为 SBA是大豆中的主要抗营养因子之一 ,被动
物摄入后很难被消化酶降解 ,而易凝集在肠黏膜
细胞上 ,汤树生 [ 13 ]研究表明 SBA在各种动物不同
肠道部位内的残留率由前向后均呈下降趋势 ,是
因为肠道的各段黏膜细胞均对 SBA有一定吸附和
吸收作用 ,因此呈递减趋势。鼠和鸡的十二指肠、
空肠和回肠与 SBA的结合程度没有显著差异。同
时 , SBA与上皮细胞结合后 ,减少了与消化酶作用
的机会 ,导致其在胃肠道内的降解率下降 [ 14 ] 。大
多数的植物凝集素都能抵御体内蛋白酶的水解作
用 ,而随排泄物排出 [ 15 ] ,因此 ,在各肠段始终能检
测到 SBA。
4　结论
蛋白来源以生大豆为主的日粮中添加与大豆凝
集素特异性结合的 N2乙酰 2D2半乳糖胺 ,能够提高
肉鸡的日增重 ,显著降低料肉比。验证了在肉鸡日
粮中通过添加糖配体消除大豆凝集素抗营养活性的
可行性 ,有望开辟消除 SBA抗营养作用的新途径 ,
并为实际生产提供新方向。
(下转第 165页 )
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2009年第 7期 　　　张颖等 :重组运动发酵单胞菌的构建及木糖利用特性研究
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