80度低温喷雾干燥技术:喷雾干燥血浆蛋白粉的免疫营养特性和生物安全性探讨

 2019-01-30 13:06:32   |    483   |    盛力干燥机   |    
[导读]:本文(《喷雾干燥血浆蛋白粉的免疫营养特性和生物安全性探讨》)由来自嵊州的用户投稿,并经由本站(盛力干燥机)结合主题:80度低温喷雾干燥技术,收集整理了众多资料而成。主要记述了蛋白质粉,仔猪,喷雾干燥,血浆蛋白,猪流行性腹泻,喷雾降温,生物安全等方面的信息。相信从本文您一定可以获得自己所需要的!

喷雾干燥血浆蛋白粉的免疫营养特性和生物安全性探讨

王建霞 江国永 田晓晓 成国祥

血浆蛋白粉作为仔猪教保料的优质蛋白质原料,已广泛应用于国内外饲料生产企业的高中档乳仔猪饲料中,其氨基酸比例平衡、不含抗营养因子、饲喂动物消化吸收利用率高,血浆蛋白粉中还含有丰富的免疫球蛋白,具有提高动物免疫力的作用,另外,他其中含有的一些生物活性物质,如白蛋白、生长因子、生物活性肽、激素、各种酶和其它未知因子等对动物的生长和健康也起着非常重要的作用,于是越来越多的大型饲料企业开始重视和强化血浆蛋白粉在高档乳猪料中的使用。因此,血浆蛋白粉在开始应用到乳仔猪饲料中的几年内,需求倍增。

目前,国内市场的血浆蛋白粉产品质量参差不齐,血制品来源和加工过程的可控性越来越受到广大饲料行业工作者的关注,加之2013年尾至2014年初北美、加拿大等国家和地区仔猪流行性腹泻的大规模暴发,血浆蛋白粉的安全隐患问题再度聚焦。虽然最终的检测结果并没有直接证据显示PEDV来源于血浆蛋白粉,但其对血浆蛋白粉的应用已经产生了不利影响,血浆蛋白粉的销量由此进入了下滑期。

针对上述现状,本刊特别邀请了行业内资深专家、上海杰隆生物制品有限公司技术总监王建霞博士就血浆蛋白粉的应用研究现状、生产加工工艺及检测手段、品质控制等方面进行撰稿,以消除部分业内人士对血浆蛋白粉安全性的疑虑,帮助大家科学的认识血浆蛋白分的安全性和营养功效,以便大家更安心合理的使用。

80度低温喷雾干燥技术:喷雾干燥血浆蛋白粉的免疫营养特性和生物安全性探讨

喷雾干燥血浆蛋白粉(SDP)已经被广泛应用于教槽料和保育料中以提升新生仔猪的免疫力,提供强化的免疫营养,帮助仔猪提高在断奶时的抗应激能力(Peace等,2011),改善仔猪断奶后期的采食量和生长速度,降低仔猪的发病指数,提高存活率(Moese等,2013)。更多试验研究也发现,断奶仔猪的生长速度和采食量与日粮中喷雾干燥血浆的添加量之间呈正相关。目前,国内外普遍认为喷雾干燥血浆是充分发挥断奶仔猪生长潜力,提高机体免疫力的必需的教保料原料;并且是一种优秀的抗生素替代物(Tollallardona,2010)。喷雾干燥血浆蛋白粉作为全球性的仔猪中/高档教槽料原料,它的功效是不可替代的。

随着人们对喷雾干燥血浆蛋白粉的深入研究,发现它能够作用于猪生长的各个阶段。在母猪日粮中添加喷雾干燥血浆蛋白粉,可以提高母猪的产仔能力(Crenshaw等2010;Van Lersel等,2011);Perez-Bosque等(2010)的研究表明,日粮中添加喷雾干燥血浆蛋白粉能够维持仔猪小肠肠道的健康,并且在维持呼吸道和生殖系统的黏膜免疫健康方面,喷雾干燥血浆蛋白粉也具有重要作用(Maijo等,2011;Maijo等,2012;Song等,2012)。

本文旨在通过讨论喷雾干燥血浆蛋白粉的免疫营养功效与作用机理,以及如何从产品标准、生产工艺技术和检测手段三个方面来保证喷雾干燥血浆产品的质量和生物安全性。同时,简要介绍行业如何在动物血制品自主知识产权成果的产业化过程中,不断地创新、超越和完善,从而使该产品更加优化和安全。最后,笔者将结合自己所掌握的最新资讯与专业知识,就当前美国爆发猪流行性腹泻(PEDV)事件后部分业内人士对喷雾干燥血浆蛋白粉的生物安全性产生的疑虑进行详细的解析,进一步澄清血浆蛋白不是导致猪流行性腹泻病毒(PEDV)流行的原因,帮助大家科学性地认识喷雾干燥血浆蛋白粉的生物安全性,并且能够放心地使用。

1 喷雾干燥血浆蛋白粉及其在动物免疫营养上的应用

喷雾干燥血浆蛋白粉(SDP)是采集经检疫合格的动物新鲜血液为原料,经抗凝、冷却、过滤、分离、纳滤、冷藏、高压均质、喷雾干燥、干粉速冷等工艺流程生产的高品质蛋白质饲料原料。具有适口性好,蛋白质含量高,氨基酸平衡且利用率高的优点,尤其是加工过程中同时保留了原血浆中各种功能性免疫球蛋白的活性,能有效防止仔猪的肠道感染,提高仔猪的免疫力。它是乳猪教槽料和保育料中必不可少的优质的蛋白饲料原料,在提高断奶后仔猪日增重与减少仔猪断奶应激中起着免疫营养的作用。

喷雾干燥血浆蛋白粉主要由免疫球蛋白和白蛋白组成,同时含有少量的其他蛋白和肽类。大量的研究和应用实践证明,在猪和家禽的饲料中添加喷雾干燥血浆蛋白粉可以降低致病菌、病毒和原生物感染条件下机体的发病率和死亡率,提高动物的存活率、健康状况和生长性能,对幼畜和弱畜的作用尤为显著。

Borg等(2002)研究发现,喷雾干燥血浆蛋白粉含有大量的免疫球蛋白。近十年来国内外许多研究学者就喷雾干燥血浆蛋白粉中主要作用因子免疫球蛋白IgG的营养免疫作用机理进行了大量的研究。研究发现,免疫球蛋白IgG通过作用于机体的黏膜组织(如小肠/呼吸/生殖)发挥增强机体免疫应答反应和提升疫苗效价的功能,改善机体对病原菌、病毒和原虫等抗原的抵抗力。免疫球蛋白的作用功效主要表现在以下几个方面:抑制由大肠杆菌诱导产生的炎症反应,通过提高机体的抗氧化功能,抑制促炎细胞因子的产生,利于营养物质的消化吸收,改善小肠的健康状态保护小肠黏膜结构和功能的完整性,阻止病原微生物进入小肠肠腔,减少大肠杆菌在小肠内的定植,提高仔猪的健康状态和生长情况;刺激动物采食,改善新生仔猪的生长速度,并且能够促进肠道发育,显著提高小肠绒毛高度,增强断奶后传染性腹泻的康复能力,减少断奶后的僵猪现象作为抗生素良好替代品,直接调控胃肠道微生物的分布。

通过对肠道炎症发病机理以及日粮中饲喂血浆蛋白调节机体免疫激活水平的作用机理研究中发现:肠道的炎症是由促炎细胞因子(如,白细胞介素-1,干扰素)所介导的,而免疫球蛋白IgG能够减少促炎细胞因子的表达。免疫球蛋白IgG通过抗炎细胞因子(如,白细胞介素-1受体拮抗剂,白细胞介素-4)调节T淋巴细胞生长、繁殖以及分化,并且降低或下调促炎细胞因子的表达,降低肠腔对大分子物质的渗透性,从而降低肠道的炎症反应及其对小肠上皮结构的破坏,对小肠黏膜的屏障功能起到修复作用。

任何肠道炎症反应都可以干扰养分的吸收机制。研究发现:通过在日粮中添加血浆蛋白,可以减少或降低机体用于免疫消耗的能量等养分,以便更多的营养物质用于维护整个机体内黏膜屏障功能的完整性,使机体储备更多的能量等营养素来满足生长、繁殖和泌乳的需要。

总之,喷雾干燥血浆蛋白粉主要功效在于它的免疫营养驱动效应;另外它也是一种蛋白质来源,能提供强化的营养,帮助仔猪生长,提高采食量,降低发病率。

2 严格的产品标准和检测体系是喷雾干燥血浆产品质量和安全性的重要保障

目前行业主要利用酶工程、纳滤膜、高压均质等现代生物技术,集成喷雾干燥等现代加工技术,实现动物副产品特别是动物血制品自主知识产权成果的产业化。

下面就杰隆生物如何坚持严格的产品标准以及如何利用不断创新的工艺技术、高端的产品检测技术来保障产品的质量和生物安全性的具体方案等方面进行详细介绍。

2.1 严格和规范的产品标准

目前,国内现行的血制品深加工标准只有是《饲料用喷雾干燥血球粉》(见表1),尚未正式颁布血浆蛋白粉的国家标准。作为参与国家标准起草单位之一的上海杰隆生物制品股份有限公司,对血浆蛋白粉有一套严格、规范的企业标准(见表2、3、4),并且按照HACCP(危害分析与关键控制点)执行,以确保生产出来的最终产品安全、可靠。

表1 饲料用喷雾干燥血球粉国家标准质量要求

项 目

国家标准

细度(通过孔径为0.2mm试验筛)

≥95.0%

水分

≤10.0%

粗蛋白

≥90.0%

粗灰分

≤4.5%

赖氨酸

≥7.5%

挥发性盐基氮(VBN)

≤45.0mg/100g

铅(Pb)

≤2.0mg/kg

致病性微生物

不得检出

表2 杰隆生物喷雾干燥血浆蛋白粉的企业标准

项 目

喷雾干燥猪血浆蛋白粉

喷雾干燥鸡

血浆蛋白粉

普通型

低灰分型

高免低灰分型

细度(通过孔径为0.5mm,40目的编织筛)

≥80%

≥80%

粗蛋白

≥70%

≥78

≥78%

≥70%

粗脂肪

≤2%

≤2%

粗纤维

≤0.6%

≤0.6%

≤0.6%

粗灰分

≤14%

≤10%

≤10%

≤14.5%

0.1%

0.1%

0.05%

总磷

0.15%

0.15%

食盐(以氯离子计)

≤4.2%

≤2.8%

≤3.0%

赖氨酸

≥6.0%

≥6.0%

≥6.0%

≥5.5%

免疫球蛋白G/Y(占总蛋白百分比)

≥14%

≥18%

≥14%

*

≥14%

注:

*

高免低灰分型血浆蛋白粉中免疫营养性寡肽≥10%,能够增强幼畜在低免疫应答时的主动免疫,从而获得更好的生长性能。

表3 喷雾干燥猪血浆蛋白粉主要卫生指标

盐酸克伦特罗(β-兴奋剂)

沙门氏菌

细菌总数

铅(Pb)

不得检出

≤2.0×10

6

cfu/g

*

≤1.0 mg/kg

注:

*

其中杰隆安全100血浆系列产品细菌总数控制在2.0×10

5

cfu/g以内.

表4 喷雾干燥鸡血浆蛋白粉主要卫生指标

沙门氏菌

细菌总数

铅(Pb)

不得检出

≤2.0×10

6

cfu/g

*

≤2.0mg/kg

注:

*

其中杰隆安全100血浆系列产品细菌总数控制在2.0×10

5

cfu/g以内.

2.2 高标准的原料搜集和保存体系

原料控制:血液采集过程执行严格的检疫程序,对屠宰前的猪、鸡以及收集到的血液进行微生物检验;稳定规模的定点屠宰场,控制原料点;屠宰现场、采血过程、原料运输过程派公司专员全程监督、管理。

现场分离:为避免溶血对产品外观、质量和血得率的影响,杰应对采集的屠宰血进行现场分离。对于血源较集中的采血现场设立分离机,血液采集后迅速实施分离;若血源分散,则设立驻外分离点,使血源到达分离点的时间在质量控制范围以内。

冷链保鲜体系:温度控制是血源保持新鲜度的关键,也是产品质量的最根本保证。从采血现场冷却到运输罐低温保温运输,再到分离前的板式换热器冷却以及干燥前的原料冷藏,全程保证动物血液的低温保鲜状态。

2.3 先进的工艺技术

纳滤膜技术:纳滤膜在20世纪90年代以前称之为疏松的反渗透膜或低压反渗透膜,孔径范围在纳米级,截留分子量1501000之间的物质,而使小分子有机物透过膜。纳滤膜技术是一种介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术。纳滤膜的表面分离层由聚电解质所构成,对无机盐有很高的截留率,并且可以有效去除血浆液和/或血球液中的灰分、病原微生物、杂质等。该技术对产品起到了浓缩、纯化、去杂、除菌的作用,是产品品质和安全性的重要保障。

高压均质技术:高压均质技术就是利用高压使新鲜动物血浆液和/或血球液高速流过具有特殊内部结构的高压均质腔,利用高速剪切、高频震荡、对流撞击、空穴爆炸等综合效应将液体中的颗粒粉粹成微米级乃至纳米级的水平,是一种超微细化分散技术。

高压均质属于杰隆生物的国家专利技术。该技术是采用超高压均质机,对新鲜动物血浆液和/或血球液进行处理,不仅可以细化血浆液和/或血球液中的颗粒,减少其混合和扩散阻力,增加乳化性和溶解性;而且可以对病原微生物造成机械损伤(结构或亚结构破坏),导致菌体失活。在此均质调节下所杀灭的病原微生物包括大肠杆菌、猪圆环病毒、口蹄疫病毒、猪蓝耳病病毒、猪瘟病毒、猪伪狂犬病毒及附红细胞体等。重要的是,杰隆生物的高压均质专利技术还保留了血浆或血球中蛋白质的活性,并且该技术对新鲜血细胞膜的破碎作用极大地提高了蛋白质的消化吸收率。

喷雾干燥技术喷雾干燥技术是使用喷雾的方法将原料液分散成雾滴,通过雾滴与热空气的相互接触使水分迅速蒸发,达到干燥的目的。喷雾干燥的高压雾化工艺可以将原料完全雾化,雾化后的颗粒细,便于热风气流与原料的充分混合。喷雾干燥热风进风温度为220℃左右,物料可以被迅速加温至超高温消毒温度,然后通过喷雾干燥及粉体降温工艺,产品迅速降至室温。塔内干燥时间极短(2~8s),能实现瞬间高温灭菌。2005年,Polo等的一项研究表明,猪血浆经过喷雾干燥之后,包膜病毒猪蓝耳病病毒和猪伪狂犬病毒被灭活了5 logs单位以上,并且检测不到它们的活性。

2.4 高端的产品检测技术

近红外光谱快速检测技术:近红外光谱分析技术是一项检测快捷、方便的现代测试技术。它是利用物质对近红外线特征性吸收的原理,并结合标准或认可方法测得的组成或性质数据建立分析模型,从而实现间接测量物质组成或性质的一种分析方法。杰隆生物利用近红外光谱分析技术对产品的主要指标进行快速检测。

免疫球蛋白定量检测技术:利用高效液相色谱法(HPLC),通过蛋白G柱对样品中免疫球蛋白进行特异性吸附,洗脱吸附的免疫球蛋白,比较样品洗脱峰面积与标准免疫球蛋白洗脱峰面积,计算样品中的免疫球蛋白含量;然后对血浆类产品进行光谱扫描,建立免疫球蛋白IgG的特征吸收光谱数据库,实现产品功能性成分的快速检测。

3 科学证据:血浆蛋白不是导致猪流行性腹泻的元凶——对喷雾干燥血浆蛋白生物安全性疑虑的解释与澄清

3.1 猪流行性腹泻登陆美洲大陆

2013年5月,美国首次发现猪流行性腹泻病毒(PEDV)疫情,随后在美国和加拿大有了一定规模的暴发。到目前为止,美国约有27个州,加拿大有4个省发现了猪流行性腹泻病毒,导致数百万仔猪死亡;并引起美国和加拿大猪肉产量较大幅度的下降,在一定程度上影响了其猪肉的出口以及猪肉价格的上涨。在此次PEDV事件中,部分业内人士对喷雾干燥血浆蛋白粉的生物安全性产生了质疑。

3.2 2014年2月,加拿大食品检验局(CFIA)对血浆蛋白的质疑

2014年2月,加拿大食品检验局(CFIA)提出了“血浆蛋白粉有可能是猪流行性腹泻来源”的质疑;堪萨斯州立大学一个猪特别研究小组建议在饲料中替换猪源原料,不要在饲料中添加除了奶制品以外的任何动物源性蛋白饲料原料;紧接着,奥特奇总裁Lyons博士在公司(中国)20周年庆典上也对血浆蛋白粉提出了类似的疑问。

3.3 2014年3月3日,加拿大食品检验局(CFIA)根据检测结果对血浆蛋白的质疑进行了澄清

为了确定饲料(尤其是血浆蛋白)是否有可能是目前猪流行性腹泻病毒发生的一大成因,加拿大食品检验局(CFIA)和美国分别对饲料、血浆蛋白以及其它的饲料添加剂样品利用排除法,逐一进行了检测。2014年2月开展了对动物饲料的各项监测试验。试验过程中,加拿大食品检验局(CFIA)收集了加拿大已经感染猪流行性腹泻病毒(PEDV)农场的血浆蛋白和其他饲料原料、饲料添加剂,检测结果均显示为阴性。加拿大食品检验局(CFIA)在2014年3月3日正式发布了最新公告称:进一步的研究不能证实含有血浆蛋白的饲料会引发猪流行腹泻(PEDV)。血浆蛋白不是导致猪流行腹泻(PEDV)流行的元凶。

3.4 北美喷雾干燥血浆及血球生产商协会(NASDBPP)近期申明:严格按照喷雾干燥生产工艺流程和标准生产的血浆产品是安全的

近期,北美喷雾干燥血浆及血球生产商协会(NASDBPP)对于血浆及血球产品生物安全性的质疑发表以下申明:

喷雾干燥是由国际政府机构认定的一种有效的热处理杀灭细菌和灭活病毒的工艺。而且,近期美国多家大学的检测结果表明,猪流行性腹泻病毒(PEDV)不能存活在喷雾干燥的血液制品中。

喷雾干燥血浆及血球的生产过程能够使得大肠杆菌(Polo等,2002)和养猪生产中的重要病毒失活,如猪繁殖与呼吸综合症病毒(PRRS),猪伪狂犬病毒(PRV)(Polo等,2005),猪水疱病毒(SVDV)(Polo等2007),它们是耐热性和耐化学腐蚀性最强的猪病毒(Polo等,2005;Pujols等,2008,2011a;Shen等,2011)。

2013年7月24日,美国环境、食品和农村事务部(DEFRA)国际疾病监测(IDM)团队表示,经过喷雾干燥热处理,有效地杀灭了血液制品中的病毒,包括猪流行性腹泻病毒PEDV(属于包膜病毒),它不可能在干燥的环境中生存。

3.5 喷雾干燥血浆蛋白粉的生物安全性保障

相关法规的认可和监管以及喷雾干燥加工工艺过程,使得喷雾干燥血浆蛋白粉的生物安全性得到了保证。

相关法规的认可和监管:到目前为止,喷雾干燥血浆蛋白粉、喷雾干燥血球蛋白粉、水解血粉、水解珠蛋白粉、血红素蛋白粉等饲用血制品已被列入国家饲料目录,相关的法律法规对其做了明确的规范、要求和监管。

喷雾干燥的工艺过程:喷雾干燥血浆蛋白粉的加工过程中,很多工艺已经确保了其成分的生物安全性。规范的血制品厂在血液采集过程执行严格的检疫程序,对屠宰前的猪和收集到的血液都进行微生物检验。血浆先经纳滤加工,将其中的水和灰分除去,然后进行超高压灭菌,高压高温喷雾干燥,使最终生产出的血浆蛋白产品不含致病微生物等有害物质。

目前,大量的研究和应用结果证实血浆蛋白是安全可靠的(Campbell等,2001,2003)。喷雾干燥工艺中的瞬间高温灭菌足以使猪流行性腹泻病毒失活,同时又保留了血浆中固有抗体的活性,进一步提高血浆蛋白的生物安全性。

猪流行性腹泻病毒(PEDV)属于冠状病毒科,是一种直径为90~190nm的RNA包膜病毒,不具备耐热性和耐溶性,极易失活。

因此,猪流行性腹泻病毒(PEDV)不可能存在于标准化生产的喷雾干燥血浆蛋白粉中,喷雾干燥血浆蛋白粉也不可能是引发2013美国猪流行腹泻的原因。

4 结语

随着人们对生活质量要求的不断提高,饲用抗生素在养殖业的使用很快将被全面禁止。2014年2月,美国食品药品管理局(FDA)称“从2014年起,美国计划用3年时间全面禁止在牲畜饲料中使用预防性抗生素,从而最大限度地避免食用畜禽产品的消费者出现对抗生素的抗药性问题”。FDA的这一举动将积极地促进其他国家和地区相关政策的出台,后抗生素时代各种功能性原料的使用将是未来的趋势。这就要求我们生产出安全的功能性蛋白质饲料原料(包括血浆蛋白粉及各种功能性小肽)来保障小猪的营养需求。功能性动物源性蛋白及活性小肽类产品都是抗生素的优秀替代品,在确保仔猪肠道的健康生长,提高仔猪的免疫力方面具有重要作用,有利于仔猪充分发挥其生长潜力,使养殖效益最大化。

拓展阅读

[低温喷雾干燥机原理]中药材干燥烘干技术的发展现状与趋势:http://www.iseca.cn/pw/161.html

喷雾干燥机,喷雾干燥机面临问题分析与解决:http://www.iseca.cn/pw/59.html

【低温喷雾干燥设备】茶叶成分干燥设备:http://www.iseca.cn/pw/159.html

用户评论

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