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標(biāo)題: 亞麻籽及其餅粕營養(yǎng)價值、毒理研究 [打印本頁]

作者: xjlixinmin 時間: 2010-4-8 09:22
標(biāo)題: 亞麻籽及其餅粕營養(yǎng)價值、毒理研究
亞麻籽及其餅粕營養(yǎng)價值、毒理研究
周小潔車向榮于霏
亞麻（Flax或Linseed）亦稱胡麻（植物學(xué)名為linum usitatissimun L.），是世界十大油料作物之一，居世界油料總產(chǎn)量的第7位。亞麻是一種經(jīng)濟(jì)價值較高的油料作物，除制麻外，亞麻籽可榨油，主要供作油漆等化工原料，亞麻餅可作畜禽飼料。目前，亞麻籽總產(chǎn)量全世界在200萬噸以上，主要產(chǎn)于加拿大、阿根廷、印度、美國、中國等國家。我國主要產(chǎn)于華北及西北地區(qū)的黑龍江、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆、山西、河北、寧夏等地，據(jù)統(tǒng)計2000年我國亞麻籽產(chǎn)量大約有62萬噸，是世界產(chǎn)量最高的國家，居我國油料總產(chǎn)量的第4位[1]，其亞麻餅產(chǎn)量約26.5萬噸[2]。亞麻分油用亞麻、纖用亞麻、油纖兼用亞麻等經(jīng)濟(jì)類型，其脫脂后的副產(chǎn)品稱為“亞（胡）麻餅（粕）”。
1 亞麻籽及餅粕的營養(yǎng)特征
亞麻籽含34％的油脂，亞麻機(jī)榨粕含5％左右的粗脂肪，浸提法約含1％粗脂肪，其組成成分見表1[4]。亞麻籽脂肪含量最高的是不飽和脂肪酸，其中亞麻酸所占比例較大，為其它常用植物油所不及。亞麻酸是動物機(jī)體不能合成又是生命活動必需的ω-3高不飽和脂肪酸的前體物,動物采食亞麻籽日糧后，肉、蛋、奶也會含有大量的ω-3高不飽和脂肪酸。有人用亞麻餅飼喂小鼠，結(jié)果其血清中總膽固醇、非高密度脂蛋白膽固醇及肝膽固醇含量均顯著降低。隨著人們對ω-3高不飽和脂肪酸日感興趣，亞麻籽作為飼料原料直接使用受到重視。
亞麻籽富含蛋白，主要由白蛋白和球蛋白組成，是優(yōu)質(zhì)植物蛋白。其氨基酸組成與大豆相似，賴氨酸、蛋氨酸缺乏，富含色氨酸。亞麻餅因品種、產(chǎn)地、榨油方法及工藝不同，其粗蛋白質(zhì)的含量差異很大（見表1）。亞麻餅粕的蛋白質(zhì)利用率與亞麻籽在榨油過程中的高溫高壓有關(guān)，高溫高壓可引起蛋白質(zhì)變性，使其利用率改變。趙藝等曾實際測得黑龍江省依安、克山等地的亞麻餅組蛋白質(zhì)含量為30％～40％。亞麻餅亦含有豐富的能量，雞代謝能為7.78MJ/kg，牛的產(chǎn)奶凈能為8.03MJ/kg，豬的消化能為13.47MJ/kg，羊的消化能為14.4MJ/kg。

亞麻籽的纖維素含量較高，總膳食纖維達(dá)28％左右，其中約30％為可溶膳食纖維。亞麻可溶膳食纖維的主要成分是亞麻膠（mucilage）。亞麻籽纖維里富含一種活性物質(zhì)亞麻木酚素（lignan），它是植物雌激素的一種形式，含量可達(dá)800μg/g。而其它谷物和大豆僅含2～8μg/g。近些年研究表明，亞麻木酚素有抗有絲分裂、抗真菌、抗氧化特性，最引人關(guān)注的是其抗激素敏感癌如乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌等的特性[9]。亞麻油里不含或含很少木酚素。
亞麻籽含鈣較少，磷較多，其中一部分磷以植酸磷的形式存在。亞麻籽含鉀豐富，含鎂、鐵、銅和鋅較少。亞麻籽里維生素A、D缺乏，維生素E以γ-生育酚的形式存在，是天然抗氧化劑。B族維生素含量較高。
2 亞麻籽及餅粕的毒理學(xué)
亞麻餅粕中含有許多有毒物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子，如亞麻籽膠、植酸、變應(yīng)原、生氰糖苷、胰蛋白酶抑制因子、抗VB6因子等。特別是其中生氰糖苷的毒性，大大地限制其在動物飼料中的使用量。因此本文著重就亞麻餅粕中生氰糖苷作一論述。
2.1 生氰糖苷的組分、結(jié)構(gòu)特性及其含量
生氰糖苷存在于亞麻籽的殼和仁中。Smith等（1980）確認(rèn)，亞麻籽中的生氰糖苷為亞麻苦甙（linamarin）、龍膽二糖丙酮氰醇（linustatin，LN）和β-龍膽二糖甲乙酮氰醇（neolinustatin，NN），另外還含有少許脈根甙。用NMR進(jìn)行分析得出各組分的分子結(jié)構(gòu)（圖1）[13]，都含有一個氰基。其中，后兩者為二糖苷，熔點為123～125.5℃（LN）和190～192℃（NN)，從木薯中分離出的亞麻苦甙為無色晶體，熔點139℃～141℃[14]。亞麻籽中生氰糖苷的含量與品種、種植方式、氣候、地理環(huán)境等因素有關(guān)，Oomah對10個不同品種進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)各品種中的亞麻苦甙、β-龍膽二糖丙酮氰醇(LN)和β-龍膽二糖甲乙酮氰醇（NN）3組分的含量分別為：138～319mg/kg、380～2 180mg/kg、730～4 540mg/kg。完全成熟的種籽極少或完全不含亞麻苦甙。油用亞麻品種是利用成熟種籽，其種籽中亞麻苦甙含量較少。纖維用亞麻品種由于其收獲較早（一般在種籽成熟前收獲）,所以，其種籽中含亞麻苦甙較多。種籽含油多,生氰糖甙含量越少；種籽含油少,生氰糖甙含量越高。新鮮亞麻籽中的氰化物,以氫氰酸（HCN）含量計，可達(dá)0.25～0.69mg/kg，貯藏過程中會下降。

亞麻籽餅粕中亞麻苦甙的含量因榨油方法不同而有很大差異。用溶劑提取法或在低溫條件下進(jìn)行冷榨時，亞麻籽中的亞麻苦甙可原封不動地殘留在餅粕中。相反，采用機(jī)械熱榨油法時，亞麻籽在榨油前經(jīng)過蒸炒，（溫度一般在100℃以上，并且往往高達(dá)125℃）其亞麻苦甙絕大部分遭到破壞，其亞麻籽餅中氫氰酸產(chǎn)生量很低。但要注意過度加熱降低氨基酸的有效性。我國目前一般采用機(jī)械熱榨油法，其餅粕中氫氰酸含量很低。據(jù)對我國甘肅、寧夏等北方5省區(qū)44個機(jī)榨亞麻籽餅樣品的分析結(jié)果表明，樣品中氫氰酸的含量差異甚大，低者<5mg/kg，高者達(dá)146mg/kg，但氫氰酸含量<16mg/kg者占總樣品數(shù)的73%[4]。有些土法榨油的作坊，由于亞麻籽的炒焙溫度不夠高或炒焙不勻，所得的亞麻籽餅的氫氰酸含量更高，可能引起畜禽中毒。
2.2 生氰糖苷的毒性
2.2.1 生氰糖苷的致毒機(jī)理
生氰糖甙本身不呈現(xiàn)毒性。但含有生氰糖甙的植物被動物采食、咀嚼后，植物組織的結(jié)構(gòu)遭到破壞，在適宜的條件下（有水存在，pH＝5左右，溫度40～50℃），生氰糖甙經(jīng)過與其共存的水解酶的作用，水解產(chǎn)生氫氰酸（HCN）而引起動物中毒[15，22]。但在正常情況下，二者存在于不同的部位，并不能接觸，因此不會引起氫氰酸的釋放。
氫氰酸的主要毒作用在于氰離子（CN-）能迅速與氧化型細(xì)胞色素氧化酶的三價鐵（Fe3+)結(jié)合，生成非常穩(wěn)定的高鐵細(xì)胞色素氧化酶，使其不能轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸r鐵（Fe2+)的還原型細(xì)胞色素氧化酶，致使細(xì)胞色素氧化酶失去傳遞電子、激活分子氧的功能，使組織細(xì)胞不能利用氧，形成“細(xì)胞內(nèi)窒息”，導(dǎo)致細(xì)胞中毒性缺氧癥。由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)對缺氧最為敏感，而且氫氰酸在類脂質(zhì)中溶解度較大，容易透過血腦屏障，所以，中樞神經(jīng)系統(tǒng)首先受害，尤以呼吸中樞及血管動物中樞為甚，臨床上表現(xiàn)為先興奮后抑制。呼吸麻痹是氫氰酸中毒的最嚴(yán)重的表現(xiàn)和致死的主要原因。目前，已發(fā)現(xiàn)CN-可抑制40多種酶的活性，其中大多數(shù)酶的結(jié)構(gòu)中都含有鐵和銅，因為CN-與鐵、銅離子有高度親和力，但以細(xì)胞色素氧化酶對CN-最敏感。
由于組織細(xì)胞中毒性缺氧，組織細(xì)胞不能從毛細(xì)血管的血液中攝取氧，這時靜脈和動脈的血氧差從正常的4%～5%降至1%～1.5%，因此，靜脈血和動脈血一樣呈現(xiàn)紅色，故在中毒初期，動物的可視粘膜呈鮮紅色。如果病程延長，呼吸受到抑制和氧的攝取受到限制，血液才變成暗紅色，此時才出現(xiàn)可視粘膜發(fā)紺，這一點在臨床上具有診斷價值。
氫氰酸能引起急性中毒，而長期少量攝入含氰甙的飼料能引起慢性中毒。主要表現(xiàn)為甲狀腺腫大及生長發(fā)育遲緩。其中毒機(jī)理是由于CN-在動物體內(nèi)經(jīng)硫氰酸酶的催化作用轉(zhuǎn)化為硫氰酸鹽（毒性為氰化物的1/200）。其硫氰基（SCN-)由于和碘離子（I-）有相似的克分子體積及電荷，在甲狀腺腺泡細(xì)胞聚碘過程中可與I-競爭，從而減少了甲狀腺腺泡細(xì)胞對碘的濃聚，導(dǎo)致機(jī)體甲狀腺激素的合成與分泌減少。根據(jù)甲狀腺機(jī)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)（下丘腦—腺垂體—甲狀腺軸)的調(diào)節(jié)機(jī)制，當(dāng)血液中甲狀腺激素的濃度降低時，通過負(fù)反饋作用，使腺垂體分泌大量促甲狀腺激素（TSH)。TSH持續(xù)不斷地作用于甲狀腺，從而使甲狀腺腺泡細(xì)胞呈現(xiàn)增生性變化，形成甲狀腺腫。據(jù)報道，澳大利亞和新西蘭的羊，由于長期采食含氰甙的白三葉而引起羊的甲狀腺腫大，生長發(fā)育遲緩。
2.2.2 氰化物中毒的臨床癥狀
亞麻餅(粕)中毒為氫氰酸中毒的慢性過程，但癥狀會逐漸加重。臨床上以流涎、震顫、呼吸困難及腹痛、下痢為特征。中毒后呈現(xiàn)不安、流涎、肌肉震顫、可視粘膜、皮膚先鮮紅后發(fā)紺；靜脈血呈鮮紅色、較粘稠、易形成泡沫；脈搏快而弱；劇烈腹痛、下?。缓笃谘狸P(guān)緊閉、瞳孔擴(kuò)大、臥地不起、四肢劃動、呼吸停止并死亡。
剖檢可見血管充血，血液呈鮮紅色且凝固不良，胃內(nèi)充滿氣體，該氣體有氫氰酸特有的氣味，胃腸粘膜充血或出血，肺水腫及充血，氣管和支氣管豁膜有出血點。胸腔、腹腔常有紅色液體。尸體不易腐敗，長時間呈鮮紅色。
2.2.3 氰化物的中毒劑量
毒性數(shù)據(jù)表明HCN是劇毒物質(zhì)，口服致死量為50～100mg，空氣中濃度為200mg/m3時，人吸入10min即可致死[19]。一般來說，每100g植物材料（干重）中HCN含量超過20mg時，就有引起中毒的危險。以生氰糖苷形式經(jīng)口攝入的HCN，對牛、羊的最低致死量每千克體重為2mg。我國飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)也有相關(guān)規(guī)定（表2）[20]。但是，迄今還沒有發(fā)現(xiàn)專門關(guān)于生氰糖苷閾值的研究報道。

3 亞麻籽及餅粕中生氰糖苷的測定
3.1 生氰糖苷的定性檢測
氰化物在酸性條件下，水解產(chǎn)生氫氰酸，氫氰酸在堿性溶液中，與亞鐵離子作用生成亞鐵氰化鈉，用鹽酸酸化，進(jìn)一步與三氯化鐵反應(yīng)，生成藍(lán)色的亞鐵氰化鐵，即普魯士藍(lán)，借以鑒定氰化物的存在；氫氰酸還能與苦味酸試紙作用，生成紅色的異氰紫酸鈉，也可作定性鑒定。
3.2 生氰糖苷的定量檢測
測定氰化物的常用方法有硝酸銀滴定法、氰離子選擇電極法和比色法。硝酸銀滴定法為國家標(biāo)準(zhǔn)法，也是美國AOAC推薦方法，其原理是：以氰甙形式存在于植物體內(nèi)的氰化物經(jīng)水浸泡水解后，進(jìn)行水蒸氣蒸餾，蒸餾出的氫氰酸被堿液吸收，在堿性條件下，以碘化鉀為指示劑，用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定定量。滴定法適用于分析液濃度在1mg/kg以上。氰離子選擇電極法原理為在pH值為12、硝酸鉀為0.1mol/l介質(zhì)中，氰離子濃度在10-1～10-6mol/l之間，電位值與氰離子濃度負(fù)對數(shù)呈直線關(guān)系，可以求出樣品中氰化物的含量。本法分析濃度范圍為0.05～10mg/kg。比色法的靈敏度較高，其分析液濃度下限0.02mg/kg。高濃度時，取部分分析液稀釋之。比色法又分苦味酸比色法和吡啶-巴比妥酸比色法[18]。氰化鈉在酸性條件下，水解生成氫氰酸，遇碳酸鈉生成氰化鈉，再與苦味酸反應(yīng)生成異氰紫酸鈉，呈玫瑰紅色，于波長538nm處測定吸光度，以吸光度為縱坐標(biāo)，氰離子濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，或計算回歸方程，然后根據(jù)樣液的吸光度，求樣液中氰離子的含量；同樣，氰化鈉在酸性條件下，可與溴反應(yīng)，生成溴化氰，再與吡啶作用生成5-羥基戊二烯醛，后者與巴比妥酸反應(yīng)生成紫紅色化合物，于波長580nm處測定吸光度，以吸光度為縱坐標(biāo)，氰離子濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，或計算回歸方程，根據(jù)樣液的吸光度，求樣液中氰離子的含量。
國外對植物中生氰糖苷的測定方法研究及應(yīng)用遠(yuǎn)比國內(nèi)深入、透徹。除了AOAC推薦方法外，國外使用的方法有：① 將樣品用酸水解，然后用巴比妥酸-嘧啶復(fù)合物染色，再用比色法測定[23]或者用嘧啶-吡唑啉酮染色。② 將樣品用β－葡(萄)糖苷酸酶水解，用苦味酸吸收HCN，測定光密度。③ Tatsuma等（2000）研制出一種快速測定生氰糖苷及氰化物的一次性比色板，其原理是酪氨酸酶能將L-酪氨酸氧化成黑色物質(zhì)，但這一反應(yīng)能被HCN（來自生氰糖苷分解產(chǎn)生）阻斷，用比色法可定量測定氰化物生成量，測量范圍為3μm到0.1mm；如果將酪氨酸酶、β-葡（萄）糖苷酸酶、L-酪氨酸、聚乙烯氧化物涂在一張薄膜上，只要將其與待測物浸提液接觸，就可根據(jù)出現(xiàn)的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色板作出比較，進(jìn)而得出其氰化物含量，測量范圍在10μm到10mm之間。④ 色譜分析法.這種檢測手段在國外應(yīng)用最為普遍，如氣相色譜法[27]、薄層色譜法[28]、反相HPLC離子色譜法等。應(yīng)用色譜法可將亞麻籽中生氰糖苷各組分含量分別測出，然后可按化學(xué)計量關(guān)系轉(zhuǎn)化成HCN的量。特別是高效液相色譜，如果各種條件都滿足的話，重復(fù)性很好，回收率也很高，但其缺點是受很多因素影響，如柱子、溶劑的不同都影響其準(zhǔn)確度。另外，色譜的流動相對實驗的結(jié)果也有影響，而且該方法所使用的儀器昂貴，限于各大企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)實驗室中研究時使用。
4 亞麻餅粕脫毒方法
利用加熱可使生氰糖苷與其對應(yīng)酶發(fā)生反應(yīng)，釋放氫氰酸，由于其可溶于水，采用流水或多次換水的辦法浸泡亞麻餅粕，使其脫毒。常用的脫毒方法有，水煮法、濕熱處理法、酸處理—濕熱處理法、干熱處理法。另外近幾年研究較多的是混合溶劑浸泡法脫毒，效果很好。但其經(jīng)濟(jì)可行性還必須在大規(guī)模飼養(yǎng)試驗的基礎(chǔ)上，從加工費(fèi)用和營養(yǎng)提高兩個角度去綜合評比。例如，趙藝等（1990）用熱噴技術(shù)脫毒處理亞麻餅，使HCN含量由128.25mg/kg降低到48.60mg/kg[2]。馮定遠(yuǎn)（2000）首次使用制粒和微波處理的物理方法進(jìn)行亞麻籽中生氰糖苷脫毒的研究，能明顯降低生氰糖苷的含量，降低比例分別為55.0％和83.2％，而高溫高壓及烘干處理的效果有限，證實亞麻籽中生氰糖苷脫毒的機(jī)理與細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞后，自身水解酶有關(guān)[32]。一般的熱處理并不能明顯改變細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使生氰糖苷與相應(yīng)的水解酶接觸。制粒加工完全破壞整體亞麻籽，而一定的溫度促使這種水解作用。同樣，微波處理由于紅光外的電磁射線被物料所吸收，這種射線波容易引起分子之間的共振，結(jié)果過使細(xì)胞內(nèi)部迅速摩擦加熱和水蒸氣壓力升高，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)膨脹和破裂，使生氰糖苷和水解酶接觸發(fā)生水解作用，所產(chǎn)生的HCN隨著水蒸氣的逸失而揮發(fā)，從而達(dá)到脫毒的目的。
參考文獻(xiàn)
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作者: zqf823 時間: 2010-4-8 20:34
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