飼料原料中的抗營養(yǎng)因子

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飼料原料中的抗營養(yǎng)因子

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飼料原料中的抗營養(yǎng)因子
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西風瘦馬

飼料中的抗營養(yǎng)因子及處理方法

揚州大學畜牧獸醫(yī)學院 劉波 章世元 姜德興 卜祥斌

飼料是動物生產的物質基礎，現(xiàn)今配合飼料中90％以上的組成成分為植物性飼料，植物性飼料中都含有一種或多種抗營養(yǎng)因子。抗營養(yǎng)因子不但影響了飼料的營養(yǎng)價值和適口性而且給動物的健康生長和生產帶來了很大的危害。眾所周知我國既是人口大國又是飼料生產大國（2000年生產7429萬噸），人畜爭糧，飼料資源短缺，尤其是蛋白質飼料資源缺口巨大，2000年缺口近3000萬噸。面對這樣嚴重的現(xiàn)實，除開發(fā)新的飼料資源外，提高現(xiàn)有飼料資源的利用率也是解決問題最有效途徑之一。由于抗營養(yǎng)因子是影響飼料營養(yǎng)價值充分發(fā)揮的主要因素，故現(xiàn)對常規(guī)植物飼料中的抗營養(yǎng)因子及相應處理方法進行歸納總結，以便幫助人們加德對有效利用飼料資源的認識，進而采取相應措施消除或鈍化飼料中抗營養(yǎng)因子的影響，從而有利于該料營養(yǎng)價值的充分發(fā)揮，提高飼料利用率，降低生產成本，提高經濟效益。

1． 禾谷籽實中的抗營養(yǎng)因子及處理方法
1．l禾谷籽實中的抗營養(yǎng)因子及其危害

禾谷籽實主要指小麥、紅高粱、大麥、黑麥和小黑麥。早在1952年Preece和Macrenzie就證實谷物飼料中主要含有兩類粘性的非淀粉多糖物質：阿拉伯木聚糖（戊聚糖）和β一葡聚糖。木聚糖按鍵的旋向分D型和L型，D型木聚糖以β－1，4鍵相連，L型木聚糖以α－l，2和α－l，3鍵相連。谷物中阿拉伯木聚糖連接以α－l，3鍵為主，其中阿拉伯木聚糖并非簡單地物理性嵌合在細胞壁中，而是通過堿敏性脂狀交聯(lián)固定在細胞壁中，故大多數(shù)不溶于水。非細胞壁成分的阿拉伯木聚糖形成高粘性水溶物，可吸收約十倍于自身重量的水。β一葡聚糖為葡萄糖以β－l，3和β－l，4鍵相連的聚合物。β一葡聚糖由于存在β－l，3鍵改變了β－l，4鍵的主鏈結構，阻止了主鏈間的相互接近，提高了可溶性。各種谷物中不僅總木聚糖與β一葡聚糖的含量差異較大，而且其水溶性木聚糖和水溶性β一葡聚糖的含量也不相同。

谷物飼料的抗營養(yǎng)特性不僅與其中木聚糖和β一葡聚糖含量有關更與水溶性木聚糖和水溶性β一葡聚糖含量相關，因為抗營養(yǎng)性主要是因為水溶性水聚糖與水溶性β一葡聚糖是具有高度的系水力，從而增加了動物腸道內食糜的粘稠度，使消化道內源酶對養(yǎng)分的作用降，營養(yǎng)物質的消化率下降。對比主要谷物飼料中木聚糖和β一葡聚糖含量發(fā)現(xiàn)大麥和燕麥中的非淀粉多聚糖以β一葡聚糖為主，而黑麥、小黑麥和小麥中以木聚糖為主。根據(jù)各自所含抗營養(yǎng)因子的特性可采取相應的處理措施，對大麥和燕麥型口糧通常采取添加β一葡聚糖酶，對黑麥、小黑麥和小麥型口糧通常采取添加木聚糖酶，對其它多聚糖含量比較低的飼糧可不添加酶制劑。谷物飼料中除含有這兩種主要抗營養(yǎng)因子外，還有植酸和單寧等抗營養(yǎng)因子。植酸只在成熟的種子中才出現(xiàn)，且以小麥、大麥和黑麥中含量較豐富，尤以黑麥中的活性最高。單寧主要存在于高粱中。

1．2處理方法
l.2.l
酶處理法：對于多聚糖的處理方法國內外均大多采取添加酶制劑。且實驗均得出了比較理想的結果。馮定遠等（2000）試驗指出在豬的玉米一豆粕一麩皮型日糧中添加木聚糖酶和β一葡聚糖酶制劑能使口糧于物質消化率提高11．3％余東游（2001）試驗表明在高大麥型口糧中添加β一葡聚糖酶可使仔豬和中豬的口增重分別提高20．
66％和11．56％。ChOO
1996）總結了雞的試驗認為加酶使飼料干物質消化率提高了17％。眾多試驗認為添加非淀粉多糖出SP）酶制劑家禽消化率提高的效果比豬的好。對于植酸亦多采取加酶處理。Cromwell
1991）證明日糧添加植酸酶時，明顯降低了口糧磷的需要量和糞便磷的排泄，從而減輕了環(huán)境污染。
1．2．2
機械加工法：如蒸汽碾壓法和蒸汽壓片法。蒸汽碾壓法是舍飼肉?？诩Z和奶牛精料中大麥和玉米的常見加工方法。Thenrer（1999）試驗將谷物先經過蒸汽處理15min或更短時間以便使水分含量達到12％－14％，然后用相應規(guī)格的碾子碾壓成一種沒有特定體積和密度的片狀物（高粱和玉米以0．36Kg／L為宜）。蒸汽壓片法較蒸汽碾壓法應用更廣，谷物先在立式蒸汽處理器中調制30－60min使谷物水分含量達18％－20％，然后經二個預熱的大直徑碾子擠壓成所期望的特定密度的谷物片。試驗結果表明，提高加工過程中水分、溫度和壓力均能提高谷物在瘤胃中的可消化淀粉含量和總淀粉消化率。
1．2.3
化學處理方法：常用NaOH處理谷物類飼料。這種方法于80年代中期在英國部分地區(qū)開始使用，在奶?？诩Z中使用大量經堿化處理的小麥可避免酸中毒，同時農場還可以省去磨碎或干燥谷物加工設備的投入。堿化處理谷物的三個主要因素是：結晶NaOH、谷物和水。NaOH的添加量為飼料重量的3％－6％，谷物的最佳含水量為30％。Roett試驗發(fā)現(xiàn)，經
6％ NaOH浸泡處理和噴霧處理的大麥，大麥的于物質降解率從50％提高到了75％－85％，證明堿化處理可以破壞半纖維素，從而提高降解率。
1．2．4
育種方法：有種方法是最有效的方法。如目前國內大麥總產的70％用于飼料工業(yè)，因此培育優(yōu)質的飼料大麥新品種意義重大。江蘇大中農場于2000年育成飼料專用大麥，并經審定定名。從當前實際國情來看，加入WH0G中國國內的價高質劣的飼料原料勢必將受到國外質優(yōu)價廉的飼料原料的強有力的沖擊，面對這樣的現(xiàn)實，我們認為最有效的應對辦法就是加快高產優(yōu)質新品種的培育。
2．大豆餅／粕中的抗營養(yǎng)因子及處理方法
2．l大豆餅／粕中的抗營養(yǎng)因子及其危害

大豆粕粗蛋白含量為35％－42％。大豆粕以其蛋白質含量高，氨基酸比較平衡而成為全世界最主要的植物蛋白質飼料原料。2000年我國飼料工業(yè)的豆粕消費量達到1300萬噸。大豆餅／粕蛋白質品質好，賴氨酸含量高，但大豆餅／粕中含有某些生長抑制因子和抗營養(yǎng)成分，主要包括胰蛋白酶抑制劑、血凝集素、皂苷、植酸、雌激素、胃脹氣因子、抗維生素因子、致甲狀腺腫因子和脲酶等抗營養(yǎng)因子。蛋白酶抑制劑對動物的危害主要是抑制動物的生長和引起胰腺肥大。一般認為其原因是腸道中蛋白水解酶的作用受到抑制，從而阻礙動物對飼料蛋白質的消化吸收。大豆凝集素在動物腸道中不易被酶水解，卻容易和小腸壁上皮細胞表面的特異性受體（細胞外被多糖）結合，從而損壞小腸壁刷狀線粘膜結構，干擾消化酶的分泌，抑制腸道對營養(yǎng)物質的消化吸收，使蛋白質利用率下降，動物生長受阻甚至停滯。皂苷能抑制胰凝乳蛋白酶和膽堿脂酶活性并有溶血作用。
2．2處理方法

2.2．l物理方法：包括機械脫殼、膨化、加熱、水浸泡等。大豆中的部分抗營養(yǎng)因于對熱不穩(wěn)定，如胰蛋白酶抑制劑、血凝集素、尿酶、致甲狀腺腫因子和抗維生素因子通過充分加熱即可使之變性失活。Cupta（1987）證實了胰蛋白酶抑制劑活性與加熱時間成負相關。席鵬彬等（2000）實驗指出通過濕法擠壓加工（125－140℃）可顯著降低生大豆的脲酶活性和抗胰蛋白酶活性，同時適度的加熱也可使蛋白質展開氨基酸殘基，殘基暴露則使之易于被動物體內的蛋白酶水解吸收。李素芬（2001）實驗對全脂大豆抗脫殼去表皮，以減少抗營養(yǎng)因子作用。熊易強（
1998）報告去皮豆粕營養(yǎng)價值明顯提高。水浸泡法則是利用某些抗營養(yǎng)因子溶于水的特性將其除去，如大豆籽實經浸泡萌發(fā)24h可使水蘇糖和棉籽糖含量減少一半。

2．2．2化學方法：如用乙醇處理，使大豆蛋白的結構改變，以降低大豆蛋白中抗營養(yǎng)口子的活性。Sissons（1989）用65％－70％的乙醇在70℃－80T下處理大豆后，大豆的抗原性明顯降低。Coon等（1990）報道采用乙醇作溶劑進行車取的物理一化學加工工藝來消除豆粕中的寡聚糖，結果發(fā)現(xiàn)經乙醇萃取后豆粕的代謝能提高了20％，N的消化率提高了5％－50％。侯水生等（1996）用Na。SZO。處理生大豆粕可使胰蛋白酶抑制活性下降45％。
2．2．3加酶法：此法是一種比較可行的方法，在大豆中添加酶制劑對營養(yǎng)物質的影響較小。Mejer和
Spkking（1993）研究發(fā)現(xiàn)，添加特異性酶來滅活大豆中的胰蛋白酶抑制劑有一定的效果。Ba。elona
Autonoma大學用肉仔雞進行試驗在玉米一豆粕型口糧中添加酶制劑使口糧的代謝能提高了5％，氮存留率提高了10％以上。

2．2．4育種方法：通過培育出低胰蛋白酶抑制劑、低皂苷和低植酸等低抗營養(yǎng)因子的新品種，這樣既能促進種植業(yè)的發(fā)展又能推動飼料工業(yè)的發(fā)展可謂一舉兩得。
3．菜籽餅／粕中的抗營養(yǎng)因子及處理方法
3．l菜籽餅／粕中的抗營養(yǎng)因子及其危害

我國種植的油菜品種絕大部分為甘蘭型品種，菜籽粕含粗蛋白質35％－40％。菜籽粕中蛋白質的含量雖然不如豆粕，但菜籽粕的蛋白質的質量優(yōu)于大豆粕。菜籽粕中的抗營養(yǎng)因子主要有植酸、單寧、芥子堿、硫葡糖苷及水解產物。一般菜籽餅／粕中植酸含量大約為2％，單寧的含量約為0．5％。植酸作為一種很強的螫合物它能與鈣、鎂、鋅等金屬離子形成絡合物而大大降低了這些元素的生物利用率，又因植酸中富含磷而動物對植酸磷的利用率很低，但采食后排出體外的植酸磷能為環(huán)境中的微生物分解而釋放到環(huán)境中，易造成水體富營養(yǎng)化而導致水中缺氧，從而給環(huán)境帶來極大的負面影響。此問題正日益受到人們的關注。單寧是一種多元酚化合物，有苦澀味，影響適口性，且在中性和堿性條件下被氧化并產生聚合作用從而使菜籽粕顏色變黑，并產生不良氣味。多酚化合物還能與蛋白質結合使其營養(yǎng)價值顯著降低。硫葡糖苷在菜籽粕中的含量為6．9。g／g－12．ling／g。硫葡糖苷是一種含硫化合物，含硫越高毒性越大。硫葡糖苷本身無毒但在基加工過程中在共存的硫葡糖貳酶作用下會使其水解成惡吐烷硫酮（OZT）和異硫氰酸酯（ITC）。OZT是菜籽粕中主要有毒成分，OZT的主要毒害作用是阻礙甲狀腺素的合成，引起腺垂體促甲狀腺素的分泌增加，導致甲狀腺腫大故又被稱為致甲狀腺腫因子，它同時使動物生長緩慢。ITC中的SCN是與I一的形狀和大小相似的單價陰離子，在血液中的含量多時可與I一競爭而濃集到甲狀腺中去抑制了甲狀腺濾泡細胞濃集碘的能力，從而導致甲狀腺腫大并使動物生長速度降低。ITC多數(shù)不溶于水具有揮化性因而去毒方法只能采取加熱、日曬等方法而不能用水洗降去。氰為ITC進一步分解的產物，能抑制動物生長引起動物的肝和腎腫大，且單胃動物的胃環(huán)境有利于氰的產生，故在單胃動物飼料中尤其要注意菜籽粕的脫毒。芥子堿在菜籽粕中的含量約為l－l．5％，它能溶于水，不穩(wěn)定容易發(fā)生非酶催化的水解反應，生成芥子酸和膽堿，芥子堿有苦味是引起菜籽粕適口性差的主要因素。芥子堿與腥味蛋的產生有關，這是由于芥子堿在雞蛋腸道中分解為芥子酸和膽堿，膽堿進一步轉化為三甲胺，當雞蛋中的三甲胺的濃度超過lμg／g即有魚腥味。

3．2處理方法

3．2．l物理方法：如采用預榨浸出，用70％的乙醇在60℃以下浸提以除去菜籽粕中的硫葡糖苷和其它可溶性的有害物質，用加熱處理菜籽粕也是一種很好的方法；硫葡萄式和芥子喊存在于菜籽的內仁中，脫殼后可使這兩種有毒物質的濃度進一步提高，但由于他們?yōu)闊崦粑镔|，通過熱處理可大大減少這些抗營養(yǎng)因子的含量；水浸法雖簡單易行但處理量有限且一些水溶性物質損失較多，放采用較少。
3.2．2化學方法：常采用加堿。氮和硫酸亞鐵等進行處理。堿處理法可破壞硫葡糖式和絕大部分芥子堿，通常采用加 NaOH、 Ca(OH)2和
NaC03。且以Na2CO3去毒效果最好。氨處理多同時進行，加熱氨可與硫葡糖苷反應生成無毒的硫脲。硫酸亞鐵處理法的作用在于鐵離子與硫葡糖苷及其降解產物分別形成螫合物從而使它們失去毒性。
3．2．3微生物法：多通過細菌和真菌產生微生物降解酶來去除硫葡糖苷和其降解產物，此種方法對營養(yǎng)物質的損失較少，很有前景。

3．2．4育種方法：育種法是一種解決抗營養(yǎng)因子的最根本的方法，雖然育成一個新品種較花時間，但一旦育成則受益非淺?，F(xiàn)在國外加拿大和歐洲各國大力培育推廣“雙低”油菜品種Canola（加拿大1974年育成人其特點是齊酸含量＜5％，餅粕中硫葡糖苷的含量極少，低于2mg／g。國內從70年代中期才開始研究培育雙低油菜品種，先后育成華雙3號、華雙4號、湘油11號、中雙4號等。
4．棉籽粕中的抗營養(yǎng)因子及其處理方法
4．l棉籽粕中的抗營養(yǎng)因子及其危害

棉籽粕是一種蛋白質含量較高的植物蛋白源，但因其含有棉酚和環(huán)丙烯類脂肪酸等營養(yǎng)因子，因而限制了其在動物飼糧中的添加量，尤其是家禽對棉酚較敏感。如能通過適當?shù)姆椒ㄌ幚?，增加其飼料中的添加量則對解決我國的蛋白質資源貧乏問題大有裨益。棉酚按其存在形式分為游離棉酚（FG）和結合棉酚（BG）。BG無毒性，F(xiàn)G決定了棉籽粕的毒副作用。一般FG占棉籽仁干重的
0．85％，BG%0．15％左右。FG其毒性主要由活性醛基和活性羥基產生毒性而引起多種危害，大量棉酚進入消化道后可刺激胃腸粘膜引起胃腸炎，進入血液后能損害心、肝、腎等實質性器官，另外在體內能與蛋白質和鐵等結合，使體內一些功能蛋白酶失活，與鐵結合則易導致缺鐵性貧血。此外還能影響雄性動物的生殖機能造成公畜性不育；影響蛋白質，使其蛋黃變?yōu)榫G色或紅褐色。
4．2處理方法

4.2．l物理方法：包括溶劑浸出法、高壓熱噴法等。溶劑浸出法為在低溫條件下直接采用溶劑浸出提取油脂同時將棉酚除去生成低變性蛋白質飼料；高壓熱噴法可使游離棉酚的脫除率達到70％，但因高壓高熱法成本高月月
l起蛋白質變性，故難推廣應用。
4.2．2化學方法：其中最常用的是添加
FeSO和NaHCOFe與棉酚中的活性基團醛基和羥基作用形成螫合物從而解除了棉酚的毒性，F(xiàn)eSO僅能作為棉酚的解毒劑而且能降低酚在肝中的蓄積量從而起到預防中毒的作用。此外張麗英（1997）實驗表明在用FeSO4·7HZO處理的基礎上再用Ca(OH)2。進一步處理可增強脫毒效應。添加NaHCO3使餅粕中游離棉酚被破壞成為結合棉酚，但因此法處理后需再用堿和酸中和并需加熱較費錢。

4.2．3微生物方法：此方法國內外研究較為活躍，但因此項技術為多學科交叉的研究領域，國內外都停留在實驗室階段。國內中國農業(yè)工程研究設計院從20世紀80年代探討用生物技術與工程技術結合手段進行生物脫毒，產品脫毒率達85％以上。此外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)幾種暫時保密的脫毒菌（如鐘英長1989；楊景芝1998等）。

4.2.4育種方法：棉酚包含在棉籽色腺中因此培育出無色腺的棉花品種則可消除棉酚，從而消除了飼喂棉籽餅帶來的弊端。1960年美國人Mcmichael首先獲得了無色素腺體的棉花植株，后來他育成世界上第一個無腺體棉花品種“23B”。我國從1972年開始低酚棉研究工作，并相繼育成無酚1號、豫無19中無151、冀無12等20多個低酚棉品種。
5 其它植物飼料中的抗營養(yǎng)因子及處理方法

5．l塊根塊莖類：木薯主要產于兩廣，兩戶占全國約80％的產量，木薯中主要毒物為生氰葡萄糖甙即亞麻苦甙和百脈根甙，主要存在于木薯細胞液的液泡中，通過加熱容易使之失去毒性，從而不再具有釋放氫氰酸的能力。馬鈴薯主要產于西北、內蒙。馬鈴薯中主要毒物是龍葵堿，因其不易通過加熱和煮沸破壞故多以預防為主，未成熟或發(fā)芽的馬鈴薯不能飼喂動物。馬鈴薯的存放應放在干燥、涼爽無直射陽光的地方阻止發(fā)芽變綠。

5．2其它餅粕飼料：富含蛋白的其它餅粕類飼料還有花生粕、亞麻籽粕、蓖麻籽粕等?；ㄉ种械目範I養(yǎng)因子主要是胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素和皂甙等。其中主要是胰蛋白酶抑制因子，通過加熱在120℃左右可破壞胰蛋白酶抑制因子，且加熱后對于消化有良好的效果。此外對花生粕要特別注意防止黃曲霉毒素污染，最好新鮮時使用為佳。亞麻籽餅粕中含有亞麻籽膠和亞麻苦甙，亞麻籽膠能溶于水，故可采用亞麻籽餅：水二l：
2的比例浸泡，以除去亞麻籽膠，再用加熱法去除亞麻苦咸。蓖麻籽餅中含有蓖麻毒蛋白和蓖麻堿，其中蓖麻毒蛋白是已知最毒的植物蛋白，去毒處理一般采用加壓加蒸汽法。
6 結語：

隨著我國飼料工業(yè)的迅速發(fā)展，飼料原料對飼料工業(yè)發(fā)展的瓶頸作用越來越明顯。一方面我們要快速發(fā)展飼料工業(yè)，另一方面我們又面臨嚴重的飼料原料短缺，特別是蛋白質飼料資源缺口大，每年國家需大量進口大豆、肉骨粉、魚粉等蛋白質資源。這就使得我們面對現(xiàn)實問題，必須努力解決目前有限飼料資源特別是有限的蛋白質飼料資源的合理利用，努力提高利用率，降低抗營養(yǎng)因子的危害，并積極開發(fā)新的飼料資源，且加以充分利用，盡可能為我國飼料工業(yè)的發(fā)展提供更多更好的飼料原料，促進飼料工業(yè)的穩(wěn)步快速發(fā)展，進而帶動畜牧業(yè)的發(fā)展，努力解決人們日益增長的物質需求。

[ 本帖最后由 小馬哥 于 2007-4-22 19:05 編輯 ]

長江

看看再說。先謝了樓主

cj630

我支持你  :D

小馬哥

很好的資料，支持以下！

大何

學習、再學習??！