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植物性饲料中含有哪些抗营养因子

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-08-10

  本人热爱数学,在校成绩优异,多次被评为三好学生,愿利用课余时间,诚心诚意帮助需要帮助的人。

  1.禾谷籽实中的抗营养因子及其危害:禾谷籽实主要指小麦、红高粱、大麦、黑麦和小黑麦。早在1952年Preece和Macrenzie就证实谷物饲料中主要含有两类粘性的非淀粉多糖物质:阿拉伯木聚糖(戊聚糖)和β一葡聚糖。木聚糖按键的旋向分D型和L型,D型木聚糖以β-1,4键相连,L型木聚糖以α-l,2和α-l,3键相连。谷物中阿拉伯木聚糖连接以α-l,3键为主,其中阿拉伯木聚糖并非简单地物理性嵌合在细胞壁中,而是通过碱敏性脂状交联固定在细胞壁中,故大多数不溶于水。非细胞壁成分的阿拉伯木聚糖形成高粘性水溶物,可吸收约十倍于自身重量的水。β一葡聚糖为葡萄糖以β-l,3和β-l,4键相连的聚合物。β一葡聚糖由于存在β-l,3键改变了β-l,4键的主链结构,阻止了主链间的相互接近,提高了可溶性。各种谷物中不仅总木聚糖与β一葡聚糖的含量差异较大,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。

  谷物饲料的抗营养特性不仅与其中木聚糖和β一葡聚糖含量有关更与水溶性木聚糖和水溶性β一葡聚糖含量相关,因为抗营养性主要是因为水溶性水聚糖与水溶性β一葡聚糖是具有高度的系水力,从而增加了动物肠道内食糜的粘稠度,使消化道内源酶对养分的作用降,营养物质的消化率下降。对比主要谷物饲料中木聚糖和β一葡聚糖含量发现大麦和燕麦中的非淀粉多聚糖以β一葡聚糖为主,而黑麦、小黑麦和小麦中以木聚糖为主。根据各自所含抗营养因子的特性可采取相应的处理措施,对大麦和燕麦型口粮通常采取添加β一葡聚糖酶,对黑麦、小黑麦和小麦型口粮通常采取添加木聚糖酶,对其它多聚糖含量比较低的饲粮可不添加酶制剂。谷物饲料中除含有这两种主要抗营养因子外,还有植酸和单宁等抗营养因子。植酸只在成熟的种子中才出现,且以小麦、大麦和黑麦中含量较丰富,尤以黑麦中的活性最高。单宁主要存在于高粱中。

  酶处理法:对于多聚糖的处理方法国内外均大多采取添加酶制剂。且实验均得出了比较理想的结果。冯定远等(2000)试验指出在猪的玉米一豆粕一麸皮型日粮中添加木聚糖酶和β一葡聚糖酶制剂能使口粮于物质消化率提高11.3%余东游(2001)试验表明在高大麦型口粮中添加β一葡聚糖酶可使仔猪和中猪的口增重分别提高20. 66%和11.56%。ChOO 1996)总结了鸡的试验认为加酶使饲料干物质消化率提高了17%。众多试验认为添加非淀粉多糖出SP)酶制剂家禽消化率提高的效果比猪的好。对于植酸亦多采取加酶处理。Cromwell 1991)证明日粮添加植酸酶时,明显降低了口粮磷的需要量和粪便磷的排泄,从而减轻了环境污染。

  机械加工法:如蒸汽碾压法和蒸汽压片法。蒸汽碾压法是舍饲肉牛口粮和奶牛精料中大麦和玉米的常见加工方法。Thenrer(1999)试验将谷物先经过蒸汽处理15min或更短时间以便使水分含量达到12%-14%,然后用相应规格的碾子碾压成一种没有特定体积和密度的片状物(高粱和玉米以0.36Kg/L为宜)。蒸汽压片法较蒸汽碾压法应用更广,谷物先在立式蒸汽处理器中调制30-60min使谷物水分含量达18%-20%,然后经二个预热的大直径碾子挤压成所期望的特定密度的谷物片。试验结果表明,提高加工过程中水分、温度和压力均能提高谷物在瘤胃中的可消化淀粉含量和总淀粉消化率。

  化学处理方法:常用NaOH处理谷物类饲料。这种方法于80年代中期在英国部分地区开始使用,在奶牛口粮中使用大量经碱化处理的小麦可避免酸中毒,同时农场还可以省去磨碎或干燥谷物加工设备的投入。碱化处理谷物的三个主要因素是:结晶NaOH、谷物和水。NaOH的添加量为饲料重量的3%-6%,谷物的最佳含水量为30%。Roett试验发现,经 6% NaOH浸泡处理和喷雾处理的大麦,大麦的于物质降解率从50%提高到了75%-85%,证明碱化处理可以破坏半纤维素,从而提高降解率。

  育种方法:有种方法是最有效的方法。如目前国内大麦总产的70%用于饲料工业,因此培育优质的饲料大麦新品种意义重大。江苏大中农场于2000年育成饲料专用大麦,并经审定定名。从当前实际国情来看,加入WH0G中国国内的价高质劣的饲料原料势必将受到国外质优价廉的饲料原料的强有力的冲击,面对这样的现实,我们认为最有效的应对办法就是加快高产优质新品种的培育。

  大豆饼/粕中的抗营养因子及其危害:大豆粕粗蛋白含量为35%-42%。大豆粕以其蛋白质含量高,氨基酸比较平衡而成为全世界最主要的植物蛋白质饲料原料。2000年我国饲料工业的豆粕消费量达到1300万吨。大豆饼/粕蛋白质品质好,赖氨酸含量高,但大豆饼/粕中含有某些生长抑制因子和抗营养成分,主要包括胰蛋白酶抑制剂、血凝集素、皂苷、植酸、雌激素、胃胀气因子、抗维生素因子、致甲状腺肿因子和脲酶等抗营养因子。蛋白酶抑制剂对动物的危害主要是抑制动物的生长和引起胰腺肥大。一般认为其原因是肠道中蛋白水解酶的作用受到抑制,从而阻碍动物对饲料蛋白质的消化吸收。大豆凝集素在动物肠道中不易被酶水解,却容易和小肠壁上皮细胞表面的特异性受体(细胞外被多糖)结合,从而损坏小肠壁刷状线粘膜结构,干扰消化酶的分泌,抑制肠道对营养物质的消化吸收,使蛋白质利用率下降,动物生长受阻甚至停滞。皂苷能抑制胰凝乳蛋白酶和胆碱脂酶活性并有溶血作用。

  物理方法:包括机械脱壳、膨化、加热、水浸泡等。大豆中的部分抗营养因于对热不稳定,如胰蛋白酶抑制剂、血凝集素、尿酶、致甲状腺肿因子和抗维生素因子通过充分加热即可使之变性失活。Cupta(1987)证实了胰蛋白酶抑制剂活性与加热时间成负相关。席鹏彬等(2000)实验指出通过湿法挤压加工(125-140℃)可显著降低生大豆的脲酶活性和抗胰蛋白酶活性,同时适度的加热也可使蛋白质展开氨基酸残基,残基暴露则使之易于被动物体内的蛋白酶水解吸收。李素芬(2001)实验对全脂大豆抗脱壳去表皮,以减少抗营养因子作用。熊易强( 1998)报告去皮豆粕营养价值明显提高。水浸泡法则是利用某些抗营养因子溶于水的特性将其除去,如大豆籽实经浸泡萌发24h可使水苏糖和棉籽糖含量减少一半。

  化学方法:如用乙醇处理,使大豆蛋白的结构改变,以降低大豆蛋白中抗营养口子的活性。Sissons(1989)用65%-70%的乙醇在70℃-80T下处理大豆后,大豆的抗原性明显降低。Coon等(1990)报道采用乙醇作溶剂进行车取的物理一化学加工工艺来消除豆粕中的寡聚糖,结果发现经乙醇萃取后豆粕的代谢能提高了20%,N的消化率提高了5%-50%。侯水生等(1996)用Na。SZO。处理生大豆粕可使胰蛋白酶抑制活性下降45%。

  加酶法:此法是一种比较可行的方法,在大豆中添加酶制剂对营养物质的影响较小。Mejer和 Spkking(1993)研究发现,添加特异性酶来灭活大豆中的胰蛋白酶抑制剂有一定的效果。Ba。elona Autonoma大学用肉仔鸡进行试验在玉米一豆粕型口粮中添加酶制剂使口粮的代谢能提高了5%,氮存留率提高了10%以上。

  育种方法:通过培育出低胰蛋白酶抑制剂、低皂苷和低植酸等低抗营养因子的新品种,这样既能促进种植业的发展又能推动饲料工业的发展可谓一举两得。

  菜籽饼/粕中的抗营养因子及其危害: 我国种植的油菜品种绝大部分为甘兰型品种,菜籽粕含粗蛋白质35%-40%。菜籽粕中蛋白质的含量虽然不如豆粕,但菜籽粕的蛋白质的质量优于大豆粕。菜籽粕中的抗营养因子主要有植酸、单宁、芥子碱、硫葡糖苷及水解产物。一般菜籽饼/粕中植酸含量大约为2%,单宁的含量约为0.5%。植酸作为一种很强的螫合物它能与钙、镁、锌等金属离子形成络合物而大大降低了这些元素的生物利用率,又因植酸中富含磷而动物对植酸磷的利用率很低,但采食后排出体外的植酸磷能为环境中的微生物分解而释放到环境中,易造成水体富营养化而导致水中缺氧,从而给环境带来极大的负面影响。此问题正日益受到人们的关注。单宁是一种多元酚化合物,有苦涩味,影响适口性,且在中性和碱性条件下被氧化并产生聚合作用从而使菜籽粕颜色变黑,并产生不良气味。多酚化合物还能与蛋白质结合使其营养价值显著降低。硫葡糖苷在菜籽粕中的含量为6.9。g/g-12.ling/g。硫葡糖苷是一种含硫化合物,含硫越高毒性越大。硫葡糖苷本身无毒但在基加工过程中在共存的硫葡糖贰酶作用下会使其水解成恶吐烷硫酮(OZT)和异硫氰酸酯(ITC)。OZT是菜籽粕中主要有毒成分,OZT的主要毒害作用是阻碍甲状腺素的合成,引起腺垂体促甲状腺素的分泌增加,导致甲状腺肿大故又被称为致甲状腺肿因子,它同时使动物生长缓慢。ITC中的SCN是与I一的形状和大小相似的单价阴离子,在血液中的含量多时可与I一竞争而浓集到甲状腺中去抑制了甲状腺滤泡细胞浓集碘的能力,从而导致甲状腺肿大并使动物生长速度降低。ITC多数不溶于水具有挥化性因而去毒方法只能采取加热、日晒等方法而不能用水洗降去。氰为ITC进一步分解的产物,能抑制动物生长引起动物的肝和肾肿大,且单胃动物的胃环境有利于氰的产生,故在单胃动物饲料中尤其要注意菜籽粕的脱毒。芥子碱在菜籽粕中的含量约为l-l.5%,它能溶于水,不稳定容易发生非酶催化的水解反应,生成芥子酸和胆碱,芥子碱有苦味是引起菜籽粕适口性差的主要因素。芥子碱与腥味蛋的产生有关,这是由于芥子碱在鸡蛋肠道中分解为芥子酸和胆碱,胆碱进一步转化为三甲胺,当鸡蛋中的三甲胺的浓度超过lμg/g即有鱼腥味。

  l物理方法:如采用预榨浸出,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质,用加热处理菜籽粕也是一种很好的方法;硫葡萄式和芥子喊存在于菜籽的内仁中,脱壳后可使这两种有毒物质的浓度进一步提高,但由于他们为热敏物质,通过热处理可大大减少这些抗营养因子的含量;水浸法虽简单易行但处理量有限且一些水溶性物质损失较多,放采用较少。

  化学方法:常采用加碱。氮和硫酸亚铁等进行处理。碱处理法可破坏硫葡糖式和绝大部分芥子碱,通常采用加 NaOH、 Ca(OH)2和 NaC03。且以Na2CO3去毒效果最好。氨处理多同时进行,加热氨可与硫葡糖苷反应生成无毒的硫脲。硫酸亚铁处理法的作用在于铁离子与硫葡糖苷及其降解产物分别形成螫合物从而使它们失去毒性。

  微生物法:多通过细菌和真菌产生微生物降解酶来去除硫葡糖苷和其降解产物,此种方法对营养物质的损失较少,很有前景。

  育种方法:育种法是一种解决抗营养因子的最根本的方法,虽然育成一个新品种较花时间,但一旦育成则受益非浅。现在国外加拿大和欧洲各国大力培育推广“双低”油菜品种Canola(加拿大1974年育成人其特点是齐酸含量<5%,饼粕中硫葡糖苷的含量极少,低于2mg/g。国内从70年代中期才开始研究培育双低油菜品种,先后育成华双3号、华双4号、湘油11号、中双4号等。

  棉籽粕中的抗营养因子及其危害:棉籽粕是一种蛋白质含量较高的植物蛋白源,但因其含有棉酚和环丙烯类脂肪酸等营养因子,因而限制了其在动物饲粮中的添加量,尤其是家禽对棉酚较敏感。如能通过适当的方法处理,增加其饲料中的添加量则对解决我国的蛋白质资源贫乏问题大有裨益。棉酚按其存在形式分为游离棉酚(FG)和结合棉酚(BG)。BG无毒性,FG决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羟基产生毒性而引起多种危害,大量棉酚进入消化道后可刺激胃肠粘膜引起胃肠炎,进入血液后能损害心、肝、肾等实质性器官,另外在体内能与蛋白质和铁等结合,使体内一些功能蛋白酶失活,与铁结合则易导致缺铁性贫血。此外还能影响雄性动物的生殖机能造成公畜性不育;影响蛋白质,使其蛋黄变为绿色或红褐色。

  物理方法:包括溶剂浸出法、高压热喷法等。溶剂浸出法为在低温条件下直接采用溶剂浸出提取油脂同时将棉酚除去生成低变性蛋白质饲料;高压热喷法可使游离棉酚的脱除率达到70%,但因高压高热法成本高月月 l起蛋白质变性,故难推广应用。

  化学方法:其中最常用的是添加 FeSO和NaHCOFe与棉酚中的活性基团醛基和羟基作用形成螫合物从而解除了棉酚的毒性,FeSO仅能作为棉酚的解毒剂而且能降低酚在肝中的蓄积量从而起到预防中毒的作用。此外张丽英(1997)实验表明在用FeSO4·7HZO处理的基础上再用Ca(OH)2。进一步处理可增强脱毒效应。添加NaHCO3使饼粕中游离棉酚被破坏成为结合棉酚,但因此法处理后需再用碱和酸中和并需加热较费钱。

  微生物方法:此方法国内外研究较为活跃,但因此项技术为多学科交叉的研究领域,国内外都停留在实验室阶段。国内中国农业工程研究设计院从20世纪80年代探讨用生物技术与工程技术结合手段进行生物脱毒,产品脱毒率达85%以上。此外,现已发现几种暂时保密的脱毒菌(如钟英长1989;杨景芝1998等)。

  育种方法:棉酚包含在棉籽色腺中因此培育出无色腺的棉花品种则可消除棉酚,从而消除了饲喂棉籽饼带来的弊端。1960年美国人Mcmichael首先获得了无色素腺体的棉花植株,后来他育成世界上第一个无腺体棉花品种“23B”。我国从1972年开始低酚棉研究工作,并相继育成无酚1号、豫无19中无151、冀无12等20多个低酚棉品种。

  块根块茎类:木薯主要产于两广,两户占全国约80%的产量,木薯中主要毒物为生氰葡萄糖甙即亚麻苦甙和百脉根甙,主要存在于木薯细胞液的液泡中,通过加热容易使之失去毒性,从而不再具有释放氢氰酸的能力。马铃薯主要产于西北、内蒙。马铃薯中主要毒物是龙葵碱,因其不易通过加热和煮沸破坏故多以预防为主,未成熟或发芽的马铃薯不能饲喂动物。马铃薯的存放应放在干燥、凉爽无直射阳光的地方阻止发芽变绿。

  其它饼粕饲料:富含蛋白的其它饼粕类饲料还有花生粕、亚麻籽粕、蓖麻籽粕等。花生粗中的抗营养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,通过加热在120℃左右可破坏胰蛋白酶抑制因子,且加热后对于消化有良好的效果。此外对花生粕要特别注意防止黄曲霉毒素污染,最好新鲜时使用为佳。亚麻籽饼粕中含有亚麻籽胶和亚麻苦甙,亚麻籽胶能溶于水,故可采用亚麻籽饼:水二l: 2的比例浸泡,以除去亚麻籽胶,再用加热法去除亚麻苦咸。蓖麻籽饼中含有蓖麻毒蛋白和蓖麻碱,其中蓖麻毒蛋白是已知最毒的植物蛋白,去毒处理一般采用加压加蒸汽法。

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