飼(sì)料原料中的抗營養因子
發布日期:2020-12-22
幾乎每種飼料原料中都有某種(zhǒng)潛在的抗營養因子。對飼料(liào)原料(liào)中抗營養因子的了(le)解有助(zhù)於設計飼料配方時科學地(dì)應用各類飼料原料,把不良影響減(jiǎn)小到最低。通過限量添加含有抗營養因子的飼料(liào)原料、合理的配製技術(shù)、加工處理工藝或(huò)添加酶製劑可減少或消除抗營養因子的不良影響,秸稈顆粒機、秸稈壓塊機是壓製顆粒飼料(liào)很不錯的選擇。
1、植(zhí)物原料及其抗營養因子
植物中天然存在的(de)這類化合(hé)物有:蛋白酶抑製因子、促甲(jiǎ)狀腺腫素、生物堿、草酸鹽(yán)和植酸鹽等,這些成分影響飼料中(zhōng)養分的利用和畜禽生長。飼料中其它抗營養因子大都是真(zhēn)菌或微生物代謝的產物,或(huò)植物自身為抵禦損傷或感染產生(shēng)的天然物質。一些副產品(pǐn)和(hé)廢(fèi)棄(qì)物(wù)中存在毒素並不影響其作為(wéi)飼料來利用,因為許多可(kě)行(háng)的加工工藝可以有效脫毒。沒有一種毒性物質在任何攝食水平下都是有害的,即使是強毒物質(zhì)如果(guǒ)其濃度足夠低(dī),人畜也都可以耐受(shòu)而且無不良(liáng)作用。1.1豆科植物豆科植物的種子,如黃豆、花生(shēng)、豌豆、蠶豆等均是優良的植物蛋白源(yuán),但因其含有抗營養因子,所以在日糧中的用量受到限製。這些抗營養因子包括:蛋白酶抑製因子(zǐ)、植物(wù)凝血素、脲酶、脂(zhī)溶性氧化酶、生氰糖苷和抗維生(shēng)素因子等。
所有的豆科植物均含有一定量的胰蛋白酶抑製(zhì)因子,胰蛋白酶抑製因子在小腸中可以和胰蛋白酶結合成無活性複合物,破壞正常情(qíng)況下的負反饋機製,導致胰腺合成過量胰蛋白酶。如果給動物飼喂(wèi)未加工過的生大豆產品,則出現胰腺的異常增生,並伴隨生長受(shòu)阻和(hé)飼料轉化率降低。由於胰蛋白酶抑製因子是一種蛋白質,因此很容易(yì)通過熱處理使其變(biàn)性(xìng)。
胰蛋白酶抑製因子不是豆科植物中的主要抗營養因(yīn)子。植物凝血素亦稱植物(wù)凝集素,在豆(dòu)類植物中廣泛存在,被(bèi)認為在豆科植物(wù)和固氮(dàn)細菌的共生關係中發(fā)揮(huī)決(jué)定性作用(yòng)。植物凝(níng)集素毒性的大小因植物種類不(bú)同而不同,菜豆中的毒性比黃豆中的(de)毒性大得多。凝集素是一種蛋白質,以高度特異的構象與糖和配(pèi)糖體(糖脂、糖肽、低(dī)聚糖或氨基葡聚糖)結合,能結合(hé)小腸微絨毛表麵的糖蛋(dàn)白使絨毛發育異(yì)常,阻礙小腸(cháng)吸收養分。使葡萄糖、氨基酸、VB12吸(xī)收不良,幹擾離(lí)子的正常(cháng)轉運,這些都證明凝集素對小腸結構有嚴重的(de)損害作用。其它的影響是由於凝集素(sù)損害了小腸上(shàng)皮(pí)細胞,使養(yǎng)分在消化道後段集中,被微生物發酵而喪失,從而表現為碳水化合物、蛋白質的(de)消化吸收障礙。凝集素的不良影響並(bìng)不局限在(zài)通過(guò)腸道吸收上。通過呼吸(xī)吸入蓖麻種子(zǐ)中的蓖麻毒(dú)將(jiāng)導致呼(hū)吸係統粘膜炎症並伴隨肺髒的內出血。另外,凝集素既可與小腸絨毛刷狀(zhuàng)緣中的糖蛋白受體位點結合,也(yě)可與腸(cháng)道(dào)細菌表麵的糖蛋白受體位點結合,從而在小腸和小腸細(xì)菌之間起(qǐ)連接作用。給小鼠和雞飼喂含生大豆或從生大豆中提取的凝集素的(de)日糧,導致小鼠和雞體內大腸杆菌顯著過度繁殖。凝集素可導致腸道上皮細胞的損害(hài)性病變,使細菌及其產生的內毒素有進入血液的機會,導致機(jī)體組(zǔ)織器官的損害(hài)。幼齡(líng)家禽對凝集素特別敏感,尤其是要求(qiú)高蛋(dàn)白質(zhì)日糧以(yǐ)滿足其(qí)氨基(jī)酸需要(yào)的雛火雞。
在豆類植物種子中還存在許多其(qí)它抗營養因(yīn)子。大豆中的脲酶可(kě)把尿素水解為氨和二氧化碳,過量的脲酶(méi)會導致尿素循環中的(de)氨濃度升高。甲狀腺腫素(sù)是一種幹(gàn)擾甲狀腺功能(néng)的化合物,在花生和大豆中含量較高。氰糖苷是一種能水解氰化物的水解酶,廣泛存在於(yú)豆科植物中(zhōng),在利馬豆中的含量最高。菜豆含(hán)有一種VE的頡頏物,在雞表現為肌肉營養不良。生大豆粉引(yǐn)起禽類對VBl2的需(xū)求量增加和佝(gōu)僂(lǚ)病。生大豆中的脂肪氧化酶通過破(pò)壞飼料中的類胡蘿卜素降低VA的利(lì)用率。
蛋白酶抑製因子(zǐ)、凝集素(sù)、脲酶、抗維生素因子和脂肪氧化酶都可以通過加(jiā)熱(rè)破壞,被破壞的程度與加熱溫度、時間、顆粒大小和水分含量有關。發酵也被證明是(shì)減少胰(yí)蛋白酶抑製因子的可行辦法。發(fā)芽也可以增加大豆和菜豆的營(yíng)養價值,經發芽處理8d後(hòu)大(dà)豆中的胰蛋白酶抑製因子水平沒有變化,而菜豆中的胰蛋白酶抑(yì)製因(yīn)子水平反而升高l倍。所以發芽後(hòu)的豆類飼料能提高畜(chù)禽生產(chǎn)性(xìng)能的原因是減少了(le)其它抗營養因子。
豆類植物也含有極難消化的碳水化合物類抗營養(yǎng)因子。豆粕約有40%是由粗纖維和各種多糖及低聚糖組成。業已確認多糖(15%~22%)是由8%~10%的(de)酸性多糖、5%的(de)阿拉伯半乳糖(táng)、1%~2%的纖維素(sù)類(lèi)物質(zhì)及0.
5%的(de)澱粉組成,家(jiā)禽極(jí)難消化這些多糖。甘露糖對禽(qín)類的抗營養作用較大且對溫度較敏感,在大豆中的含量(liàng)較少。半乳甘露糖是單位重量多糖中粘性最高的多糖之一。豆粕中的低聚糖是較易消化的碳水化合物,即(jí)使如此也降低豆粕在禽類中的氮(dàn)校正真代謝能、纖維素消化率(lǜ)和通(tōng)過消化道的時間。1.2甘藍類植物油菜籽,包括Canola油(yóu)菜,是第三大油料作物。提油後的粕類副產品可作飼料,但由於含有毒物質,在飼料中的用量受(shòu)到限製。在蛋雞(jī)日(rì)糧中(zhōng)最多添加5%,肉雞日糧中最(zuì)多15%,由於(yú)Canola菜籽粕(pò)的低毒性,在日糧中的添加量可(kě)以大得多。
在甘(gān)藍、羽衣甘藍、蘿卜、花(huā)椰菜、抱子(zǐ)甘藍、油菜籽(zǐ)和芥菜籽中的(de)最主要毒物為促甲狀腺腫的(de)芥子油苷(葡萄糖異硫氰酸鹽(yán))。大鼠、禽、豬和牛采食上述飼料後,生長受阻、甲狀腺對(duì)碘的攝入下降,導致甲(jiǎ)狀腺腫大以及其它全身器官的病變(biàn)。
完整的葡萄糖異硫氰酸(suān)鹽是無毒的,其被水(shuǐ)解酶水解後的產物毒性很大。葡萄糖異硫氰酸鹽水解產(chǎn)物為硫氰酸根離(lí)子、異硫氰酸根離子、腈(jīng)、甲狀腺腫因(yīn)子和其它惡唑酮類。當植(zhí)物中存(cún)在葡萄(táo)糖異硫(liú)氰酸鹽及其水解酶類時,便水解釋放出有毒(dú)物質。
對菜籽粕正確的加工可以減少(shǎo)葡萄糖異(yì)硫氰酸鹽的不良影(yǐng)響。熱處理(lǐ)能降低芥子水解酶的活性並防止無毒(dú)的葡萄糖異硫氰酸鹽水解成有毒(dú)的產物。添(tiān)加碘也(yě)可(kě)減少這些粕類的不良影響。雙低菜籽(canola),由(yóu)於葡萄糖異硫氰酸鹽含(hán)量低而(ér)被廣泛地應用於動物飼(sì)料中。1.3塊根和塊莖類木薯、馬鈴薯、紅薯及其加(jiā)工副產品在畜禽日糧中(zhōng)的應用日(rì)益增加,特別是在發展中國家。以幹物質計算,土(tǔ)豆的粗蛋白質含量比玉米、大米高,與小麥相當;紅薯澱粉由於膠化溫度低,在應用上優(yōu)於玉米澱粉,蛋(dàn)白質質量等效於(yú)酪蛋白。然而,由於含有抗(kàng)營養因子,故在飼喂前必須加工(gōng)處理。
生氰葡萄糖苷(gān)是木薯中的主(zhǔ)要毒物,是抵禦天然害蟲和(hé)昆蟲的防禦物質。生氰葡萄糖(táng)苷有兩大(dà)類:亞麻苦苷和百脈根(gēn)苷,它(tā)們存在於生木薯根細胞液的液(yè)泡中(zhōng)。存在於木薯細胞質中的水解酶(p葡萄糖苷酶)可水解上(shàng)述有毒物質產生丙酮、葡萄糖和氫氰酸(HCN);機械磨碎、咀嚼或浸泡等破壞了細胞結構的完(wán)整性也(yě)可產生毒性。加熱(rè)很容易使之失(shī)去毒性,不再具有釋放氫(qīng)氰酸的能力。木薯中(zhōng)低含量的胰蛋白酶(méi)抑製因子和糜(mí)蛋白酶抑(yì)製因子在加熱中也可以被破(pò)壞掉。動物應飼喂經剁碎、曬幹的木薯(shǔ),因為在處理過程中氫(qīng)氰酸可以(yǐ)揮發掉而使其脫毒。
馬鈴薯(shǔ)植株,包括它的塊莖,均含有一(yī)種(zhǒng)稱為(wéi)配糖(táng)生物堿(jiǎn)的天然毒物。在馬鈴薯中最主要的配糖生物(wù)堿是龍葵堿(jiǎn),它的含量在馬鈴薯(shǔ)的種屬間有差異(yì),通常隨(suí)馬鈴薯受外傷、細菌和真菌感染程度的加強而增(zēng)加。人或家畜攝食後,產生嚴重的消化係統障礙及神經係統(tǒng)失調。某種配糖生(shēng)物堿還是膽堿脂酶的抑製因子,在馬鈴薯中毒時(shí)引起精神萎糜、錯(cuò)亂(luàn)、精神(shén)抑(yì)鬱。與木薯中的毒物相反,馬鈴薯中的毒物不易(yì)通過加熱或煮沸破壞。所有的馬鈴薯新品種都(dōu)應監控生物堿含量,若新鮮馬(mǎ)鈴薯中生物堿含量(liàng)超過20mg/l00g,則不能用作食品或(huò)飼料。
紅薯含有多種抗營養因子,包(bāo)括蛋白酶抑製因子、呋喃配糖體和乳膠(jiāo)類化合物等(děng)。胰蛋白酶抑製因子的活性在加熱溫度為75~85時可減少50%,煮沸15
min可降至10%以下,13030
min可完全滅(miè)活。有毒的呋喃配糖體在紅薯的塊根中(zhōng)產生並(bìng)聚集在受傷組織,以抵抗機械外傷、細菌(jun1)和真菌的(de)侵襲。紅(hóng)薯中的許多毒物(wù)是在應激或疾病條件下產生的,如(rú)受Fusarium
Solani感染而產生的肺水腫毒素(sù)是最致命的。牛采食超過9mg/kg BW的肺水腫毒素(sù),在采食(shí)24
h內產(chǎn)生牛非(fēi)典型性呼吸道間質炎症繼而發生急(jí)性(xìng)肺水腫,在最後幾天由於(yú)呼吸室息而死亡。用烘烤和蒸煮的方法可以減少紅薯組織中的肺水腫毒素,棄去受傷組織也是能把毒素(sù)減少至允許範圍(wéi)之內(nèi)的方法(fǎ)之一(yī)。
1.4棉花副產品
棉籽粕是反芻動物廣泛應用的(de)蛋白(bái)質飼料,在一些國家棉籽粕(pò)在家禽(qín)和其它單胃動物飼料中的用量也在不斷增加。在棉花籽實、葉片、莖和根當中存在單獨的色素腺(xiàn)體,腺體中的(de)棉酚是棉花抵禦天然害蟲的武器,而棉酚對單胃動物和未(wèi)成年的反芻動物是有毒的,所以在飼(sì)料中的應用比例受到限製。棉酚可引起禽和其它動物心髒、肺髒以及肝髒病(bìng)變,使飼料利用率、產蛋率下降,蛋在儲存過程中(zhōng)蛋黃的品質下(xià)降。但是反芻動物(wù)瘤胃(wèi)的發酵作用可(kě)以降低棉酚的活(huó)性。
遊離棉酚是有生(shēng)理毒性的,而結合狀態的棉酚不具活性。對棉籽(zǐ)粕加工的目的為,使遊(yóu)離的、有(yǒu)生理毒性的棉酚成為結合狀態的、不具活性的棉酚。各種以加熱(rè)為基礎的處(chù)理方法均是使棉酚(fēn)的甲酰基與賴氨酸、精氨酸的氨基或半胱氨酸的硫醇基結合,使之甲酰(xiān)化。棉籽粕中的非蛋白質成分也能和棉(mián)酚結合,結合物在熱處理(lǐ)過程中發生分子內變化,成為難溶、難消化的多(duō)聚體。這種脫毒方法顯著降低賴(lài)氨酸的可利用(yòng)率。添加(jiā)含金屬離子的(de)鹽類可降低畜禽對棉籽粕(pò)不良影響的敏感度。當添加鐵離子與遊離(lí)棉酚的比例為2:1或3:1時不但能降低其(qí)毒性,還能減少肝髒中棉(mián)酚的水平,防止蛋(dàn)黃品質下降(jiàng)。1.5穀物及其副產品一些穀物,如小(xiǎo)麥、大麥(mài)、燕麥、黑麥和小黑麥中包含各(gè)種抗營養因子(zǐ),但非澱粉多糖(NSP)是最常見(jiàn)的抗營養成分。NSP為戊聚糖的(de)各種(zhǒng)聚合物,主要(yào)是阿拉伯木聚糖、木聚(jù)糖和p葡聚糖,不被禽(qín)類的內源消化酶所消(xiāo)化。NSP可增加胃腸道中食糜的粘性,從而影響生(shēng)產性能。大(dà)多數情況下,這類穀物的抗營養特性主要表現在其粘性上(shàng),但NSP也能改變胃腸道及消(xiāo)化腺的分泌和腸道內的微生物區係。NSP在增加腸(cháng)道消化物粘度的同時,亦降低消化酶的活性,幹擾養分的釋放和吸收。未被充分消化的食糜到(dào)達(dá)後(hòu)腸後,加強了那裏的微生物發酵作用。所有這些不良影響均可通過添加微生物複合酶製劑克服。1.6單寧單(dān)寧是許多植物,包括角豆、油菜、蠶豆(dòu)和高粱中存在的多酚類物質,常和飼料中必需的微量元素、蛋白質和碳水化合物結合成難溶的複合物,降低飼料的營養價值。單寧含量越高畜禽生長(zhǎng)受抑製程度越大。在以菜籽粕和canola為蛋’白質源(yuán)的飼料中,鐵與苯(běn)酚形成不可溶的複合結構,嚴重阻礙鐵離子的吸收。單寧亦阻礙胰蛋白酶及a一澱粉酶與底物(wù)形成可溶性複合物或降低這些酶的(de)活性。單寧也和VB12形成複合體從而降低VBl2吸收。用甲醇、氨、水/己烷浸提出部分單(dān)寧後可提(tí)高(gāo)高(gāo)粱及菜籽粕的營養價值。1.7皂苷存在於豆科植物、某些(xiē)香(xiāng)料、牧(mù)草、新鮮的豆子和牛角花的種子(zǐ)中,對真菌、某些細菌和許多昆蟲具(jù)有很高的毒性,是植物的防禦武器。皂苷抑製消化、降低代(dài)謝酶的活性,和鋅離(lí)子形成不可溶複合體。皂苷是苜蓿草粉在單胃(wèi)動物飼料中用量受限製的因素。在雞日糧中加(jiā)20%的苜蓿(xu)粉(含皂苷0.3%)時,生長(zhǎng)顯著下降。有趣的是,皂苷對人類(lèi)的營養(yǎng)卻是有益的,食物中(zhōng)的苜蓿皂苷可以和內源性膽汁酸中的膽固醇結合,通止(zhǐ)防止重吸收,降低血液(yè)中的膽固醇含量。1.8氨腈和山黧豆中毒(dú)物(wù)質香豌豆、鷹(yīng)嘴(zuǐ)豆和野豌豆含有氨腈類神經(jīng)毒素,在人、牛和馬可導(dǎo)致多種山黧豆中毒反應及性發育遲緩,伴隨(suí)麻痹和失調等症狀。家畜吸收了帶(dài)香味的山黧豆毒素還可出現骨和結締組織(zhī)發育失調(diào)。如果(guǒ)在(zài)火雞日糧(liáng)中含高劑量的豆類飼(sì)料,其中的山黧豆毒素可幹擾連接組織的膠原纖維的功(gōng)能,增加(jiā)主(zhǔ)動(dòng)脈破裂的機率。把脫(tuō)殼的(de)種子在熱水中(zhōng)浸泡幾乎可以完(wán)全脫毒,在15烘烤20
min可(kě)除去85%的毒物(wù)。
2、動物和海產副產品中的抗營養因(yīn)子
動(dòng)物副產品(pǐn)一直被認為是畜禽高品質的蛋白(bái)源,其品質在很大程度上取決於其受(shòu)微生(shēng)物降解的程度及產生的有毒代謝產物的含量。在內髒和胴體開始(shǐ)腐敗之前及時采取措還可以利用。內源酶和細菌可以促使(shǐ)蛋白質水解為氨基酸,降解為氨基酸後還可(kě)以通過細菌的(de)脫羧或脫氨基(jī)作用分別產生生物胺或氨,生物胺和氨對動物都是有毒的。大多數動(dòng)物能及時有效地分(fèn)解(jiě)一定量的生物胺,但是過量的生物胺動物不能及時(shí)分解便產生毒性。生物胺有兩大類:作用於中樞(shū)神經係統的神經(jīng)胺和作用於外周血液循環係統的組織胺。酪胺、酚乙胺(àn)和色胺可通過促進釋(shì)放組織儲存的去甲腎上腺素而增加血壓。組胺是一種強烈的擴張血管降低血壓(yā)的物質,能導致低血壓。給雛雞(jī)喂組胺引起生(shēng)長受阻、羽毛發育差、死亡率增加、肌胃病變率及組織水腫和脾萎縮率上升。由於水生動物比陸生動物有較多的組氨酸,所以它們易產生更(gèng)多的組胺。組胺被證明是食物中最有毒性的胺類(lèi)。腐胺及屍胺通過抑製內源酶(二胺氧化酶和組胺-N-甲基轉移酶)的活性(xìng)增加組胺的毒性。腐(fǔ)胺及屍胺是產生高濃度組胺的條件下的副產物,所以組胺的存在常(cháng)被認為是降低飼料(liào)品質的重要因素。加熱和蒸煮(zhǔ)加工對組胺及其它生物胺不產生(shēng)影響,所以防止飼料中的組胺隻能從防止飼料原料中的生(shēng)物胺著手。
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