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抑制植物性饲料中抗营养因子的方法植物性饲料是配合饲料最为广泛的原料之一,但都存在抗营养因子,有些是植物在进化过程中为适应复杂的生存环境、抵御外害,而产生的生物适应性物质,有些是在饲料加工、储存和采取过程中产生的与营养效果相反的物质。
这些物质能减少饲料的营养价值,妨碍动物生产性能的发挥。
诸如蛋白酶抑制剂、单宁等可与蛋白质、碳水化合物结合形成不易消化的复合物,严重妨碍养分的消化、吸取利用。
因此营养学者采取差异的加工办法,消除或减少有害成分的数量和毒害效果,保证饲料的质量标准。
本文就加工工艺中的几种常发生调制办法对植物中抗营养因子的妨碍作简要综述。
1 抗营养因子在植物中的种类和分布常发生植物中抗营养因子的分布和抑制效果见表1。
表1常发生桓物中的抗营养因子抗营养因子分布主要抑制效果蛋白酶抑制因子豆科籽实、甜菜和高粱等抑制胰蛋白酶、胃蛋白酶的活性,促进胰腺分泌,胰腺肥大。
硫葡萄糖苷油菜籽、白菜和甘蓝等抑制生长,泌脂扩充,血小板减少,妨碍适口性。
外源凝集素豆科籽实破坏肠壁,内源蛋白分泌损失扩充,妨碍生长。
单宁豆科籽实及其饼粕等妨碍蛋白质、碳水化合物的消化吸取等。
棉酚棉籽及其粕剌激胃粘膜,破环铁和蛋白质的代谢。
植酸豆科籽实减少矿物元素生物利用率,形成蛋白复合物。
皂角苷大豆妨碍养分的正常吸取。
木质素牧草妨碍养分的消化吸取,减少适合性。
生物碱牧草减少适口性,妨碍生长非淀粉多糖谷物饲料促使消化道内容物粘稠,妨碍消化吸取。
[NextPage]2 抑制植物抗营养因子的办法2.1 酶制剂这些年来,伴随生物技术的广泛应用,各种酶制剂被引人到饲料工业中,以提高饲料的利用率。
其中植酸酶就是研发较多的特异性酶制剂之一。
植酸酶是一种蛋白质,只能在一定的pH值和温度条件下才有活性。
因此在事实生产中植酸酶的稳定性显得尤为重要。
植酸作为植物体内磷的存储库,其形成的植酸盐在谷物和豆类中的含量为1%～3%,且它能与差异的阳离子,如钙离子、镁离子等结合生成稳定的络合物,与蛋白质结合生成不易消化利用的络合物(单安山,1998)。
饲料原料中的抗营养因子简述在一些常用饲料原料中，都不同程度地含有某些有毒成分。
这些物质，有的阻碍畜禽营养物质的消化吸收，有的则是干扰畜禽的正常代谢。
饲料毒物的毒性，不仅取决于它本身的毒力，且在很大程度上还取决于它在饲料原料中的含量。
当饲料原料中的含毒物质低于中毒临界水平时方可安全饲用。
相反，当饲料原料中的含毒物质高于中毒临界水平时，则会危害畜禽健康，甚至还可能造成中毒和死亡。
因此，了解饲料原料中的有毒成分的性质和特性，对于确保畜禽安全十分重要。
胰蛋白酶抑制因子在许多饲料原料中，都存在着一类叫做胰蛋白酶抑制因子的物质。
这类物质在生化结构上是由氨基酸残基组成的多肽，如果它们在胃内不被破坏，则进入小肠后与胰蛋白酶结合形成复合物，使胰蛋白酶失去活性。
这种复合物在小肠内不会被分解，进入大肠后可被微生物降解，或者随粪便排出体外。
因此，胰蛋白酶抑制因子不仅阻碍蛋白质的消化，还会使部分饲料蛋白质损失。
经过高温处理（加热到100℃），可使胰蛋白酶抑制因子的结构遭到破坏，所以在热榨豆饼中胰蛋白酶抑制因子可降到 3.4 g/克，基本上消除这种有毒物质，可以放心饲喂。
致甲状腺肿物质在高产油菜品种的菜子中，芥子苷的含量高达10%～13%。
该物质在饲料或动物体内芥子苷酶的作用下，可产生唑烷硫酮、硫氰酸酯和异氨酸酯等物质。
这类物质通过消化道被畜禽吸收后，可阻碍甲状腺利用血液中的碘离子，使甲状腺素（三碘酪氨酸和四碘酪氨酸）合成受阻，引起甲状腺肿大和整个机体代谢紊乱。
因此菜子饼虽然营养丰富，但其饲用价值却受到限制。
目前已广泛应用畜禽菜子饼（粕）解毒添加剂。
经过解毒处理的菜子饼（粕）在配合饲料中的添加比例可提高到20%，经济效益和社会效益都很显着。
此外，卷心菜和花椰菜等青饲料中，也含有致甲状腺肿物质，但不过量饲喂或短期饲喂不会引起畜禽甲状腺肿现象。
棉子酚棉子饼中含有游离棉酚、棉酚紫和棉绿素等有毒物质，其中以游离棉酚为主，在棉子饼中的含量范围是0.07%～0.24%。
饲料原料中的抗营养因子几乎所有的饲料原料均含有抗营养因子，如果抗营养因子含量过高，对畜禽的生产性能和健康会产生不利影响。
了解抗营养因子的一般常识，通过降低添加水平、配合技术、加工处理或添加酶制剂等方法可减少和避免抗营养因子引起的负作用。
1植物中的抗营养因子植物体内存在的抗营养因子包括蛋白酶抑制因子、致甲状腺肿素、生物碱、草酸盐和植酸。
采食后将削弱营养物质的吸收，抑制动物的生长。
有些抗营养因子则由真菌和细菌代谢产生或植物在抗损伤和感染过程中产生。
对原料进行适当加工可中和抗营养因子的毒性或脱毒。
1.1豆蛋白豆类如大豆、花生、雏豆、蚕豆等是很好的蛋白源，但均含有抗营养因子，因而限制了在饲料中的用量。
豆类中的抗营养因子包括蛋白酶抑制因子、植物疑集素、脲酶、脂肪氧合酶、生氰葡萄糖苷和抗维生素因子。
所有豆类均含一定量的胰蛋白酶抑制因子。
胰蛋白酶抑制因子与动物小肠中胰蛋白酶结合，使胰蛋白酶失活，胰腺分泌大量胰蛋白酶，使胰腺代偿性增生。
饲喂生大豆的动物表现为胰腺肥大，伴随生长受阻，饲料效率下降。
由于胰蛋白酶抑制因子的特殊结构加热极易变性。
许多人认为，胰蛋白酶抑制因子并非是豆类的主要抗营养因子。
植物凝集素在豆类植物与固氮菌的共生关系中起重要作用。
不同物种其毒性也有差异。
四季豆植物凝集素的毒性强于大豆植物凝集素。
植物凝集素是一种蛋白质，以高度特异的构象与糖和配糖体(如糖脂、糖肽、低聚糖或氨基葡聚糖)结合。
植物凝集素与小肠微绒毛表面的糖蛋白结合，使微绒毛发育异常，从而影响营养物质的吸收。
有研究报道，植物凝集素破坏小肠结构，使葡萄糖、氨基酸、维生素B12吸收不良和铁转运受阻。
植物凝集素破坏小肠表面，使碳水化合物和蛋白质未被消化便进入结肠，并在结肠中发酵。
此外，植物凝集素能与小肠刷状缘和细菌的糖蛋白受体结合，使小肠内壁与细菌粘连。
研究表明，在饲喂生大豆和纯化植物凝集素的小鼠和鸡体内大肠杆菌大量繁殖。
植物凝集素使小肠表皮受损后，细菌和细菌内毒素进入血液循环，从而损伤有机体。
饲料中加工易出现六种污染
1.虫害鼠害污染。
虫害可造成饲料营养损失，或在饲料中留下毒素。
在温度适宜、湿度较大的情况下，螨类对饲料危害较大。
鼠害不仅会造成饲料损失，还会造成饲料污染，传播疾病。
2.微生物类污染。
饲料滋生黄曲霉菌、赤霉菌和镰刀霉菌等有害微生物，会产生黄曲霉毒素、赤霉素、赤霉烯酮等对畜禽有害的毒素。
其中黄曲霉毒素的毒性最强。
3.抗营养因子污染。
饲料中的抗营养因子主要有蛋白酶抑制因子、碳水化合物抑制因子、矿物元素生物有效性抑制因子、拮抗维生素作用因子、刺激动物免疫系统作用因子等。
它们的存在会干扰畜禽对饲料养分的消化、吸收和利用。
4.有害化学物质污染。
主要包括农药污染、工业“三废”污染、营养性矿物质添加剂污染等三类有害化学物质。
5.非营养性添加剂污染。
抗生素、激素、抗氧化剂、防霉剂和镇静剂的作用，对预防疾病、提高饲料利用率和生长速度有很大作用，但若不严格遵守使用原则和控制使用安全用量及停药时间，药物及其代谢产物会在肉、蛋、奶中残留，并通过畜禽排泄物污染环境。
6.加工过程中产生的毒物交叉污染。
加工工艺控制不当，饲料中成分复杂的添加剂在粉碎、输送、混合、制粒、膨化等特殊的加工过程中会发生降解反应、氧化还原反应等，生成一些复杂的化合物。
此外，饲料生产过程中的混杂污染也是影响饲料卫生和质量的一个重要因素。
因此在饲料加工生产过程中要注意清扫设备，避免饲料在输送及混合过程中分解和残留。
1棉籽中的抗营养因子
1.1基本知识
棉籽饼粕中主要对动物有毒的物质为棉酚。
棉籽的胚叶上布满褐色圆形或其椭圆形的色素腺体，腺体内除了油脂和树脂外，还含有大量的色素物质，其中以棉酚为主，占色素腺体质量的20.6%～39.0%。
此外，还含有多种棉酚的衍生物。
主要种类及其性质如下。
1.1.1棉酚
棉酚是一种复杂的多元酚类化合物，分游离型和结合型两种，结合型棉酚不被动物体吸收，直接排出体外，游离棉酚与氨基酸结合，对动物有害。
具有活性羟基、活性醛基的多元酚类化合物称为游离棉酚，它呈黄色、具有三种异构体，分子式为C3H3O2，分子量为518.57。
而与蛋白质、氨基酸、磷酯等物质结合，没有活性酸羟基、醛基的称为结合棉酚，其丧失了活性，对动物是无毒的。
1.1.2棉紫酚
又称棉紫素，呈紫红色，它经常与棉酚存于棉籽中，并随棉籽储存期的延长和温度的升高而增加其含量。
棉紫酚除了在棉籽中以天然状态存在外，还能在棉籽加工的热处理过程由棉酚转化而成。
棉紫酚在酸中能被分解转化为游离棉酚。
1.1.3棉绿酚
又称棉绿素，为深绿色的晶体物质。
1963年才从棉紫色腺体中分离出来。
1.1.4棉蓝素
又称棉蓝素，呈蓝色，分子式为C30H32O8，是棉酚的不稳定氧化产物。
在生棉籽中不存在，只存在于加热过的熟棉籽中。
1.1.5二氨基棉酚
呈黄色，以液态氨和棉酚进行反应可合成二氨基棉酚。
棉籽在高温下进行储存时，有自然产生的二氨基棉酚。
1.1.6棉黄素
又称棉橙素、棉橙酚，呈橙色，分子式为C35H34O8N2，经硫酸作用可转变为棉酚，酸解产生的棉酚量为82%～86%。
1.2危害
1.2.1对动物、人、环境的影响
棉酚主要由其活性醛基和活性羟基产生毒性和多种危害。
棉酚还对动物生殖系统的机能有害，特别是雄性动物的生殖机能。
1.2.2动物临床中毒机理
棉酚可降低饲料中赖氨酸的有效性。
在棉籽榨油过程或制颗过程中由于受湿热的作用，棉酚的活性羟基、醛基与蛋白质中赖氨酸的ε氨量结合，发生美拉德反应，使结合的赖氨酸不能吸收、利用。
1.2.2.1单胃动物
对单胃动物来说，棉酚在体内大量积累，可损害肝细胞、心肌和骨胳肌，与体内硫和蛋白质稳定地结合，损害血红蛋白中的铁，并导致贫血。
此外，棉籽中尚含有一种具有环丙烯结构的脂肪酸，导致母鸡卵巢和输卵管萎缩、产卵量降低及卵变质。
1.2.2.2反刍动物
由于反刍动物消化过程中特殊的瘤胃环境，使棉籽饼粕中游离棉酚的毒性减小。
瘤胃中可溶性蛋白量很大，加上瘤胃中高度的还原环境和水热条件，促使游离棉酚与赖氨酸的ε-氨基结合为结合棉酚，其吸收率很低。
因此，对于成年的反刍动物来说，饲料游离棉酚的危害很小，可以把棉籽饼粕作为一种正常的蛋白饲料而大量饲用。
但对于瘤胃功能发育不全的幼畜来说，棉酚还有一定的毒性。
1.2.3动物临床中毒症状
猪棉籽饼中毒，首先表现精神沉郁，低头拱地，后肢无力，走路摇晃，以后则拒食，呕吐，口鼻流出白色泡沫，呼吸促迫，肺部听诊有杂音，有时皮肤上出现掺块。
6月龄以下的病猪，对棉籽饼特别敏感，一般急性中毒，可在数小时内突然倒地死亡。
家禽中毒时体重下降，卵孵化率降低，孵黄颜色变淡。
成年反刍动物长期饲喂棉籽饼作为蛋白饲料会降低牛奶中的含脂率及非脂肪固体的含量。
只有犊牛，可能发生真正的棉酚中毒，其症状包括食欲下降，兼有腹泻、黄疸目盲，重者伴有代偿病类似症状。
我国水牛蛋白质营养水平低于乳牛，因此对棉酚的易病性高于乳牛，且长期饲喂棉籽饼的奶牛，牛奶中的乳脂率和非脂肪固体含量都显着下降。
1.3预防与检测
1.3.1预防
1.3.1.1物理方法
加工方法对棉籽饼（粕）品质影响很大，经过加热处理的棉籽饼（粕）游离棉酚含量低，但蛋白质品质变差；经溶剂浸提的棉籽饼粕蛋白质品质较佳，但游离棉酚含量较高。
总的来说，预压萃取是最好的加工方法。
1.3.1.2化学方法
饲料中添加亚铁盐（如硫酸亚铁）能提高动物对棉酚的耐受力。
1.3.1.3生物学方法
目前已经育出转基因低棉酚棉花，其棉酚含量可大幅度降低。
1.3.2检测
在3-氨基-1-丙醇存在下用异丙醉与正己烷的混合溶剂提取游离棉酚，用苯胺使棉酚转化为苯胺棉酚，在最大吸收波长440nm处进行比色测定（饲料中游离棉酚的测定方法GB 13086-1991）。
适用于棉籽粉、棉籽饼（粕）和含有这些物质的配合饲料（包括混合饲料）中游离棉酚的测定。
2大豆中的抗营养因子
2.1基本知识
目前，饲料中常用的大豆类制品有大豆饼、大豆粕及膨化大豆粉，前两者是油脂加工的副产品，因炼油工艺不同而生产出饼或粕。
农村小型炼加工以压榨为主，其副产品是豆饼，而大型炼油厂主要是浸提或浸、压混合工艺其副产品是豆粕。
近年来由于大豆饼粕价格上升很多，不少饲料厂特别是生产鱼用配合饲料厂将大豆经膨化工艺艺后，直接用膨化大豆粉。
2.2大豆制品中有害成分的概述
大豆饼粕中含有的毒素为膜蛋白抑制因子、皂角甙、脂氧化酶以及抗维生素因子。
膜蛋白酶抑制因子（TD）或又泛称作蛋白消化酶抑制因子（PI）主要存在于大豆籽实的子叶当中，尤其以子叶的外侧部分含量丰富。
大豆凝集素是一种糖蛋白，分子量10000，糖类部分占5%，主要是D-甘露糖和N-乙酸葡萄糖胶。
这毒素极不耐热，在常压下蒸气处理由或5磅高压蒸气处理20min，便可使SBA对于干热纯化处理具有明显抗性。
抗维生素因子大豆中抗维生素A是脂氧化酶，它促使饲料中不饱和脂肪酸产生过氧化物。
此不稳定的过氧化物可使与其共存的维生素A和胡萝卜素氧化破坏。
这种抗维生素A在常压下通过蒸气加热15min即可破坏。
生大豆饼粕中还有抗维生素D、E、B12等。
2.3危害
2.3.1对动物、人、环境的影响
人们对猪生产中大豆制品的有害成分的危害作用有深入的研究。
生大豆（RSB）导致增重降低，并且膜腺和小肠中的膜蛋白酶及康蛋白酶活性均被抑制而降低。
生大豆中的抑制剂是导致肠道蛋白水解作用抑制，进而引起生产下降的主要因素。
生大豆引起的膜液分泌素的浓度升度，膜液分泌受一种反馈机制的控制。
2.3.2作用机理
可能是蛋白质水解受抑制，引起蛋白质供给不足，体内某些或所有氨基酸的缺乏；或是由于采食大豆
膜液大量分泌造成膜（康）蛋白酶中含量高的几种氨基酸，尤其是胱氨酸、蛋氨酸的不足，从而影响生产性能。
这种影响在猪年幼时期表现很明显，随年龄增大则影响减弱或几乎没有影响。
大豆中含有有害物质或抑制生长因子，如一种能降低蛋氨酸和胱氨酸有效性的胰蛋白酶抑制因子、血细胞凝聚素、皂角苷、尿素酶等，加热能除去这些抗营养因子，但加热必需适当。
2.4预防与检测
2.4.1预防
大豆中的有毒成分为热敏因子，热处理使其钝化。
加热时的温度、湿度和时间直接影响大豆饼粕的整个质量。
通变动热导致大豆饼（粕）营养物质间发生Mailiara反应，使其中有效赖氨酸、精氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、酶氨酸、组氨酸、丝氨酸均显着降低。
加热不足则不能使其中有害成分活性丧失。
因此，残留于大豆粕中有害物质的含量受加工工艺的影响。
3菜籽粕中的抗营养因子
3.1基本知识
菜籽饼（粕）含有的抗营养因子主要有硫葡萄糖甙类的代谢物如恶唑烷硫酮和异硫氰酸盐、芥子碱和单宁，过量食用可引起动物甲状腺肿大。
菜籽粕中所含的硫甙本身无毒害作用，但是它的水解产物异硫氢酸脂、恶唑烷硫酮等，会引起菜籽粕和油的质量问题，这种水解反应在水分含量适合葡萄糖硫甙酶的条件下会发生。
3.2污染与危害
这些抗营养因子还影响饲料的适口性，干热或湿热加工处理均可降低部分抗营养因子的含量。
鸡长期饲喂含大量菜籽饼粕的饲料会产生甲状腺肿大、甲状腺及肾脏的上皮细胞脱落等现象，破蛋、软蛋增多，严重者还会发生肝出血和死亡。
猪过量食用菜籽饼粕也可造成甲状腺、肝脏和肾脏肿大，母猪繁殖性能下降等现象。
对反刍动物来说不良影响作用甚微。
目前加拿大、瑞典、波兰等国先后育成葡萄糖甙和芥子碱低的油菜品种，叫“双低”油菜，其粗蛋白质为34%，赖氨酸1.91%蛋氨酸和胱氨酸含量也相当高。
由双低油菜籽加工的菜籽饼所含抗营养因子也少。
对于这样的菜籽饼（粕）在饲料中可加大用量。
此外，菜籽饼（粕）具有通便性，日粮中用量过高常常出现软便现象。
3.3控制与处理
目前菜籽加工技术已达到可以防止硫甙水解的水平，这些技术包括以下几个方面：（1）加工过程中菜籽的水分含量应控制在6%～10%，超过10%时随温度升高水解加快，低于6%则酶在受热条件下只会缓慢失活。
在加工过程中既不能加水也不能通蒸汽，否则会引起局部水分增高而加速水解。
（2）在蒸炒过程中，温度必须尽快升至80℃～90℃，在温度达到这一温度之前，酶解速度会随着温度的升高而加快，所以缓慢加温会延长水解时间。
（3）蒸炒和脱溶剂的温度不宜超过110℃，否则蛋白质会受到破坏，同时硫甙在加热时也会分解。
