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饲料固有毒物-抗营养因子研究的现状

  作者: 来源: 日期:2005-05-13  
         有些天然饲料里含有一定量的有毒物质和抗营养因子,例如,棉籽饼粕里的棉酚、菜籽饼粕里的芥子苷、亚麻籽饼粕里的氰苷、山黧豆里的变异氨基酸、鱼粉里的肌胃糜烂素等有毒物质;青菜和青嫩牧草里的草酸、麸皮里的植酸、大豆及其饼粕里的胰蛋白酶抑制因子等抗营养因子。在配合饲料时,如果某些含固有毒物和抗营因子的原料比例过大,或者饲喂的时间过长,就能引起相应的有毒物质中毒;或降低饲料的消化吸收利用率和营养价值;或破坏动物体内的正常代谢,从而降低畜产品的产量和品质,甚至有的还发生残留而影响到消费者的健康。随着人民生活水平的不断提高,人们对动物性食品的要求已由数量上的满足向质量方面选择,即绿色肉、蛋、奶、鱼等各种动物性食品。因此,要生产绿色动物性食品,提高养殖业的经济效益,绝不能忽视饲料里固有毒物和抗营养因子的危害。

    1  固有毒物-抗营养因子的危害
    饲料里固有毒物、抗营养因子的种类很多,分布也很广,可以说多种饲料原料里都含有,不过有的含量较低或对某种家畜未发现其毒害作用,或对畜产品的不良影响尚未被发现而未能引起人们的注意。
    1.1 对食欲和消化吸收的影响
    不少含固有毒物-抗营养因子的饲料,其适口性都比较差,因而,都会不同程度地影响到畜禽的食欲和采食量。例如,菜籽饼粕里的异硫氰酸酯、芥子碱,草木樨的香豆素(为双香豆素前体物),高粱里的单宁等。不仅如此,当其进入胃肠道后还剌激其黏膜而引起卡他性-出血性炎症,使消化液的分泌紊乱和营养物质的消化吸收率降低。青嫩牧草里的草酸、麸皮里的植酸不仅使其本身的营养物质不能很好地消化吸收,而且还影响到日粮中钙、锌、铜、铁等元素的吸收。
    1.2 致代谢机能障碍和病理变化
    某些固有毒物吸收后,可引起多种代谢机能障碍、病理过程和病变,严重的引起中毒甚至死亡。如棉酚吸收后可增强毛细血管的通透性,使血浆、血细胞外渗;能和多种功能性蛋白质及一些重要的酶结合,使其失去活性,并能和铁离子结合而导致贫血;能损害中枢神经系统而呈现神经症状;损害视力甚至发生失明,特别是妊娠母畜中毒对胚胎的影响最为明显;能损害睾丸曲精细管生精上皮影响精子的生成而致公畜性不育,因而有报道将棉酚可用于男性不育药。菜籽饼粕里异硫氰酸酯(Isothiocyanate,ITC)中的硫氰离子(SCN)和碘离子(I)是形状和大小相似的单价阴离子,因而,可与碘离子竞争并浓集到甲状腺中而抑制甲状腺滤泡浓集碘的功能,从而导致甲状腺肿大,影响畜禽的代谢和生长。棉酚、ICT经肾脏和肺排出时的剌激损害作用可引起肾炎、支气管炎和肺水肿,因而棉籽饼中毒的家畜多排红尿(群众称“桃花尿”);恶唑烷硫酮(Oxazolidine thione,OZT)抑制甲状腺滤泡细胞里甲状腺过氧化物酶(Thyroid peroxidase,TPO)的活性,影响甲状腺中碘的活化、酪氨酸的碘化和碘化酪氨酸的偶联等一系列生化过程,从而阻碍甲状腺素的合成,引起脑垂体促甲状腺素分泌增加而导致甲状腺肿大。这种作用不能通过补碘来拮抗。青绿饲料中亚硝酸盐能将血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,使血液失去携氧功能;亚麻籽饼粕、木薯里氢氰酸抑制细胞色素氧化酶使生物氧化呼吸(细胞)链中断,二者都能导致机体缺氧而死亡,只是机制不同而异。蓖麻籽饼粕里的蓖麻碱、山黧豆里的变异氨基酸都能导致畜禽神经麻痹,蓖麻饼粕里的变应原还能引起过敏反应。  
    1.3 影响畜产品的质量和消费者的健康
    由于固有毒物、抗营养因子影响饲料的消化吸收利用率,引起机体的代谢机能障碍、病理变化和中毒。因而,它不仅影响动物体的健康状况、降低畜产品的产量,而且还影响其产品的品质,甚至在畜产品中残留而对其消费者的健康也造成危害。例如,国外报道奶牛因放牧大量采食,或作为青刈舍饲油菜等十字花科植物后,牛奶里出现致甲状腺肿物质,当牛尚未出现临床症状时,却在该牛奶的消费区发生人甲状腺肿的流行。棉籽饼粕里的苹婆酸、锦葵酸等环丙烯类脂肪酸能降低鸡蛋的品质,即当产蛋鸡摄入后所产之蛋的卵黄膜的通透性增强,并改变卵黄和蛋清的pH(蛋黄的pH升高,蛋清的pH下降),蛋黄中的铁离子透过卵黄膜而进入蛋清中,再与其内的伴清蛋白(Conla bumin)螯合而形成红色复合物,使蛋清变成桃红色,即称其为“桃红蛋”,蛋经贮存后,这种现象更加明显。这类脂肪酸还可使蛋黄变硬,经过加热形成所谓“海绵蛋”。其所以如此,目前认为这两种脂肪酸有对抗肝脏中脂肪酸去饱和酶的作用,从而导致蛋黄中饱和脂肪酸比例增加,蛋黄的熔点升高,硬度增大。菜籽饼粕中的芥子碱(Sinapin)在鸡的胃肠道里分解为芥子酸和胆碱,胆碱进而转化为三甲胺(Trimethylamine,TMA)。正常情况下,在体内三甲胺氧化酶作用下,三甲胺被迅速氧化成氧化三甲胺而不具臭味,但一些褐壳蛋系鸡体内缺乏这种酶,因而,三甲胺不能被氧化而直接进入蛋黄并在其内累积,当其含量超过1μg/g时,蛋即呈现鱼腥味。也有研究认为,菜籽饼粕中的恶唑烷硫酮对三甲胺氧化酶有抑制作用。至于这类蛋对人的健康有无不良影响,还缺乏这方面的资料,但肯定不属优质、绿色产品。还有光过敏物质引起的皮肤病变,使胴体和皮毛的质量降低;鱼粉里的肌胃糜烂素(Gizzerosine)对肉鸡生产和肉的品质造成巨大的经济损失。
    不少资料都提到,棉酚在体内代谢过程中,可从动物乳中排出而间接引起哺乳仔畜中毒。由此推测,饲喂棉籽饼粕的奶牛及中毒病牛所产之奶对消费区的人也可能产生危害,其它畜产品中也可能有残留,但目前尚无这方面的确切资料。

    2 固有毒物-抗营养因子的控制和消除
    从以上的简要论述中不难看出,饲料固有毒物和抗营养因子对畜禽健康和生产绿色(动物性)食品的危害不能低估。因而,必须预防和控制其毒害作用和不良影响。
    2.1 限制喂量 在配合饲料时,一定要测定并准确掌握不同原料饲料中固有毒物、抗营养因子的含量,再按饲料卫生标准精确计算其在配合饲料和浓缩饲料中的比例,使其在日粮中不至于发生毒害作用和对营养物质吸收的拮抗。
    2.2 脱毒处理 我国饲料原料,特别是蛋白质饲料比较缺乏,因而,每年进口的鱼粉、豆粕量也较大。但我国丰富的棉籽饼粕和菜籽饼粕等蛋白质饲料却未能被充分饲用,因而,对其进行脱毒处理以降低其毒副作用,并提高其适口性和营养价值则非常重要。常用的方法有以下几种。
    2.2.1 高温处理:加热(干热、湿热、压热、蒸气)对多种饲料固有毒物-抗营养因子都有一定的去除作用。但对哪种饲料用哪种方法好,要根据其去毒效果和对营养物质的损害程度而定。例如,目前认为棉粕、菜粕经膨化后,既可破坏其内固有毒物,也可提高其蛋白质的消化利用率,还由于二者的赖氨酸含量不高,其美拉德反应的影响也不及豆粕(林仕梅,罗莉,叶元土,2003)。蓖麻籽饼粕中的毒蛋白干热处理不易变性,但近年用高温热喷法(压力0.2MPa,120~125℃)处理60min,其蓖麻毒蛋白、红细胞凝集素、变应原和蓖麻碱的去除率分别为100%、100%、70.19%和80.78%。
    2.2.2 控制加工时的温度:鱼粉内肌胃糜烂素就是由于加工时温度过高所致。如Rinehart(1976)将鱼粉在120~130℃经4~8h处理,可使肌胃糜烂的程度加重;日本学者梅村等的研究认为,鱼粉中游离组氨酸与诱发肌胃糜烂关系密切,于是将组氨酸与酪蛋白混合物在135℃加热3h,同样可以引起肌胃糜烂。这种游离组氨酸在鲭鱼、秋光鱼、金枪鱼等红体鱼体内大量存在,接近或达到1000mg%,而在白体鱼体内则含量很少,在10mg%以下(板仓智敏,1982)。因而,将鱼粉加工的温度控制在120℃以内,可降低或防止肌胃糜烂素形成。与此同时,加工鱼粉时尽量避免用红体鱼做原料,特别是用作肉鸡饲料的鱼粉。
    2.2.3 水浸与沉淀:高梁里的单宁为水溶性物质,且主要存在于壳皮中。用冷水浸泡2h,或煮沸5min,可脱去单宁70%。但需注意,无论是用冷水浸泡还是煮沸的时间都不宜过长。因为单宁是存在于壳皮里的水溶性物质,以上时间水仅浸在籽实表面的皮壳而未进入籽实内部,随着浸泡或煮时间的延长,整个高梁粒被水浸变软,可将壳皮溶解在水里的单宁带入籽实内部。还有药用淀粉浆渣,因加工时用亚硫酸脱脂,部分亚硫酸可进入浆渣中,且浆中的含量比渣多,用其饲喂家畜同样可引起中毒。据笔者研究试验,如果将浆沉淀后弃去上清液饲喂,可弃去85%以上的亚硫酸;渣晒干后饲喂,可弃去30%以上。还有山黧豆中的有毒物质变异氨基酸也为水溶性,用其加工淀粉后浆渣用同样的方法处理,可除去其毒素。
    2.3 微生物发酵和青贮 棉籽饼粕、菜籽饼粕经微生物发酵后可降低毒性、提高营养价值,菜籽饼坑埋法实际也有微生物的重要作用;向日粮里添加微生态制剂,对其毒素也有一定的去除作用,但尚处在研究试验阶段。对硝酸盐、亚硝酸盐含量高的青绿饲料经青贮后饲喂则比较安全。因为在青贮过程中微生物可将非蛋白氮硝酸盐和亚硝酸盐转化成菌体蛋白。
    2.4 用添加剂降解 根据其固有毒物-抗营养因子的特性,向饲料中添加不同的添加剂而拮抗或降解之。例如,二价铁离子与游离棉酚结合生成在消化道难于吸收的棉酚-铁复合物,使其失去活性;二价铁离子还可降低棉酚在肝脏里蓄积,从而起到预防蓄积性中毒的作用。二价铁、铜、锌离子能与异硫氰酸酯和恶唑烷硫酮络合成难溶的络合物,不被畜禽吸收而去毒。给煮熟的青饲加1g/kg碳酸氢铵以预防猪亚硝酸盐中毒,其反应式如下:Na(K)NO2+NH4HCO3-Na(K)HCO3+H2O+N2。加植酸酶不仅可降解麸皮等各种植物性饲料里的植酸磷,以提高磷的利用率并减少粪便磷对环境的污染;而且还能将被植酸螯合的钙、锌、铜、铁和蛋白质也被释放出来,恢复被抑制的淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶的活性,提高多种营养物质的消化吸收利用率。向鱼粉中添加甲氰咪呱(Cimetidine)可预防肌胃糜烂。在高草酸饲料的日粮里增加钙,可减少其对钙的拮抗作用。
    2.5 选择和培育低毒作物新品种 这是世界各国都在研究的重点。我国已选育出低棉酚的棉花新品种,其棉仁棉酚的含量为0.02%,再加上在榨油过程中的破坏,棉酚就在安全限内;“双低”(低硫葡萄糖苷、低芥酸)、“三低”(除双低外再加低纤维)油菜;扁荚山黧豆(鹰嘴山黧豆)比其它品种含毒低;高梁白色粒含单宁0.035%~0.088%,黄色为0.09%~0.36%,红色为0.14%~1.55%,褐色为1.3%~2.0%,颜色越淡单宁含量越低。
    2.6 科学种植饲料 植物要将肥料里的非蛋白氮合成氨基酸、蛋白质,必须经过一系列复杂的代谢过程。如果施氮肥过多,多余的氮就不能转化成蛋白质,饲料中硝酸盐和亚硝酸盐的含量就相应增多,特别是用这样的青饲料饲喂家畜,则危险性较大;如果土壤缺镁,再重施钾肥,牧草则不仅缺镁,而且钾、钠比例也失调,在该草地放牧就易于引起青草搐搦和瘤胃膨气。对这样的草地应适当施镁肥和钠肥,并要控制氮肥和钾肥。

    3 加强饲料固有毒物-抗营养因子的研究
   
尽管世界各国对饲料固有毒物和抗营养因子都进行了不少研究,但与快速发展的养殖业和饲料工业相比,还很不相称,某些方面还相差很远,甚至还未能引起人们的重视。例如,棉籽饼粕和菜籽饼粕的脱毒方法和工艺早已研究成功,但在我国尚不能在生产实践中广泛推广应用,甚至有的油脂企业虽有脱毒设备但却闲置而不用;有的饲料企业宁肯选用不脱毒的低价原料产品而不用脱毒的。这里边固然有价格因素的制约,但主要是对其毒害与生产绿色食品、安全饲料与安全食品关系缺乏认识。对饲料固有毒物和抗营养因子还缺乏深入的研究,特别是对其毒害的机制及其在动物体内的代谢,在畜产品中的残留及对人健康的影响。因而,必须加强这方面研究的力度、深度和广度。按照绿色食品的要求,制定(修定)《饲料卫生标准》对饲料固有毒物和抗营养因子的最高限量。这些都与生产绿色动物性食品关系极为密切。国家农业结构的调整,是将原来种植粮食作物和经济作物二元结构的农业,要逐步调整为粮食作用、经济作用和饲料作物三元结构的农业,以加快产业化畜牧业的发展,使农产品多次增值,以提高农民的收入。要大力发展畜牧业,提高人们膳食中动物性食品的比例,增强人民的体质,那就必须加强饲料固有毒物和抗营养因子的研究。这样既能充分利用各种天然的、人工种植的饲料资源,各种农业及其加工业的副产品来生产绿色动物性食品,也解决了人畜的争粮问题,有利于人的健康长寿、国泰民安和我国畜产品在国际市场的竞争能力。
    (参考文献略)

 

 
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