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饲料原料

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。青年家禽(特别是火鸡)对植物凝集素极为敏感。

  豆类种子中还含有其它抗营养成分,如大豆中的脲酶(一种水解尿素产生氨和CO2的酶)在尿素循环中产生过量的氨;致甲状腺肿物(是一类影响甲状腺功能的物质)已在大豆和花生中分离得到;氰化葡萄糖苷(水解时产生氰化氢)在所有豆类中均含有,在利马豆中含量最高。饲喂生四季豆后,发现鸡犯佝偻病和对维生素B12的需要量显著提高。生大豆中的脂肪氧合酶通过破坏原料中的类胡萝卜素使维生素A利用率下降。

  加工处理可使豆类中的抗营养因子脱毒。蛋白酶抑制因子、植物凝集素、脲酶、抗维生素因子和脂肪氧合酶可以通过热处理加以破坏。破坏的程度与温度、加热时间、原料颗粒大小和水分含量有关。发酵可降低胰蛋白酶抑制因子的水平。发芽法则可提高大豆和四季豆的营养价值。但发芽8d后大豆胰蛋白酶抑制因子的浓度并不改变,四季豆胰蛋白酶抑制因子的水平甚至是原来的2倍。

  豆类中也含有一些难以消化的碳水化合物类抗营养因子。豆类中大约40%是由粗纤维 、单糖和多糖组成的。多糖占15%~22%,其中酸性多糖占8%~10%,阿拉伯半乳聚糖占5%,纤维占1%~2%,淀粉占0.5%。这些物质大部分不能被家禽消化和利用。了解不多的是大豆甘露聚糖。甘露聚糖对热敏感,而且对家禽有较强的抗营养作用。半乳甘露聚糖是一种粘性多糖。
豆粕中的单糖是易消化的碳水化合物,即使是这种易消化的物质也具有降低豆粕TMEn、纤维消化率和食糜流速的作用。

  1.2 根和块茎

  木薯、土豆和红薯及其副产物已逐渐成为常用的饲料原料(特别在发展中国家)。以相同的干物质为基础,土豆的蛋白质含量与小麦相当,高于
玉米和谷类的蛋白质含量。红薯淀粉优于玉米淀粉,蛋白质质量与酪蛋白相同。然而,由于块茎中含有抗营养因子需在饲喂前经过特别处理。

  生氰葡萄糖苷是木薯中的毒性成分,主要存在于木薯根的液泡中。细胞中的β-糖苷酶能把碳水化合物部分从这些成分中切下来,产生丙酮、葡萄糖和氢氰酸(HCN)。因此,在咀嚼和压榨时细胞破裂,生氰葡萄糖苷释放导致毒性产生。葡萄糖苷水解产生有毒的氰化物。生氰葡萄糖苷酶在加热过程中极易变性。一旦变性,就不能催化产生有毒氰化氢。因此,可以通过加热减少甚至消除木薯的毒性。葡萄糖苷有较高的水溶性,并且遇热易分解。产生的游离HCN会在加热过程中挥发。木薯中低水平的胰蛋白酶抑制因子和胰凝汝酶抑制因子在蒸煮过程中也易变性。

  土豆苗和土豆也含有毒成分,如生物碱。生物碱中最主要的是龙葵碱,不同品种的土豆其含量不同。植物在受到真菌、细菌和机械损伤时含量最高。已发现龙葵碱使人和畜禽胃肠功能和神经系统紊乱。某些生物碱是胆碱脂酶的抑制因子,这很可能是土豆中毒时出现神智不清、麻木和抑郁等症状的原因。与木薯的有毒物相比,土豆中的生物碱不易通过加热和蒸煮去除。当新鲜土豆中生物碱的含量超过20mg/100g时则不宜食用和作为饲料。

  红薯含数种抗营养物质,包括蛋白酶抑制因子、Furanoterpenoids和蚀乳型物质。美国红署含7种胰蛋白酶抑制因子。当加热温度为75℃~80℃时,胰蛋白酶抑制因子的活性可降低到50%以下;在沸腾状态下保持15min,可降低到10%以下;在130℃处理30min可完全破坏。红薯在受到真菌Fusarium Solani感染时产生的肺水肿毒素的毒性最强。牛摄入9mg/kg BW的肺水肿毒素,在24h内发生非典型间质性肺炎。急性肺水肿并伴随间质性肺气肿,几天内动物窒息而死。烘烤和蒸煮可减少红薯中的肺水肿毒素,但不能完全消除。

  1.3 谷物和谷物副产物

  小麦、大麦、黑麦和燕麦均含非淀粉多糖(NSP)。NSP是一类具有戊聚糖结构的多糖,不易被家禽内源酶消化。NSP主要包括阿拉伯木聚糖、木聚糖和β-葡聚糖。NSP对家禽的抗营养作用主要表现为增加食糜粘度,对动物生产性能产生负影响。此外,NSP也改变胃肠道的分泌,并与胃肠道内微生物区系发生互作。溶解性的NSP形成大分子聚合物使肠道食糜粘度增加,阻止消化酶的作用,干扰营养物质的吸收。消化不全的食糜运动到消化道后部,被微生物用于发酵。添加外源微生物酶可降低NSP的负作用。

  2 动物副产品中的抗营养物质

  动物副产品早已被人们认为是畜禽很好的蛋白源。但是细菌降解和产生的有毒代谢物使其营养价值大大降低。微生物在分解蛋白质产生氨基酸时,对氨基酸脱羧和脱酰胺分别产生生物胺和氨。这两种物质对动物均有毒害作用。大多数动物能有限代谢正常摄入的生物胺。

  神经活性胺是中枢神经系统的神经递质。血管活性胺对血管产生直接和间接的作用。酪胺、苯乙胺和盐酸色胺通过释放储存在组织中的去甲肾上腺素间接提高血压。组胺具有较强的扩毛细血管的作用,使血压降低,导致血压过低和神经兴奋。鸡口服组胺后生长受阻、羽毛少、死亡率提高、肌肉损伤、组织水肿和脾萎缩。水生动物体内所含的组胺高于陆生动物。组胺是食物中毒性最强的胺类,但组胺单体是相对无毒的。腐胺和尸胺通过限制小肠内代谢组胺单体的酶(二胺氧化酶、组胺-N-甲基转移酶)而促进组胺的毒性。组胺和大多数生物胺一样具有热稳定性,而且其含量在蒸煮加热过程中不发生变化。因此,防止原料中组胺的毒性要求对生原料小心处理,以免产生生物胺。

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