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飼料固有毒物-抗營養因子研究的現狀

  作者: 來源: 日期:2005-05-13  
         有些天然飼料里含有一定量的有毒物質和抗營養因子,例如,棉籽餅粕里的棉酚、菜籽餅粕里的芥子苷、亞麻籽餅粕里的氰苷、山黧豆里的變異氨基酸、魚粉里的肌胃糜爛素等有毒物質;青菜和青嫩牧草里的草酸、麩皮里的植酸、大豆及其餅粕里的胰蛋白酶抑制因子等抗營養因子。在配合飼料時,如果某些含固有毒物和抗營因子的原料比例過大,或者飼喂的時間過長,就能引起相應的有毒物質中毒;或降低飼料的消化吸收利用率和營養價值;或破壞動物體內的正常代謝,從而降低畜產品的產量和品質,甚至有的還發生殘留而影響到消費者的健康。隨著人民生活水平的不斷提高,人們對動物性食品的要求已由數量上的滿足向質量方面選擇,即綠色肉、蛋、奶、魚等各種動物性食品。因此,要生產綠色動物性食品,提高養殖業的經濟效益,絕不能忽視飼料里固有毒物和抗營養因子的危害。

    1  固有毒物-抗營養因子的危害
    飼料里固有毒物、抗營養因子的種類很多,分布也很廣,可以說多種飼料原料里都含有,不過有的含量較低或對某種家畜未發現其毒害作用,或對畜產品的不良影響尚未被發現而未能引起人們的注意。
    1.1 對食欲和消化吸收的影響
    不少含固有毒物-抗營養因子的飼料,其適口性都比較差,因而,都會不同程度地影響到畜禽的食欲和采食量。例如,菜籽餅粕里的異硫氰酸酯、芥子堿,草木樨的香豆素(為雙香豆素前體物),高粱里的單寧等。不僅如此,當其進入胃腸道后還剌激其黏膜而引起卡他性-出血性炎癥,使消化液的分泌紊亂和營養物質的消化吸收率降低。青嫩牧草里的草酸、麩皮里的植酸不僅使其本身的營養物質不能很好地消化吸收,而且還影響到日糧中鈣、鋅、銅、鐵等元素的吸收。
    1.2 致代謝機能障礙和病理變化
    某些固有毒物吸收后,可引起多種代謝機能障礙、病理過程和病變,嚴重的引起中毒甚至死亡。如棉酚吸收后可增強毛細血管的通透性,使血漿、血細胞外滲;能和多種功能性蛋白質及一些重要的酶結合,使其失去活性,并能和鐵離子結合而導致貧血;能損害中樞神經系統而呈現神經癥狀;損害視力甚至發生失明,特別是妊娠母畜中毒對胚胎的影響最為明顯;能損害睪丸曲精細管生精上皮影響精子的生成而致公畜性不育,因而有報道將棉酚可用于男性不育藥。菜籽餅粕里異硫氰酸酯(Isothiocyanate,ITC)中的硫氰離子(SCN)和碘離子(I)是形狀和大小相似的單價陰離子,因而,可與碘離子競爭并濃集到甲狀腺中而抑制甲狀腺濾泡濃集碘的功能,從而導致甲狀腺腫大,影響畜禽的代謝和生長。棉酚、ICT經腎臟和肺排出時的剌激損害作用可引起腎炎、支氣管炎和肺水腫,因而棉籽餅中毒的家畜多排紅尿(群眾稱“桃花尿”);惡唑烷硫酮(Oxazolidine thione,OZT)抑制甲狀腺濾泡細胞里甲狀腺過氧化物酶(Thyroid peroxidase,TPO)的活性,影響甲狀腺中碘的活化、酪氨酸的碘化和碘化酪氨酸的偶聯等一系列生化過程,從而阻礙甲狀腺素的合成,引起腦垂體促甲狀腺素分泌增加而導致甲狀腺腫大。這種作用不能通過補碘來拮抗。青綠飼料中亞硝酸鹽能將血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白,使血液失去攜氧功能;亞麻籽餅粕、木薯里氫氰酸抑制細胞色素氧化酶使生物氧化呼吸(細胞)鏈中斷,二者都能導致機體缺氧而死亡,只是機制不同而異。蓖麻籽餅粕里的蓖麻堿、山黧豆里的變異氨基酸都能導致畜禽神經麻痹,蓖麻餅粕里的變應原還能引起過敏反應。  
    1.3 影響畜產品的質量和消費者的健康
    由于固有毒物、抗營養因子影響飼料的消化吸收利用率,引起機體的代謝機能障礙、病理變化和中毒。因而,它不僅影響動物體的健康狀況、降低畜產品的產量,而且還影響其產品的品質,甚至在畜產品中殘留而對其消費者的健康也造成危害。例如,國外報道奶牛因放牧大量采食,或作為青刈舍飼油菜等十字花科植物后,牛奶里出現致甲狀腺腫物質,當牛尚未出現臨床癥狀時,卻在該牛奶的消費區發生人甲狀腺腫的流行。棉籽餅粕里的蘋婆酸、錦葵酸等環丙烯類脂肪酸能降低雞蛋的品質,即當產蛋雞攝入后所產之蛋的卵黃膜的通透性增強,并改變卵黃和蛋清的pH(蛋黃的pH升高,蛋清的pH下降),蛋黃中的鐵離子透過卵黃膜而進入蛋清中,再與其內的伴清蛋白(Conla bumin)螯合而形成紅色復合物,使蛋清變成桃紅色,即稱其為“桃紅蛋”,蛋經貯存后,這種現象更加明顯。這類脂肪酸還可使蛋黃變硬,經過加熱形成所謂“海綿蛋”。其所以如此,目前認為這兩種脂肪酸有對抗肝臟中脂肪酸去飽和酶的作用,從而導致蛋黃中飽和脂肪酸比例增加,蛋黃的熔點升高,硬度增大。菜籽餅粕中的芥子堿(Sinapin)在雞的胃腸道里分解為芥子酸和膽堿,膽堿進而轉化為三甲胺(Trimethylamine,TMA)。正常情況下,在體內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,但一些褐殼蛋系雞體內缺乏這種酶,因而,三甲胺不能被氧化而直接進入蛋黃并在其內累積,當其含量超過1μg/g時,蛋即呈現魚腥味。也有研究認為,菜籽餅粕中的惡唑烷硫酮對三甲胺氧化酶有抑制作用。至于這類蛋對人的健康有無不良影響,還缺乏這方面的資料,但肯定不屬優質、綠色產品。還有光過敏物質引起的皮膚病變,使胴體和皮毛的質量降低;魚粉里的肌胃糜爛素(Gizzerosine)對肉雞生產和肉的品質造成巨大的經濟損失。
    不少資料都提到,棉酚在體內代謝過程中,可從動物乳中排出而間接引起哺乳仔畜中毒。由此推測,飼喂棉籽餅粕的奶牛及中毒病牛所產之奶對消費區的人也可能產生危害,其它畜產品中也可能有殘留,但目前尚無這方面的確切資料。

    2 固有毒物-抗營養因子的控制和消除
    從以上的簡要論述中不難看出,飼料固有毒物和抗營養因子對畜禽健康和生產綠色(動物性)食品的危害不能低估。因而,必須預防和控制其毒害作用和不良影響。
    2.1 限制喂量 在配合飼料時,一定要測定并準確掌握不同原料飼料中固有毒物、抗營養因子的含量,再按飼料衛生標準精確計算其在配合飼料和濃縮飼料中的比例,使其在日糧中不至于發生毒害作用和對營養物質吸收的拮抗。
    2.2 脫毒處理 我國飼料原料,特別是蛋白質飼料比較缺乏,因而,每年進口的魚粉、豆粕量也較大。但我國豐富的棉籽餅粕和菜籽餅粕等蛋白質飼料卻未能被充分飼用,因而,對其進行脫毒處理以降低其毒副作用,并提高其適口性和營養價值則非常重要。常用的方法有以下幾種。
    2.2.1 高溫處理:加熱(干熱、濕熱、壓熱、蒸氣)對多種飼料固有毒物-抗營養因子都有一定的去除作用。但對哪種飼料用哪種方法好,要根據其去毒效果和對營養物質的損害程度而定。例如,目前認為棉粕、菜粕經膨化后,既可破壞其內固有毒物,也可提高其蛋白質的消化利用率,還由于二者的賴氨酸含量不高,其美拉德反應的影響也不及豆粕(林仕梅,羅莉,葉元土,2003)。蓖麻籽餅粕中的毒蛋白干熱處理不易變性,但近年用高溫熱噴法(壓力0.2MPa,120~125℃)處理60min,其蓖麻毒蛋白、紅細胞凝集素、變應原和蓖麻堿的去除率分別為100%、100%、70.19%和80.78%。
    2.2.2 控制加工時的溫度:魚粉內肌胃糜爛素就是由于加工時溫度過高所致。如Rinehart(1976)將魚粉在120~130℃經4~8h處理,可使肌胃糜爛的程度加重;日本學者梅村等的研究認為,魚粉中游離組氨酸與誘發肌胃糜爛關系密切,于是將組氨酸與酪蛋白混合物在135℃加熱3h,同樣可以引起肌胃糜爛。這種游離組氨酸在鯖魚、秋光魚、金槍魚等紅體魚體內大量存在,接近或達到1000mg%,而在白體魚體內則含量很少,在10mg%以下(板倉智敏,1982)。因而,將魚粉加工的溫度控制在120℃以內,可降低或防止肌胃糜爛素形成。與此同時,加工魚粉時盡量避免用紅體魚做原料,特別是用作肉雞飼料的魚粉。
    2.2.3 水浸與沉淀:高梁里的單寧為水溶性物質,且主要存在于殼皮中。用冷水浸泡2h,或煮沸5min,可脫去單寧70%。但需注意,無論是用冷水浸泡還是煮沸的時間都不宜過長。因為單寧是存在于殼皮里的水溶性物質,以上時間水僅浸在籽實表面的皮殼而未進入籽實內部,隨著浸泡或煮時間的延長,整個高梁粒被水浸變軟,可將殼皮溶解在水里的單寧帶入籽實內部。還有藥用淀粉漿渣,因加工時用亞硫酸脫脂,部分亞硫酸可進入漿渣中,且漿中的含量比渣多,用其飼喂家畜同樣可引起中毒。據筆者研究試驗,如果將漿沉淀后棄去上清液飼喂,可棄去85%以上的亞硫酸;渣曬干后飼喂,可棄去30%以上。還有山黧豆中的有毒物質變異氨基酸也為水溶性,用其加工淀粉后漿渣用同樣的方法處理,可除去其毒素。
    2.3 微生物發酵和青貯 棉籽餅粕、菜籽餅粕經微生物發酵后可降低毒性、提高營養價值,菜籽餅坑埋法實際也有微生物的重要作用;向日糧里添加微生態制劑,對其毒素也有一定的去除作用,但尚處在研究試驗階段。對硝酸鹽、亞硝酸鹽含量高的青綠飼料經青貯后飼喂則比較安全。因為在青貯過程中微生物可將非蛋白氮硝酸鹽和亞硝酸鹽轉化成菌體蛋白。
    2.4 用添加劑降解 根據其固有毒物-抗營養因子的特性,向飼料中添加不同的添加劑而拮抗或降解之。例如,二價鐵離子與游離棉酚結合生成在消化道難于吸收的棉酚-鐵復合物,使其失去活性;二價鐵離子還可降低棉酚在肝臟里蓄積,從而起到預防蓄積性中毒的作用。二價鐵、銅、鋅離子能與異硫氰酸酯和惡唑烷硫酮絡合成難溶的絡合物,不被畜禽吸收而去毒。給煮熟的青飼加1g/kg碳酸氫銨以預防豬亞硝酸鹽中毒,其反應式如下:Na(K)NO2+NH4HCO3-Na(K)HCO3+H2O+N2。加植酸酶不僅可降解麩皮等各種植物性飼料里的植酸磷,以提高磷的利用率并減少糞便磷對環境的污染;而且還能將被植酸螯合的鈣、鋅、銅、鐵和蛋白質也被釋放出來,恢復被抑制的淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶的活性,提高多種營養物質的消化吸收利用率。向魚粉中添加甲氰咪呱(Cimetidine)可預防肌胃糜爛。在高草酸飼料的日糧里增加鈣,可減少其對鈣的拮抗作用。
    2.5 選擇和培育低毒作物新品種 這是世界各國都在研究的重點。我國已選育出低棉酚的棉花新品種,其棉仁棉酚的含量為0.02%,再加上在榨油過程中的破壞,棉酚就在安全限內;“雙低”(低硫葡萄糖苷、低芥酸)、“三低”(除雙低外再加低纖維)油菜;扁莢山黧豆(鷹嘴山黧豆)比其它品種含毒低;高梁白色粒含單寧0.035%~0.088%,黃色為0.09%~0.36%,紅色為0.14%~1.55%,褐色為1.3%~2.0%,顏色越淡單寧含量越低。
    2.6 科學種植飼料 植物要將肥料里的非蛋白氮合成氨基酸、蛋白質,必須經過一系列復雜的代謝過程。如果施氮肥過多,多余的氮就不能轉化成蛋白質,飼料中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量就相應增多,特別是用這樣的青飼料飼喂家畜,則危險性較大;如果土壤缺鎂,再重施鉀肥,牧草則不僅缺鎂,而且鉀、鈉比例也失調,在該草地放牧就易于引起青草搐搦和瘤胃膨氣。對這樣的草地應適當施鎂肥和鈉肥,并要控制氮肥和鉀肥。

    3 加強飼料固有毒物-抗營養因子的研究
   
盡管世界各國對飼料固有毒物和抗營養因子都進行了不少研究,但與快速發展的養殖業和飼料工業相比,還很不相稱,某些方面還相差很遠,甚至還未能引起人們的重視。例如,棉籽餅粕和菜籽餅粕的脫毒方法和工藝早已研究成功,但在我國尚不能在生產實踐中廣泛推廣應用,甚至有的油脂企業雖有脫毒設備但卻閑置而不用;有的飼料企業寧肯選用不脫毒的低價原料產品而不用脫毒的。這里邊固然有價格因素的制約,但主要是對其毒害與生產綠色食品、安全飼料與安全食品關系缺乏認識。對飼料固有毒物和抗營養因子還缺乏深入的研究,特別是對其毒害的機制及其在動物體內的代謝,在畜產品中的殘留及對人健康的影響。因而,必須加強這方面研究的力度、深度和廣度。按照綠色食品的要求,制定(修定)《飼料衛生標準》對飼料固有毒物和抗營養因子的最高限量。這些都與生產綠色動物性食品關系極為密切。國家農業結構的調整,是將原來種植糧食作物和經濟作物二元結構的農業,要逐步調整為糧食作用、經濟作用和飼料作物三元結構的農業,以加快產業化畜牧業的發展,使農產品多次增值,以提高農民的收入。要大力發展畜牧業,提高人們膳食中動物性食品的比例,增強人民的體質,那就必須加強飼料固有毒物和抗營養因子的研究。這樣既能充分利用各種天然的、人工種植的飼料資源,各種農業及其加工業的副產品來生產綠色動物性食品,也解決了人畜的爭糧問題,有利于人的健康長壽、國泰民安和我國畜產品在國際市場的競爭能力。
    (參考文獻略)

 

 
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