饲料中的抗营养因子及处理方法


扬州大学畜牧兽医学院    刘波    章世元    姜德兴  卜祥斌

    饲料是动物生产的物质基础,现今配合饲料中90%以上的组成成分为植物性饲料,植物性饲料中都含有一种或多种抗营养因子。抗营养因子不但影响了饲料的营养价值和适口性而且给动物的健康生长和生产带来了很大的危害。众所周知我国既是人口大国又是饲料生产大国(2000年生产 7429万吨),人畜争粮,饲料资源短缺,尤其是蛋白质饲料资源缺口巨大,2000年缺口近3000万吨。面对这样严重的现实,除开发新的饲料资源外,提高现有饲料资源的利用率也是解决问题最有效途径之一。由于抗营养因子是影响饲料营养价值充分发挥的主要因素,故现对常规植物饲料中的抗营养因子及相应处理方法进行归纳总结,以便帮助人们加德对有效利用饲料资源的认识,进而采取相应措施消除或钝化饲料中抗营养因子的影响,从而有利于该料营养价值的充分发挥,提高饲料利用率,降低生产成本,提高经济效益。

1.  禾谷籽实中的抗营养因子及处理方法

 1.l禾谷籽实中的抗营养因子及其危害

    禾谷籽实主要指小麦、红高粱、大麦、黑麦和小黑麦。早在1952年Preece和Macrenzie就证实谷物饲料中主要含有两类粘性的非淀粉多糖物质:阿拉伯木聚糖(戊聚糖)和β一葡聚糖。木聚糖按键的旋向分D型和L型,D型木聚糖以β-1,4键相连,L型木聚糖以α-l,2和α-l,3键相连。谷物中阿拉伯木聚糖连接以α-l,3键为主,其中阿拉伯木聚糖并非简单地物理性嵌合在细胞壁中,而是通过碱敏性脂状交联固定在细胞壁中,故大多数不溶于水。非细胞壁成分的阿拉伯木聚糖形成高粘性水溶物,可吸收约十倍于自身重量的水。β一葡聚糖为葡萄糖以β-l,3和β-l,4键相连的聚合物。β一葡聚糖由于存在β-l,3键改变了β-l,4键的主链结构,阻止了主链间的相互接近,提高了可溶性。各种谷物中不仅总木聚糖与β一葡聚糖的含量差异较大,而且其水溶性木聚糖和水溶性β一葡聚糖的含量也不相同。

    谷物饲料的抗营养特性不仅与其中木聚糖和β一葡聚糖含量有关更与水溶性木聚糖和水溶性β一葡聚糖含量相关,因为抗营养性主要是因为水溶性水聚糖与水溶性β一葡聚糖是具有高度的系水力,从而增加了动物肠道内食糜的粘稠度,使消化道内源酶对养分的作用降,营养物质的消化率下降。对比主要谷物饲料中木聚糖和β一葡聚糖含量发现大麦和燕麦中的非淀粉多聚糖以β一葡聚糖为主,而黑麦、小黑麦和小麦中以木聚糖为主。根据各自所含抗营养因子的特性可采取相应的处理措施,对大麦和燕麦型口粮通常采取添加β一葡聚糖酶,对黑麦、小黑麦和小麦型口粮通常采取添加木聚糖酶,对其它多聚糖含量比较低的饲粮可不添加酶制剂。谷物饲料中除含有这两种主要抗营养因子外,还有植酸和单宁等抗营养因子。植酸只在成熟的种子中才出现,且以小麦、大麦和黑麦中含量较丰富,尤以黑麦中的活性最高。单宁主要存在于高粱中。

  1.2处理方法

  l.2.l  酶处理法:对于多聚糖的处理方法国内外均大多采取添加酶制剂。且实验均得出了比较理想的结果。冯定远等(2000)试验指出在猪的玉米一豆粕一麸皮型日粮中添加木聚糖酶和β一葡聚糖酶制剂能使口粮于物质消化率提高11.3%余东游(2001)试验表明在高大麦型口粮中添加β一葡聚糖酶可使仔猪和中猪的口增重分别提高20. 66%和11.56%。ChOO 1996)总结了鸡的试验认为加酶使饲料干物质消化率提高了17%。众多试验认为添加非淀粉多糖出SP)酶制剂家禽消化率提高的效果比猪的好。对于植酸亦多采取加酶处理。Cromwell 1991)证明日粮添加植酸酶时,明显降低了口粮磷的需要量和粪便磷的排泄,从而减轻了环境污染。

    1.2.2  机械加工法:如蒸汽碾压法和蒸汽压片法。蒸汽碾压法是舍饲肉牛口粮和奶牛精料中大麦和玉米的常见加工方法。Thenrer(1999)试验将谷物先经过蒸汽处理15min或更短时间以便使水分含量达到12%-14%,然后用相应规格的碾子碾压成一种没有特定体积和密度的片状物(高粱和玉米以0.36Kg/L为宜)。蒸汽压片法较蒸汽碾压法应用更广,谷物先在立式蒸汽处理器中调制30-60min使谷物水分含量达18%-20%,然后经二个预热的大直径碾子挤压成所期望的特定密度的谷物片。试验结果表明,提高加工过程中水分、温度和压力均能提高谷物在瘤胃中的可消化淀粉含量和总淀粉消化率。

    1.2.3 化学处理方法:常用NaOH处理谷物类饲料。这种方法于80年代中期在英国部分地区开始使用,在奶牛口粮中使用大量经碱化处理的小麦可避免酸中毒,同时农场还可以省去磨碎或干燥谷物加工设备的投入。碱化处理谷物的三个主要因素是:结晶NaOH、谷物和水。NaOH的添加量为饲料重量的3%-6%,谷物的最佳含水量为30%。Roett试验发现,经 6% NaOH浸泡处理和喷雾处理的大麦,大麦的于物质降解率从50%提高到了75%-85%,证明碱化处理可以破坏半纤维素,从而提高降解率。

    1.2.4  育种方法:有种方法是最有效的方法。如目前国内大麦总产的70%用于饲料工业,因此培育优质的饲料大麦新品种意义重大。江苏大中农场于2000年育成饲料专用大麦,并经审定定名。从当前实际国情来看,加入WH0G中国国内的价高质劣的饲料原料势必将受到国外质优价廉的饲料原料的强有力的冲击,面对这样的现实,我们认为最有效的应对办法就是加快高产优质新品种的培育。

 2.大豆饼/粕中的抗营养因子及处理方法

    2.l大豆饼/粕中的抗营养因子及其危害

    大豆粕粗蛋白含量为35%-42%。大豆粕以其蛋白质含量高,氨基酸比较平衡而成为全世界最主要的植物蛋白质饲料原料。2000年我国饲料工业的豆粕消费量达到1300万吨。大豆饼/粕蛋白质品质好,赖氨酸含量高,但大豆饼/粕中含有某些生长抑制因子和抗营养成分,主要包括胰蛋白酶抑制剂、血凝集素、皂苷、植酸、雌激素、胃胀气因子、抗维生素因子、致甲状腺肿因子和脲酶等抗营养因子。蛋白酶抑制剂对动物的危害主要是抑制动物的生长和引起胰腺肥大。一般认为其原因是肠道中蛋白水解酶的作用受到抑制,从而阻碍动物对饲料蛋白质的消化吸收。大豆凝集素在动物肠道中不易被酶水解,却容易和小肠壁上皮细胞表面的特异性受体(细胞外被多糖)结合,从而损坏小肠壁刷状线粘膜结构,干扰消化酶的分泌,抑制肠道对营养物质的消化吸收,使蛋白质利用率下降,动物生长受阻甚至停滞。皂苷能抑制胰凝乳蛋白酶和胆碱脂酶活性并有溶血作用。

    2.2处理方法

    2.2.l物理方法:包括机械脱壳、膨化、加热、水浸泡等。大豆中的部分抗营养因于对热不稳定,如胰蛋白酶抑制剂、血凝集素、尿酶、致甲状腺肿因子和抗维生素因子通过充分加热即可使之变性失活。Cupta(1987)证实了胰蛋白酶抑制剂活性与加热时间成负相关。席鹏彬等(2000)实验指出通过湿法挤压加工(125-140℃)可显著降低生大豆的脲酶活性和抗胰蛋白酶活性,同时适度的加热也可使蛋白质展开氨基酸残基,残基暴露则使之易于被动物体内的蛋白酶水解吸收。李素芬(2001)实验对全脂大豆抗脱壳去表皮,以减少抗营养因子作用。熊易强( 1998)报告去皮豆粕营养价值明显提高。水浸泡法则是利用某些抗营养因子溶于水的特性将其除去,如大豆籽实经浸泡萌发24h可使水苏糖和棉籽糖含量减少一半。

    2.2.2化学方法:如用乙醇处理,使大豆蛋白的结构改变,以降低大豆蛋白中抗营养口子的活性。Sissons(1989)用65%-70%的乙醇在70℃-80T下处理大豆后,大豆的抗原性明显降低。Coon等(1990)报道采用乙醇作溶剂进行车取的物理一化学加工工艺来消除豆粕中的寡聚糖,结果发现经乙醇萃取后豆粕的代谢能提高了20%,N的消化率提高了5%-50%。侯水生等(1996)用Na。SZO。处理生大豆粕可使胰蛋白酶抑制活性下降45%。

    2.2.3加酶法:此法是一种比较可行的方法,在大豆中添加酶制剂对营养物质的影响较小。Mejer和 Spkking(1993)研究发现,添加特异性酶来灭活大豆中的胰蛋白酶抑制剂有一定的效果。Ba。elona Autonoma大学用肉仔鸡进行试验在玉米一豆粕型口粮中添加酶制剂使口粮的代谢能提高了5%,氮存留率提高了10%以上。

    2.2.4育种方法:通过培育出低胰蛋白酶抑制剂、低皂苷和低植酸等低抗营养因子的新品种,这样既能促进种植业的发展又能推动饲料工业的发展可谓一举两得。

    3.菜籽饼/粕中的抗营养因子及处理方法

    3.l菜籽饼/粕中的抗营养因子及其危害

    我国种植的油菜品种绝大部分为甘兰型品种,菜籽粕含粗蛋白质35%-40%。菜籽粕中蛋白质的含量虽然不如豆粕,但菜籽粕的蛋白质的质量优于大豆粕。菜籽粕中的抗营养因子主要有植酸、单宁、芥子碱、硫葡糖苷及水解产物。一般菜籽饼/粕中植酸含量大约为2%,单宁的含量约为0.5%。植酸作为一种很强的螫合物它能与钙、镁、锌等金属离子形成络合物而大大降低了这些元素的生物利用率,又因植酸中富含磷而动物对植酸磷的利用率很低,但采食后排出体外的植酸磷能为环境中的微生物分解而释放到环境中,易造成水体富营养化而导致水中缺氧,从而给环境带来极大的负面影响。此问题正日益受到人们的关注。单宁是一种多元酚化合物,有苦涩味,影响适口性,且在中性和碱性条件下被氧化并产生聚合作用从而使菜籽粕颜色变黑,并产生不良气味。多酚化合物还能与蛋白质结合使其营养价值显著降低。硫葡糖苷在菜籽粕中的含量为6.9。g/g-12.ling/g。硫葡糖苷是一种含硫化合物,含硫越高毒性越大。硫葡糖苷

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