飼料原料
幾乎所有的飼料原料均含有抗?fàn)I養(yǎng)因子,如果抗?fàn)I養(yǎng)因子含量過高,對畜禽的生產(chǎn)性能和健康會產(chǎn)生不利影響。了解抗?fàn)I養(yǎng)因子的一般常識,通過降低添加水平、配合技術(shù)、加工處理或添加酶制劑等方法可減少和避免抗?fàn)I養(yǎng)因子引起的負(fù)作用。
1 植物中的抗?fàn)I養(yǎng)因子
植物體內(nèi)存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子包括蛋白酶抑制因子、致甲狀腺腫素、生物堿、草酸鹽和植酸。采食后將削弱營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,抑制動物的生長。有些抗?fàn)I養(yǎng)因子則由真菌和細(xì)菌代謝產(chǎn)生或植物在抗損傷和感染過程中產(chǎn)生。對原料進(jìn)行適當(dāng)加工可中和抗?fàn)I養(yǎng)因子的毒性或脫毒。
1.1 豆蛋白
豆類如大豆、花生、雛豆、蠶豆等是很好的蛋白源,但均含有抗?fàn)I養(yǎng)因子,因而限制了在飼料中的用量。豆類中的抗?fàn)I養(yǎng)因子包括蛋白酶抑制因子、植物疑集素、脲酶、脂肪氧合酶、生氰葡萄糖苷和抗維生素因子。
所有豆類均含一定量的胰蛋白酶抑制因子。胰蛋白酶抑制因子與動物小腸中胰蛋白酶結(jié)合,使胰蛋白酶失活,胰腺分泌大量胰蛋白酶,使胰腺代償性增生。飼喂生大豆的動物表現(xiàn)為胰腺肥大,伴隨生長受阻,飼料效率下降。由于胰蛋白酶抑制因子的特殊結(jié)構(gòu)加熱極易變性。
許多人認(rèn)為,胰蛋白酶抑制因子并非是豆類的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子。植物凝集素在豆類植物與固氮菌的共生關(guān)系中起重要作用。不同物種其毒性也有差異。四季豆植物凝集素的毒性強(qiáng)于大豆植物凝集素。植物凝集素是一種蛋白質(zhì),以高度特異的構(gòu)象與糖和配糖體(如糖脂、糖肽、低聚糖或氨基葡聚糖)結(jié)合。植物凝集素與小腸微絨毛表面的糖蛋白結(jié)合,使微絨毛發(fā)育異常,從而影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。有研究報道,植物凝集素破壞小腸結(jié)構(gòu),使葡萄糖、氨基酸、維生素B12吸收不良和鐵轉(zhuǎn)運(yùn)受阻。植物凝集素破壞小腸表面,使碳水化合物和蛋白質(zhì)未被消化便進(jìn)入結(jié)腸,并在結(jié)腸中發(fā)酵。此外,植物凝集素能與小腸刷狀緣和細(xì)菌的糖蛋白受體結(jié)合,使小腸內(nèi)壁與細(xì)菌粘連。研究表明,在飼喂生大豆和純化植物凝集素的小鼠和雞體內(nèi)大腸桿菌大量繁殖。植物凝集素使小腸表皮受損后,細(xì)菌和細(xì)菌內(nèi)毒素進(jìn)入血液循環(huán),從而損傷有機(jī)體。青年家禽(特別是火雞)對植物凝集素極為敏感。
豆類種子中還含有其它抗?fàn)I養(yǎng)成分,如大豆中的脲酶(一種水解尿素產(chǎn)生氨和CO2的酶)在尿素循環(huán)中產(chǎn)生過量的氨;致甲狀腺腫物(是一類影響甲狀腺功能的物質(zhì))已在大豆和花生中分離得到;氰化葡萄糖苷(水解時產(chǎn)生氰化氫)在所有豆類中均含有,在利馬豆中含量最高。飼喂生四季豆后,發(fā)現(xiàn)雞犯佝僂病和對維生素B12的需要量顯著提高。生大豆中的脂肪氧合酶通過破壞原料中的類胡蘿卜素使維生素A利用率下降。
加工處理可使豆類中的抗?fàn)I養(yǎng)因子脫毒。蛋白酶抑制因子、植物凝集素、脲酶、抗維生素因子和脂肪氧合酶可以通過熱處理加以破壞。破壞的程度與溫度、加熱時間、原料顆粒大小和水分含量有關(guān)。發(fā)酵可降低胰蛋白酶抑制因子的水平。發(fā)芽法則可提高大豆和四季豆的營養(yǎng)價值。但發(fā)芽8d后大豆胰蛋白酶抑制因子的濃度并不改變,四季豆胰蛋白酶抑制因子的水平甚至是原來的2倍。
豆類中也含有一些難以消化的碳水化合物類抗?fàn)I養(yǎng)因子。豆類中大約40%是由粗纖維 、單糖和多糖組成的。多糖占15%~22%,其中酸性多糖占8%~10%,阿拉伯半乳聚糖占5%,纖維占1%~2%,淀粉占0.5%。這些物質(zhì)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。甘露聚糖對熱敏感,而且對家禽有較強(qiáng)的抗?fàn)I養(yǎng)作用。半乳甘露聚糖是一種粘性多糖。豆粕中的單糖是易消化的碳水化合物,即使是這種易消化的物質(zhì)也具有降低豆粕TMEn、纖維消化率和食糜流速的作用。
1.2 根和塊莖
木薯、土豆和紅薯及其副產(chǎn)物已逐漸成為常用的飼料原料(特別在發(fā)展中國家)。以相同的干物質(zhì)為基礎(chǔ),土豆的蛋白質(zhì)含量與小麥相當(dāng),高于玉米和谷類的蛋白質(zhì)含量。紅薯淀粉優(yōu)于玉米淀粉,蛋白質(zhì)質(zhì)量與酪蛋白相同。然而,由于塊莖中含有抗?fàn)I養(yǎng)因子需在飼喂前經(jīng)過特別處理。
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。細(xì)胞中的β-糖苷酶能把碳水化合物部分從這些成分中切下來,產(chǎn)生丙酮、葡萄糖和氫氰酸(HCN)。因此,在咀嚼和壓榨時細(xì)胞破裂,生氰葡萄糖苷釋放導(dǎo)致毒性產(chǎn)生。葡萄糖苷水解產(chǎn)生有毒的氰化物。生氰葡萄糖苷酶在加熱過程中極易變性。一旦變性,就不能催化產(chǎn)生有毒氰化氫。因此,可以通過加熱減少甚至消除木薯的毒性。葡萄糖苷有較高的水溶性,并且遇熱易分解。產(chǎn)生的游離HCN會在加熱過程中揮發(fā)。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過程中也易變性。
土豆苗和土豆也含有毒成分,如生物堿。生物堿中最主要的是龍葵堿,不同品種的土豆其含量不同。植物在受到真菌、細(xì)菌和機(jī)械損傷時含量最高。已發(fā)現(xiàn)龍葵堿使人和畜禽胃腸功能和神經(jīng)系統(tǒng)紊亂。某些生物堿是膽堿脂酶的抑制因子,這很可能是土豆中毒時出現(xiàn)神智不清、麻木和抑郁等癥狀的原因。與木薯的有毒物相比,土豆中的生物堿不易通過加熱和蒸煮去除。當(dāng)新鮮土豆中生物堿的含量超過20mg/100g時則不宜食用和作為飼料。
紅薯含數(shù)種抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì),包括蛋白酶抑制因子、Furanoterpenoids和蝕乳型物質(zhì)。美國紅署含7種胰蛋白酶抑制因子。當(dāng)加熱溫度為75℃~80℃時,胰蛋白酶抑制因子的活性可降低到50%以下;在沸騰狀態(tài)下保持15min,可降低到10%以下;在130℃處理30min可完全破壞。紅薯在受到真菌Fusarium Solani感染時產(chǎn)生的肺水腫毒素的毒性最強(qiáng)。牛攝入9mg/kg BW的肺水腫毒素,在24h內(nèi)發(fā)生非典型間質(zhì)性肺炎。急性肺水腫并伴隨間質(zhì)性肺氣腫,幾天內(nèi)動物窒息而死。烘烤和蒸煮可減少紅薯中的肺水腫毒素,但不能完全消除。
1.3 谷物和谷物副產(chǎn)物
小麥、大麥、黑麥和燕麥均含非淀粉多糖(NSP)。NSP是一類具有戊聚糖結(jié)構(gòu)的多糖,不易被家禽內(nèi)源酶消化。NSP主要包括阿拉伯木聚糖、木聚糖和β-葡聚糖。NSP對家禽的抗?fàn)I養(yǎng)作用主要表現(xiàn)為增加食糜粘度,對動物生產(chǎn)性能產(chǎn)生負(fù)影響。此外,NSP也改變胃腸道的分泌,并與胃腸道內(nèi)微生物區(qū)系發(fā)生互作。溶解性的NSP形成大分子聚合物使腸道食糜粘度增加,阻止消化酶的作用,干擾營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。消化不全的食糜運(yùn)動到消化道后部,被微生物用于發(fā)酵。添加外源微生物酶可降低NSP的負(fù)作用。
2 動物副產(chǎn)品中的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)
動物副產(chǎn)品早已被人們認(rèn)為是畜禽很好的蛋白源。但是細(xì)菌降解和產(chǎn)生的有毒代謝物使其營養(yǎng)價值大大降低。微生物在分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨基酸時,對氨基酸脫羧和脫酰胺分別產(chǎn)生生物胺和氨。這兩種物質(zhì)對動物均有毒害作用。大多數(shù)動物能有限代謝正常攝入的生物胺。
神經(jīng)活性胺是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質(zhì)。血管活性胺對血管產(chǎn)生直接和間接的作用。酪胺、苯乙胺和鹽酸色胺通過釋放儲存在組織中的去甲腎上腺素間接提高血壓。組胺具有較強(qiáng)的擴(kuò)毛細(xì)血管的作用,使血壓降低,導(dǎo)致血壓過低和神經(jīng)興奮。雞口服組胺后生長受阻、羽毛少、死亡率提高、肌肉損傷、組織水腫和脾萎縮。水生動物體內(nèi)所含的組胺高于陸生動物。組胺是食物中毒性最強(qiáng)的胺類,但組胺單體是相對無毒的。腐胺和尸胺通過限制小腸內(nèi)代謝組胺單體的酶(二胺氧化酶、組胺-N-甲基轉(zhuǎn)移酶)而促進(jìn)組胺的毒性。組胺和大多數(shù)生物胺一樣具有熱穩(wěn)定性,而且其含量在蒸煮加熱過程中不發(fā)生變化。因此,防止原料中組胺的毒性要求對生原料小心處理,以免產(chǎn)生生物胺。