幾種飼料抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用機(jī)理及消除方法

內(nèi)蒙古民族大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院 姜倩倩 王思珍＊ 曹穎霞 高麗南

通遼市嘎達(dá)蘇種畜場(chǎng) 季守財(cái)

飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)是指飼料本身含有，或從外界進(jìn)入飼料中的阻礙養(yǎng)分消化的微量成分。其不僅對(duì)養(yǎng)分的消化、吸收和利用產(chǎn)生不利的影響，對(duì)畜禽健康和生產(chǎn)力也會(huì)產(chǎn)生不利的影響。飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子制約著常規(guī)飼料轉(zhuǎn)化效率的提高及飼料的開(kāi)發(fā)利用，了解抗?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)飼料利用的影響，對(duì)飼料和畜牧生產(chǎn)具有重要意義。

1 幾種主要抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用機(jī)理

1.1 蛋白酶抑制因子 蛋白酶抑制因子主要存在于植物的籽實(shí)和某些塊根塊莖類飼料中，能抑制畜禽胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶、糜蛋白酶、凝血酶等酶類活性（周紅蕾，2006）。自然界中已發(fā)現(xiàn)幾百種蛋白酶抑制因子，其中最主要的是胰蛋白酶抑制因子（KTI）和胰凝乳蛋白酶抑制因子（BBI）。蛋白酶抑制因子屬于蛋白質(zhì)，其活性中心可與蛋白酶形成穩(wěn)定的物質(zhì)，抑制酶的活性。胰蛋白酶抑制因子的主要作用機(jī)理：（1）抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性，降低飼料蛋白質(zhì)的消化率；（2）抑制因子在腸中誘發(fā)小腸黏膜細(xì)胞釋放膽囊收縮素（CCK），刺激胰腺細(xì)胞分泌過(guò)多的胰蛋白酶和糜蛋白酶，增加內(nèi)源氮的損失，過(guò)分刺激胰腺分泌還會(huì)引起胰腺的肥大或增生（張明鋒等，1997）。

1.2 植物凝集素 植物凝集素是一種蛋白質(zhì)，能夠凝集的紅細(xì)胞，主要以糖蛋白的形式存在植物籽實(shí)中?；糍F成（1996）研究指出，植物凝集素是由兩個(gè)略有不同的亞基構(gòu)成的糖蛋白，能與腸道細(xì)胞的刷狀緣相互作用，束縛小腸表面的碳水化合物，引起腸壁損壞，影響機(jī)體消化。此外，還能破壞腸道微生物的環(huán)境，并對(duì)腸道產(chǎn)生的免疫球蛋白有明顯的抑制作用，對(duì)免疫系統(tǒng)有破壞作用（馮定遠(yuǎn)，2000）。

1.3 植酸 植酸子不僅存在于豆類飼料中，同時(shí)也存在于其他植物性飼料中。植酸是肌醇六磷酸的俗稱，其化學(xué)名為環(huán)已六醇六磷酸酯，分子式為C6H18O23P6，在其分子結(jié)構(gòu)中有6個(gè)磷酸基團(tuán)，是植物磷的重要貯存形式，植物飼料中50%～70%的磷以植酸磷的形式存在，單胃動(dòng)物體內(nèi)因缺乏植酸酶，故對(duì)植酸磷的利用率很低。黃遵錫（1998）研究指出，豬對(duì)玉米和豆粕中磷的生物利用率僅為12%和23%。由于植酸分子中的6個(gè)磷酸基團(tuán)帶有強(qiáng)大的負(fù)電荷，在pH為3.5～10的條件下對(duì) Zn2+，Mg2+，Ca2+，Cu2+，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+，Mn2+等具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，形成穩(wěn)定難溶的化合物，從而降低飼料中這些礦物質(zhì)元素的利用（Morris，1986）。此外，在酸性條件下，帶負(fù)電荷的植酸鹽和帶正電荷的蛋白質(zhì)、氨基酸殘基可結(jié)合形成植酸-蛋白質(zhì)二元復(fù)合物。Cosgrove（1980）研究認(rèn)為，在中性條件下則能形成植酸-金屬離子-蛋白質(zhì)三元復(fù)合物，因此降低了蛋白質(zhì)的溶解度和消化率。Singh和Korian（1982）研究發(fā)現(xiàn)，植酸鹽可與胃蛋白酶、胰蛋白酶結(jié)合而降低飼糧蛋白質(zhì)的消化率。

1.4 多酚類化合物 多酚類化合物包括單寧、酚酸、棉酚和芥子堿等，主要存在于谷實(shí)類、豆類籽粒、棉菜籽及其餅粕和某些塊根飼料中。

1.4.1 單寧 單寧是水溶性多酚類物質(zhì)，主要存在于植物外殼中，可分為縮合單寧和水解單寧，其中縮合單寧為抗?fàn)I養(yǎng)因子，不能水解，可與胰蛋白酶和淀粉酶的底物反應(yīng)，使蛋白質(zhì)和碳水化合物的利用率降低。單寧既可與金屬離子化合物形成沉淀，也可與維生素B12形成絡(luò)合物而使其利用率降低。此外，周明（1996）研究認(rèn)為，單寧還可通過(guò)同瘤胃細(xì)菌酶結(jié)合，形成不易消化的復(fù)合物而使纖維素的消化率降低。

1.4.2 棉酚 棉酚為黃色晶體，棉仁餅粕中的棉酚有結(jié)合棉酚和游離棉酚兩種形式，結(jié)合棉酚基本上無(wú)毒害作用，而游離棉酚具有活性醛基與羧基，對(duì)動(dòng)物毒性較大。

1.5 非淀粉多糖 非淀粉多糖（NSP）是指植物中除淀粉以外的多糖類物質(zhì)，主要有β-葡聚糖、果膠和葡萄甘露聚糖等，是谷物飼料中主要抗?fàn)I養(yǎng)因子。NSP分為水溶性和非水溶性兩種，水溶性NSP具有明顯的抗?fàn)I養(yǎng)作用。原因是水溶性NSP具有很高的黏性，這些黏性多糖減緩了消化道中消化酶及其底物的擴(kuò)散速度，阻止其相互作用，降低底物的消化率，同時(shí)通過(guò)阻礙被消化的養(yǎng)分接近小腸黏膜，而影響?zhàn)B分的吸收 （Antoniou和Marquardt，1982）。 Annison（1991）在高粱日糧中加入 3%的水溶性NSP，結(jié)果表明，肉仔雞的干物質(zhì)消化率下降8.4%，表觀代謝能下降9.9%，同時(shí)產(chǎn)生黏性糞便，降低墊草質(zhì)量，飼喂蛋雞時(shí)易產(chǎn)生臟蛋。

1.6 抗維生素因子 抗維生素因子，如草木犀中的雙香豆素、豆科植物中的脂氧合酶和硫胺素酶，主要包括三種類型的抗?fàn)I養(yǎng)作用：（1）化學(xué)結(jié)構(gòu)與維生素相似，動(dòng)物利用維生素時(shí)被其干擾；（2）破壞維生素活性，從而降低其中效價(jià)；（3）與維生素結(jié)合或改變其結(jié)構(gòu)從而破壞其生化活性。

2 抗?fàn)I養(yǎng)因子的消除方法

2.1 物理方法

2.1.1 加熱法 加熱法分為干熱法和濕熱法。干熱法包括烘烤、微波輻射、紅外輻射等；濕熱法包括蒸煮、熱壓、擠壓等。加熱法效率高，簡(jiǎn)單易行，無(wú)殘留問(wèn)題，成本也較低，但其僅適用于對(duì)熱不穩(wěn)定的抗?fàn)I養(yǎng)因子，對(duì)熱穩(wěn)定的抗?fàn)I養(yǎng)因子如植酸、皂角苷、氰類化合物、低聚糖類等效果不佳。在加熱過(guò)程中，加熱不足則不能完全消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，而加熱過(guò)度則會(huì)破壞其中的精氨酸、賴氨酸和某些含硫氨基酸，在生產(chǎn)中不可?。ㄖ炖虻龋?008；王吉橋等，2004）。

2.1.2 水浸泡法 某些抗?fàn)I養(yǎng)因子易溶于水，可以利用這一性質(zhì)將其除去。如：用水浸泡，可除去可溶性NSP。但水浸泡后必須烘干，成本比較高，生產(chǎn)中不方便。

2.1.3 機(jī)械加工方法 包括粉碎、去皮等。大多數(shù)抗?fàn)I養(yǎng)因子集中在植物的某一特定位置，通過(guò)機(jī)械加工可消除，減輕其抗?fàn)I養(yǎng)作用。例如，高粱、蠶豆，除去外皮即可除去籽實(shí)中的大部分單寧。

2.2 化學(xué)方法 包括酸堿處理法、氨處理法以及添加特殊物質(zhì)的處理方法等。這些方法可去除飼料中部分的抗?fàn)I養(yǎng)因子。用2%石灰水或1%燒堿水溶液浸泡棉籽24 h，再用清水洗脫，即可除去大部分棉籽醇。張建云（1999）研究表明，用5%尿素和20%水共同處理大豆粕30 d的效果較好，脲酶活性降低90%。在生豆粕中加入10 mmol/L維生素 C和 0.5 mmol/L CuSO4，27℃處理1 h可使40%以上的KTI失活，65℃處理 1 h，可使90%以上的KTI和BBI失活。用化學(xué)方法處理雖然能節(jié)省設(shè)備與能源，但缺點(diǎn)是化學(xué)物質(zhì)的殘留，影響飼料適口性，污染環(huán)境。

2.3 生物學(xué)方法

2.3.1 酶制劑處理 隨著科學(xué)技術(shù)和生物技術(shù)的不斷發(fā)展，酶制劑越來(lái)越多的應(yīng)用于飼料生產(chǎn)，在飼料中添加酶制劑，一方面可以使飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子失活；另一方面在酶的作用下，可提高飼料的利用率。在現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的一種酶制劑是植酸酶。劉軍等（2009）研究指出，植酸酶酶解菜籽餅的優(yōu)化條件為：溫度45℃，pH 4.7，反應(yīng)時(shí)間90 min，酶濃度2.4%，上述條件下，植酸酶解率可達(dá)60%。此外，酶還能降低食糜的黏稠度，有利于雞對(duì)淀粉和蛋白質(zhì)的吸收。

2.3.2 微生物發(fā)酵 微生物發(fā)酵法的特點(diǎn)是：（1）能夠很好地達(dá)到去毒的效果；（2）能對(duì)多種抗?fàn)I養(yǎng)因子產(chǎn)生解毒作用；（3）可以大量的集中加工和處理，要求的工藝設(shè)備條件很簡(jiǎn)單。由此可見(jiàn)，微生物發(fā)酵法是降低蛋白酶抑制因子最可行的方法，并且，微生物發(fā)酵同樣可以破壞棉籽餅粕中的棉酚。

3 小結(jié)

抗?fàn)I養(yǎng)因子在飼料中的種類有很多，不同的飼料抗?fàn)I養(yǎng)因子作用不同，而且相同的抗?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)不同品種的動(dòng)物，作用效果也不同，相同的抗?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)同種動(dòng)物的不同品種的作用影響程度也存在差異。因此，在實(shí)踐應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件和實(shí)際情況，采用合適的去除方法，才能取得良好的效果。今后，應(yīng)對(duì)飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的化學(xué)結(jié)構(gòu)、活性特點(diǎn)、作用機(jī)理做定性定量的研究，以更好的消除飼料中的有毒成分。

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