高级动物营养学抗营养因子研究进展.ppt

饲料抗营养因子及其处理的研究进展1高级动物营养学-专题9 饲料抗营养因子的定义 研究饲料抗营养因子的意义 饲料抗营养因子的分类 饲料抗营养因子的作用与处理 饲料抗营养因子研究的发展趋势2一、抗营养因子的定义 饲料中某些阻碍营养成分消化、吸收和利用的物质称为饲料的抗营养因子. Antinutritional Factors (ANF) RT3二、研究饲料抗营养因子的意义 对深化传统的营养研究有重要意义，通过探讨抗营养机理，阐明营养物质的消化、吸收、代谢和利用 有助于提高饲料加工处理的效果和效率，促进饲料加工工艺的改进 可以开辟新的饲料资源，开发和利用更多的非常规饲料原料 研究抗营养因子的机理，对开展动物营养调控理论的研究有重要意义RT4三、抗营养因子的分类 对蛋白质消化利用有不良影响的抗营养因子如胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶抑制因子、植物凝集素、酚类化合物、皂化物等对碳水化合物消化有不良影响的抗营养因子如淀粉酶抑制剂、酚类化合物、胃胀气因子等对矿物元素的利用有不良影响的抗营养因子如植酸、草酸、棉酚、硫葡萄糖苷等5维生素拮抗物或引起动物维生素需要量增加的抗营养因子 如双香豆素、硫胺素酶等刺激免疫系统的抗营养因子 如抗原蛋白质等综合性抗营养因子 如水溶性非淀粉多糖、单宁等RT6四、各种饲料抗营养因子的作用与处理方法 蛋白酶抑制因子 植物凝集素 抗原蛋白 含羞草素 硫葡萄糖苷 非淀粉多糖7. 植 酸8. 单 宁9. 寡 糖10.生氰糖苷11.其 它7 (一)蛋白酶抑制因子 Protease inhibitors 蛋白酶抑制因子包括胰蛋白酶抑制因子和胰凝乳蛋白酶抑制因子。

有重要意义的蛋白酶抑制因子是Kunitz抑制剂（KTI）和Bowman-Birk抑制剂（BBI）两类KTI主要抑制胰蛋白酶，而BBI则同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶8蛋白酶抑制因子抗营养作用KTI和BBI与蛋白酶结合形成稳定的化合物，使酶的活性被抑制，使胰粘膜的内分泌细胞释放更多的CCK-PZ激素，后者使胰腺产生更多的消化酶(如胰蛋白酶、淀粉酶等)，这样会使动物的胰腺代偿性增大 KTI明显影响动物的生长，这是由于降低了采食量，影响氮的消化、吸收和沉积引起胆囊排空速度增加，降低脂肪的吸收9 KTI抑制因子明显影响饲料采食量、饲料转化率和增重. BBI导致胰腺的大量分泌和胰腺肥大 生大豆中的蛋白酶抑制因子的含量大约为30mg/g10蛋白酶抑制因子处理方法 热处理是最成功的蛋白酶抑制因子钝化处理方法KTI比BBI热敏感度更高 传统的蒸煮、高温高压和烘烤的加热方法以外，其它的热处理方法包括红外线处理、微波处理和膨化处理 非热处理的去除蛋白酶抑制因子的方法包括射线辐照处理、酶处理、发芽处理等RT11 (二)植物凝集素 Lectin 植物凝集素称为植物性红细胞凝集素(phytohemagglutinin)或称为红细胞凝集素(hemagglutinin)，它是一种能凝集动物红细胞的蛋白质。

已经发现有800多种植物具有凝集活性，其中600多种属于豆科植物12植物凝集素的抗营养作用 作为抗原，与小肠壁粘膜结合,引起机体产生变态反应,影响养分吸收； 影响饲料适口性，降低动物采食量； 增加体内糖原、脂肪组织和蛋白质分解代谢；导致消化酶活性改变以及内源性蛋白质大量分泌丢失134) 抑制胸腺生长，导致肝脏、胰腺、小肠增生肥大；5) 大量摄入植物凝集素时，进入血液循环系统，导致特异性IgG凝集素抗体的产生,致使动物体重迅速下降,乃至中毒死亡6) 降低肠道某些酶如肠激酶的活性，改变肠道微生态环境，并对免疫系统有破坏作用植物凝集素的抗营养作用（续）14 植物凝集素的处理方法植物凝集素比胰蛋白酶抑制因子对热更敏感，很容易被热处理消除；蒸煮、高温高压、膨化和辐射等处理均能有效钝化其活性；但干热处理如烘烤的效果相对较低RT15(三)抗原蛋白 Antigenic protein 抗原蛋白是饲料中的大分子蛋白质或糖蛋白会降低机体的体液免疫反应，又称为致敏因子16抗原蛋白的抗营养作用 降低饲料蛋白质的利用，因部分蛋白质作为完整的大分子蛋白质被直接吸收； 由于活化免疫系统而提高了维持需要； 增加内源性蛋白质的分泌，导致粪氮增加； 某些敏感动物会出现过敏反应，导致腹泻、生产性能下降、甚至死亡。

引起仔猪和犊牛过敏反应的抗原蛋白有大豆球蛋白和-伴大豆球蛋白17抗原蛋白处理方法 抗原蛋白、蛋白酶抑制因子和植物凝集素都是蛋白质，后两者都可以通过加热处理而解决，但抗原蛋白则不容易通过简单的热处理而消除 (1)热的乙醇处理 (2)膨化处理 (3)酶制剂处理RT18(四)含羞草素Mimosine 含羞草素是单个的氨基酸，是一种非蛋白质的氨基酸，又称含羞草氨基酸，全称为-N-(3-羟基-4-吡啶酮)-L-氨基丙酸19含羞草素的抗营养作用含羞草素由于与酪氨酸在结构上十分相似，因此它能干扰酪氨酸和苯丙氨酸的代谢；含羞草素能与磷酸吡哆醛复合，从而影响需要该物质的酶，对氨基酸脱羧酶、胱硫醚酶等产生抑制作用，影响蛋氨酸转化为半胱氨酸，而半胱氨酸是毛发的主要成分，因此，引起动物的脱毛症；反刍动物瘤胃微生物可以将含羞草素降解为3-羟基-4-吡啶酮(DHP)，DHP能抑制碘与酪氨酸有机合成甲状腺素，从而导致甲状腺肿大20含羞草素的处理方法 使用硫酸铁处理银合欢 当每公斤日粮中加入4克硫酸铁时，猪日粮中可使用银合欢叶粉达20% RT21(五)硫葡萄糖苷Glucosinolate硫葡萄糖苷是芥子苷和葡萄糖苷的总称，本身并无抗营养作用；内源酶(芥子酶)使之水解为苷朊和葡萄糖，而苷朊极不稳定，降解为有毒产物如恶唑烷硫酮、硫氰酸盐、异硫氰酸盐等；肠道微生物的酶系统也有芥子酶(硫葡萄糖苷酶)的相同活性。

加工时使芥子酶失活，仍有可能产生毒性问题；硫葡萄糖苷也可以在酸或碱的作用下水解22硫葡萄糖苷的抗营养作用恶唑烷硫酮(OZT)和异硫氰酸酯(ITC)与碘的吸收利用有关，会导致甲状腺肿大OZT被称为致甲状腺肿素，它有很强的抗甲状腺素作用ITC会严重影响饲料适口性对消化系统表面有破坏作用代谢产物腈能使动物肝脏和肾脏肿大23硫葡萄糖苷的处理方法 加水压榨菜籽饼可以活化芥子酶，使硫葡萄糖苷降解，而烘干时，异硫氰酸酯可能挥发而逸失 菜籽粕的最简单的脱毒方法是用水浸泡 微波处理整粒油菜籽可使芥子酶活性降低，从而减少硫葡萄糖苷在小肠水解的机会 解决油菜籽中硫葡萄糖苷的最成功的措施是育种培育新的油菜籽品种RT24(六)非淀粉多糖Non-starch polysaccharides,NSP 非淀粉多糖是指植物的结构多糖的总称，一般植物性饲料中的多糖分为结构多糖和贮存多糖(主要是淀粉)粗纤维包括非淀粉多糖和木质素，非淀粉多糖则又分为不溶性和水溶性非淀粉多糖，不溶性NSP是指纤维素25非淀粉多糖的抗营养作用降低饲料营养物质的消化吸收，影响日粮的转化效率和动物的生产性能；引起动物消化道形态和生理的变化，一些水溶性非淀粉多糖可使动物消化器官增大、变重；与某些消化道中的生理活性物质结合，例如消化酶、胆汁盐，甚至脂类、胆固醇等；与消化道后段微生物区系相互作用，造成厌氧发酵，产生大量的生孢梭菌等分泌的某些毒素，抑制动物生长；产生粘性粪便，影响畜舍和周围环境，产蛋鸡还会污染蛋品等。

26非淀粉多糖的处理方法-葡聚糖酶、阿拉伯木聚糖酶的应用；木聚糖酶主要在小麦、黑麦为基础的鸡日粮，-葡聚糖酶在大麦为基础的猪日粮中的应用RT27(七)植酸Phytic acid 又称为肌醇六磷酸酯，植酸是植物中有机磷的主要存在形式，即为植酸磷植酸磷平均占植物总磷量的70%28植酸的抗营养作用是一种很强的螯合剂，形成难溶性的植酸盐螯合物，矿物元素几乎不能被动物利用阻止蛋白质的酶解，形成蛋白质-植酸二元复合物；或生成植酸-金属离子-蛋白质三元复合物，从而使蛋白质的溶解性大大降低与消化道中的胃蛋白酶结合，结果导致蛋白质消化利用率下降29植酸的处理方法 解决植酸盐抗营养作用的有效方法：应用植酸酶RT30(八)单宁Tannin 是植物的聚酚类化合物，根据结构可分为可水解单宁和缩合单宁缩合单宁分布最广31单宁的抗营养作用单宁的主要特征是能与蛋白质结合，使蛋白质沉淀单宁也可以和金属离子结合单宁还可以抑制酶的活性因此，单宁影响养分的消化利用单宁的苦涩味，可分解产生有强烈刺激性的没食子酸，影响适口性和饲料采食量单宁也可能损伤小肠粘膜，腐蚀肠壁32单宁的处理方法 高温蒸煮、高温高压对去除单宁有一定的作用，可提高饲料能量和蛋白质消化率。

但烘烤、微波和红外线等热处理方法作用不大 去除单宁的最有效方法是脱壳处理 克服单宁抗营养作用的另一种方法是在日粮中添加动物脂肪33单宁的营养意义1)单宁：植物的一种保护物质2)低浓度的单宁可降低饲料蛋白质的瘤胃内降解，提高饲料含氮物质的利用率3)抑制线虫生存能力，抵抗肠道寄生虫4)减少瘤胃臌胀的发生RT34(九)寡糖(Oligosaccharides) 寡糖属于非淀粉糖类是指能引起胃肠胀气的一类化合物，主要是豆类的某些低聚糖(尤其是棉籽糖和水苏糖等)寡糖的抗营养作用：寡糖进入消化道后段被微生物发酵，产生大量CO2、H2和少量CH4，从而引起肠道胀气，导致腹痛、腹泻等，影响养分的吸收利用，降低日粮能量价值RT35(十)生氰糖苷Cyanogenetic glycosides 生氰糖苷是指-羟腈的糖苷，能分解产生氢氰酸； 最常见的两种氰苷是亚麻苦苷和百脉根苷含生氰糖苷最高的饲料是亚麻籽粕和木薯； 亚麻籽同时含有亚麻苦苷和百脉根苷冷压榨法或使用己烷浸提生产的亚麻饼或亚麻粕同样含有高量的生氰糖苷36生氰糖苷的处理方法使用甲醇-氨-水/己烷两步法浸提生产的亚麻粕，氰苷减少50%以上；发芽处理也可以减少这种抗营养因子；制粒处理促进本身-葡萄糖苷酶的作用，使生氰糖苷水解产生氢氰酸，随水蒸汽而逸失。

RT37（十一）其 它 龙葵素：发芽的马铃薯 皂甙类：溶血、臌胀病 蓖麻毒素：蓖麻（籽） 棉酚：棉籽饼RT38五、饲料抗营养因子研究的趋势 饲料抗营养因子的作用与效果研究 抗营养作用 药理作用 毒理作用 有益作用 抗动物营养作用的灭活 物理处理：加热、膨化、水浸 化学处理：醇、碱 生物处理：酶制剂 低含量抗营养因子作物的育成39主要参考资料1.冯定远, 汪 儆, 2001. 抗营养因子研究进展. 动物营养研究进展-2000 (卢德勋主编). pp.93-110. 中国农业出版社, 北京.2.汪 儆主编, 1997. 饲料毒物与抗营养因子研究进展. 西北大学出版社, 西安市.3.Caygill, J.C. and I. Mueller-Harvey, 1999. Secondary Plant Products - Antinutritional and beneficial actions in animal feeding. Nottingham University Press, UK.40。