《水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料學》課件第8課 抗營養(yǎng)因子和外來污染物質(zhì)

1、飼料中的抗營養(yǎng)因子及外來污染物質(zhì)第一節(jié) 飼料原料中的抗營養(yǎng)因子抗營養(yǎng)因子（Anti-nutritional factor, ANF）：指的是原料中所含有的一些對營養(yǎng)物質(zhì)消化、吸收、代謝及對動物的健康和生產(chǎn)性能產(chǎn)生不良影響的物質(zhì) 。植物中天然存在的這類化合物有：胰蛋白酶抑制因子、植物性紅細胞凝集素、脲酶、脂肪氧合酶、硫葡萄糖甙和抗維生素因子、生物堿、棉酚、非淀粉多糖和植酸鹽等。動物原料中的抗營養(yǎng)因子主要有胃潰素或肌胃糜爛素 、抗硫胺素因子等。（一）豆類、谷實類及塊根塊莖類原料中的抗營養(yǎng)因子豆科植物的種子，如黃豆、花生、豌豆、蠶豆等均是優(yōu)良的植物蛋白源，但因其含有抗營養(yǎng)因子，所以在日糧中的用量受到

2、限制。這些抗營養(yǎng)因子包括：胰蛋白酶抑制因子、植物性紅細胞凝集素、脂溶性氧化酶和抗維生素因子等。1、胰蛋白酶抑制因子生大豆中胰蛋白酶抑制因子的含量大約為30 mg/g，其抗營養(yǎng)作用機理在于以下兩個方面：a）胰蛋白酶抑制因子和消化道內(nèi)的胰蛋白酶結(jié)合生成無活性的復(fù)合物，降低了胰蛋白酶的活性，導致蛋白質(zhì)的消化率和利用率降低；b）胰蛋白酶抑制因子和消化道內(nèi)的胰蛋白酶結(jié)合后，通過糞便排出體外，引起乙腺機能亢進，大量補償性分泌胰蛋白酶，引起內(nèi)源性氮損失。2、植物凝集素植物凝集素在豆類植物中廣泛存在，大豆植物凝集素是由兩個不同的亞基構(gòu)成的糖蛋白。作用機理：（1）損害小腸絨毛結(jié)構(gòu)：凝集素是一種蛋白質(zhì)，以高度特異

3、的構(gòu)象與糖和配糖體（糖脂、糖肽、低聚糖或氨基葡聚糖）結(jié)合，能結(jié)合小腸微絨毛表面的糖蛋白使絨毛發(fā)育異常，阻礙小腸吸收養(yǎng)分，使葡萄糖、氨基酸、VB12吸收不良，干擾離子的正常轉(zhuǎn)運。（2）損害小腸上皮細胞：使養(yǎng)分在消化道后段集中，被微生物發(fā)酵而喪失營養(yǎng)價值，從而表現(xiàn)為碳水化合物、蛋白質(zhì)的消化吸收障礙。（3）凝集素既可與小腸絨毛刷狀緣中的糖蛋白受體位點結(jié)合，也可與腸道細菌表面的糖蛋白受體位點結(jié)合，從而在小腸和小腸細菌之間起連接作用，使細菌及其產(chǎn)生的內(nèi)毒素進入血液，導致機體組織器官的損害。3、植酸作用機理：（1）大豆蛋白中約有70%的磷是以植酸態(tài)存在，由于水產(chǎn)動物不能或很少分泌植酸酶，因此對這些磷的利用

4、率很低。（2）植酸也可和蛋白質(zhì)堿性殘基結(jié)合，抑制胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性，導致蛋白質(zhì)的利用率降低（3）植酸在消化道螯合礦物質(zhì)（如鈣、鋅、鎂、銅、鈷、鐵等），形成不溶性和不易被腸道吸收的螯合物，從而降低這些礦物質(zhì)的利用率。4、單寧單寧主要存在于豆科植物的籽實中，可分為縮合單寧和水解單寧。作用機理：（1）縮合單寧不能水解，有較強的極性，可與胰蛋白酶和淀粉酶或酶的底物反應(yīng)，降低蛋白質(zhì)和碳水化合物的利用率。（2）與縮合單寧相比較，水解單寧在動物體內(nèi)易被降解形成小化合物，進入血液循環(huán)系統(tǒng)，從而對動物器官（比如肝、腎等）產(chǎn)生毒性。（3）單寧也可與礦物質(zhì)和維生素B12結(jié)合形成不易消化吸收的物質(zhì)，從而降低礦物

5、質(zhì)和維生素B12的利用率。（4）單寧還與其他抗營養(yǎng)因子相互作用，比如說單寧能與植物凝集素相互作用，從而消除單寧對淀粉酶的抑制作用；單寧還可與生氰配糖類反應(yīng)，從而減弱后者的毒性。5、抗維生素因子定義：又可稱為維生素拮抗物，是指那些具有和維生素相似的分子結(jié)構(gòu)，卻不具有維生素生理功能的物質(zhì)?？咕S生素的抗營養(yǎng)作用分為兩種類型：（1）抗維生素因子破壞維生素的生物活性，降低其效價，脂肪氧化酶可氧化脂肪生成過氧化物，后者可將脂肪中的維生素A、D、E等脂溶性維生素及胡蘿卜素氧化破壞。（2）抗維生素因子的化學結(jié)構(gòu)和某種維生素相似，在動物代謝過程中與維生素競爭，從而干擾動物對該維生素的正常利用，引起該維生素的缺乏

6、癥。舉例抗維生素A可催化某些不飽和脂肪酸氧化為過氧化物，該過氧化物可氧化破壞還原性強的維生素A和胡蘿卜素；抗維生素B1（硫胺素酶）可分解維生素B1（硫胺素）；抗維生素B6可和維生素B6磷酸化生成的磷酸吡哆醛結(jié)合，而使維生素B6失活；雙香豆素與維生素K的結(jié)構(gòu)相似，在動物體內(nèi)與維生素K發(fā)生競爭性拮抗作用，干擾維生素K的正常利用，使動物凝血功能發(fā)生障礙 。（二）餅粕類和糟渣類原料中的主要抗營養(yǎng)因子菜籽餅和菜籽粕的概念：以油菜籽為原料，用壓榨法或土法夯榨取油后的副產(chǎn)品稱為菜籽餅；以油菜籽為原料，用浸提法或經(jīng)預(yù)壓后再浸提取油后的副產(chǎn)品稱為菜籽粕。菜籽餅粕中含有硫葡萄糖甙（芥子甙）及其衍生物和植酸等與蛋白

7、質(zhì)組分有關(guān)的有毒物質(zhì)和抗營養(yǎng)成分，使其飼用價值降低，應(yīng)用受到限制。棉籽餅粕棉籽餅是由棉籽為原料經(jīng)脫殼、去絨，或部分脫殼、去絨，再取油后的副產(chǎn)品。用浸提法或經(jīng)預(yù)壓后再浸提取油后的副產(chǎn)品則稱為棉籽粕。一般棉籽餅中含有大量的色素腺體，其中含有棉酚。同時棉籽餅中還含有環(huán)丙烯基脂肪酸，對動物具有一定的生理毒性。1、棉酚棉酚有游離與結(jié)合兩種狀態(tài)，與蛋白質(zhì)、氨基酸、磷脂等結(jié)合而成結(jié)合棉酚，在機體內(nèi)不呈毒性反應(yīng)；未與上述物質(zhì)結(jié)合的棉酚稱為游離棉酚，它具有活性醛基和羥基而有毒性作用。游離棉酚對動物的毒性作用機理如下：（1）棉酚的活性羥基和醛基可以和蛋白質(zhì)結(jié)合，降低蛋白質(zhì)的利用率。也可以與鐵離子結(jié)合，從而干擾血紅

8、蛋白的合成，引起缺鐵性貧血。（2）在棉子榨油過程中由于受濕熱的作用，棉酚的活性醛基可以與賴氨酸的氨基結(jié)合，使賴氨酸失去效能，而大大降低棉餅中賴氨酸的有效性。（3）游離棉酚是細胞、血管和神經(jīng)性的毒物，大量棉酚進入消化道后，可刺激胃腸粘膜，引起胃腸炎，吸收入血后，能損害心、肝、腎等實質(zhì)器官。此外棉酚還可溶于磷脂，在神經(jīng)細胞中積累，使神經(jīng)細胞的功能發(fā)生紊亂。2、硫葡萄糖甙菜子餅（粕）中的硫葡萄糖甙本身無毒，其水解產(chǎn)物異硫氰酸酯、硫氰酸酯和腈產(chǎn)生某些毒性，如異硫氰酸脂有辣味，長期或大量飼喂會引起胃腸炎；腈可以抑制動物生長等。另外，硫葡萄糖甙過多會引起肝臟出血，維生素K含量下降，影響凝血作用。3、抗維生

9、素B6因子從亞麻餅（粕）中分離出一種抗VB6的物質(zhì)，它是D-脯氨酸的衍生物，可以與磷酸吡哆醛結(jié)合，影響后者的作用，進而影響體內(nèi)氨基酸代謝，引起中樞神經(jīng)的機能紊亂。二、動物原料中的抗營養(yǎng)因子（一）胃潰素或肌胃糜爛素魚粉中含有一種能引起肌胃糜爛的物質(zhì)胃潰素。研究認為其有類似組胺的作用，但活性遠比組胺強。它可使胃酸分泌亢進，胃內(nèi)pH值下降，從而嚴重地損害胃粘膜，使動物發(fā)生肌胃糜爛。（二）抗硫胺素因子某些淡水魚（如鯉魚、泥鰍等）、貝類以及甲殼類的組織中，特別是它們的內(nèi)臟中含有硫胺素酶，當利用它們作為飼料原料時，能破壞硫胺素，使動物發(fā)生硫胺素缺乏癥，表現(xiàn)為生長明顯下降，多發(fā)神經(jīng)炎等。三、飼料原料中抗營養(yǎng)

10、因子的消除物理法、化學法和生物法（一）棉籽餅（粕）中棉酚的消除1、化學脫毒法（1）硫酸亞鐵脫毒法該法的機理是將硫酸亞鐵中的亞鐵離子與棉酚螯合，使棉酚中的活性醛基和活性羥基失去活性，所形成的螯合物“棉酚鐵”不易被動物吸收而迅速排出體外。（2）堿處理法該法是在棉籽餅粕中加入燒堿、純堿水溶液或石灰乳等，經(jīng)蒸炒，使餅粕中的游離棉酚進一步破壞或結(jié)合。（3）溶劑浸出法該法是根據(jù)棉酚易溶于極性溶劑的特性，利用浸出的方法，在浸出油脂的同時也將棉酚萃取出來，以達到脫毒目的。最常用的溶劑有丙酮、乙醇、異丙醇。2、物理脫毒法（1）加熱法該法是棉籽餅粕在高溫高壓下，其棉籽腺體膜狀壁破裂后釋放出棉酚，棉酚上的兩個醛基易

11、與棉籽蛋白中的堿性氨基酸結(jié)合而失去毒性。（2）旋液分離法棉籽腺體是一個相當堅實的堅果，它的比重大于蛋白質(zhì)。利用此特點，將棉籽磨碎到50-400 m左右，然后將其分散在己烷中，在高速旋轉(zhuǎn)中，蛋白質(zhì)與棉腺體分離，得到70%左右的高質(zhì)量的蛋白質(zhì)，其中游離棉酚含量為0.02%，總棉酚0.06%。（3）膨化脫毒法其基本原理是利用物料或餅粕在膨化機擠壓腔內(nèi)受到溫度、壓力和剪切作用，使棉酚受到破壞而失去毒性。若在膨化前加入硫酸亞鐵、石灰乳和尿素等脫毒劑，則脫毒效果更佳。3、發(fā)酵處理法利用微生物使棉籽餅粕發(fā)酵，使其中所含的棉酚破壞而達到脫毒目的。棉籽餅粕經(jīng)發(fā)酵處理，不但去除了棉酚，而且增加了許多微生物代謝的副

12、產(chǎn)物，餅粕中的纖維素也水解生成葡萄糖，飼料的營養(yǎng)價值也大有提高。大豆蛋因子（二）大豆蛋白中抗營養(yǎng)因子的消除白中的熱穩(wěn)定性抗營養(yǎng)因子植酸抗營養(yǎng)熱不穩(wěn)定性抗營養(yǎng)因子胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素和抗維生素因子1、熱穩(wěn)定性抗營養(yǎng)因子的消除植酸酶是一種特殊的酸性磷酸酶，可催化植物性飼料中的植酸向正磷酸及其它磷酸肌醇中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化，從而提高植酸磷的利用率。不僅可降低向飼料中添加磷酸鹽的費用，也可減少水產(chǎn)動物糞便中排出的磷對環(huán)境的污染。2、熱不穩(wěn)定性抗營養(yǎng)因子的滅活（1）熱處理法加熱能改善大豆蛋白的營養(yǎng)價值，這主要是因為胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素和抗維生素因子等熱不穩(wěn)定性抗營養(yǎng)因子可通過加熱使其滅活。（2）

13、化學處理法此方法的作用機理是利用化學物質(zhì)破壞胰蛋白酶抑制因子的二硫鍵，從而改變胰蛋白酶抑制因子的分子結(jié)構(gòu)，以達到滅活的目的。這些化學物質(zhì)主要有亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鈉、硫酸銅、硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉等。（3）酶處理法此方法是采用某些真菌和細菌的菌株所產(chǎn)生的特異性酶來滅活大豆中的胰蛋白酶抑制因子。研究結(jié)果表明枯草桿菌蛋白酶可以水解去除脫脂大豆粉中所含的胰蛋白酶抑制因子。3、發(fā)酵法豆粕經(jīng)固態(tài)發(fā)酵可消除其中抗營養(yǎng)因子，同時可提高大豆蛋白的生物轉(zhuǎn)化率。用于豆粕發(fā)酵的菌種主要是少孢根霉、葡枝根霉、少根根霉等。第二節(jié) 飼料中的外來污染物質(zhì)細菌及細菌毒素污染物質(zhì)飼料中的真菌及真菌毒素 黃曲霉毒素、雜色曲霉毒素

14、、赭曲霉毒素沙門氏菌、致病性大腸桿菌、葡萄球菌、變形桿菌、副溶血性弧菌等外來抗生素激素重金屬藥物性添加劑多肽與蛋白質(zhì)激素 、甾體激素 、前列腺素Cd、Pb、Hg、As化學合成、抗寄生蟲和中草藥藥物添加劑預(yù)防飼料中產(chǎn)生真菌毒素的方法1、控制真菌生長的環(huán)境條件霉菌生長條件包括適宜的水分、溫度，充足的氧氣及足夠的營養(yǎng)。因此可以采用低溫低濕干燥法（15以下，相對濕度75以下）貯存飼料或原料。也可采用密閉法貯存。2、盡量縮短儲藏期一般庫存時間超過45天就容易引起霉變，所以原料應(yīng)以“先進先出”為原則，盡量減少飼料的庫存時間。對于貯存期長的飼料應(yīng)適當翻動，加強通風，攤開發(fā)熱處以防飼料自身發(fā)熱。3、利用輻射滅

15、菌紫外線、射線、遠紅外線、微波等處理均可起抑霉作用。4、防霉劑的添加我國常用的防霉劑有十幾種，如丙酸和丙酸鹽、乙酸和乙酸鹽、山梨酸及其鉀鹽、苯甲酸及其鈉鹽，以及脫氫醋酸、富馬酸二甲酯和雙乙酸鈉等。5、正確使用抗氧化劑乙氧基喹啉真菌毒素的消除方法1、物理方法（1）水洗法（2）輻射法 ：紫外線或射線可有效地破壞AFT的化學結(jié)構(gòu)，對霉菌和真菌毒素都有較大的殺傷力。（3）氨熏蒸法：利用塑料薄膜密封飼料中被霉菌感染的物質(zhì)，然后加氨后封閉一定時間，氨與黃曲霉毒素B1（AFB1）結(jié)合后發(fā)生脫羥作用，致使AFB1的內(nèi)酯環(huán)發(fā)生裂解，結(jié)果AFB1失去熒光和內(nèi)酯環(huán)特征，其毒性也隨之消失，從而達到脫毒的效果。（4）吸

16、附法：適用于受多種霉菌侵染的飼料。常見的吸附劑有白陶土、活性碳、粘土和沸石。2、化學方法一些化學試劑，如次氯酸、過氧化氫等對去除真菌毒素有一定效果。使用亞硫酸氫鈉、硫酸氫鈉、氨、次氯酸鈉和過氧化氫對黃曲霉毒素T的去毒作用比較明顯。一般來說化學去毒法效果較好，但有一定的腐蝕性。3、生物學方法（1）添加微生物制劑從酵母培養(yǎng)物細胞壁中提取的甘露糖是新型抗原活性物質(zhì)，在調(diào)整動物腸道微生態(tài)區(qū)系、對抗有害微生物的過程中，發(fā)揮著重要的作用。（2）酶分解毒素最新的去毒技術(shù)是用酶分解毒素，如用酯酶分解黃曲霉毒素的內(nèi)酯環(huán)，用環(huán)氧酶來分解單端孢霉烯的環(huán)氧基團。飼料中添加抗生素的危害抗生素是指由培養(yǎng)細菌和真菌微生物得

17、到的代謝產(chǎn)物，或是化學半合成法制造的相同和類似的物質(zhì)，在低濃度下對特異性微生物（包括細菌、真菌、尼克次氏體、病毒、支原體、衣原體等）有抑制或殺滅作用。加之由于抗生素具有刺激和加速動物生長的作用，因而在水產(chǎn)飼料的生產(chǎn)中被廣泛使用。但是，若動物長期使用抗生素作飼料添加劑，可使某些菌群突變成耐藥菌株。而耐藥菌株又可將耐藥因子（R因子）傳遞給其它敏感細菌，使其它異種株變成耐藥菌株，從而帶來預(yù)防和治療某些疾病的困難。長期使用抗生素會造成動物體的免疫力下降。大量抗生素被攝入機體后，會隨血液循環(huán)分布到淋巴結(jié)、腎、肝等各組織器官，動物機體的免疫能力就會被削弱?？股剡€會導致抗原質(zhì)量下降，直接影響免疫過程，從而對疫苗的接種產(chǎn)生不良影響。長期用抗生素還可引起動物內(nèi)源性感染，抗生素雖有自己的抗菌譜，但它作