麻瘋樹籽實蛋白飼料的開發(fā)

麻瘋樹籽實蛋白飼料的開發(fā)

麻醉樹是沙漠科的一種植物。這是一種具有高經(jīng)濟價值的多功能生態(tài)樹種。麻瘋樹單粒籽實重約0.75g，脫殼后種仁約占其重量的65%，其種仁中蛋白和油脂含量分別為27%～32%和58%～60%。提取的油脂可以作為生物柴油，其副產(chǎn)品麻瘋樹餅粕（完全脫脂）粗蛋白含量達53%～63%，其中含90%的真蛋白。麻瘋樹餅粕經(jīng)過脫毒，也可作為動物的蛋白飼料。試驗證明，麻瘋樹籽確實有毒性，目前從麻瘋樹籽實里面分離出來的毒性刺激物質(zhì)主要有植物凝集素、胰蛋白酶抑制劑、佛波醇及其衍生物。另外，麻瘋樹籽實里還存在少量鞣酸類、淀粉酶抑制劑、皂苷類、肌醇六磷酸等物質(zhì)，這也成為限制麻瘋樹作為食物或飼料資源使用的主要原因。1凝集素活性測定植物凝集素是造成麻瘋樹籽實有毒的主要原因之一。經(jīng)過濕熱處理的麻瘋樹餅粕，采用乳膠凝聚實驗和血球凝聚反應(yīng)兩種方法測定凝集素活性的數(shù)量（濕度：66%，溫度：121℃，時間：30min），結(jié)果表明，麻瘋樹籽實中胰蛋白酶抑制劑含量為14.6%～28.7%，用烘烤的辦法（大火干炒30min）可以使餅粕內(nèi)胰蛋白酶抑制劑完全失活。2加速cpkc佛波醇酯（PMA）是一種四環(huán)二萜類化合物，其衍生物可作為高效的腫瘤誘發(fā)劑。佛波醇酯有類似二酰甘油的激活作用，是蛋白激酶C(PKC）的強激活劑，可調(diào)節(jié)動物機體內(nèi)不同信號轉(zhuǎn)導(dǎo)路徑及某些細胞的代謝活動。人和動物主要通過食用含有佛波醇酯的食品中毒，如蜂蜜、野生魚、肉類等。PKC與佛波醇酯聯(lián)合作用影響多種酶的活性、蛋白質(zhì)的合成、細胞分化過程和基因的表達。佛波醇酯已被證實具有浸殺軟體動物、殺蟲和抑制真菌生長的作用，可作為防治病蟲害的原料，開發(fā)成為生物農(nóng)藥和殺蟲劑。2.1佛波醇酯化合物的合成佛波醇酯屬于四環(huán)二萜型化合物，巴豆烷是其基本結(jié)構(gòu)部分，巴豆烷包含4個環(huán)：A環(huán)、B環(huán)、C環(huán)和D環(huán)，其中不同位置的羥基與不同的酸通過酯鍵形成種類繁多的佛波醇酯化合物。常見的佛波醇酯為TPA和PDBu，其不同之處僅僅在C環(huán)12、13碳原子上的取代基。2.2分離純度和分離方法在分離佛波醇酯過程中，自然形成的佛波醇酯不穩(wěn)定，容易發(fā)生氧化、水解、轉(zhuǎn)酯化和差向異構(gòu)化，因此，分離時必須使其處于真空或無氧狀態(tài)，溶劑中排盡空氣，萃取應(yīng)在連續(xù)流通的氮氣或氬氣中進行。在分離過程中，佛波醇酯的一些官能團會發(fā)生衍生作用，主要是羥基組被化學(xué)試劑誘發(fā)?；王セ?。因此，可利用不同的高效液相色譜法（HPLC）分離提純佛波醇酯衍生物：依次通過薄層色譜法（TLC）、色譜分離法（GLC）、光譜測定法（MS）；或依次通過HPLC、重復(fù)兩次光譜測定法（HPLC-MS-MS）。利用光譜測定法如基質(zhì)輔助激光解析電離（MALDI）和核磁共振技術(shù)（NMR）可以確定這些化合物的組織結(jié)構(gòu)。對一個單位的佛波醇酯進行碰撞誘導(dǎo)分裂可得到一種新的佛波醇酯，將其先轉(zhuǎn)換成其他類似的離子形式，然后通過HPLC-MS-MS獲得該化合物的全部質(zhì)譜。2.3麻蜂樹籽實素研究表明，采食有毒植物飼料（原料）將導(dǎo)致動物死亡、產(chǎn)奶量下降、繁殖性能降低、牛奶品質(zhì)降低等。家畜采食麻瘋樹、石栗、山靛等大戟科植物均出現(xiàn)中毒癥狀，有關(guān)此毒性的研究在人類、嚙齒類和家畜中均有相關(guān)報道：主要表現(xiàn)為食欲不振、飲水量減少、腹瀉、脫水、器官出血等癥狀。據(jù)報道，麻瘋樹籽實油對老鼠有致癌作用。老鼠受到刺激部位的皮膚能夠成功誘導(dǎo)鳥氨酸脫羧酶和抑制TPA在老鼠皮膚顆粒部分的合成。研究證明，用同樣的方法，從麻瘋樹提取物中命名一個具有和TPA相似性質(zhì)的佛波醇酯為DHPB，該化合物是個大環(huán)二酯，也能誘導(dǎo)鳥氨酸脫羧酶和抑制TPA在佛波醇酯受體內(nèi)的特異性合成和體外激活PKC。但是其降低生物活性和生物化學(xué)活性的能力要低于TPA，不能誘發(fā)老鼠產(chǎn)生腫瘤。近些年來，研究麻瘋樹籽實油對大鼠的毒理學(xué)效果，得出大鼠半數(shù)致死量為6mL·kg-1體重。麻瘋樹籽實油能引起腹瀉、腸胃炎癥和刺激皮膚乃至壞死。在埃及，由五種不同種類的麻瘋樹得到的提取物，具有的有毒成分對小鼠有刺激性和誘發(fā)腫瘤的活性。鯉魚是極易受麻瘋樹中佛波醇酯感染的動物，在飼料中添加佛波醇酯15mg·kg-1即能引起鯉魚中毒，而添加大于31mg·kg-1時，將出現(xiàn)平均代謝速率下降、糞便粘液增多和拒絕采食等癥狀。鯉魚已經(jīng)被確認為是最有效的檢驗佛波醇酯的試驗動物，還經(jīng)常被用來評估脫毒的麻瘋樹產(chǎn)品是否能作為安全的動物飼料。麻瘋樹籽實毒素在軟體動物上的研究是基于對血吸蟲的防控來實施的。籽實中的佛波醇酯是一種有效的生物殺蟲劑，尤其對于各種淡水釘螺類。研究麻瘋樹籽實對扁卷螺、釘螺、泡螺等軟體動物的影響，發(fā)現(xiàn)螺類寄生蟲、血吸蟲和血液寄生蟲對其都表現(xiàn)出中毒癥狀。與水提取物相比，甲醇提取物對所有檢測的生物表現(xiàn)出較高的毒性，對尾蚴和扁卷螺絕對致死濃度為25mg·L-1，對泡螺和壘包陸龜為1mg·L-1。家蠶及幼蟲采食二萜類提取物的半數(shù)致死量濃度為0.5793、0.2197、0.1578mg·mL-1，分別在48、72和120h顯現(xiàn)出高強度的中毒癥狀。因此，從麻瘋樹中提取的佛波醇酯可成為綜合防治血吸蟲病的有效成分。2.4熱處理、除臭已有研究證明，通過物理化學(xué)方法可以破壞籽實里的佛波醇酯。麻瘋樹籽實經(jīng)過溶劑法萃取佛波醇酯后，再用熱處理法去除植物凝集素活性，使其轉(zhuǎn)化成無毒的餅粕，可為家畜提供一種高品質(zhì)的蛋白資源。研究表明，用熱處理和未經(jīng)熱處理的無毒麻瘋樹籽實飼喂大鼠和鯉魚，結(jié)果表明兩者都有較高的蛋白質(zhì)效率比和飼料轉(zhuǎn)化率；在大鼠試驗中，熱處理和未經(jīng)熱處理兩組的蛋白質(zhì)效率比分別為86%和37%。經(jīng)過30～45min的熱處理，胰蛋白酶抑制劑和植物凝集素分別降低83%和99%。麻瘋樹餅粕經(jīng)過熱處理、化學(xué)處理可使佛波醇酯減少75%。Haas等研究表明，麻瘋樹籽實油用NaOH、KOH脫酸，再用不同的化學(xué)試劑漂白，佛波醇酯含量減少55%；經(jīng)過脫膠和除臭處理的餅粕也能將佛破醇酯降低在較低的范圍內(nèi)。目前比較廣泛使用的脫毒方法為：將麻瘋樹籽實用石油醚（40～60℃）進行脫脂，然后過夜晾干，使其干燥不殘留石油醚；然后將脫脂的麻瘋樹籽實放進高壓鍋內(nèi)30min(121℃）；最后用甲醇（92%）洗滌4次。佛波醇酯利用生物方法去除也取得了一定進展。據(jù)報道，一種名為Hyleseuphorbiae的天蛾，以采食大戟科植物葉子為生，通過飼喂佛波醇酯，發(fā)現(xiàn)其能代謝70%～90%的佛波醇酯，其余10%～30%的佛波醇酯由糞便排出。這是一種很有潛力的脫毒方法，可以讓其幼蟲充當(dāng)?shù)谝凰拗髻A存這些有毒化合物，然后在經(jīng)過特殊的代謝