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双低菜粕中的抗营养成分及其消除和减轻措施

随着世界人口的持续增长和经济的迅猛发展, 人类和动物营养对蛋白质的需要量正在并将持续增加。这种需求很可能导致蛋白质资源价格进一步上涨、 从而使畜牧业生产受到严重影响。中国作为世界上人口最多的国家, 畜牧业和养殖业的发展正面临着人口与资源的双重压力。饲料资源特别是蛋白质饲料资源短缺问题日益成为限制畜牧业发展的重要因素。
开发和有效利用蛋白质饲料资源, 降低饲料成本, 是畜牧业关注的热点。双低菜粕是双低油菜榨油后的副产物, 其粗蛋白的含量为38%-40%, 氨基酸的组成也比较合理, 是良好的精饲料, 将双低菜粕应用到饲料中, 是当前解决中国蛋白质短缺的一个有效途径。同时, 中国有丰富的菜粕资源, 开发利用双低菜粕作为新的饲料蛋白质原料, 对降低饲料成本和提高养殖效益具有重要的意义。研究发现, 双低菜粕与豆粕氨基酸互补性强, 配合使用时动物表现出良好的生产性能。
但由于抗营养因子的存在, 影响着双低菜粕在动物饲粮中的添加比例。双低菜粕的最重要的抗营养因子是日粮纤维, 其次为硫甙、 植酸、 单宁和芥子碱。采取相应措施消除抗营养因子的影响, 有利于双低菜粕营养价值的充分发挥, 提高双低菜粕的利用率。
1、 双低菜粕中的抗营养因子及其危害
1.1 日粮纤维
油菜籽粒小, 直径仅为1.27-2.05mm, 种皮薄且与胚结台紧密, 现行油脂加工中一般整粒入榨, 造成双低菜粕中皮壳含量很高。如Canola皮壳占籽粒的16%, 占饼粕重的25%-30%, 造成日粮纤维水平很高。高日粮纤维水平, 使Dl-RSM有效能值偏低, 降低日粮营养成分含量, 损伤日粮肠道的营养和免疫机能。菜粕中粗纤维主要由细胞壁多聚体和美拉德产物所组成的不溶性的中性洗涤纤维以及胚中的中性洗涤可溶性多糖( NDSP) , 含量约为11.0%左右。植物蛋白饲料中的粗纤维含量过高, 易损伤肠道形态功能, 降低营养成分的利用率。菜粕中的粗纤维含量较高, 降低了蛋白质和氨基酸的含量和有效性, 因而也影响了蛋白质-能量营养状况。蛋白质-能量营养不良, 将造成淋巴组织特别是胸腺萎缩、 迟发性过敏反应下降、 抗体亲和力降低以及巨噬细胞功能受损, 使抗体对病原菌抵抗力下降, 进而降低动物免疫功能。
1.2 硫代葡萄糖甙
硫甙有辛辣味, 可降低动物的食欲, 硫甙发生降解后, 其降解产物也具有不同的气味、 杂味。灭火硫甙酶只能减轻但不能完全消除硫甙引起的问题。Spiegel等( 1993) 认为, 硫甙对适口性和采食量的影响比其致甲状腺肿大的影响更大。2-羟基-3-丁烯基硫甙, 是大多数油菜品种中主要的硫甙, 也是菜粕中起抗营养作用的最重要的硫甙。吲哚类硫甙是剧毒降解产物氰的主要前体, 但其对热很敏感, 在加工过程中易被除去。因此菜粕中硫甙大部分是以完整硫甙形式而不是以其降解产物形式存在的, 从而其主要抗营养作用是降低动物饲粮的适口性和动物的采食量, 以及对甲状腺等器官轻微的毒害作用。
1.3 植酸
双低菜粕中植酸会降低矿物质、 蛋白质、 淀粉和脂质的消化利用率。植酸磷必须在消化道内水解成无机磷盐形式才能被动物利用。单胃动物消化道内缺乏植酸酶, 因而植酸降低了磷的利用率。植酸不但降低磷的利用率, 而且可与钙、 镁、 锌、 铜、 铁、 锰等金属离子络合, 降低它们的有效性。另外, 植酸还可与蛋白质或氨基酸在畜禽消化道内形成难溶性复合物。植酸还抑制胃蛋白酶、 胰蛋白酶、 淀粉酶和胰脂肪酶的活性。这不但降低了营养成分的利用率, 而且同日粮纤维一样, 会造成肠道内营养物蓄积, 从而为病原菌入侵提供温床。
1.4单宁和芥子碱
单宁不但味苦涩, 影响饲料的适口性, 还可在动物消化道内与饲粮中的蛋白质结合, 生成不溶性化合物, 这种对蛋白质的亲合性可引起蛋白消化酶、 脂肪酶合淀粉酶的失活, 以致影响动物的生长和饲料转化; 也可与多种金属离子如钙、 铁、 锌等发生沉淀作用, 生成复合物, 从而降低这些矿物质元素的利用率。芥子碱是芥子酸和胆碱作用生成的酯类物质。芥子碱有苦味, 可影响双低菜粕的适口性。与其它蛋鸡相比, 由于褐壳蛋鸡体内缺乏三甲胺氧化酶, 因此在其采食芥子碱后, 芥子碱在褐壳蛋鸡肠道内转变为三甲胺不能被氧化, 而是累积沉积在蛋中, 使蛋有鱼腥味。
2、 双低菜粕中抗营养成分的消除与减轻措施
2.1 物理方法: 如采用预榨浸出, 用70%的乙醇在60℃以下浸提以除去菜籽粕中的硫葡糖甙和其它可溶性的有害物质, 用加热处理菜籽粕也是一种很好的方法; 硫葡糖甙和芥子碱主要存在于菜籽的内仁中, 脱壳后可使这两种有毒物质的浓度进一步提高, 但由于她们为热敏物质, 经过热处理可大大减少这些抗营养因子的含量; 水浸法虽简单易行但处理量有限且一些水溶性物质损失较多, 故采用较少。
2.2 化学方法: 常采用加碱、 氨和硫酸亚铁等进行处理。碱处理法可破坏硫葡糖甙和绝大部分芥子碱, 一般采用加NaOH、 Ca( OH) 2和Na2CO3且以Na2CO3去毒效果最好。氨处理多同时进行加热氨可与硫葡糖甙反应生成无毒的硫脲。硫酸亚铁处理法的作用在于铁离子与硫葡糖甙及其降解产物分别形成螯合物从而使它们失去毒性。
2.3 微生物法: 多经过细菌和真菌产生微生物降解酶来去除硫葡糖甙和其降解产物, 此种方法对营养物质的损失较少, 很有前景。
2.4遗传育种方法: 菜粕中的毒素和抗营养因子主要来自油菜籽, 因此改进油菜的品种, 才是从根本上去除毒素和抗营养因子的最好方法。国内外油菜育种工作者已进行了大量研究工作。加拿大的卡诺拉油菜是第一个双低品种。现在在中国也在加大力度培育双低油菜。中国各研究所及大学院校也都利用杂交优势, 选育出了较好的品种, 并已经在全国范围内试用推广。卿中全等( 1999) 对双低菜粕的营养价值进行了评价, 提出其能够被更多的动物所利用。
2.5 添加酶制剂
饲料中加入酶已经有100多年的历史, 但直到70年代, 由于微生物发酵技术的发展才出现了商品饲用酶制剂。国外大量的研究结果表明, 酶制剂能提高畜禽的生产性能, 改进动物健康; 能提高动物产品品质, 提高饲料利用率从而提高畜牧业及养殖业的经济效益。随着微生物育种和发酵技术的快速发展, 生物酶制剂的活力在不断提高, 而生产成本也在大幅度下降。双低菜粕中的主要抗营养因子及成分前部分已述及。日粮纤维是双低菜粕中最主要抗营养成分, 解决这一问题对提高双低菜粕的饲用价值具有极其重要的意义。
随着中国饲料工业的迅速发展, 饲料原料对饲料工业发展的瓶颈作用越来越明显。一方面我们要快速发展饲料工业, 另一方面我们又面临严重的饲料原料短缺, 特别是蛋白质饲料资源缺口大, 每年国家需大量进口大豆、 肉骨粉、 鱼粉等蛋白质资源。这就使得我们面对现实问题, 必须努力解决当前有限饲料资源特别是有限的蛋白质饲料资源的合理利用, 努力提高利用率, 降低抗营养因子的危害, 并积极开发新的饲料资源, 且加以充分利用, 尽可能为中国饲料工业的发展提供更多更好的饲料原料, 促进饲料工业的稳步快速发展, 进而带动畜牧业的发展, 努力解决人们日益增长的物质需求。