浅谈棉籽饼粕脱毒方法

浅谈棉籽饼粕脱毒方法新疆阿克苏农一师七团林牧站杨宏邮编：843016乌鲁木齐市嘉嘉旺牧业科技发展有限责任公司李新民邮编：830058乌鲁木齐市嘉嘉旺牧业科技发展有限责任公司王春梅邮编：830058新疆是我国的主产棉区，年产棉花约279万吨；棉花加工企业的副产品棉籽，年产量约486万吨，棉籽粗蛋白含量约35-38%，粗脂肪含量约17-19%，提取油脂后的副产品是棉粕或棉饼，含有丰富的蛋白质，粗蛋白约38-45%，年产量约267万吨。由于普通棉粕或棉饼含有棉酚等有毒物质，饲料中的添加量很小，一般为3%～8%。新疆是一个蛋白质饲料原料缺乏的地区，很多蛋白质原料都需从内地购买，如果能充分利用本地的棉籽加工副产品资源，可充分缓解我区蛋白饲料资源缺乏的状况，降低畜牧业生产成本。1棉籽饼粕中的有毒有害成分及毒性。1.1棉籽饼粕中的抗营养因子棉籽饼粕中的抗营养因子主要为棉酚、环丙烯脂肪酸、单宁和植酸，其中制约其饲用价值的最主要抗营养因子是棉酚含量。棉籽中棉酚含量约为0.7％～4.8％，是一种多羟基多异构化合物，按其存在形式可分为游离棉酚和结合棉酚；结合棉酚在机体内不具毒性，它是指在高温蒸炒过程中，游离棉酚与棉仁中的蛋白质、氨基酸和磷脂结合而成的，它在消化系统中不被吸收，可很快随粪便排出体外。游离棉酚也称自由棉酚（FreeGossypol，FG），研究表明FG多以脂腺体或树胶状存在于棉籽色素腺体中，通常占棉仁总重的0.8％～0.9％，分子式C30H30O8，相对分子质量518.5，熔点为181～185度，它是一种多元化合物，因有活性醛基和羟基而有毒性作用，具有多种异构体。在榨油过程中，由于蒸炒、压榨等热作用和浸出工艺的处理，部分游离棉酚会转变成结合棉酚。另一部分棉酚则以游离形式存在于饼粕及油品中。新疆地区的棉粕，在未经脱毒的情况下，其游离棉酚含量最低值为每千克411.9毫克，最高值可达每千克1445.4毫克。1.2棉酚的毒性及中毒症状游离棉酚主要由其活性醛基和活性羟基产生毒性并引起多种危害，棉酚被家畜摄入后，大部分在消化道中形成结合棉酚由粪中直接排出，只有小部分被吸收，在体内主要分布于肝、血、肾和肌肉组织，而以肝内含量最高，吸收后主要经胆汁随粪便排出，少量随尿排出，也可由乳中排出。采用放射性棉酚对家禽的研究表明，摄入棉酚的89.3%以粪便排出，8.9%进入鸡的组织中，而组织中的棉酚有50%集中在肝脏，棉酚的排泄比较缓慢，在体内有明显的蓄积作用，因而长期采食棉籽饼粕会引起棉酚的积累而发生中毒。1.2.1对细胞和组织的毒性刺激胃肠黏膜，引起胃肠炎；吸收进入血液后，损害心脏、肝脏、肾脏等实质器官；增强血管的通透性，促使血浆和血细胞向周围组织渗透，使受害的组织发生浆液性浸润、出血性炎症和体腔积液；游离棉酚极易溶于脂质，能在神经细胞中积累而使神经系统的机能发生紊乱。1.2.2对动物生殖机能的影响破坏动物睾丸生精上皮，导致精子畸形、死亡，直到无精子。因此，能使繁殖能力降低，甚至造成公畜性不育。1.2.3干扰动物体正常生理功能游离棉酚在体内可与许多功能蛋白质和一些重要的酶结合，使它们丧失正常的生理功能。游离棉酚与铁离子结合，干扰血红蛋白的合成，引起缺铁性贫血。1.2.4降低氨基酸利用率在棉籽榨油过程中，由于湿热的作用，游离棉酚的活性醛基可与棉籽饼粕蛋白质中赖氨酸的ε-氨基结合，降低棉籽饼中赖氨酸的可利用率。1.2.5影响鸡蛋品质产蛋鸡饲喂棉籽饼粕时，产出的鸡蛋经过一定时间的贮藏后，蛋黄中的铁离子与游离棉酚结合，形成黄绿色或红褐色的复合物。当饲粮中含游离50毫克／千克时，蛋黄就会变色，。1.2.6对妊娠母畜的影响通过血液对孕畜胎儿造成毒害，促进孕畜子宫收缩，导致妊娠母畜流产和死胎。1.2.7动物急性中毒家畜在短时间内采食大量棉籽饼粕，可引起急性中毒。但生产中发生的棉酚中毒，多系长期喂给棉籽饼粕，游离棉酚在体内积蓄而产生慢性中毒。临床表现为食欲减退，粪便呈黑褐色，恶臭并混有血液和黏液，精神沉郁、后肢无力、呼吸困难、心律不齐，出现视力障碍和失明。2棉籽饼粕在饲料中的使用我国饲料卫生标准规定：游离棉酚的允许量为棉籽饼粕中≤1200毫克／千克；肉用仔鸡、生长鸡配合饲料≤100毫克／千克；产蛋鸡配合料为≤200毫克／千克；生长肥育猪配、混合饲料为≤60毫克／千克。制约棉籽饼粕利用价值的主要因素是粗纤维含量和游离棉酚含量，由于单胃动物对棉酚比反刍动物敏感，所以使用较为谨慎，添加量一般在5-12%。犊牛饲粮中游离棉酚含量达到每千克100毫克，成年牛日粮游离棉酚含量达到每千克150毫克，均可引起中毒。在我区很多地区由于牛、羊长期大量饲喂棉籽饼粕，经常有中毒病例的发生。优质的棉酚含量低的棉籽饼粕是单胃动物良好的蛋白质饲料，通过外加赖氨酸等措施，可以在日粮中替代50%的豆粕。棉籽饼粕的过瘤胃蛋白值高，可达40-48%，和豆粕的过瘤胃蛋白值（38-48%）基本相近，低酚低毒棉籽饼粕是奶牛的良好蛋白质饲料。鱼对游离棉酚的耐受量较高，饲料中的棉酚含量250ppm时,对鱼的危害很小,但当达到1000ppm时,则明显抑制鱼的生长，在和菜籽饼粕一起使用时，达到450ppm时，即可观察到鲤鱼的中毒症状，所以在水产饲料中棉粕的使用也受到了一定的限制。3常见棉籽饼粕的脱毒法3.1化学法化学法主要是在棉籽饼粕中添加硫酸亚铁，通过二价铁离子与游离棉酚结合生成在消化道难于吸收的棉酚-铁复合物，使其失去活性。但是这种方法脱毒后，棉酚任留在饼粕中，适口性差，且高剂量的硫酸亚铁的使用，容易与畜禽日粮中的其他微量元素产生拮抗，降低其他微量元素的吸收率。3.2微生物发酵法微生物发酵法是运用微生物工程技术，选用合适的菌株，利用微生物的发酵，使棉籽饼粕中的棉酚分解，以达到脱毒的效果。在发酵过程中使部分植物蛋白转变成菌体蛋白，同时产生了酶，提高了棉籽饼粕的消化率。这种方法适合于工厂化生产，投资较大，需要使用菌种罐、发酵罐等三级菌种扩大生产设备、混合设备、固体发酵设备、闪蒸烘干设备等。也有部分地区采用池酵法或浅盘法，无菌种罐，易导致杂菌污染，湿度、温度无法控制，质量不能保证。3.3液-液-固三相萃取棉粕脱毒技术主要采用清华紫光集团技术，对榨油工艺中进行了脱酚。棉籽先经过脱壳、轧坯、蒸炒、预榨等工艺后进入浸出工艺，利用溶剂萃取法的原理，直接在多级脱酚浸出设备中对湿粕通过脱酚溶剂进行脱酚处理，脱酚后经机械脱溶和低温烘干脱溶，得到脱酚棉粕成品。该方法采用低温一次浸出的方法对棉籽进行处理，通过分步萃取分别提取棉籽油和脱除棉酚，解决了因溶剂体系发生变化而产生的蛋白品质变化，既避免蛋白质的热变性和蛋白质氨基酸与游离棉酚的结合，极大限度地保护了蛋白的营养价值，所生产的棉粕中游离棉酚含量≤400ppm，低于世界卫生组织、联合国粮农组织、联合国儿童基金会等国际组织推荐的食品级棉蛋白游离棉酚含量不大于600ppm的标准。这种方法脱酚的同时，通过溶剂和水的相互作用，去除棉籽在储藏过程中产生的黄曲霉素，去除棉籽仁中的棉籽糖、单宁、植酸，去除棉籽中的农药残留等一切抗营养因子，全面保护了棉籽蛋白中的有效营养成份；比较适合于规模化生产。因其投资较大，现在疆内只有个别油脂企业采取了这种工艺生产，所生产的棉籽蛋白粗蛋白在50%以上，因其价格较高，主要用在部分水产和单胃动物饲料中，远远不能满足畜牧业发展的需求。3.4热处理脱毒法利用蒸汽或者膨化机对棉籽或饼粕进行加热，通过蒸锅或者膨化机挤压腔内产生的高温、高压，使游离棉酚和棉籽或饼粕中的蛋白结合，形成结合棉酚的一种方法。油脂厂的前处理工艺—蒸炒工艺，也是降低游离棉酚的一种措施。部分油脂厂在压榨棉籽的过程中对剥壳后的棉仁进行膨化后浸出，所生产的棉籽粕的棉酚含量经检测低于460ppm。也有使用膨化机对棉籽饼粕进行膨化处理进行脱毒。膨化法需要购买膨化机，产量较低，能耗较高，而且膨化出来后还需烘干或者晾干，占用场地大。疆内有些小型奶牛场，采用蒸锅方式去毒，即用普通的铁锅产生蒸汽加热棉籽饼粕脱毒，这样处理的棉籽饼粕饲喂奶牛，毒性较低，蛋白的过瘤胃值较高，但是产量较低，适合小型养殖场。热处理方法所处理过的棉籽饼粕中的蛋白质易发生美拉德的反应，赖氨酸和游离棉酚结合，导致蛋白质利用率较差。3.5化学和生物脱毒结合法部分企业利用化学和生物脱毒原理开发了复合棉籽饼粕脱毒剂，主要成分为多酚酶、硫酸亚铁、高活性酵母菌、阴阳离子拮抗剂等，使棉籽饼粕中游离棉酚通过多酚酶的分解、与化学物质的结合，使游离棉酚分解以及在动物肠道中结合成不易吸收的物质；同时有目的地添加了一些离子以拮抗其毒害作用，改善适口性。添加高活性酵母菌在动物肠道内繁殖，能够对未脱完的棉籽饼粕中游离棉酚进行进一步分解。这种脱毒剂使用较方便，成本低，适合于养殖场和饲料厂。以乌鲁木齐市嘉嘉旺牧业科技发展有限责任公司开发的棉粕脱毒剂8000#为例，在生产配合饲料中按棉籽饼粕用量的1—2%添加混合均匀即可。也可以发酵使用，即按棉籽饼粕的2-3%添加于棉籽饼粕中，物料水分调至50-55%，堆积48小时即可；脱毒后的棉籽饼粕，利用了生物发酵技术和化学脱毒技术，有酸香味，适口性较好。在新疆阿克苏农一师七团林牧站利用乌鲁木齐市嘉嘉旺牧业科技发展有限公司的棉粕脱毒剂8000#，模拟动物肠道的温度和湿度环境脱毒后运用《饲料中游离棉酚的测定方法GB13086—91》测得棉籽饼粕的棉酚含量变化如下：脱毒前游离棉酚（ppm）脱毒前游离棉酚(ppm)脱毒前样品水分(%)脱毒后样品阴干后水分(%)棉籽粕128725711.4711.27从脱毒后的测定结果来看，已经达到了脱去绝大部分游离棉酚的效果，脱游离棉酚率约80%。4小结棉籽饼粕的脱毒方法较多，饲料厂和养殖户如果能够因地制宜的利用我区的棉粕资源，运用合理的方法降低棉籽饼粕的游离棉酚含量，采用氨基酸平衡原理配制动物日粮，能有效缓解我区需要大量从内地购买优质蛋白原料的状况。指标样品