菜籽粕中抗营养因子的研究

菜籽粕中抗营养因子的研究09动科抗营养因子•人们认为对营养物质的消化、吸收和利用产生不利的影响，以及影响畜禽生产能力和健康的物质，统称为抗营养因子（ANF）。1.菜籽粕的营养价值1.1蛋白质及其营养价值1.2脂肪1.3菜籽多糖1.4有效能菜籽粕中的抗营养因子•1.硫代葡萄糖苷•2.植酸•3单宁•4.芥子碱2.1硫代葡萄糖苷•它是十字花科植物重要的次生代谢产物，其在内源芥子酶作用下可水解为具有不同生理功能的活性物质。菜籽粕中硫代葡萄糖苷的主要代谢产物包括硫氰酸盐、异硫氰酸盐、腈类化合物和硫代噁唑烷硫酮。硫代葡萄糖苷化学式硫代葡萄糖苷硫氰酸盐异硫氰酸盐腈类化合物硫代噁唑烷硫酮硫氰酸盐异硫氰酸盐硫氰酸盐异硫氰酸盐噁唑烷硫酮•噁唑烷硫酮是一种水溶性物质，是菜籽粕的主要毒素，对甲状腺的毒害最大，被称为甲状腺肿素。噁唑烷硫酮能阻碍单胃动物甲状腺素的合成，引起血液中的甲状腺素浓度下降，促进垂体分泌更多的促甲状腺激素，使甲状腺细胞增生，最终导致甲状腺肿大。噁唑烷硫酮甲状腺肿大硫氰酸盐•硫氰酸盐的硫氰离子与碘离子的摩尔体积相似，在甲状腺细胞聚碘过程中，硫氰离子与碘离子竞争，从而减少甲状腺聚碘过程进而影响甲状腺的功能，造成甲状腺肿大；异硫氰酸盐主要产生苦味，严重影响菜籽粕的适口性，并导致猪下痢，对动物皮肤、黏膜和消化器官表面具有破坏作用，同时也会导致甲状腺肿大。硫氰酸盐工业合成化学式腈类化合物•腈类化合物主要对动物健康有影响，其毒性大约为噁唑烷硫酮的8倍，能造成动物肝脏和肾脏肿大，严重时可引起肝出血和肝坏死。腈类化合物工业合成化学式2.2硫代葡萄糖苷的代谢•硫代葡萄糖苷的抗营养作用不是由其自身引起,而是由无毒的硫代葡萄糖苷被畜禽采食后经饲料中芥子酶或胃肠道细菌酶催化作用,水解生成异硫氰酸盐、唑烷硫酮、腈和硫氰酸盐等有害物质引起的。2.3硫代葡萄糖苷的处理•对于硫葡萄糖苷的处理,常用的有加水压榨、浸泡、热处理、发酵、酸碱处理等。加水压榨可以活化芥子酶,使硫葡萄糖苷迅速降解;热处理可使芥子酶灭活,使硫葡萄糖苷不会降解为有毒产物,而且会提高出油率;室温条件下浸泡15~20分钟,可使90%以上的硫葡萄糖苷被除去。3.1植酸•它是油菜籽中磷的主要贮存形式。植酸在很宽的pH范围内带有负电,是一种很强的金属螯合剂,与金属离子结合,生成植酸盐,植酸盐必须在消化道内经植酸酶水解成无机盐形式才能被利用,非反刍动物尤其单胃动物消化道内缺乏植酸酶,因而植酸降低了这些矿物质元素的利用率从而降低了它们的效价。植酸化学式3.2植酸的毒性•植酸易与带正电的蛋白质结合生成不易溶解的复合物,使其不易消化和抑制胃蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶和胰脂肪酶的活性,这不仅降低了营养成分的利用率,而且造成后肠营养物蓄积,从而为病原菌入侵提供“温床”。其毒性主要表现是使动物出现缺锌症状：如厌食、消瘦、生长机能衰退、蛋白质吸收能力降低及孕畜出现死胎。3.3植酸的处理•加热蒸煮、微波处理、化学处理均能消除植酸的不良影响,但最有效的方法是应用植酸酶。植酸酶可以有效地提高磷的利用率,改善蛋白质和氨基酸的消化率以及微量元素的利用率,减少磷的排放量。4.1单宁•单宁是水溶性多酚类物质,又称单宁酸。单宁是一种不含氨的酚类植物毒素。单宁进入动物体内可以和消化酶等结合,使其活性降低从而影响蛋白质的利用率。单宁通常存在于油菜籽外壳中,是使菜籽饼粕呈黑色的重要因素。单宁酸化学式4.2单宁的抗营养作用的机理•单宁成分与多糖、维生素、蛋白质等非单宁成分结合，形成不宜被消化的螯合物，降低各种营养物质的利用率、消化能和代谢能。还有一部分单宁在消化道中被分解为没食子酸，其水解反应需要消耗蛋氨酸，从而使蛋氨酸利用率下降。•单宁还可与动物消化道分泌的消化酶及消化道内微生物分泌的酶结合,使其丧失活性,从而减慢饲料的消化速度,降低肠壁的可透性,延长胃排空时间,降低动物的摄食量。另外，单宁具有涩味和辛辣味，影响动物对菜籽粕的适口性。因此，单宁的存在降低了菜籽粕的营养价值。4.3单宁的处理•一般的高温蒸煮能去除50%~60%的单宁,如果高温高压处理则更好,可提高能量和蛋白质的消化率,但烘烤、微波和红外线等热处理作用不大。也有报道说,日粮中添加动物脂肪可部分克服单宁的不良影响。因为单宁一般存在于种皮,因此,最有效去除单宁的方法是脱壳处理。5.1芥子碱•芥子碱是芥子酸和胆碱作用生成的酯类物质,易发生非酸催化的水解反应,生成芥子酸和胆碱,芥子碱是菜籽粕产生苦味的主要原因之一。6菜籽粕中的抗营养物质脱毒方法1.物理方法2.化学方法3.生物方法物理方法1.脱壳处理2.水剂脱毒法脱壳处理•油菜籽中大部分抗营养因子主要集中在油菜籽的壳中,因此油菜籽经脱壳处理后可以减少大部分抗营养因子,提高菜籽粕的营养价值和利用价值。但此方法不能彻底除去抗营养因子,残留的抗营养因子需进一步处理。水剂脱毒法•该法具有较高的脱毒效果,其脱毒原理是:菜籽饼粕中有毒物质硫苷及其降解产物均易溶于水;芥子碱可遇水水解,生成胆碱和芥子酸,两者均溶于水。另外,大部分单宁是水溶性物质。化学方法•常用的化学方法是在饼粕中加碱、氨和硫酸亚铁等进行处理。碱处理法可破坏硫甙和绝大部分芥子碱,通常采用NaOH、Ca(OH)2或Na2CO3,以Na2CO3脱毒效果最好。氨处理法通过加热使氨与硫苷反应生成无毒的硫脲。硫酸亚铁处理法的原理在于铁离子与硫甙及其降解产物分别形成螯合物不被畜禽吸收,从而使其失去毒性。生物方法•利用外加的酵母菌,可对菜籽粕进行发酵脱毒。有关资料表明菜籽粕经发酵处理后,除异亮氨酸、赖氨酸外,其他氨基酸含量均有所提高,蛋白及维生素的含量也有所提高,钙、磷易吸收,噁唑烷硫铜、异硫氰酸盐含量显著降低。谢谢！