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1、第二章 饲料中天然存在的有害物质,教学目的和要求 了解饲料原料中天然存在的有毒有害物质。教学重点难点 常见豆类、谷实类、蛋白质类饲料中存在的有害物质,第一节 青绿饲料中的有害物质,教学目的和要求 了解硝酸盐、亚硝酸盐、生氰糖苷、双香豆素等青绿饲料中常见的有害物质。教学重点难点 掌握硝酸盐、亚硝酸盐、生氰糖苷、双香豆素毒性特点及预防措施,（一）饲料中硝酸盐和亚硝酸盐的含量青绿饲料及树叶类饲料植物中硝酸盐还原酶（Nitrate reductase,NR）和亚硝酸酶硝酸盐 亚硝酸盐 氨 NO3 NO2 N2O NH2OH NH3,一、硝酸盐及亚硝酸盐,硝酸还原酶,亚硝酸酶,（二）影响饲料中硝酸盐含量
2、的因素：1.土壤中硝酸盐含量2.植物不同的生长发育阶段3.与植物生长的环境有关4.与收割的时间有关5.加工调制不当（焖煮、硝化细菌）6.堆积发酵或霉烂（肠源性紫绀症）7.反刍动物（纤毛虫）8.其他原因（水）,（二）硝酸盐转化为亚硝酸盐的条件,1、体外转化2、体内转化反刍动物瘤胃微生物将硝酸盐还原成亚硝酸盐，进而很快还原为氨被利用。瘤胃中PH和微生物发生变化时易引起亚硝酸盐中毒单胃动物在肠道上部吸收胃酸不足或肠胃疾病时，肠道细菌使亚硝酸盐生产增加，引起急性或慢性中毒。常见于饲料引起的中毒,（三）硝酸盐、亚硝酸盐的毒性与危害,影响心血管系统和神经系统 1、急性中毒亚硝酸盐中毒（nitrite po
3、isoning）临床症状：呼吸加强，心率加快，肌肉震颤，衰弱无力，行走摇摆，皮肤及可视粘膜出现紫绀。体温下降，严重者发生阵发性惊厥或昏迷，甚至死亡。病理解剖可见血液凝固不良，呈黑红色或咖啡色。胃肠粘膜多有充血，心肌、气管有出血点，全身血管扩张，肝、肾淤血肿大。2、亚硝酸盐慢性中毒 动物的慢性中毒表现多种多样，如采食量下降，增重迟缓，精神萎靡。妊娠动物受胎率低，分娩无力。动物出现腹泻，VA的缺乏和甲状腺肿。长期积累可能出现胃部和肝部的肿瘤（胃癌和肝癌）。,（四）预防硝酸盐与亚硝酸盐危害的措施,1、通过作物育种 选育低富集硝酸盐品种2、合理施肥 3、注意青绿饲料的调制、饲喂及贮存方法 4、正确饲喂
4、 5、合理地确定饲喂量及饲料中的允许量,二、生氰糖苷,生氰糖苷(cyanogenetic glycoside):氰苷、氰醇苷。是一类-羟腈或称氰醇的糖苷，能够产生氢氰酸(HCN)（一）、植物中生氰化合物的合成及水解常见含生氰糖苷化合物的植物,常见生氰糖苷的结构及其在植物中的分布,表2-1 含有生氰糖苷的植物及其中HCN的含量,（三）生氰糖苷的毒性,单胃动物氰苷的水解过程多在小肠进行，中毒症状出现较晚。反刍动物瘤胃中微生物将氰苷水解产生氢氰酸，中毒症状出现较早。急性症状：呼吸快速且困难，有苦杏仁味气体，全身衰弱无力，行走站立不稳或卧地不起，心率失常。中毒严重者最后全身阵发性痉挛，瞳孔散大，因呼吸
5、麻痹而死亡。细胞内窒息”慢性中毒：甲状腺肿大及生长发育迟缓,含生氰糖苷饲料的合理利用与去毒处理,1、饲料中生氰糖苷的去毒处理（1）物理去毒法（2）选用和培育低氰或无氰的作物品种 2、含生氰糖苷饲料的合理利用根据植物生育期中生氰糖苷含量的变化规律加以利用 3、营养性解毒措施,三、某些豆科牧草中的有毒物质,（一）、草木樨香豆素：称香豆精、氧杂萘邻酮，分子式为C9H6O2，相对分子质量为146.5。在霉菌的作用下将香豆素转变为具有毒性的双香豆素(dicoumarin 或dicoumarol)2、双香豆素的毒性：其化学结构与维生素K相似，通过竞争性抑制，可妨碍维生素K的利用。其中毒机理是凝血因子、在肝
6、脏中合成时，需要维生素K的参与，而双香豆素与维生素K的化学结构相似，可与维生素K发生竞争性的拮抗作用，妨碍维生素K的利用，从而使上述凝血因子的合成受阻。,霉菌,其化学结构与维生素K相似，通过竞争性抑制，可妨碍维生素K的利用。其中毒机理是凝血因子、在肝脏中合成时，需要维生素K的参与，而双香豆素与维生素K的化学结构相似，可与维生素K发生竞争性的拮抗作用，妨碍维生素K的利用，从而使上述凝血因子的合成受阻。草木樨中毒时，维生素K是有效的治疗解毒剂。此外也可采用输血疗法，输人全血或去纤维蛋白血,双香豆素中毒发生缓慢，通常饲喂草木樨23周后发病。牛中毒症状为食欲变化不大，机体衰弱，步态不稳，运动困难，有时
7、发生跛行，体温低，发抖，瞳孔放大。该病病症是凝血时间变慢，在颈部、背部，有时在后躯皮下形成血肿，鼻孔可流出血样泡沫，奶里也可出现血液。此病可用维生素K治疗。注意饲喂草木樨时逐渐增加喂量，不能突然大量饲喂，不要投喂发霉变质的草木樨。,草木樨的合理利用与去毒处理,苜蓿,有毒成分：皂苷：反刍动物易发生瘤胃臌气拟雌内酯（coumestrol）和苜蓿内酯(medicagol)、胰蛋白酶抑制剂和抗维生素E 2、苜蓿皂苷及其毒性：皂苷有降低溶液表面张力 皂苷可与胆固醇结合形成不溶性的复合物，有助于降低单胃动物血浆中的胆固醇含量。,复习与作业要求：硝酸盐、亚硝酸盐、草木樨、苜蓿等青绿饲料的毒性特点、中毒症状、
8、预防措施、解毒机制等。考核知识点：硝酸盐、亚硝酸盐、草木樨、苜蓿等青绿饲料的毒性特点、预防措施、解毒机制等。辅助教学活动：课堂讨论,第二节 常见豆类饲料中有害物质,教学目的和要求 了解豆类、谷实类饲料中共同存在的有害物质。教学重点难点蛋白酶抑制剂、胃肠胀气因子、植酸、植物凝集素、非淀粉多糖等的存在形式、作用机理及消除机制,一、酶抑制剂(enzyme inhibitor),在植物界特别是在豆科植物中，往往自然存在一些能抑制某些酶活性的物质，称为酶抑制剂或抗酶剂蛋白酶抑制剂、淀粉酶抑制剂、精氨酸酶抑制剂、胆碱酯酶抑制剂等蛋白酶抑制剂(protease inhibitor,PI)：胰蛋白酶抑制剂(t
9、rypsin inhibitor，缩写TI）；糜蛋白酶抑制(chymotrypsin inhibitor，缩写CI),*受抑制酶中字母表示：T，胰蛋白酶；C，糜蛋白酶；Th，凝血酶；PI，血纤维蛋白溶酶；E，弹性蛋白酶；Pr，链酶蛋白酶；Pa，木瓜蛋白酶；S，枯草菌蛋白酶；Ep，肽链内切酶；K，激肽释放酶(Liener,1980;黄先纬：种子毒物，1986),表3-1 作物中蛋白酶抑制剂的分布,(一）蛋白酶抑制剂在作物中存在的情况,表3-2 大豆和油菜子中的胰蛋白酶抑制剂活性,注：TUI为胰蛋白酶抑制剂活性单位，1.9TUI=1gTI。（Rutkowski等，1979）,（二）蛋白酶抑制剂的化
10、学性质,1、大豆中含有两类蛋白酶抑制剂：Kunitz抑制剂：相对分子质量为2000025000，由181个氨基酸残基和两个二硫键组成，对胰蛋白酶有特异性抑制作用。(2)Bowman-Birk抑制剂 相对分子质量8000，由71个氨基酸残基组成，含有7个二硫键。对热、酸和碱有显著的稳定性。有两个独立的结合胰蛋白酶结合中心和糜蛋白酶的活性中心，对胰蛋白酶和糜蛋白酶均能产生抑制作用,2、其他作物苜蓿：皂甙-肽或皂甙-氨基酸的络合物，对热稳定。大麦：水溶性蛋白酶抑制剂 为0.45g/kg，占水溶性蛋白质总量的5-10%。马铃薯块茎：蛋白酶抑制剂有13种，对糜蛋白酶、胰蛋白酶弱、羧肽酶等有抑制作用,（三
11、）蛋白酶抑制剂的有害作用,抑制动物的生长和引起胰腺肥大 蛋白酶抑制剂抑制肠道中蛋白水解酶对饲料蛋白质的分解作用，从而阻碍动物对饲料蛋白质的消化利用，导致生长减慢或停滞，蛋白质效率比（protein efficiency ratio，缩写PER）减小。,（四）热处理对蛋白酶抑制剂的影响,蛋白酶抑制剂都是糖蛋白，加热后失去其生物活性。加热过度中的某些氨基酸和维生素受到破坏。而且，大豆中的赖氨酸和碳水化合物结合生成棕红色的物质，不易被动物消化，降低豆粕的营养价值。判定大豆生熟的方法：胰蛋白酶抑制剂活性、尿素酶活性测定、甲酚红吸收值、蛋白质分解指数（PDI）、水溶性氮指数（NSI）等。在这些指标中，胰
12、蛋白酶抑制剂活性指标与其他指标之间存在着明显相关。,二、非淀粉多糖,非淀粉多糖（non-starch polysaccharides,NSP）：植物组织中除淀粉以外的其他多糖成分，包括纤维素、非纤维素多糖（如-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、甘露聚糖等）和糖醛酸（又称果胶多糖）。水溶性和不溶性非淀粉多糖（一）常见饲料中非淀粉多糖的分布和含量谷物籽实：小麦、黑麦：阿拉伯木聚糖 燕麦、大麦：-葡聚糖豆科作物：多存在外壳中，主要为纤维素和木聚糖,（二）、NSP的抗营养机理,1.增加食糜粘度 食糜的高粘度降低了食糜的流通速度 食糜粘度增加，糖、氨基酸等养分向回肠粘膜移动速度减慢。NSP与内源酶结合，阻止了酶同其
13、他底物发生反应 2.改变肠道微生物菌落 3.NSP的营养屏障作用,降低NSP抗营养作用的方法,1.添加酶制剂 2.NSP的微生物降解 3.适当的加工处理方法 4.添加抗生素,三、植酸与植酸盐,植酸（phytic acid）：肌醇六磷酸C6H18O24P6 植酸盐(phytate)，或称肌醇六磷酸盐：饲料中，植酸磷平均约占总磷量的70，而以非植酸磷的形式存在的磷，平均只占30左右。反刍动物的瘤胃微生物可以分解植酸盐 猪及家禽小肠粘膜分泌的植酸酶的活性很小，但肠道微生物能分解植酸盐，因此可使植酸磷得到部分利用。,四、植物性红细胞凝集素,植物性红细胞凝集素（phytohemagglutinin，PH
14、A 植物凝集素是一种对某些糖分子具有高度亲和性的蛋白质，其中大多数是糖蛋白，毒性 植物凝集素具有凝集动物红细胞的作用 降低饲料中营养物质在消化道的吸收率，并且可使动物的生长受到抑制或停滞，甚至还可呈现其他毒性，但不同作物含的凝集素毒性有较大差异。凝集素不耐热，只要对饲料进行充分的热处理，,五、胃肠胀气因子,水苏糖和棉子糖-半乳糖甙酶,第三节 蛋白质饲料中存在的有害物质,教学目的和要求 了解蛋白质类饲料中主要的有害物质。教学重点难点菜籽饼、棉籽饼中有害物质。,一、菜籽饼粕,菜籽饼粕是油菜籽轧油后得到的副产品,粗蛋白36左右 预压浸提方法 抗营养因子:硫葡萄糖甙及其代谢产物、芥子碱及芥酸、植酸和单
15、宁等 硫葡萄糖甙的代谢产物异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮等具有致甲状腺肿大作用，影响了畜禽的正常生长与发育,（一）硫葡萄糖甙及其降解物,不同的硫葡萄糖甙具有不同的R-基团，它们包括饱和脂肪烃、不饱和脂肪烃、芳香烃和杂环芳香族四类。在油菜籽中已经发现有11种硫葡萄糖甙。硫葡萄糖甙在植物体内具有杀虫作用，并具有辛辣气味。硫葡萄糖苷和芥子酶（myrosinase）作用产生异硫氰酸酯（isothiocyanate）、硫氰酸盐（thiocyanate）、噁唑烷硫酮（oxazolidine thione）、腈（nitrile）菜籽饼、粕中异硫氰酸酯含量为1.5g/kg；噁唑烷硫酮含量为2.7g/kg,噁唑烷硫酮：
16、甲状腺肿大抑制甲状腺过氧化物酶活性，影响碘的有机化，抑制甲状腺素合成；干扰甲状腺球蛋白的水解，影响甲状腺素的释放。噁唑烷硫酮导致的甲状腺肿大与碘的营养状态无关。异硫氰酸酯：甲状腺肿大异硫氰酸酯与氨基化合物形成硫脲类化合物。机理同噁唑烷硫酮异硫氰酸酯与硫氰酸盐在体内经过代谢可以产生硫氰离子（SCN），SCN 够与I竞争性地浓集到甲状腺，抑制了甲状腺碘的缺乏，从而抑制了甲状腺的功能，导致甲状腺肿大，降低动物的生长速度。腈是有机氰化物的一种，在体内可以代谢为CN，影响细胞呼吸。,（二）芥子碱、芥酸与其它有害物质,芥子碱（sinapin）：具有苦味，影响适口性 芥子碱在家禽的盲肠内分解为芥子酸和胆碱，
17、胆碱被进一步转化为三甲胺，被三甲胺氧化酶的作用下转化为氧化三甲胺，然后排出体内。某些褐壳蛋鸡品系（含有Rhode Island Red基因）体内缺乏三甲胺氧化酶，导致三甲胺在血液内积累并进入鸡蛋中，使鸡蛋含有鱼腥味。芥酸（erucic acid）一种脂肪酸，毒性机理不清楚 植酸、单宁：单宁影响适口性,（三）菜籽及菜籽饼粕的去毒措施,1、“双低”油菜品种的培育:中双四号、华杂3号 硫葡萄糖甙含量小于20mol/g2、去毒（1）物理法 热处理法:可以使芥子酶失活，不能去除硫葡萄糖甙。溶剂浸提法:含水乙醇浸提后除去大部分的硫葡萄糖 甙、单宁（2）化学法 氨、碱处理：破坏硫葡萄糖甙和芥子碱 硫酸亚铁法
18、:除去硫葡萄糖苷(3)微生物法,二、棉籽饼粕,棉籽饼粕是棉籽脱油后的副产品棉籽饼粕、棉仁饼粕、棉仁籽饼脱绒棉籽脱壳分离轧胚蒸炒预榨浸提烘干。粗蛋白含量一般在 40以上含有丰富的蛋氨酸和胱氨酸，但是赖氨酸含量较低（一）棉酚（gossypol）棉酚：黄色色素 结合棉酚和游离棉酚，结合棉酚无毒,1游离棉酚的毒性,游离棉酚是一种血液毒和细胞原浆毒，其毒性与其含有的活性基团醛基和羟基有关。刺激消化道黏膜，引起胃肠道炎症。游离棉酚与血红蛋白中的铁离子螯合，影响血红蛋白合成，降低血红蛋白的携氧能力，造成贫血、呼吸循环系统负荷过重、呼吸困难。棉酚损害心肌功能，造成心力衰竭，并继发肺水肿和全身缺氧性变化。游离棉
19、酚可损害生殖系统。雄性动物:破坏睾丸生精上皮细胞，导致精子畸形、精子减少、死亡。降低性激素含量。雌性动物:影响卵子发育，造成子宫萎缩。,2对产品品质的影响 蛋鸡饲喂棉籽饼粕后，产出的鸡蛋经过一段时间贮存后，棉酚与蛋黄中的铁离子结合，形成黄绿色或红褐色复合物，色泽发生改变。3对饲料营养的影响 游离棉酚在加工过程中的湿热条件下能够与赖氨酸结合，降低赖氨酸的利用率，降低棉籽饼粕蛋白质的生物学价值。,（二）环丙烯类脂肪酸,环丙烯类脂肪酸（cyclopropenoid fatty acids），主要有苹果酸和锦葵酸。环丙烯类脂肪酸使蛋清变为桃红色。环丙烯类脂肪酸使卵黄膜通透性提高，卵黄中的铁离子进入蛋清
20、，与伴清蛋白结合后形成红色的螯合物。环丙烯类脂肪酸还可使蛋黄变硬环丙烯类脂肪酸可抑制动物肝微粒体脂肪酸去饱和酶的活性，使蛋黄脂肪中硬脂酸和软脂酸等饱和脂肪酸的比例增加，造成蛋黄脂肪熔点增加，硬度升高。,（三）棉籽及棉籽饼粕的去毒措施,1无腺体棉籽品种培育 2棉籽饼粕的脱毒处理（1）硫酸亚铁处理：亚铁离子与游离棉酚的比 1：1（2）碱处理：烧碱、纯碱或石灰乳处理（3）热处理（4）微生物处理,三、其它饼粕,（一）亚麻籽饼粕亚麻籽饼粕的粗蛋白含量在32左右。赖氨酸、蛋氨酸等限制性氨基酸含量较低，而精氨酸含量较高亚麻籽饼粕中的毒素：生氰糖甙:亚麻素（linatine）：水解产物1-氨基-D-脯氨酸可与
21、维生素B6结合，导致B6缺乏。,（二）花生饼粕,花生仁饼粕是花生仁制油后的副产品。粗蛋白含量在45左右。赖氨酸含量仅为豆粕的一半，并且精氨酸含量偏高。花生饼粕易于感染黄曲霉（Aspergillus flavus），产生黄曲霉毒素（aflatoxin），主要是黄曲霉毒素B1。（三）、芝麻饼粕芝麻脱油后的副产品，粗蛋白含量在40以上，蛋氨酸含量较高。但在小磨香油制取工艺中，芝麻需炒熟、褐变，氨基酸的利用率相对较低。抗营养因子主要是植酸和草酸。,1.玉米蛋白粉（corn gluten meal）玉米蛋白粉是以玉米提取淀粉后的副产品 粗蛋白含量通常在2028，氨基酸消化率较高，与豆粕相近，是一优质的植物蛋白质饲料。可能存在的有毒物质霉菌毒素玉米赤霉烯酮,
