《水产动物营养与饲料学》课件第8课 抗营养因子和外来污染物质

1、饲料中的抗营养因子及外来污染物质第一节 饲料原料中的抗营养因子抗营养因子（Anti-nutritional factor, ANF）：指的是原料中所含有的一些对营养物质消化、吸收、代谢及对动物的健康和生产性能产生不良影响的物质 。植物中天然存在的这类化合物有：胰蛋白酶抑制因子、植物性红细胞凝集素、脲酶、脂肪氧合酶、硫葡萄糖甙和抗维生素因子、生物碱、棉酚、非淀粉多糖和植酸盐等。动物原料中的抗营养因子主要有胃溃素或肌胃糜烂素 、抗硫胺素因子等。（一）豆类、谷实类及块根块茎类原料中的抗营养因子豆科植物的种子，如黄豆、花生、豌豆、蚕豆等均是优良的植物蛋白源，但因其含有抗营养因子，所以在日粮中的用量受到

2、限制。这些抗营养因子包括：胰蛋白酶抑制因子、植物性红细胞凝集素、脂溶性氧化酶和抗维生素因子等。1、胰蛋白酶抑制因子生大豆中胰蛋白酶抑制因子的含量大约为30 mg/g，其抗营养作用机理在于以下两个方面：a）胰蛋白酶抑制因子和消化道内的胰蛋白酶结合生成无活性的复合物，降低了胰蛋白酶的活性，导致蛋白质的消化率和利用率降低；b）胰蛋白酶抑制因子和消化道内的胰蛋白酶结合后，通过粪便排出体外，引起乙腺机能亢进，大量补偿性分泌胰蛋白酶，引起内源性氮损失。2、植物凝集素植物凝集素在豆类植物中广泛存在，大豆植物凝集素是由两个不同的亚基构成的糖蛋白。作用机理：（1）损害小肠绒毛结构：凝集素是一种蛋白质，以高度特异

3、的构象与糖和配糖体（糖脂、糖肽、低聚糖或氨基葡聚糖）结合，能结合小肠微绒毛表面的糖蛋白使绒毛发育异常，阻碍小肠吸收养分，使葡萄糖、氨基酸、VB12吸收不良，干扰离子的正常转运。（2）损害小肠上皮细胞：使养分在消化道后段集中，被微生物发酵而丧失营养价值，从而表现为碳水化合物、蛋白质的消化吸收障碍。（3）凝集素既可与小肠绒毛刷状缘中的糖蛋白受体位点结合，也可与肠道细菌表面的糖蛋白受体位点结合，从而在小肠和小肠细菌之间起连接作用，使细菌及其产生的内毒素进入血液，导致机体组织器官的损害。3、植酸作用机理：（1）大豆蛋白中约有70%的磷是以植酸态存在，由于水产动物不能或很少分泌植酸酶，因此对这些磷的利用

4、率很低。（2）植酸也可和蛋白质碱性残基结合，抑制胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性，导致蛋白质的利用率降低（3）植酸在消化道螯合矿物质（如钙、锌、镁、铜、钴、铁等），形成不溶性和不易被肠道吸收的螯合物，从而降低这些矿物质的利用率。4、单宁单宁主要存在于豆科植物的籽实中，可分为缩合单宁和水解单宁。作用机理：（1）缩合单宁不能水解，有较强的极性，可与胰蛋白酶和淀粉酶或酶的底物反应，降低蛋白质和碳水化合物的利用率。（2）与缩合单宁相比较，水解单宁在动物体内易被降解形成小化合物，进入血液循环系统，从而对动物器官（比如肝、肾等）产生毒性。（3）单宁也可与矿物质和维生素B12结合形成不易消化吸收的物质，从而降低矿物

5、质和维生素B12的利用率。（4）单宁还与其他抗营养因子相互作用，比如说单宁能与植物凝集素相互作用，从而消除单宁对淀粉酶的抑制作用；单宁还可与生氰配糖类反应，从而减弱后者的毒性。5、抗维生素因子定义：又可称为维生素拮抗物，是指那些具有和维生素相似的分子结构，却不具有维生素生理功能的物质。抗维生素的抗营养作用分为两种类型：（1）抗维生素因子破坏维生素的生物活性，降低其效价，脂肪氧化酶可氧化脂肪生成过氧化物，后者可将脂肪中的维生素A、D、E等脂溶性维生素及胡萝卜素氧化破坏。（2）抗维生素因子的化学结构和某种维生素相似，在动物代谢过程中与维生素竞争，从而干扰动物对该维生素的正常利用，引起该维生素的缺乏

6、症。举例抗维生素A可催化某些不饱和脂肪酸氧化为过氧化物，该过氧化物可氧化破坏还原性强的维生素A和胡萝卜素；抗维生素B1（硫胺素酶）可分解维生素B1（硫胺素）；抗维生素B6可和维生素B6磷酸化生成的磷酸吡哆醛结合，而使维生素B6失活；双香豆素与维生素K的结构相似，在动物体内与维生素K发生竞争性拮抗作用，干扰维生素K的正常利用，使动物凝血功能发生障碍 。（二）饼粕类和糟渣类原料中的主要抗营养因子菜籽饼和菜籽粕的概念：以油菜籽为原料，用压榨法或土法夯榨取油后的副产品称为菜籽饼；以油菜籽为原料，用浸提法或经预压后再浸提取油后的副产品称为菜籽粕。菜籽饼粕中含有硫葡萄糖甙（芥子甙）及其衍生物和植酸等与蛋白

7、质组分有关的有毒物质和抗营养成分，使其饲用价值降低，应用受到限制。棉籽饼粕棉籽饼是由棉籽为原料经脱壳、去绒，或部分脱壳、去绒，再取油后的副产品。用浸提法或经预压后再浸提取油后的副产品则称为棉籽粕。一般棉籽饼中含有大量的色素腺体，其中含有棉酚。同时棉籽饼中还含有环丙烯基脂肪酸，对动物具有一定的生理毒性。1、棉酚棉酚有游离与结合两种状态，与蛋白质、氨基酸、磷脂等结合而成结合棉酚，在机体内不呈毒性反应；未与上述物质结合的棉酚称为游离棉酚，它具有活性醛基和羟基而有毒性作用。游离棉酚对动物的毒性作用机理如下：（1）棉酚的活性羟基和醛基可以和蛋白质结合，降低蛋白质的利用率。也可以与铁离子结合，从而干扰血红

8、蛋白的合成，引起缺铁性贫血。（2）在棉子榨油过程中由于受湿热的作用，棉酚的活性醛基可以与赖氨酸的氨基结合，使赖氨酸失去效能，而大大降低棉饼中赖氨酸的有效性。（3）游离棉酚是细胞、血管和神经性的毒物，大量棉酚进入消化道后，可刺激胃肠粘膜，引起胃肠炎，吸收入血后，能损害心、肝、肾等实质器官。此外棉酚还可溶于磷脂，在神经细胞中积累，使神经细胞的功能发生紊乱。2、硫葡萄糖甙菜子饼（粕）中的硫葡萄糖甙本身无毒，其水解产物异硫氰酸酯、硫氰酸酯和腈产生某些毒性，如异硫氰酸脂有辣味，长期或大量饲喂会引起胃肠炎；腈可以抑制动物生长等。另外，硫葡萄糖甙过多会引起肝脏出血，维生素K含量下降，影响凝血作用。3、抗维生

9、素B6因子从亚麻饼（粕）中分离出一种抗VB6的物质，它是D-脯氨酸的衍生物，可以与磷酸吡哆醛结合，影响后者的作用，进而影响体内氨基酸代谢，引起中枢神经的机能紊乱。二、动物原料中的抗营养因子（一）胃溃素或肌胃糜烂素鱼粉中含有一种能引起肌胃糜烂的物质胃溃素。研究认为其有类似组胺的作用，但活性远比组胺强。它可使胃酸分泌亢进，胃内pH值下降，从而严重地损害胃粘膜，使动物发生肌胃糜烂。（二）抗硫胺素因子某些淡水鱼（如鲤鱼、泥鳅等）、贝类以及甲壳类的组织中，特别是它们的内脏中含有硫胺素酶，当利用它们作为饲料原料时，能破坏硫胺素，使动物发生硫胺素缺乏症，表现为生长明显下降，多发神经炎等。三、饲料原料中抗营养

10、因子的消除物理法、化学法和生物法（一）棉籽饼（粕）中棉酚的消除1、化学脱毒法（1）硫酸亚铁脱毒法该法的机理是将硫酸亚铁中的亚铁离子与棉酚螯合，使棉酚中的活性醛基和活性羟基失去活性，所形成的螯合物“棉酚铁”不易被动物吸收而迅速排出体外。（2）碱处理法该法是在棉籽饼粕中加入烧碱、纯碱水溶液或石灰乳等，经蒸炒，使饼粕中的游离棉酚进一步破坏或结合。（3）溶剂浸出法该法是根据棉酚易溶于极性溶剂的特性，利用浸出的方法，在浸出油脂的同时也将棉酚萃取出来，以达到脱毒目的。最常用的溶剂有丙酮、乙醇、异丙醇。2、物理脱毒法（1）加热法该法是棉籽饼粕在高温高压下，其棉籽腺体膜状壁破裂后释放出棉酚，棉酚上的两个醛基易

11、与棉籽蛋白中的碱性氨基酸结合而失去毒性。（2）旋液分离法棉籽腺体是一个相当坚实的坚果，它的比重大于蛋白质。利用此特点，将棉籽磨碎到50-400 m左右，然后将其分散在己烷中，在高速旋转中，蛋白质与棉腺体分离，得到70%左右的高质量的蛋白质，其中游离棉酚含量为0.02%，总棉酚0.06%。（3）膨化脱毒法其基本原理是利用物料或饼粕在膨化机挤压腔内受到温度、压力和剪切作用，使棉酚受到破坏而失去毒性。若在膨化前加入硫酸亚铁、石灰乳和尿素等脱毒剂，则脱毒效果更佳。3、发酵处理法利用微生物使棉籽饼粕发酵，使其中所含的棉酚破坏而达到脱毒目的。棉籽饼粕经发酵处理，不但去除了棉酚，而且增加了许多微生物代谢的副

12、产物，饼粕中的纤维素也水解生成葡萄糖，饲料的营养价值也大有提高。大豆蛋因子（二）大豆蛋白中抗营养因子的消除白中的热稳定性抗营养因子植酸抗营养热不稳定性抗营养因子胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素和抗维生素因子1、热稳定性抗营养因子的消除植酸酶是一种特殊的酸性磷酸酶，可催化植物性饲料中的植酸向正磷酸及其它磷酸肌醇中间产物转化，从而提高植酸磷的利用率。不仅可降低向饲料中添加磷酸盐的费用，也可减少水产动物粪便中排出的磷对环境的污染。2、热不稳定性抗营养因子的灭活（1）热处理法加热能改善大豆蛋白的营养价值，这主要是因为胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素和抗维生素因子等热不稳定性抗营养因子可通过加热使其灭活。（2）

13、化学处理法此方法的作用机理是利用化学物质破坏胰蛋白酶抑制因子的二硫键，从而改变胰蛋白酶抑制因子的分子结构，以达到灭活的目的。这些化学物质主要有亚硫酸钠、偏重亚硫酸钠、硫酸铜、硫酸亚铁、硫代硫酸钠等。（3）酶处理法此方法是采用某些真菌和细菌的菌株所产生的特异性酶来灭活大豆中的胰蛋白酶抑制因子。研究结果表明枯草杆菌蛋白酶可以水解去除脱脂大豆粉中所含的胰蛋白酶抑制因子。3、发酵法豆粕经固态发酵可消除其中抗营养因子，同时可提高大豆蛋白的生物转化率。用于豆粕发酵的菌种主要是少孢根霉、葡枝根霉、少根根霉等。第二节 饲料中的外来污染物质细菌及细菌毒素污染物质饲料中的真菌及真菌毒素 黄曲霉毒素、杂色曲霉毒素

14、、赭曲霉毒素沙门氏菌、致病性大肠杆菌、葡萄球菌、变形杆菌、副溶血性弧菌等外来抗生素激素重金属药物性添加剂多肽与蛋白质激素 、甾体激素 、前列腺素Cd、Pb、Hg、As化学合成、抗寄生虫和中草药药物添加剂预防饲料中产生真菌毒素的方法1、控制真菌生长的环境条件霉菌生长条件包括适宜的水分、温度，充足的氧气及足够的营养。因此可以采用低温低湿干燥法（15以下，相对湿度75以下）贮存饲料或原料。也可采用密闭法贮存。2、尽量缩短储藏期一般库存时间超过45天就容易引起霉变，所以原料应以“先进先出”为原则，尽量减少饲料的库存时间。对于贮存期长的饲料应适当翻动，加强通风，摊开发热处以防饲料自身发热。3、利用辐射灭

15、菌紫外线、射线、远红外线、微波等处理均可起抑霉作用。4、防霉剂的添加我国常用的防霉剂有十几种，如丙酸和丙酸盐、乙酸和乙酸盐、山梨酸及其钾盐、苯甲酸及其钠盐，以及脱氢醋酸、富马酸二甲酯和双乙酸钠等。5、正确使用抗氧化剂乙氧基喹啉真菌毒素的消除方法1、物理方法（1）水洗法（2）辐射法 ：紫外线或射线可有效地破坏AFT的化学结构，对霉菌和真菌毒素都有较大的杀伤力。（3）氨熏蒸法：利用塑料薄膜密封饲料中被霉菌感染的物质，然后加氨后封闭一定时间，氨与黄曲霉毒素B1（AFB1）结合后发生脱羟作用，致使AFB1的内酯环发生裂解，结果AFB1失去荧光和内酯环特征，其毒性也随之消失，从而达到脱毒的效果。（4）吸

16、附法：适用于受多种霉菌侵染的饲料。常见的吸附剂有白陶土、活性碳、粘土和沸石。2、化学方法一些化学试剂，如次氯酸、过氧化氢等对去除真菌毒素有一定效果。使用亚硫酸氢钠、硫酸氢钠、氨、次氯酸钠和过氧化氢对黄曲霉毒素T的去毒作用比较明显。一般来说化学去毒法效果较好，但有一定的腐蚀性。3、生物学方法（1）添加微生物制剂从酵母培养物细胞壁中提取的甘露糖是新型抗原活性物质，在调整动物肠道微生态区系、对抗有害微生物的过程中，发挥着重要的作用。（2）酶分解毒素最新的去毒技术是用酶分解毒素，如用酯酶分解黄曲霉毒素的内酯环，用环氧酶来分解单端孢霉烯的环氧基团。饲料中添加抗生素的危害抗生素是指由培养细菌和真菌微生物得

17、到的代谢产物，或是化学半合成法制造的相同和类似的物质，在低浓度下对特异性微生物（包括细菌、真菌、尼克次氏体、病毒、支原体、衣原体等）有抑制或杀灭作用。加之由于抗生素具有刺激和加速动物生长的作用，因而在水产饲料的生产中被广泛使用。但是，若动物长期使用抗生素作饲料添加剂，可使某些菌群突变成耐药菌株。而耐药菌株又可将耐药因子（R因子）传递给其它敏感细菌，使其它异种株变成耐药菌株，从而带来预防和治疗某些疾病的困难。长期使用抗生素会造成动物体的免疫力下降。大量抗生素被摄入机体后，会随血液循环分布到淋巴结、肾、肝等各组织器官，动物机体的免疫能力就会被削弱。抗生素还会导致抗原质量下降，直接影响免疫过程，从而对疫苗的接种产生不良影响。长期用抗生素还可引起动物内源性感染，抗生素虽有自己的抗菌谱，但它作