麻疯树籽实蛋白饲料的开发

麻疯树籽实蛋白饲料的开发

麻醉树是沙漠科的一种植物。这是一种具有高经济价值的多功能生态树种。麻疯树单粒籽实重约0.75g，脱壳后种仁约占其重量的65%，其种仁中蛋白和油脂含量分别为27%～32%和58%～60%。提取的油脂可以作为生物柴油，其副产品麻疯树饼粕（完全脱脂）粗蛋白含量达53%～63%，其中含90%的真蛋白。麻疯树饼粕经过脱毒，也可作为动物的蛋白饲料。试验证明，麻疯树籽确实有毒性，目前从麻疯树籽实里面分离出来的毒性刺激物质主要有植物凝集素、胰蛋白酶抑制剂、佛波醇及其衍生物。另外，麻疯树籽实里还存在少量鞣酸类、淀粉酶抑制剂、皂苷类、肌醇六磷酸等物质，这也成为限制麻疯树作为食物或饲料资源使用的主要原因。1凝集素活性测定植物凝集素是造成麻疯树籽实有毒的主要原因之一。经过湿热处理的麻疯树饼粕，采用乳胶凝聚实验和血球凝聚反应两种方法测定凝集素活性的数量（湿度：66%，温度：121℃，时间：30min），结果表明，麻疯树籽实中胰蛋白酶抑制剂含量为14.6%～28.7%，用烘烤的办法（大火干炒30min）可以使饼粕内胰蛋白酶抑制剂完全失活。2加速cpkc佛波醇酯（PMA）是一种四环二萜类化合物，其衍生物可作为高效的肿瘤诱发剂。佛波醇酯有类似二酰甘油的激活作用，是蛋白激酶C(PKC）的强激活剂，可调节动物机体内不同信号转导路径及某些细胞的代谢活动。人和动物主要通过食用含有佛波醇酯的食品中毒，如蜂蜜、野生鱼、肉类等。PKC与佛波醇酯联合作用影响多种酶的活性、蛋白质的合成、细胞分化过程和基因的表达。佛波醇酯已被证实具有浸杀软体动物、杀虫和抑制真菌生长的作用，可作为防治病虫害的原料，开发成为生物农药和杀虫剂。2.1佛波醇酯化合物的合成佛波醇酯属于四环二萜型化合物，巴豆烷是其基本结构部分，巴豆烷包含4个环：A环、B环、C环和D环，其中不同位置的羟基与不同的酸通过酯键形成种类繁多的佛波醇酯化合物。常见的佛波醇酯为TPA和PDBu，其不同之处仅仅在C环12、13碳原子上的取代基。2.2分离纯度和分离方法在分离佛波醇酯过程中，自然形成的佛波醇酯不稳定，容易发生氧化、水解、转酯化和差向异构化，因此，分离时必须使其处于真空或无氧状态，溶剂中排尽空气，萃取应在连续流通的氮气或氩气中进行。在分离过程中，佛波醇酯的一些官能团会发生衍生作用，主要是羟基组被化学试剂诱发酰化和酯化。因此，可利用不同的高效液相色谱法（HPLC）分离提纯佛波醇酯衍生物：依次通过薄层色谱法（TLC）、色谱分离法（GLC）、光谱测定法（MS）；或依次通过HPLC、重复两次光谱测定法（HPLC-MS-MS）。利用光谱测定法如基质辅助激光解析电离（MALDI）和核磁共振技术（NMR）可以确定这些化合物的组织结构。对一个单位的佛波醇酯进行碰撞诱导分裂可得到一种新的佛波醇酯，将其先转换成其他类似的离子形式，然后通过HPLC-MS-MS获得该化合物的全部质谱。2.3麻蜂树籽实素研究表明，采食有毒植物饲料（原料）将导致动物死亡、产奶量下降、繁殖性能降低、牛奶品质降低等。家畜采食麻疯树、石栗、山靛等大戟科植物均出现中毒症状，有关此毒性的研究在人类、啮齿类和家畜中均有相关报道：主要表现为食欲不振、饮水量减少、腹泻、脱水、器官出血等症状。据报道，麻疯树籽实油对老鼠有致癌作用。老鼠受到刺激部位的皮肤能够成功诱导鸟氨酸脱羧酶和抑制TPA在老鼠皮肤颗粒部分的合成。研究证明，用同样的方法，从麻疯树提取物中命名一个具有和TPA相似性质的佛波醇酯为DHPB，该化合物是个大环二酯，也能诱导鸟氨酸脱羧酶和抑制TPA在佛波醇酯受体内的特异性合成和体外激活PKC。但是其降低生物活性和生物化学活性的能力要低于TPA，不能诱发老鼠产生肿瘤。近些年来，研究麻疯树籽实油对大鼠的毒理学效果，得出大鼠半数致死量为6mL·kg-1体重。麻疯树籽实油能引起腹泻、肠胃炎症和刺激皮肤乃至坏死。在埃及，由五种不同种类的麻疯树得到的提取物，具有的有毒成分对小鼠有刺激性和诱发肿瘤的活性。鲤鱼是极易受麻疯树中佛波醇酯感染的动物，在饲料中添加佛波醇酯15mg·kg-1即能引起鲤鱼中毒，而添加大于31mg·kg-1时，将出现平均代谢速率下降、粪便粘液增多和拒绝采食等症状。鲤鱼已经被确认为是最有效的检验佛波醇酯的试验动物，还经常被用来评估脱毒的麻疯树产品是否能作为安全的动物饲料。麻疯树籽实毒素在软体动物上的研究是基于对血吸虫的防控来实施的。籽实中的佛波醇酯是一种有效的生物杀虫剂，尤其对于各种淡水钉螺类。研究麻疯树籽实对扁卷螺、钉螺、泡螺等软体动物的影响，发现螺类寄生虫、血吸虫和血液寄生虫对其都表现出中毒症状。与水提取物相比，甲醇提取物对所有检测的生物表现出较高的毒性，对尾蚴和扁卷螺绝对致死浓度为25mg·L-1，对泡螺和垒包陆龟为1mg·L-1。家蚕及幼虫采食二萜类提取物的半数致死量浓度为0.5793、0.2197、0.1578mg·mL-1，分别在48、72和120h显现出高强度的中毒症状。因此，从麻疯树中提取的佛波醇酯可成为综合防治血吸虫病的有效成分。2.4热处理、除臭已有研究证明，通过物理化学方法可以破坏籽实里的佛波醇酯。麻疯树籽实经过溶剂法萃取佛波醇酯后，再用热处理法去除植物凝集素活性，使其转化成无毒的饼粕，可为家畜提供一种高品质的蛋白资源。研究表明，用热处理和未经热处理的无毒麻疯树籽实饲喂大鼠和鲤鱼，结果表明两者都有较高的蛋白质效率比和饲料转化率；在大鼠试验中，热处理和未经热处理两组的蛋白质效率比分别为86%和37%。经过30～45min的热处理，胰蛋白酶抑制剂和植物凝集素分别降低83%和99%。麻疯树饼粕经过热处理、化学处理可使佛波醇酯减少75%。Haas等研究表明，麻疯树籽实油用NaOH、KOH脱酸，再用不同的化学试剂漂白，佛波醇酯含量减少55%；经过脱胶和除臭处理的饼粕也能将佛破醇酯降低在较低的范围内。目前比较广泛使用的脱毒方法为：将麻疯树籽实用石油醚（40～60℃）进行脱脂，然后过夜晾干，使其干燥不残留石油醚；然后将脱脂的麻疯树籽实放进高压锅内30min(121℃）；最后用甲醇（92%）洗涤4次。佛波醇酯利用生物方法去除也取得了一定进展。据报道，一种名为Hyleseuphorbiae的天蛾，以采食大戟科植物叶子为生，通过饲喂佛波醇酯，发现其能代谢70%～90%的佛波醇酯，其余10%～30%的佛波醇酯由粪便排出。这是一种很有潜力的脱毒方法，可以让其幼虫充当第一宿主贮存这些有毒化合物，然后在经过特殊的代谢