第三章 豆类、谷实类及块根块茎类饲料中的有害物质 第三章 豆类、谷实类及块根块茎类饲料中的有害物质

第一节 共同存在的有害物质 第二节 豆类饲料中的有害物质 第三节 谷实类饲料中的有害物 第四节 块根块茎类饲料中的有害物质

教 学 要 求 掌握豆类、谷实类及块根块茎类饲料饲料中共同存在的有害物质——PI、PHA、植酸、抗维生素、NSP等对动物的毒害作用；掌握大豆、高粱、荞麦、马铃薯中的主要抗营养物质及其合理利用的方法。 了解毒麦、木薯中的主要有毒有害物质，以及木薯的合理利用途径。

第一节 共同存在的有害物质 一、酶抑制剂（enzyme inhibitor） 第一节 共同存在的有害物质 一、酶抑制剂（enzyme inhibitor） 二．植物性红细胞凝集素（phytohemagglutinin，PHA; Lectin） 三、植酸（phytic acid）与植酸盐 四、胃肠胀气因子（flatulence factor） 五、抗维生素（antivitamine） 六、非淀粉多糖（non-starch polysacchrides） 七、变应原性物质（ allergens ）

一．酶抑制剂（enzyme inhibitor） 1 一．酶抑制剂（enzyme inhibitor） 1.概述 酶抑制剂：是一类能抑制某些酶活性的物质。其中对动物影响最大的是蛋白酶抑制剂（protease inhibitor，PI）。 胰蛋白酶抑制剂（trypsin inhibitor，TI） 糜蛋白酶抑制剂（chymotrypsin inhibitor，CI）

酶抑制剂的作用机制 竞争性抑制：是抑制剂争夺底物与酶结合，增加底物浓度可使抑制减弱，如丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶； 非竞争性抑制： 可以降低酶的活性，如氰化物能与细胞色素氧化酶的Fe3+结合成氰化高铁细胞色素氧化酶，使之丧失传递电子的能力，引起内窒息。

（二）蛋白酶抑制剂（protease inhibitor，PI） 1.在饲料作物中的存在情况 大豆、豌豆、山黧豆、油菜等多种植物中都含有PI。普遍存在且有代表性是胰蛋白酶抑制剂（trypsin inhibitor ，TI）和糜蛋白酶抑制剂（chymotrypsin inhibitor，CI）。 PI主要存在于作物种子中，种子发芽可影响其活性。

2.PI的化学性质 PI的性质会依作物的不同而有差别： （1）大豆： 分离出两类PI： Kunitz抑制酶：对TI有特异性抑制作用； Bowman-Birk抑制剂：既可抑制TI，又可抑制CI （2）苜蓿：为皂甙－肽/皂甙－氨基酸络合物，对热有高度稳定性。 （3）马铃薯块茎：已鉴定出13种，分为3类：糜蛋白酶抑制剂、对热稳定型、羧肽酶抑制剂；

3.PI对动物的有害作用 （1）抑制动物的生长：降低对蛋白质饲料的消化利用；同时造成内源含硫氨基酸的大量损失。 （2）导致胰腺肥大：通过胰蛋白酶和糜蛋白酶数量的负反馈性调节，促使胰腺分泌和组织增大。

4.PI的消除 可通过适当的热处理使其失活，湿热法的效果优于干热法。 5.热加工程度的评价 一般用尿素酶活性、水溶性氮指数、蛋白质溶解指数等指标来评价热处理的效果。

二．植物性红细胞凝集 （phytohemagglutinin，PHA） 1. 性质及在饲料中的存在情况 （1）是对某些糖分子具有高度亲和性的蛋白质； （2）能使动物和人的红细胞发生凝集； （3）多为由4个亚基组成的四聚体； （4）能够抵抗胃酸和消化酶的作用； （5）主要存在于豆科植物的种子中。

2.PHA的毒性 （1）凝集动物的红细胞； （2）抑制营养物质在消化道的吸收； （3）抑制动物的生长； （4）影响动物的正常免疫功能；

3. PHA的消除方法 PHA不耐热，可通过热处理将其破坏，以湿热处理效果最好。

三．植酸（phytic acid）与植酸盐 1

上图： 植酸的结构式 下图：饲料中常见的植酸盐的结构式

植物中总磷（100％） 植酸磷：约占70％，不易被单胃动物利用。必须转变为无机磷后才能被利用。 非植酸磷（有效磷）：约占30％。可被畜禽利用。

Phytate content of cereals 玉米、大豆、糠麸、米糠、菜籽饼粕、棉籽饼粕等饲料原料中植酸盐的含量较高。 Phytate content of cereals cereals Phytate P (g/100g dry matter) (% of total P) corn wheat Barley Oats Sorghum Rice,unpolished 0.24 0.27 0.29 72% 69% 64% 67% 66% 77% (From Ravindran,1995)

2.饲料中植酸磷的抗营养作用 （1）降低矿物质元素的吸收利用率； （2）降低蛋白质、氨基酸的消化利用率； （3）降低消化酶活性； （4）降低了淀粉、脂肪的消化利用率； （5）加剧了环境的磷污染；

3.消除饲料中植酸磷的方法： （1）添加酶制剂； （2）进行热压处理； （3）微生物发酵。

植酸酶即肌醇六磷酸酶，是一种非特异性的酸性磷酸酶。植酸酶可分为6-植酸酶和3-植酸酶。 4.植酸酶在饲料中的应用 （1）植酸酶（phytase）的性质 植酸酶即肌醇六磷酸酶，是一种非特异性的酸性磷酸酶。植酸酶可分为6-植酸酶和3-植酸酶。 图：植酸酶的酶解作用

（2）植酸酶在运用中存在的问题 ①植酸酶的测定问题: a.酶活单位混乱； b.测定条件不一； c.测定结果变异大； d.重复性、再现性差。 ②植酸酶的热稳定性问题;

四.胃肠胀气因子（flatulence factor） 1.性质及在饲料中的存在情况 胃肠胀气因子为低聚糖——水苏糖(stachyose)和棉子糖 (raffinose) 主要存在于豆类籽实的成熟干种子中。 左图：棉籽糖 右图：水苏糖

2. 抗营养作用及其作用机理 （1）抗营养作用：引起动物肠道胀气、腹痛、腹泻、肠炎； （2）作用机理： 见右图 水苏糖、棉籽糖 进入小肠 无α-半乳糖苷酶 不能被消化利用 大肠微生物作用 进入大肠 产生CO2、H2、CH4

3.胃肠胀气因子的消除方法： （1）用水浸泡；促其发芽； （2）利用酶或微生物将其降解； （3）培育低胃肠胀气因子含量的作物品种。

五．抗维生素（antivitamine） 1 五．抗维生素（antivitamine） 1.抗维生素的作用机理 （1）化学结构与某些Vit相似，从而会竞争性的抑制某些Vit的活性，从而干扰动物对该Vit 的利用； （2）破坏某些Vit的结构而使其失去生理作用，称为抗维生素因子（antivitamine factors）。

2.饲料中常见的抗维生素的种类 （1）抗VA：仅存在于豆科植物中，对热不稳定。 （2）抗硫胺素（抗VB1）：存在于油菜等植物中，对热不稳定。 （3）抗VD：存在于大豆中，属蛋白质。 （4）抗VE：存在于大豆和菜豆中，对热不稳定。 （5）其它抗维生素：抗VB6、抗生物素、抗VK、抗VB12、抗烟酸。

六．非淀粉多糖 （nonstarch polysacchrides，NSP） 1. NSP的概念 NSP：是指位于植物性饲料原料细胞壁、细胞间质中非淀粉质的结构多糖和胶质的总称。

2.NSP在饲料中的分布及含量 谷物中的碳水化合物占80%以上，其NSP占10-30%，分布于谷物籽实的胚乳细胞壁中。

3.NSP的抗营养作用 （1）降低了营养物质的消化和吸收； （2）增加内源氮的分泌； （3）造成动物拉稀； （4）有利于后肠害微生物的生长繁殖。

4. 克服NSP抗营养作用的措施 （1） 添加酶制剂； （2）水处理； （3）添加抗生素；

七．变应原性物质（ allergens ） 1.变应原性物质的基本性质 变应原性物质是指某些豆科籽实中能穿过肠道粘膜屏障，而刺激动物机体发生变态反应的某些贮藏性蛋白。 大豆中的抗原性物质主要是大豆球蛋白和β-伴球蛋白。

2.大豆抗原蛋白的抗营养作用 （1）降低饲料蛋白质的利用率； （2）提高了动物的维持需要； （3）增加内源蛋白质的损失； （4）导致动物腹泻、生产性能下降甚至死亡；

3.消除大豆抗原蛋白的方法 （1）热处理； （2）热乙醇处理； （3）膨化加工； （4）酶制剂处理；

第二节 豆类饲料中的有害物质 一．大豆 （一）不耐热的有害物质 1.蛋白酶抑制剂：TI和CI； 2.植物性红细胞凝聚素（SBA）； 3.抗维生素：抗维生素A、D、E和B12； 4.植酸盐(※)；

第二节 豆类饲料中的有害物质 一．大豆 （一）不耐热的有害物质 1. 蛋白酶抑制剂：主要为TI和CI； 2 第二节 豆类饲料中的有害物质 一．大豆 （一）不耐热的有害物质 1.蛋白酶抑制剂：主要为TI和CI； 2.植物性红细胞凝聚素（SBA）； 3.抗维生素：抗维生素A、D、E和B12。

4. 赖丙氨酸（lysalanine，LAL）：加工过程中形成的，对金属元素具有强烈的螯合作用，能使金属酶失活。 5

（二）大豆中耐热性的有害物质 1. 胃肠胀气因子； 2. 皂甙：具有溶血和降低胆固醇的作用，可造成反刍动物瘤胃臌气。 3 （二）大豆中耐热性的有害物质 1.胃肠胀气因子； 2.皂甙：具有溶血和降低胆固醇的作用，可造成反刍动物瘤胃臌气。 3.类雌激素因子（异黄酮植物雌激素）：具有雌激素样作用，可造成动物流产和不孕，以及动物生产性能下降。 4.植酸盐；

第三节 谷实类饲料中的有害物质 一．高粱 1.高粱中的主要有害物质——单宁 高粱子粒中的单宁属于缩合单宁，主要存在于种皮中。单宁是影响高粱饲用价值的关键因素，当子粒中的含量超过0.5％时，会严重影响其饲用价值；低于0.1％时则几乎没有影响。

一般将单宁分为可水解单宁和缩合单宁。高粱子粒中的是缩合单宁，主要存在于种皮中。 单宁具有与蛋白质和金属离子结合的作用。 缩合单宁 可水解单宁

2.高粱单宁对动物的危害 （1）影响适口性； （2）影响蛋白质、矿物质的消化吸收； （3）便秘； （4）单宁对反刍动物的影响比较复杂。 特殊的营养作用：可消除反刍动物的臌气

3.防止高粱单宁危害的措施 （1）作物育种； （2）合理利用：控制在日粮中的比例不超过20％；提高蛋白质水平；提供甲基供体类饲料（蛋氨酸、胆碱）； （3）脱毒处理：机械去壳；水浸蒸煮；碱处理；氨化处理。

二．荞麦 荞麦的种子、茎叶和花中含有两种有害物质：（1）荞麦素（fagopyrin）：荧光色素。引起机体感光过敏，具光毒效应，要求光照，反应快。 （2）应变原：使过敏体质者发生变态反应。不要求光照，出现慢，要求第二次接触。

荞麦的正确使用方法： （1）不用荞麦糠皮饲喂家畜。 （2）利用荞麦（茎叶、子实）作饲料时，应减少日光照射，同时控制饲喂量。 （3）妊娠后期及哺乳母猪、白色皮肤的家畜在使用时应慎重。

三．毒麦 常随同麦类子实一起被采食而危害家畜。 1 三．毒麦 常随同麦类子实一起被采食而危害家畜。 1.毒麦中（子实）的主要有毒成分 （1）毒麦灵（temulin） ：麻醉，使瞳孔散大。 （2）毒麦碱（temulentine） ：对脑、脊髓、心脏有麻痹作用，有时引起呕吐。 （3）黑麦草碱（loline）：与毒麦碱类似。

动物的敏感性：马、牛、羊较敏感，家禽和猪较耐受。 动物中毒的表现：家畜出现各种神经症状：精神沉郁，嗜睡，共济失调，体温降低，便秘，流产。 动物的敏感性：马、牛、羊较敏感，家禽和猪较耐受。 动物中毒的表现：家畜出现各种神经症状：精神沉郁，嗜睡，共济失调，体温降低，便秘，流产。

第四节 块根块茎类饲料中的有害物质 一．马铃薯 1 第四节 块根块茎类饲料中的有害物质 一．马铃薯 1.主要有害成分——茄碱（solanine） 马铃薯全株有毒，未成熟或发芽的块茎和果实毒性较大。其主要有毒成分是茄碱，是一类生物碱。以猪最为敏感。

茄碱在正常胃肠道很少被吸收 （1）对胃肠道有较强刺激性，可引起胃肠出血； （2）吸收后对中枢神经系统具有抑制作用； （3）能抑制胆碱脂酶的活性，造成消化不良； （4）还有致畸胎作用。

2. 其他的有害物质 块茎：TI、CI、蔗糖酶等水解酶抑制剂、PHA； 茎叶：较多的硝酸盐（可达4.7％）。

3.合理利用 （1）贮存：干燥、通风、防止阳光直射、防止发芽； （2）发芽的马铃薯：要去芽、去绿皮、水煮后，日粮中不超过25％，妊娠母畜最好不喂； （3）完好的马铃薯：日粮中不超过50％； （4）茎叶须晒干或用开水浸泡后作饲料，饲喂量不宜过大。

二．木薯 1.有害成分及毒性 含有生氰糖甙，主要是亚麻 苦甙（90～95％），其次 为百脉根甙。。 木薯根、茎、叶都含有生氰糖甙，其中以块根中含量最多，块根中又以皮层为最多。

2.合理利用 （1）去毒处理 木薯块根：①煮熟水浸法；②生薯水浸、晒干法；③加工制薯粉或薯干。 叶：①晒干制成叶粉；②煮熟后水洗；③将新鲜叶切碎青贮发酵去毒。 木薯渣：可直接饲喂，但要注意防霉及酸败。

块根：可占饲粮的15～30％ 木薯渣：用量小于30％ 木薯粉：10％左右 （2）限量饲喂： （3）注意营养平衡： ①与蛋白质含量高的饲料搭配，并添加Met； ②日粮中添加硫化物（Na2S2O3、Na2SO4等） ； ③添加碘制剂防甲状腺肿。 （4）选用低毒品种与改良种植方法。

本章思考题 1. 非淀粉多糖主要的抗营养作用及其有效的消除措施。 2 本章思考题 1.非淀粉多糖主要的抗营养作用及其有效的消除措施。 2.消除饲料中植酸磷的措施有哪些？目前在生产实际中采用最多的是哪种方法？它为什么得到了广泛的应用？ 3.热加工处理得当的大豆饼粕中存在哪些抗营养因子？用在仔猪日粮中应注意哪些问题？ 4.高粱用作动物饲粮时应注意哪些问题？ 5.马铃薯用作动物饲粮时应注意哪些问题？