第三章 豆类、谷实类及块根块茎类饲料中的有害物质

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1 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

2 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

3 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。

4 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 ）

5 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）

6 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。

7 （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。

8 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；

9 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。

10 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。

11 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。

12 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；

13 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。

14 三．植酸（phytic acid）与植酸盐 1

15 上图： 植酸的结构式 下图：饲料中常见的植酸盐的结构式

16 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。

17 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)

18 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；

19 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。

20 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

21 （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;

22 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

23 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

24 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。

25 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）。

26 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。

27 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。

28 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。

29 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。

30 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；

31 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。

32 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；

33 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；

34 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(※)；

35 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。

36 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

37 （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；

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39 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。

40 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

41 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

42 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。

43 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。

44 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。

45 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。

46 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。

47 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。

48 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。

49 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％）。

50 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。

51 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。

52 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。

53 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。

54 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？