饲料抗营养因子.ppt

1 第四章 饲料抗营养因子 （antinutritional factors, anfs） 2 一、抗营养因子的定义 饲料中某些阻碍营养成分消化、吸收和 利用的物质称为饲料的营养因子 3 二、研究饲料抗营养因子的意义 对深化传统的营养研究有重要意义，通过探讨 营养机理，阐明营养物质的消化、吸收、代谢 和利用。 有助于提高饲料加工处理的效果和效率，促进 饲料加工工艺的改进。 可以开辟新的饲料资源，开发和利用更多的非 常规饲料原料。 研究抗营养因子的机理，对开展动物营养调控 理论的研究有重要意义。 4 三、抗营养因子的分类 对蛋白质的消化利用有不良影响的抗营养因子 如胰蛋白酶和胰凝乳酶抑制因子、植物凝集素 、酚类化合物、皂化物等 对碳水化合物的消化利用有不良影响的抗营养 因子如淀粉酶抑制剂、酚类化合物、胃胀气因 子等 对矿物质的消化利用有不良影响的抗营养因子 如植酸、草酸、棉酚、硫葡萄糖苷等 5 维生素拮抗物或引起动物维生素需要量增加的抗营 养因子如双香豆素、硫胺素酶等。 刺激免疫系统的抗营养因子如抗原蛋白质等。 综合性抗营养因子如水溶性非淀粉多糖、单宁等。 6 四、各种饲料抗营养因子的作用与处理方法 1.蛋白酶抑制因子 2.植物凝集素 3.单宁 4.非淀粉多糖 5.饲料抗原蛋白 6.胀气因子 7.植酸 8.抗维生素因子 7 第一节 蛋白酶抑制因子 （protease inhibitors, pis） 8 一、分布及分类 植物中，大豆、豌豆、菜豆、蚕豆等 生大豆中，蛋白酶抑制因子含量30 mg/g 蛋白酶抑制因子包括胰蛋白酶抑制因子和胰凝 乳酶抑制因子 分类：kunitz抑制剂（kti）、bowman-birk抑 制剂（bbi）和kazal抑制剂 9 二、化学结构 kunitz胰蛋白酶抑制因子 l 181个aa组成，含有4个cys，形成2个二硫键 l 相对分子量21500左右 l 一个活性中心，位于第63号arg和第64号ile 之间 l 对胰蛋白酶直接、专一的起作用 10 11 bowman-birk蛋白酶抑制因子 l 结构类似于蛋白质 l 相对分子量6000-10000 l 含有大量的cys l 2个独立的活性中心，可以和不同的酶结合 l 亚型（i-v） 12 13 kazal抑制剂 l 相对分子量6000 l 含有3个二硫键 l 牛胰蛋白酶抑制因子 14 三、理化性质 kunitz： 不溶于乙醇；遇酸和蛋白酶易失活；热不稳定 ： 80 时短时间加热变性；90 不可逆失 活 bowman-birk： 不溶于丙酮；对热、酸较稳定；105 干热 10min仍可保持活性；不易被蛋白酶水解 15 四、抗营养作用及其机理 胰蛋白酶抑制因子可与小肠液中胰蛋白酶结合 ，生成无活性的复合物，降低胰蛋白酶的活性 引起动物机体内蛋白质内源性消耗。胰蛋白酶 与胰蛋白酶抑制因子结合而排出体外，引起胰 腺进一步分泌更多的胰蛋白酶。胰蛋白酶中含 硫氨基酸高，造成机体s-aa缺乏不平衡 16 kti和bbi与蛋白酶结合形成稳定化合物，使胰蛋 白酶的活性被抑制 使胰黏膜的内分泌细胞释放更多的cck-pz激素， 能促使胰腺产生更多的消化酶（胰蛋白酶原、糜 蛋白酶原、弹性蛋白酶原、淀粉酶原等），造成 动物的胰腺代偿性增大 kti明显影响动物的生长，这是由于降低了采食量 ，影响氮的消化、吸收和沉积，内源氮损失大 引起胆囊排空速度加快，降低脂肪的吸收 17 18 kti抑制因子明显影响饲料采食量、饲料转化率 和日增重 bbi导致胰腺的大量分泌和胰腺肥大和增生（鼠 、禽） 猪、牛、犬则相反：无胰腺肿大、分泌没有增强 、胰蛋白酶分泌下降、胰蛋白酶抑制因子作用 蛋白质消化利用效率下降 19 五、危害 敏感性：仔猪、犊牛、雏鹅 雏鸡、小鼠、大鼠 兔、成年反刍动物；幼龄 成年；限制饲喂 自由采食 耐受量：鸡3-4 mg/g日粮；猪1.4-6.2 mg/g日粮 20 六、蛋白酶抑制因子处理方法 热处理时最成功的蛋白酶抑制因子钝化处理方法 ；kti比bbi热敏感度高 传统的蒸煮、高温高压和烘烤的加热方法以外， 其他的热处理方法包括红外线处理、微波处理和 膨化处理 非热处理的去处蛋白酶抑制因子的方法包括射线 辐射照处理、酶处理、发芽处理等 21 (a): ground lupine; (b): expanded lupine; (c): flaked lupine 22 table 3. effects of different processing method on anti-nutritional factors in lupine (n = 3 per lupine) itemsgroundexpandedflakedsem1 alkaloids (%)0.030.010.020.01 phytic acid (%)0.58a0.16c0.44b0.06 trypsin inhibitor (mg/g) 0.24a0.08c0.18b0.02 stachyose (%)1.811.771.780.03 raffinose (%)0.23a0.19b0.19b0.01 tannins (mg/g)0.49a0.29c0.37b0.03 a, b, c values of the same row with different superscript differ (p 95 湿热条件下完全失活；耐干热 强酸强碱、al3+、pb2+、ca2+、mg2+、ag+抑制作用 31 三、抗营养作用及其机理 作为抗原，与小肠壁黏膜结合，引起机体产生 变态反应，影响养分吸收； 影响饲料适口性，降低动物采食量； 增加体内糖原，脂肪组织和蛋白质分解代谢； 导致消化酶活性改变以及内源性蛋白质大量分 泌丢失。 32 三、抗营养作用及其机理 抑制胸腺生长，导致但藏，胰腺，小肠增生肥 大； 大量摄入植物凝集素时，进入血液循环系统， 导致特异性igg凝集素抗体的产生，致使动物体 重迅速下降，乃至中毒死亡。 降低肠道某些酶如肠激酶的活性，改变肠道微 生物生态环境，并对免疫系统有破坏作用。 33 采食量的影响 l 植物凝集素（菜豆、翼豆、刀豆、蚕豆、 大豆）影响胆囊收缩素等激素的分泌，促 使采食量和胃排空速率下降 胃肠道结构和功能的影响 l 植物凝集素可与胃肠道上皮细胞结合，减 少酶作用的机会 l 凝集素本身的糖蛋白结构不易被酶降解 免疫系统的影响 l 肠道黏膜免疫系统被抑制 l 抑制机体对抗原产生免疫反应 34 四、毒性及钝化方法 生长：仔猪 大鼠；胰腺增生：雏鸡 仔猪 毒性：蓖麻毒蛋白、相思子毒蛋白毒素最强； 番茄、豌豆凝集素最低 植物凝集素比胰蛋白酶抑制因子对热更敏感， 很容易被热处理消除； 蒸煮，高温高压，膨化和辐射等处理均能有效 钝化其活性； 但干热处理如烘烤的效果相对较低。 35 第三节 单宁 （tannin） 36 37 一、分类及分布 结构和活性不同：水解单宁和缩合单宁 水解单宁：毒物；缩合单宁：抗营养因子 植物中：高粱籽实、豆类籽实、油菜籽实 、甘薯、马铃薯和茶叶 38 二、化学结构和理化性质 无定形固体，有涩味、吸湿性，对热稳定，水 溶液呈弱碱性 极性强：溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等；微溶 于乙酸乙酯；不溶于乙醚、石油醚、氯仿、苯 等极性弱的溶剂 可与蛋白质、碳水化合物形成难溶或不溶性的 沉淀；富含pro的蛋白质有很强的亲和力 重金属盐（乙酸铅、乙酸铜）、碱土金属的氢 氧化物或生物碱等溶液作用生成沉淀 与铁盐（fe3+）反应，呈现蓝色或绿色 与维生素、果胶、淀粉及无机金属离子结合生 成复合物 39 水解单宁： 糖和有机酸聚合形成的低聚物 相对分子量500-3000 酶解（单宁酶、苦杏仁酶）或酸解产物 ：单糖、没食子酸或逆没食子酸 40 缩合单宁： 羟基黄烷类单元构成的聚合物 相对分子量1900-28000 41 缩合单宁： 不易水解 水解产物：红色的花色素（花青素、飞燕草色 素、花葵素等） 部分游离形式存在；部分以与蛋白质或细胞壁 中碳水化合物结合的形式存在 体外：游离的缩合单宁可抑制蛋白质和纤维的 消化 42 二、抗营养作用及其机理 影响适口性，降低采食量 l味苦涩，适口性差 l咀嚼过程与唾液黏蛋白结合并沉淀，降低 唾液的润滑作用，使口腔干涩 降低营养物质的消化率 l与蛋白质、碳水化合物有很高的亲和力， 特别是缩合单宁，形成不溶物质，不能被 消化酶充分消化 l与肠道消化酶结合，影响酶的活性和功能 l与金属离子ca2+、fe2+、zn2+发生沉淀反应 l干扰vit b12吸收 43 造成胃肠道的损伤 l损伤小肠黏膜和肝脏 l与胃肠道中蛋白质结合，形成不溶性的鞣酸蛋 白质 l降低肠道上皮细胞的通透性，吸收能力下降 l肠道毛细血管收缩引起肠液分泌减少，肠内容 物流通速度减慢，出现便秘 l水解单宁可刺激胃肠道黏膜，引起出血性与溃 疡性肠胃炎 l影响骨骼有机质的代谢，蛋鸡出现腿扭曲或胫 跗关节肿大 44 反刍动物的影响 l与瘤胃细菌酶或植物细胞壁碳水化合物结合， 形成不易消化的复合物而降低粗纤维的消化率 l对蛋白质的保护作用：缩合单宁与蛋白质结合 形成难溶性物质，避免瘤胃细菌对蛋白质的降 解和脱氨作用，提高eaa和n的吸收 45 三、单宁的处理方法 高温蒸煮、高温高压对去除单宁有一定的作用 ，可提高饲料能量和蛋白质消化率。但烘烤、 微波和红外线等热处理方法作用不大。 去除单宁的最有效方法是脱壳处理 克服单宁抗营养作用的另一种方法是在日粮中 添加动物脂肪 46 四、单宁的营养意义 植物的一种保护物质 低浓度的单宁可降低饲料蛋白质的瘤胃内 降解，提高饲料含n物质的利用率 抑制线虫生存能力，抵抗肠道寄生虫 减少瘤胃鼓胀的发生 47 第四节 非淀粉多糖 （non-starch polysaccharide, nsp） 48 多糖从化学上分为两种类型即贮存多糖和结构多 糖。贮存多糖主要为淀粉，而结构多糖通常称为 非淀粉多糖。 植物组织中除淀粉以外的所有的碳水化合物的总 称，由纤维素、半纤维素、果胶等组成。 纤维曾被看成是一种不能被哺乳动物消化酶所消 化的日粮组成成分,后来根据化学方法又把纤维看 成是nsp和木质素的总和。 49 nsp 纤维素 半纤维素 果胶 -葡聚糖 阿拉伯木聚糖 葡萄甘露聚糖 半乳甘露聚糖 鼠李半乳糖醛酸聚糖, 阿拉伯聚糖 半乳聚糖 阿拉伯半乳聚糖 一、分类及分布 50 51 52 二、化学结构 -1,4葡聚糖 -1,4甘露糖 53 三、理化性质 亲水性：分子内存在的羟基、酯键或醚键与 水分子形成氢键；遇水溶解后，通过分子间 作用而连接成网状结构，呈现较高的黏性 表面活性：分子内存在极性基团和非极性基 团，可与肠道中的饲料颗粒、脂类微团表面 结合 结合吸附能力：与饲料中蛋白质、多酚、维 生素、矿物质等形成聚合物或螯合物 54 四、体内消化、吸收、代谢 单胃动物 单胃动物的胃和小肠不分泌纤维素酶和半纤维素 酶，故饲料中的纤维素和半纤维不能在其中进行 酶解。 单胃动物对纤维素和半纤维素的消化，主要依赖 于盲肠和结肠中微生物发酵作用。 猪盲肠中嗜碘球菌及某些厌氧性杆菌和球菌可产 生使纤维素和半纤维素水解的酶。 家禽的盲肠借助于细菌的作用亦可消化少量纤维 素和半纤维素，且消化率一般在18%左右。 55 纤维素和半纤维素经水解可产生vfa与co2(可 经加氢作用转变为ch4)。vfa可为肠壁吸收， co2和ch4气体则排出体外。 单胃动物消化道后段发酵产生的vfa很容易通 过扩散即进入体内。 草食动物(如马、驴等)盲肠比较发达，其中的细 菌区系对纤维素和半纤维素具有较强的消化能 力。 56 四、体内消化、吸收、代谢 反刍动物 瘤胃是反刍动物消化nsp的主要场所。 瘤胃中的微生物附着在植物细胞壁物质上不断利用 可溶性碳水化合物和其他物质作为营养使自身生长 、繁殖，并不断产生纤维素分解酶，纤维素分解酶 即可分解nsp物质成单糖或其衍生物。 瘤胃微生物对nsp的消化和代谢产物通过扩散进入 血液。 反刍动物后肠对nsp的消化吸收与单胃动物类同。 57 58 五、抗营养作用及其机理 具有高度黏稠性，能阻碍营养物质被消化酶消化 l 可溶性nsp呈网状结构，能吸收水分子，形 成凝胶，使黏度增大； l 增加小肠食糜黏度，使食糜中各组分混合不 均，阻碍养分和消化酶的扩散和在黏膜表面 的接触 l nsp与营养物质（矿物质、氨基酸、脂肪酸 ）结合，形成螯合物 59 影响肠道微生物区系 l营养物质在肠道中滞留时间延长，为微生物 的繁殖提供了养分 l黏度增加减少消化道内的氧气，有助于厌氧 微生物生长 l厌氧微生物发酵产生的细菌（生孢梭菌）， 能分泌毒素，抑制动物生长，造成胃肠道功 能紊乱 60 影响生理物质活性 l与消化酶结合，影响其活性 l与胆汁酸结合，增加粪中胆汁酸的排放 l与脂类、胆固醇结合，降低脂肪（sfa）的 吸收 l影响色素沉积，禽蛋、禽肉色质偏白 l甘露寡糖降低葡萄糖的吸收，干扰ins和igf 分泌而降低碳水化合物的代谢 61 影响消化道黏膜生理形态和功能 l肠道微生物大量增殖，刺激肠壁，使之增厚 ，损伤黏膜上的微绒毛 其他 l黏性粪便带来畜舍环境和卫生的变坏 62 五、正面营养作用 供能 l 借助于瘤胃和盲肠的微生物作用消化部分nsp 类物质。nsp经瘤胃和盲肠微生物分解可产生 各种挥发性脂肪酸 l 乙酸和丁酸是合成脂肪的原料或可氧化供能， 丙酸可以合成氨基酸 63 纤维素经微生物分解的产物及其能值/kg 64 对营养物质摄入的调控作用 l 用nsp冲淡日粮营养浓度的方法，通过nsp对采 食量的调控实现对营养物质摄入的调控 解毒作用 l 日粮中的适量nsp类物质可提高动物对一些不 能耐受的物质的耐受程度 l 可预防仔猪断奶后大肠杆菌引起的肠毒血症， 可防止猪胃肠溃炎 l 可抑制仔猪胃肠内的细菌，防止仔猪水肿病的 发生,可减少仔猪腹泻 65 代谢效应 l 可增加胆汁排泄,降低胆结石的可能性 l 与胆汁的结合还可降低血清胆固醇的水平 l 可降低禽类肝中脂肪含量，避免脂肪肝 物理作用 l 刺激消化道粘膜,促进胃肠蠕动作用,还可促进 胃、肠道的发育和成熟 l 容积大、吸水力强,且较难消化,从而可充实胃 肠使动物食后有饱腹感 66 其他 l 改善畜产品质量，如在生长肥育猪后期，增加 日粮中的nsp，可减少脂肪贮存,提高胴体瘦肉 率；母猪饲喂nsp物质含量高的日粮，可提高 乳脂浓度。 l 可提高母畜的生产性能。如母猪在怀孕期补一 定数量的nsp物质，其产仔数和断奶数皆高于 对照组。 67 六、处理方法 酶制剂 l nsp酶制剂可把nsp切割成较小的聚合物，大幅 度降低水溶性nsp的粘性，从而降低了食糜的 粘性。 l nsp酶制剂能破坏细胞壁结构，释放被细胞壁 nsp网状结构束缚的营养物质，从而提高饲料 能量和各种养分的消化率。 水处理 l 可除去水溶性nsp，同时还可活化能降解这些 多糖的内源酶，从而改善了饲料的营养价值。 68 第五节 饲料抗原蛋白 （antigenic protein） 69 饲料中（大多数豆类子实）的大分子蛋白质或 糖蛋白，能降低机体的体液免疫功能，引起肠 道致敏反应，又称为致过敏蛋白质、致敏因子 70 一、分布及分类 1. 分布 植物性蛋白质（豆类子实）中：大豆、豌豆、 蚕豆、菜豆、羽扇豆、花生 能量饲料：小麦、大麦 71 2. 分类 溶解方式 白蛋白 球蛋白 豆球蛋白 豌豆球蛋白 72 超速离心 沉降系数 2s 组分：20%；胰蛋白酶抑制因子 、细胞色素 11s 组分：1/3；大豆球蛋白 7s 组分：1/3；伴大豆球蛋白、-淀 粉酶、脂肪氧化酶、凝集素 15s 组分：10%；多聚体大豆球蛋白 73 电泳法 伴大豆球蛋白 伴大豆球蛋白：具有酶活性的2s 蛋白质，单体蛋白 伴大豆球蛋白：不具有酶活性 ，糖蛋白 伴大豆球蛋白：不具有酶活性， 糖蛋白 74 大豆球蛋白 伴大豆球蛋白 伴大豆球蛋白 伴大豆球蛋白 3. 大豆抗原蛋白的种类 致敏因子 75 二、化学结构和理化性质 1. 大豆球蛋白 11s 大豆球蛋白的纯化物，大豆蛋白质中 最大的单体成分 大豆子实蛋白质总量的15-35%，球蛋白总 量的40% 少部分含有糖基 a-s-s-b 的六聚体结构；a、b为酸性多肽 -巯基乙醇 76 2. 伴大豆球蛋白 、三个亚基 富含天冬氨酸/天门冬酰胺、谷氨酸/谷氨 酰胺、leu、arg 含有4-5%碳水化合物，糖蛋白 、亚基缺乏cys，含少量met 亚基不含met 77 凝胶能力：大豆球蛋白 伴大豆球蛋白 乳化能力和乳化稳定性： 伴大豆球蛋白 大豆球蛋白 热稳定性： 伴大豆球蛋白 大豆球蛋白 78 三、抗营养作用及其处理 降低饲料蛋白质的利用部分蛋白质作 为完整的大分子蛋白质被直接吸收 活化免疫系统提高了维持需要 增加内源性蛋白质的分泌，导致粪n增加 敏感动物出现过敏反应，导致腹泻、生产 性能下降、甚至死亡 79 微量（0.002%）大豆抗原蛋白未被降解穿 过小肠上皮细胞进入血液和淋巴，刺激肠 道免疫组织 特异性抗原抗体反应 t淋巴细胞介导的迟发型过敏反应 1. 引起仔猪过敏反应 刺激肥大细胞释放组胺 ，引起上皮细胞通透性 增加和黏膜水肿 引起肠道形态 的变化 80 饲料中的抗原蛋白可被3周龄肠道吸收，饲喂新 的饲料抗原性蛋白可出现暂时性过敏反应，提高 隐窝细胞的生长速度，致使肠道营养物质吸收不 良、绒毛萎缩和腹泻等。 焦仕彦（1996）提出，断奶前饲喂豆饼的仔猪断 奶后13周肠道绒毛高度降低、绒毛萎缩、皮层 增厚、吸收不良和腹泻等。 全炳昭等（1997）研究表明，早期断奶应激对仔 猪血清蛋白成分的变化和血液生理指数均有不良 影响。嗜酸性白细胞和淋巴细胞的减少及嗜中性 细胞增加。 引起大肠杆菌在肠道上皮定植和增殖及对肠毒素 敏感性的提高，进一步加重腹泻。 81 胃肠道发育不全（瘤胃和小肠） 大豆球蛋白和伴大豆球蛋白以完整的大 分子形式直接吸收进入血液和淋巴系统， 产生特异性抗体介导的i型过敏反应和淋巴 细胞介导的迟发型过敏反应。 无免疫耐受性 2. 引起犊牛过敏反应 82 血液中aa的蓄积：由于皱胃完整蛋白流量 的增加，引起抑制蛋白质的消化和加快aa 的吸收。 饲喂大豆蛋白的犊牛小肠绒毛萎缩，隐窝 细胞增生。小肠绒毛的组织学变化导致小 肠对木糖的吸收下降，降低了犊牛的生产 性能。 大豆抗原引起的致敏反应导致肠道损伤， 进而导致肠道的吸收受阻和过敏性腹泻的 发生。 83 3. 钝化方法 热处理效果不佳 热的乙醇处理 膨化处理 酶制剂处理 84 第 六 节 胀 气 因 子 （gaseous distention factor ） 85 引起动物胃肠胀气的一些豆类子实中含有 的一些低聚糖半乳糖苷(棉子三糖和 水苏四糖） 菜豆、大豆、豌豆、绿豆等 不能被胃和肠上段的消化酶消化, 而是被 结肠中的细菌发酵产气, 引起胃肠胀气 86 一、化学结构和理化性质 1. 棉子糖 葡萄糖通过-1,6糖苷键与半乳糖连接形 成的三糖，分子式c18h32o16 非还原性糖，甜度低，为蔗糖的23% 遇酸水解，生成葡萄糖、果糖和半乳糖 87 棉子糖 蔗糖酶 果糖 + 蜜二糖 - 半乳糖苷酶 半乳糖 + 蔗糖 酶解产物 88 2. 水苏糖 棉子糖分子中的半乳糖以-1,6糖苷键与 半乳糖连接形成的四糖，分子式c24h42o21 89 棉子糖和水苏糖： l 液态：淡黄色、透明黏稠状 l 固体：淡黄色粉末或颗粒，易溶于水 能值低 良好的耐酸和热稳定性 保湿性较强，蔗糖棉子糖和水苏糖果糖， 不易发霉 90 二、抗营养作用及其机理 1. 大豆胀气因子对日粮能量利用率 及其养分消化率的影响 降低氮校正代谢能（men） 降低纤维素、半纤维素的消化率 猪的消化能、代谢能及dm的消化率降低 回肠末端淀粉、cp、aa、nfe和p消化率降低 91 2. 大豆胀气因子对动物生产性能的影响 降低断奶仔猪的adg、fcr 动物腹泻、胀气 3. 大豆胀气因子对肠道ph和食糜排空速度 的影响 增加食糜通过胃肠道的速率 在消化道后段，厌氧微生物分泌的酶作用可 产生h2、co2、ch4、vfa、乳酸等，降低ph 92 促进双歧杆菌的增殖并增强其活性, 有益于调 整肠道微生物群落的分布 结肠细菌产生的-半乳糖苷酶能将其分解为乙 酸和乳酸, 改变结肠ph值, 有利于双歧杆菌的 产生及微生态的调节 可与其它潜在的革兰氏阴性致病菌在粘膜细胞 表面竞争受体位点 降血脂：降低血清ldl-胆固醇水平、血清总胆 固醇水平及ldl：hdl 的比值 三、有益作用 93 第 七 节 植 酸 （phytic acid） 94 肌醇六磷酸酯 是植物子实中肌醇和磷酸的基本储存形式 禾谷类子实（玉米、高粱、小麦、大麦）和 油科子实（棉子、菜子、芝麻、蓖麻） 单胃动物不能利用植酸磷，不能分泌植酸酶 95 一、化学结构和理化性质 肌醇六磷酸；环己醇六磷酸酯 分子式c6h18o24p6，通式c6h6opo(oh)26 在植物体内以复盐或单盐形成存在，而不以 游离形成存在；植酸盐或肌醇六磷酸盐 96 c6h18o24p6 97 98 99 淡黄色或淡褐色黏稠液体 强酸性；易溶于水、95%乙醇、丙酮；不溶 于苯、氯仿、甲烷 带负电荷，很强的螯合剂，可与ca2+、mg2+ 、zn2+、fe2+、mn2+、cu2+等离子 与蛋白质螯合 100 二、抗营养作用及其机理 是一种很强的螯合剂，形成难溶性的植酸盐 螯合物，矿物元素几乎不能被动物利用 螯合能力：cu2+ ni2+ co2+ mn2+ fe2+ ca2+ 导致相应的矿物元素缺乏症 1. 降低矿物元素的利用率 101 阻止蛋白质的酶解，形成蛋白质植酸二元 复合物；或生成植酸金属离子蛋白质三 元复合物，从而降低蛋白质的溶解性 ph 80 蒸汽加热10 min，小麦中植酸酶活 性丧失 ca：p = 1.1-1.4时，效果最佳 维生素含量：vit d3促进ca吸收，提高植酸酶活性 发芽：可以增加种子中植酸酶活性。植物种子中存 在的植酸酶在干燥状态下没有活性，只有当种子吸 水后开始发芽时期，植酸酶才被激活并水解以植酸 形式存在于种子的中的磷化合物，释放出无机磷供 作物生长。 106 植酸酶与钙的互作效应 在低钙( 钙含量4.8 g/kg) 的玉米-豆粕型肉鸡日粮中添 加大肠杆菌源性植酸酶500 ftu/kg，在胫骨灰分方面， 相当于释放了0.90 g/kg 的钙 含钙6.0 g/kg 的豆粕型日粮中添加1500 ftu/kg 植酸酶 来研究植酸酶对生长猪回肠钙消化率的影响。发现添加 植酸酶后，生长猪钙的回肠表观消化率(aid) 提高了 9.0%，回肠总消化率(tid) 提高了8.2%， 这相当于释放 了大约0.516 g/kg 的可消化钙 含钙量8.2 g/kg 的玉米-豆粕型肉鸡日粮中添加不同剂 量的微生物植酸酶对钙的回肠表观消化率提高了10.5%， 相当于植酸酶产生了0.303 g/kg 的回肠可消化钙 107 植酸酶能通过局部降解肠前端植酸使其成为低级 植酸酯，低级植酸酯螯合钙的能力较低，从而降 低了不溶性的钙-植酸络合物的形成，相应的钙 的消化率也得到了提高 钠离子可以通过改变电荷的梯度及细胞基底膜钙 离子的通透性来改变钙在刷状缘中的运输；植酸 能够促进钠分泌进入肠道以破坏钠离子运输通道 ，从而阻碍了小肠对钙及其他营养物质的吸收 植酸显著降低了肠上皮细胞对钙的吸收。而植酸 酶在这一过程中起到了降解植酸、促进钙吸收的 作用 108 2009年奥瑞金种业股份有限公司的 转植酸酶基因玉米获得国家批准， 成为我国第一例获准在国内市场进 行商业销售的转基因玉米 109 植酸酶使用中存在的问题 酶的稳定性，包括酶对高温的稳定性和对胃中强 酸性环境的稳定性。 植物植酸酶在畜禽饲粮中适宜的添加比例，应依 据其活性大小与作用特点而定。 植物植酸酶的提纯、包被工艺，提高酶的纯度和 稳定性。 植酸酶在畜禽消化道发挥作用（不同部位的活性 、稳定性）的具体情况。 110 第八节 抗维生素因子 （antivitamin factors） 111 化学结构与某些维生素相似，能影响动物 对该种维生素的吸收或破坏某种维生素而 降低其生物学活性的一类物质 豆类、豆科植物、蕨类植物、油菜、木棉 子实及高粱、亚麻子、伞形科植物中含有 112 一、分类 与维生素化学结构相似类 1. 根据作用机理 代谢过程中与该维生素竞争，干扰动物对维 生素的利用，引起维生素缺乏双香豆素 破坏维生素活性类 破坏某种维生素而使其丧失生物学活性，降 低其效价豆科植物中的脂肪氧化酶 113 抗vit a、d、e、k、b1、b6、b12因子等 2. 抗维生素种类 114 二、抗营养作用 豆科植物中（生大豆粉）的脂肪氧化酶 专一作用pufa，氧化脂肪，引起油脂酸败 ，产生不良气味 能氧化脂肪内的vit a和胡萝卜素 热不稳定：适宜的防腐剂及高温蒸煮 1. 抗vit a 因子 115 豆科植物中（生大豆粉） 影响vit d 生物活性及ca的吸收 热不稳定 2. 抗vit d 因子 生菜豆、生大豆中含有-生育酚氧化酶 热不稳定 3. 抗vit e 因子 116 伞形科、豆科植物中双香豆素 竞争性抑制，妨碍vit k利用，具有抗凝血作 用 4. 抗vit k 因子 硫胺素酶：蕨类植物、油菜、木棉子实及某 些鱼类，家畜肠道微生物也能产生 热不稳定 5. 抗vit b1 因子 117 亚麻子实d-脯氨酸衍生物（1-氨基-d-脯氨 酸） 与磷酸吡哆醛结合，失去生理活性作用 6. 抗vit b6 因子 烟酸原：高粱、小麦、玉米等谷类子实中； 与烟酸结合在一起，形成结合态烟酸 热不稳定 7. 抗烟酸因子 118 卵粘蛋白中抗生物素蛋白及抗生蛋白链霉素 为生物素代谢拮抗物 与生物素不可逆结合，失去生理活性作用 热不稳定 8. 抗生物素因子 增加畜禽vit b12需要量的物质 存在生大豆中 热不稳定 9. 抗vit b12 因子 119 抗坏血酸氧化酶 氧化剂 10. 抗vit c 因子 磺胺喹啉抗维生素k 氯丙啉抗维生素b1 磺胺增效剂抗叶酸 11. 药物 120 第九节 其他抗营养因子 121 一、含羞草素（mimosine ） 单个aa，一种非蛋白质的aa 与tyr结构上相似，干扰tyr和phe的代谢 能与磷酸吡哆醛复合，对氨基酸脱羧酶、胱 硫醚酶等产生抑制作用，影响met转化cys 瘤胃微生物可将含羞草素降解为3-oh-4吡啶 酮，能抑制碘与tyr有机合成甲状腺素，导 致甲状腺肿大 抗营养作用 122 二、硫葡萄糖苷（glucosinolate ） 硫葡萄糖苷是芥子苷和葡萄糖苷的总称，本 身无抗营养作用 芥子酶能使之水解为苷朊极不稳定，降解 为有毒产物恶唑烷硫酮、硫氰酸盐、异硫 氰酸盐等 硫葡萄糖苷可在酸碱作用下水解 1. 理化性质 123 恶唑烷硫酮（ozt）、异硫氰酸酯（itc） 与碘的吸收利用有关，会导致甲状腺肿大 itc影响饲料适口性 对消化系统表面有破坏作用 代谢产物腈，能使动物肝脏和肾脏肿大 2. 抗营养作用 124 加水压榨