刘喜生,任有蛇,岳文斌
(山西农业大学动物科技学院,山西 太谷 030801)
饲草料中的天然有毒有害物质及其对羊的危害
刘喜生,任有蛇,岳文斌
(山西农业大学动物科技学院,山西 太谷 030801)
抗营养因子广泛存在于植物界,这些有毒有害物质进入动物体内后,其可能转化为具有更大活性和毒性的物质,引起畜禽产品质量和产量下降,起到致病作用,甚至引起死亡。主要对饲草料中硝酸盐及亚硝酸盐、苷类物质、棉酚等抗营养因子的危害作一介绍。
饲草料;有毒有害物质;危害
饲草料中有毒有害物质超标的现象越来越严重,影响家畜生产力的发挥和产生毒害作用。这些有毒有害物质进入动物体内后可能转化为具有更大活性和毒性的物质,从而起到致病作用,不仅会引起畜禽产品质量和产量下降,而且还会在体内蓄积和残留,并通过食物链传给人,对人类健康造成严重危害[1-2]。
在饲草料作物中所含的有毒有害物质种类很多,有生物碱、皂苷、组胺、蛋白酶抑制因子、植物凝集素、单宁、植酸、硫葡萄糖苷、芥子碱、棉酚及其衍生物、香豆素、抗维生素因子、草酸、硝酸盐及亚硝酸盐等。该文将主要介绍饲草料中含有的硝酸盐及亚硝酸盐、苷类物质、棉酚等抗营养因子的危害。
1.1 饲草料中的硝酸盐及亚硝酸盐的来源 青绿饲料及树叶类饲料都不同程度地含有硝酸盐。植物将从土壤中吸收的硝酸盐还原成氨,然后再合成有机含氮化合物。植物体内亚硝酸盐含量很低,而硝酸盐含量很高。植物体内硝酸盐含量不仅与植物的种类、品种、植株部位及生育阶段有关,而且还与土壤、肥料、水分、温度、光照等因素有关[3]。
1.2 硝酸盐转化为亚硝酸盐的条件 新鲜青绿饲料中一般富含NO3-,NO2-含量较少,而引起畜禽中毒的主要是NO2-。青绿饲料在刈割收获时,由于植物组织受损伤并释放出硝酸还原酶,或者是自然界中广泛存在的硝酸还原酶微生物易于侵入并迅速繁殖,只要条件适宜就易使植物中存在的NO3-还原为NO2-。例如,青绿饲料长时间高温堆放、青绿饲料用小火焖煮或煮后久置就容易发生该现象。
1.3 硝酸盐及亚硝酸盐在家畜体内的转化及危害反刍动物瘤胃中的理化和生理条件都较适合于将NO3-还原为NO2-,所以,对牛来说,除了直接摄入过多的亚硝酸盐可发生亚硝酸盐中毒外,摄入较多富含硝酸盐的饲草料也有亚硝酸盐中毒的危险。羊的瘤胃中将亚硝酸盐转变为氨的能力比牛强,故对亚硝酸盐的敏感度比牛低。
亚硝酸盐吸收入血后,亚硝酸离子与血红蛋白相互作用,使正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白。在正常机体内,正常红细胞内高铁血红蛋白只占血红蛋白总量的1%左右,当机体大量摄入亚硝酸盐时,高铁血红蛋白大量增加,出现高铁血红蛋白血症,从而引起机体组织缺氧。当动物体内高铁血红蛋白占血红蛋白总量的20%~40%时,即可出现缺氧症状;占80%~90%时,即引起动物死亡。
羊长期采食硝酸盐、亚硝酸盐含量较高的饲料后,可导致亚硝酸盐中毒症。母畜可引起受胎率降低,因胎儿发生高铁血红蛋白症而导致死胎、流产或胎儿被吸收;硝酸盐含量高时,可使胡萝卜素氧化,妨碍VA的形成,引起VA缺乏症;硝酸盐和亚硝酸盐可在体内争夺合成甲状腺素的碘,有致甲状腺肿的作用;其还参与致癌物N-亚硝基合成物的合成,该类化合物对动物是强致癌物[4]。
1.4 预防措施
①注意青绿饲料的调制、饲喂及贮存方法。叶菜类青绿饲料宜新鲜生喂,在收获和运输饲料时要整齐放置,应存放在干燥、阴凉、通风处,薄层摊开,不可长期堆放。
②在采食硝酸盐含量高的饲料时,要同时喂给适量容易消化的糖类饲料,以降低瘤胃pH值,抑制硝酸盐转化为亚硝酸盐的过程,并促进亚硝酸盐转化为氨,从而防止亚硝酸盐的积累。
③在种植饲料作物或牧草时,施用钼肥可减少植物体内硝酸盐的积累。要注意控制氮肥的用量和施用时间,特别是在临近收获或放牧时期,不要过多地施用氮肥。
④通过作物育种,选育低富集硝酸盐品种。
苷类又称配糖体,它是糖或糖醛酸等与另一非糖类物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。其中非糖部分称为苷元或配基,其连接的键称为苷键。饲草中易出现的有毒有害苷类主要有氰苷、硫葡萄糖苷和皂苷[5]。
2.1 氰苷
2.1.1 饲草料中氰苷的类型及其转化:氢氰酸是生氰植物经过酶的作用从生氰前体中释放出来的。生氰前体分为生氰糖苷和生氰酯两大类。不同的氨基酸可产生不同的糖苷,氰苷的水解通常是由β-葡萄糖苷酶和羟氰裂解酶催化进行的。在生长期间的植物体内,氰苷不会受到水解酶的作用,只有当植物体完整的细胞受到破坏或死亡后,使氰苷和水解酶接触时,水解反应才迅速进行,释放出氢氰酸。
2.1.2 氰苷的毒性:反刍动物由于瘤胃微生物的活动,可在瘤胃中将氰苷水解产生氢氰酸,中毒症状出现较早。氢氰酸急性中毒症状主要为呼吸快速且困难,呼出苦杏仁气味,随后全身衰弱无力,行走站立不稳或卧地不起,心律失常。中毒严重者最后全身阵发性痉挛,瞳孔散大,因呼吸麻痹而死亡。引起急性中毒的剂量,一般来说,当每100 g植物(干重)中氰化氢含量超过20 mg时,就有中毒的危险。除了急性中毒外,长期摄入含生氰糖苷的植物也能引起动物慢性中毒。
2.1.3 含生氰糖苷的饲料:主要有高粱及玉米、苏丹草、白三叶、菜豆属植物和箭舌豌豆、木薯、亚麻籽饼等。
2.1.4 含生氰糖苷饲草料的合理利用与去毒处理:掌握植物生育期中的有毒成分含量的变化规律,加以合理利用。应用含氰苷的饲料时,控制喂量,与其他饲草饲料搭配喂给。
去毒处理一般采取用水浸泡、加热蒸煮的方法。磨碎和发酵对去除氢氰酸也有作用。比如亚麻籽饼的去毒方法是将其经水浸泡后煮熟,可将水解形成的氢氰酸遇热挥发而除去。
2.2 硫葡萄糖苷
2.2.1 硫葡萄糖苷的种类和含量:硫葡萄糖苷是一类葡萄糖衍生物的总称,种类很多,已发现的就有100多种。常见的油菜植株各部分都含有硫葡萄糖苷。
2.2.2 硫葡萄糖苷的降解:在含有硫葡萄糖苷的植物中,都含有与该糖苷共存的酶,称为硫葡萄糖苷酶或芥子酶。油菜籽在榨油加工过程中或被动物摄入后,硫葡萄糖苷酶与硫葡萄糖苷接触而使其水解产生葡萄糖、硫酸氢根离子及配糖体,因降解条件不同,配糖体可降解为硫氰酸酯、异硫氰酸或脱去硫原子形成腈,某些R-基团含有异硫氢氰酸酯可自动环化为恶唑烷硫酮。
2.2.3 硫葡萄糖苷降解物的毒性:硫葡萄糖苷的水解产物有毒性。硫苷的水解产物主要有硫氰酸酯、异硫氰酸酯、噁唑烷硫酮和腈4类。在羊生产中,如果较大量地饲喂未经去毒的菜籽饼,可能引发中毒。
2.2.4 含硫苷饲草料的合理利用与去毒处理:培育“双低”油菜品种是解决菜籽饼粕去毒和提高其营养价值的根本途径。“双低”油菜是指油菜籽中硫苷和芥酸含量均低的品种。加拿大在全国范围内实现油菜“双低”化,其饼粕中硫苷含量仅为一般油菜饼含量的1/10左右[6]。
通过改进制油工艺、饼粕脱毒、控制饲喂量都可控制硫苷降解产物对动物的毒性。国外研究了在预榨浸出制油以前,先灭活菜籽中芥子酶的新工艺。我国采用先蒸炒整粒油菜籽使芥子酶灭活,然后再去壳和预榨浸出制油的工艺比较合适。菜籽饼的脱毒方法中以含水乙醇浸出法、化学添加剂处理法较好。
2.3 皂苷 皂苷由皂苷元和糖、糖醛酸或其他有机酸组成,广泛存在于植物的叶、茎、根、花和果实中。
2.3.1 皂苷的分类和理化性质:按照皂苷水解后生成的皂苷元的化学结构,可将皂苷分为甾体皂苷和三萜皂苷2类。多种饲用植物如苜蓿、油菜籽饼、大豆中含有的皂苷均为三萜皂苷。皂苷多具苦味和辛辣味,影响适口性。
2.3.2 皂苷生物活性和毒害作用:皂苷具有降低胆固醇、溶血和臌气作用。
2.3.3 含皂苷饲草料的合理利用与去毒处理:青饲或放牧羊时,易得臌气病。因此,青饲应在刈割后凋萎1~2 h进行,放牧前先喂一些干草或粗饲料,在有露水和未成熟的草地上不要放牧,这些措施均可防止臌胀病的发生。调制成青贮饲料和干草也可以防止臌胀病的发生。
3.1 棉酚的性质及毒性 棉酚为棉籽饼粕的主要有毒物质,是棉籽中色素腺所含的一种黄色多酚色素,含量约占棉饼干物质量的0.03%,并以结合或游离2种状态存在。结合棉酚无毒,而游离棉酚则对动物可产生毒害作用。生产中发生的中毒多半因长期不间断地给动物饲喂棉籽饼,致使棉酚在体内积累而产生慢性中毒[7]。
3.2 棉籽饼粕去毒处理和合理利用
3.2.1 去毒处理:应从多方面着手,包括培育和推广无腺体棉花品种,改进棉籽的加工工艺,对含毒量高的棉籽饼在饲喂前进行脱毒处理。
3.2.2 合理利用:我国工厂化制油工艺生产的棉籽饼,一般含游离棉籽饼0.05%~0.08%。该类棉籽饼可不经去毒处理,直接与其他饲料配合使用。反刍动物对棉酚耐受性较强,故棉籽饼粕在育肥饲粮中的用量可加大到占蛋白质饲料的50%~70%,但在种公羊饲料中比例不要超过20%或者尽量不用。饲粮中高蛋白质水平可降低棉酚的毒性,用棉籽饼作饲料时,其配方中蛋白质含量最好稍高于规定的饲养标准。如果在日粮中适当补充赖氨酸,可获得较好的饲养效果。
4.1 草木樨 草木樨株体内含有香豆素,含量为1.05%~1.40%,具有苦味,影响动物的适口性。因此,饲喂时应由少到多,数天之后,家畜就开始喜食。
4.2 沙打旺 沙打旺体内含有脂肪族硝基化合物,在家畜体内可代谢为β-硝基丙酸或β-硝基丙醇等有毒物质,反刍动物的瘤胃微生物可以将其分解,所以饲喂比较安全。
4.3 银合欢 银合欢茎叶和种子中营养物质含量丰富,且适合性好,牛、马、羊、兔喜欢采食。但如果大量采食,会出现中毒症状,表现为脱毛、食欲减退、体重下降、甲状腺肿大、繁殖机能减退和初生幼畜死亡等[8]。
除此之外,饲草料中还有其他影响动物消化吸收的有毒有害成分,如豆科中的酶蛋白抑制剂、凝集素,高粱中的单宁,广泛存在于各类植物中的植酸和植物盐、草酸和草酸盐等,都不同程度地影响着动物生产性能的发挥。
以上介绍的有毒有害成分主要考虑的是舍饲条件下容易引起羊中毒的植物。对在天然草地正常放牧羊来说一般不会引起中毒,因为有毒植物所含的有毒成分大都具有特殊味道或刺激性,长期生活在一个地方的羊对当地有毒植物都有辨别能力,要根据不同情况采取不同措施进行预防,可保证羊不中毒或减少中毒。
[1]杨海英,李详明,杨在宾.饲料中的有毒有害物质及其监控[C]//2007山东饲料科学技术交流大会论文集.泰安:山东畜牧兽医学会,2007.
[2]董宽虎,沈益新.饲草生产学[M].北京:中国农业出版社,2003.
[3]罗方妮,蒋志伟.饲料卫生学[M].北京:化学工业出版社,2003.
[4]王春林.饲料中硝酸盐及亚硝酸盐中毒问题[J].黑龙江畜牧兽医,2000(9):19-21.
[5]颜淑珍,刘秋云,宋来兴,等.饲料中应注意的天然有害成分[C]//第三届中国奶牛发展大会论文集.上海:中国奶业协会,2008.
[6]陈默君,张文淑,周禾.牧草与粗饲料[M].北京.中国农业大学出版社,1999.
[7]王成章,陈桂荣.饲料生产学[M].郑州:河南科学技术出版社,1998.
[8]董宽虎,张建强,王印魁.山西草地饲用植物资源[M].北京:中国农业科技出版社,1998.
(责任编辑:钱英红)
Natural Toxic and Hazardous Components from Forage and Feed:Harm to Sheep
LIU Xi-sheng,REN You-she,YUE Wen-bin
(College of Animal Science and Technology,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China)
The anti-nutritional factors are widely distributed in forage plants,which are toxic and hazardous for animals.The toxicity of these natural components may be enhanced when they enter the body of animals by feed intake.The anti-nutritional components from forage and feed can result in reduction of animal products quality and cause severe disease and even death. Here,we introduced the harm of several common anti-nutritional factors,including nitrate,nitrite,glycosides and gossypol in forage and feed of sheep.
forage and feed;toxic and hazardous substances;harm
S816;S826.4
A文章顺序编号:1672-5190(2016)02-0050-03
2016-02-05
刘喜生(1957—),男,副教授,硕士,主要从事羊生产教学及研究工作。