饲料抗营养因子.pptx

1一、抗营养因子的定义一、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利用的物质称为饲料的营养因子第1页/共137页2二、研究饲料抗营养因子的意义二、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、代谢营养机理，阐明营养物质的消化、吸收、代谢和利用。和利用。有助于提高饲料加工处理的效果和效率，促进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。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。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。理论的研究有重要意义。第2页/共137页3三、抗营养因子的分类三、抗营养因子的分类对对蛋白质蛋白质的消化利用有不良影响的抗营养因子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、如胰蛋白酶和胰凝乳酶抑制因子、植物凝集素、酚类化合物、皂化物等酚类化合物、皂化物等对对碳水化合物碳水化合物的消化利用有不良影响的抗营养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、胃胀气因因子如淀粉酶抑制剂、酚类化合物、胃胀气因子等子等对对矿物质矿物质的消化利用有不良影响的抗营养因子的消化利用有不良影响的抗营养因子如植酸、草酸、棉酚、硫葡萄糖苷等如植酸、草酸、棉酚、硫葡萄糖苷等第3页/共137页4维生素维生素拮抗物或引起动物维生素需要量增加的抗营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。养因子如双香豆素、硫胺素酶等。刺激刺激免疫系统免疫系统的抗营养因子如抗原蛋白质等。的抗营养因子如抗原蛋白质等。综合性综合性抗营养因子如水溶性非淀粉多糖、单宁等。抗营养因子如水溶性非淀粉多糖、单宁等。第4页/共137页5四、各种饲料抗营养因子的作用与处理方法四、各种饲料抗营养因子的作用与处理方法1.蛋白酶抑制因子蛋白酶抑制因子2.植物凝集素植物凝集素3.单宁单宁4.非淀粉多糖非淀粉多糖5.饲料抗原蛋白饲料抗原蛋白6.胀气因子胀气因子7.植酸植酸8.抗维生素因子抗维生素因子第5页/共137页6第一节第一节 蛋白酶抑制因子蛋白酶抑制因子（protease inhibitors,PIs）第6页/共137页7一、分布及分类植物中，大豆、豌豆、菜豆、蚕豆等植物中，大豆、豌豆、菜豆、蚕豆等生大豆中，蛋白酶抑制因子含量生大豆中，蛋白酶抑制因子含量30 mg/g30 mg/g蛋白酶抑制因子包括胰蛋白酶抑制因子和胰凝乳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酶抑制因子分类：分类：KunitzKunitz抑制剂（抑制剂（KTIKTI）、）、Bowman-BirkBowman-Birk抑制抑制剂（剂（BBIBBI）和）和KazalKazal抑制剂抑制剂第7页/共137页8二、化学结构KunitzKunitz胰蛋白酶抑制因子胰蛋白酶抑制因子l181181个个AAAA组成，含有组成，含有4 4个个CysCys，形成，形成2 2个二硫键个二硫键l相对分子量相对分子量2150021500左右左右l一个活性中心，位于第一个活性中心，位于第6363号号ArgArg和第和第6464号号IleIle之间之间l对胰蛋白酶直接、专一的起作用对胰蛋白酶直接、专一的起作用第8页/共137页9第9页/共137页10Bowman-BirkBowman-Birk蛋白酶抑制因子蛋白酶抑制因子l结构类似于蛋白质结构类似于蛋白质l相对分子量相对分子量6000-100006000-10000l含有大量的含有大量的CysCysl2 2个独立的活性中心，可以和不同的酶结合个独立的活性中心，可以和不同的酶结合l亚型（亚型（I-VI-V）第10页/共137页11第11页/共137页12KazalKazal抑制剂抑制剂l相对分子量相对分子量60006000l含有含有3 3个二硫键个二硫键l牛胰蛋白酶抑制因子牛胰蛋白酶抑制因子第12页/共137页13三、理化性质KunitzKunitz：不溶于乙醇；遇酸和蛋白酶易失活；热不稳定：不溶于乙醇；遇酸和蛋白酶易失活；热不稳定：80 80 时短时间加热变性；时短时间加热变性；90 90 不可逆失活不可逆失活Bowman-BirkBowman-Birk：不溶于丙酮；对热、酸较稳定；不溶于丙酮；对热、酸较稳定；105 105 干热干热10min10min仍可保持活性；不易被蛋白酶水解仍可保持活性；不易被蛋白酶水解第13页/共137页14四、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，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，造成机体氨基酸高，造成机体S-AAS-AA缺乏不平衡缺乏不平衡第14页/共137页15KTIKTI和和BBIBBI与蛋白酶结合形成稳定化合物，使胰蛋与蛋白酶结合形成稳定化合物，使胰蛋白酶的活性被抑制白酶的活性被抑制使胰黏膜的内分泌细胞释放更多的使胰黏膜的内分泌细胞释放更多的CCK-PZCCK-PZ激素，激素，能促使胰腺产生更多的消化酶（胰蛋白酶原、糜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动物的胰腺代偿性增大KTIKTI明显影响动物的生长，这是由于降低了采食量，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，降低脂肪的吸收引起胆囊排空速度加快，降低脂肪的吸收第15页/共137页16第16页/共137页17KTIKTI抑制因子明显影响饲料采食量、饲料转化率抑制因子明显影响饲料采食量、饲料转化率和日增重和日增重BBIBBI导致胰腺的大量分泌和胰腺肥大和增生（鼠、导致胰腺的大量分泌和胰腺肥大和增生（鼠、禽）禽）猪、牛、犬则相反：无胰腺肿大、分泌没有增强、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蛋白质消化利用效率下降第17页/共137页18五、危害敏感性：仔猪、犊牛、雏鹅敏感性：仔猪、犊牛、雏鹅 雏鸡、小鼠、大鼠雏鸡、小鼠、大鼠 兔、成年反刍动物；幼龄兔、成年反刍动物；幼龄 成年；限制饲喂成年；限制饲喂 自由采食自由采食耐受量：鸡耐受量：鸡3-4 mg/g3-4 mg/g日粮；猪日粮；猪1.4-6.2 mg/g1.4-6.2 mg/g日粮日粮第18页/共137页19六、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；热处理时最成功的蛋白酶抑制因子钝化处理方法；KTIKTI比比BBIBBI热敏感度高热敏感度高传统的蒸煮、高温高压和烘烤的加热方法以外，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、微波处理和其他的热处理方法包括红外线处理、微波处理和膨化处理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、发芽处理等辐射照处理、酶处理、发芽处理等第19页/共137页20(a):ground lupine;(b):expanded lupine;(c):flaked lupine第20页/共137页21Table 3.Effects of different processing method on anti-nutritional factors in lupine(n=3 per lupine)ItemsGroundExpandedFlakedSEM1Alkaloids(%)0.030.010.020.01Phytic acid(%)0.58a0.16c0.44b0.06Trypsin inhibitor(mg/g)0.24a0.08c0.18b0.02Stachyose(%)1.811.771.780.03Raffinose(%)0.23a0.19b0.19b0.01Tannins(mg/g)0.49a0.29c0.37b0.03a,b,c Values of the same row with different superscript differ(p 95 95 湿热条件下完全失活；耐干热湿热条件下完全失活；耐干热强酸强碱、强酸强碱、AlAl3+3+、PbPb2+2+、CaCa2+2+、MgMg2+2+、AgAg+抑制作用抑制作用第29页/共137页30三、抗营养作用及其机理三、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；态反应，影响养分吸收；影响饲料适口性，降低动物采食量；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致消化酶活性改变以及内源性蛋白质大量分泌丢失。丢失。第30页/共137页31三、抗营养作用及其机理三、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；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，导大量摄入植物凝集素时，进入血液循环系统，导致特异性致特异性IgGIgG凝集素抗体的产生，致使动物体重凝集素抗体的产生，致使动物体重迅速下降，乃至中毒死亡。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。物生态环境，并对免疫系统有破坏作用。第31页/共137页32采食量的影响采食量的影响l植物凝集素（菜豆、翼豆、刀豆、蚕豆、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使采食量和胃排空速率下降胃肠道结构和功能的影响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，减植物凝集素可与胃肠道上皮细胞结合，减少酶作用的机会少酶作用的机会l凝集素本身的糖蛋白结构不易被酶降解凝集素本身的糖蛋白结构不易被酶降解免疫系统的影响免疫系统的影响l肠道黏膜免疫系统被抑制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抑制机体对抗原产生免疫反应第32页/共137页33四、毒性及钝化方法四、毒性及钝化方法生长：仔猪生长：仔猪 大鼠；胰腺增生：雏鸡大鼠；胰腺增生：雏鸡 仔猪仔猪毒性：蓖麻毒蛋白、相思子毒蛋白毒素最强；番毒性：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；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蒸煮，高温高压，膨化和辐射等处理均能有效钝化其活性；化其活性；但干热处理如烘烤的效果相对较低。但干热处理如烘烤的效果相对较低。第33页/共137页34第第 三三 节节 单单宁宁（tannin）第34页/共137页35第35页/共137页36一、分类及分布一、分类及分布结构和活性不同：水解单宁和缩合单宁结构和活性不同：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、植物中：高粱籽实、豆类籽实、油菜籽实、甘薯、马铃薯和茶叶甘薯、马铃薯和茶叶第36页/共137页37二、化学结构和理化性质二、化学结构和理化性质无无定定形形固固体体，有有涩涩味味、吸吸湿湿性性，对对热热稳稳定定，水水溶液呈弱碱性溶液呈弱碱性极极性性强强：溶溶于于水水、甲甲醇醇、乙乙醇醇、丙丙酮酮等等；微微溶溶于于乙乙酸酸乙乙酯酯；不不溶溶于于乙乙醚醚、石石油油醚醚、氯氯仿仿、苯苯等极性弱的溶剂等极性弱的溶剂可可与与蛋蛋白白质质、碳碳水水化化合合物物形形成成难难溶溶或或不不溶溶性性的的沉淀；富含沉淀；富含ProPro的蛋白质有很强的亲和力的蛋白质有很强的亲和力重重金金属属盐盐（乙乙酸酸铅铅、乙乙酸酸铜铜）、碱碱土土金金属属的的氢氢氧化物或生物碱等溶液作用生成沉淀氧化物或生物碱等溶液作用生成沉淀与铁盐（与铁盐（FeFe3+3+）反应，呈现蓝色或绿色）反应，呈现蓝色或绿色与与维维生生素素、果果胶胶、淀淀粉粉及及无无机机金金属属离离子子结结合合生生成复合物成复合物第37页/共137页38水解单宁：水解单宁：糖和有机酸聚合形成的低聚物糖和有机酸聚合形成的低聚物相对分子量相对分子量500-3000500-3000酶解（单宁酶、苦杏仁酶）或酸解产物：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单糖、没食子酸或逆没食子酸第38页/共137页39缩合单宁：缩合单宁：羟基黄烷类单元构成的聚合物羟基黄烷类单元构成的聚合物相对分子量相对分子量1900-280001900-28000第39页/共137页40缩合单宁：缩合单宁：不易水解不易水解水解产物：红色的花色素（花青素、飞燕草色水解产物：红色的花色素（花青素、飞燕草色素、花葵素等）素、花葵素等）部分游离形式存在；部分以与蛋白质或细胞壁部分游离形式存在；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体外：游离的缩合单宁可抑制蛋白质和纤维的消化消化第40页/共137页41二、抗营养作用及其机理二、抗营养作用及其机理影响适口性，降低采食量影响适口性，降低采食量l味苦涩，适口性差味苦涩，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，使口腔干涩液的润滑作用，使口腔干涩降低营养物质的消化率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，不能被消别是缩合单宁，形成不溶物质，不能被消化酶充分消化化酶充分消化l与肠道消化酶结合，影响酶的活性和功能与肠道消化酶结合，影响酶的活性和功能l与金属离子与金属离子CaCa2+2+、FeFe2+2+、ZnZn2+2+发生沉淀反应发生沉淀反应l干扰干扰Vit BVit B1212吸收吸收第41页/共137页42造成胃肠道的损伤造成胃肠道的损伤l损伤小肠黏膜和肝脏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与胃肠道中蛋白质结合，形成不溶性的鞣酸蛋白质白质l降低肠道上皮细胞的通透性，吸收能力下降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，引起出血性与溃水解单宁可刺激胃肠道黏膜，引起出血性与溃疡性肠胃炎疡性肠胃炎l影响骨骼有机质的代谢，蛋鸡出现腿扭曲或胫影响骨骼有机质的代谢，蛋鸡出现腿扭曲或胫跗关节肿大跗关节肿大第42页/共137页43反刍动物的影响反刍动物的影响l与瘤胃细菌酶或植物细胞壁碳水化合物结合，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，提高解和脱氨作用，提高EAAEAA和和N N的吸收的吸收第43页/共137页44三、单宁的处理方法三、单宁的处理方法高高温温蒸蒸煮煮、高高温温高高压压对对去去除除单单宁宁有有一一定定的的作作用用，可可提提高高饲饲料料能能量量和和蛋蛋白白质质消消化化率率。但但烘烘烤烤、微微波和红外线等热处理方法作用不大。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去除单宁的最有效方法是脱壳处理克克服服单单宁宁抗抗营营养养作作用用的的另另一一种种方方法法是是在在日日粮粮中中添加动物脂肪添加动物脂肪第44页/共137页45四、单宁的营养意义四、单宁的营养意义植物的一种保护物质植物的一种保护物质低低浓浓度度的的单单宁宁可可降降低低饲饲料料蛋蛋白白质质的的瘤瘤胃胃内内降解，提高饲料含降解，提高饲料含N N物质的利用率物质的利用率抑制线虫生存能力，抵抗肠道寄生虫抑制线虫生存能力，抵抗肠道寄生虫减少瘤胃鼓胀的发生减少瘤胃鼓胀的发生第45页/共137页46第第四四节节 非非 淀淀 粉粉 多多 糖糖（non-starch polysaccharide,NSP）第46页/共137页47多糖从化学上分为两种类型即贮存多糖和结构多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糖。贮存多糖主要为淀粉，而结构多糖通常称为非淀粉多糖。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。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化的日粮组成成分,后来根据化学方法又把纤维看后来根据化学方法又把纤维看成是成是NSPNSP和木质素的总和。和木质素的总和。第47页/共137页48NSPNSP纤维素纤维素半纤维素半纤维素果胶果胶-葡聚糖葡聚糖 阿拉伯木聚糖阿拉伯木聚糖 葡萄甘露聚糖葡萄甘露聚糖 半乳甘露聚糖半乳甘露聚糖 鼠李半乳糖醛酸聚糖鼠李半乳糖醛酸聚糖,阿拉伯聚糖阿拉伯聚糖 半乳聚糖半乳聚糖 阿拉伯半乳聚糖阿拉伯半乳聚糖 一、分类及分布一、分类及分布第48页/共137页49第49页/共137页50第50页/共137页51二、化学结构二、化学结构-1,4-1,4葡聚糖葡聚糖-1,4-1,4甘露糖甘露糖第51页/共137页52三、理化性质三、理化性质亲水性：分子内存在的羟基、酯键或醚键与亲水性：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、脂类微团表面团，可与肠道中的饲料颗粒、脂类微团表面结合结合结合吸附能力：与饲料中蛋白质、多酚、维结合吸附能力：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生素、矿物质等形成聚合物或螯合物第52页/共137页53四、体内消化、吸收、代谢四、体内消化、吸收、代谢 单胃动物单胃动物单单胃胃动动物物的的胃胃和和小小肠肠不不分分泌泌纤纤维维素素酶酶和和半半纤纤维维素素酶酶，故故饲饲料料中中的的纤纤维维素素和和半半纤纤维维不不能能在在其其中中进进行行酶解。酶解。单单胃胃动动物物对对纤纤维维素素和和半半纤纤维维素素的的消消化化，主主要要依依赖赖于盲肠和结肠中微生物发酵作用。于盲肠和结肠中微生物发酵作用。猪猪盲盲肠肠中中嗜嗜碘碘球球菌菌及及某某些些厌厌氧氧性性杆杆菌菌和和球球菌菌可可产产生使纤维素和半纤维素水解的酶。生使纤维素和半纤维素水解的酶。家家禽禽的的盲盲肠肠借借助助于于细细菌菌的的作作用用亦亦可可消消化化少少量量纤纤维维素和半纤维素，且消化率一般在素和半纤维素，且消化率一般在18%左右。左右。第53页/共137页54纤纤维维素素和和半半纤纤维维素素经经水水解解可可产产生生VFA与与CO2(可可经经加加氢氢作作用用转转变变为为CH4)。VFA可可为为肠肠壁壁吸吸收收，CO2和和CH4气体则排出体外。气体则排出体外。单单胃胃动动物物消消化化道道后后段段发发酵酵产产生生的的VFA很很容容易易通通过扩散即进入体内。过扩散即进入体内。草草食食动动物物(如如马马、驴驴等等)盲盲肠肠比比较较发发达达，其其中中的的细细菌菌区区系系对对纤纤维维素素和和半半纤纤维维素素具具有有较较强强的的消消化化能能力。力。第54页/共137页55四、体内消化、吸收、代谢四、体内消化、吸收、代谢 反刍动物反刍动物瘤胃是反刍动物消化瘤胃是反刍动物消化NSPNSP的主要场所。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、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，纤维素分解酶即繁殖，并不断产生纤维素分解酶，纤维素分解酶即可分解可分解NSPNSP物质成单糖或其衍生物。物质成单糖或其衍生物。瘤胃微生物对瘤胃微生物对NSPNSP的消化和代谢产物通过扩散进入的消化和代谢产物通过扩散进入血液。血液。反刍动物后肠对反刍动物后肠对NSPNSP的消化吸收与单胃动物类同。的消化吸收与单胃动物类同。第55页/共137页56第56页/共137页57五、抗营养作用及其机理五、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具有高度黏稠性，能阻碍营养物质被消化酶消化l可溶性可溶性NSPNSP呈网状结构，能吸收水分子，形呈网状结构，能吸收水分子，形成凝胶，使黏度增大；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均，阻碍养分和消化酶的扩散和在黏膜表面的接触的接触lNSPNSP与营养物质（矿物质、氨基酸、脂肪酸）与营养物质（矿物质、氨基酸、脂肪酸）结合，形成螯合物结合，形成螯合物第57页/共137页58影响肠道微生物区系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，有助于厌氧黏度增加减少消化道内的氧气，有助于厌氧微生物生长微生物生长l厌氧微生物发酵产生的细菌（生孢梭菌），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，造成胃肠道功能分泌毒素，抑制动物生长，造成胃肠道功能紊乱能紊乱第58页/共137页59影响生理物质活性影响生理物质活性l与消化酶结合，影响其活性与消化酶结合，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（与脂类、胆固醇结合，降低脂肪（SFASFA）的）的吸收吸收l影响色素沉积，禽蛋、禽肉色质偏白影响色素沉积，禽蛋、禽肉色质偏白l甘露寡糖降低葡萄糖的吸收，干扰甘露寡糖降低葡萄糖的吸收，干扰InsIns和和IGFIGF分泌而降低碳水化合物的代谢分泌而降低碳水化合物的代谢第59页/共137页60影响消化道黏膜生理形态和功能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，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损伤黏膜上的微绒毛其他其他l黏性粪便带来畜舍环境和卫生的变坏黏性粪便带来畜舍环境和卫生的变坏第60页/共137页61五、正面营养作用五、正面营养作用供能供能l借助于瘤胃和盲肠的微生物作用消化部分借助于瘤胃和盲肠的微生物作用消化部分NSPNSP类物质。类物质。NSPNSP经瘤胃和盲肠微生物分解可产生经瘤胃和盲肠微生物分解可产生各种挥发性脂肪酸各种挥发性脂肪酸l乙酸和丁酸是合成脂肪的原料或可氧化供能，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丙酸可以合成氨基酸第61页/共137页62纤维素经微生物分解的产物及其能值纤维素经微生物分解的产物及其能值/kg/kg 第62页/共137页63对营养物质摄入的调控作用对营养物质摄入的调控作用 l用用NSPNSP冲淡日粮营养浓度的方法，通过冲淡日粮营养浓度的方法，通过NSPNSP对采对采食量的调控实现对营养物质摄入的调控食量的调控实现对营养物质摄入的调控解毒作用解毒作用l日粮中的适量日粮中的适量NSPNSP类物质可提高动物对一些不类物质可提高动物对一些不能耐受的物质的耐受程度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，防止仔猪水肿病的可抑制仔猪胃肠内的细菌，防止仔猪水肿病的发生发生,可减少仔猪腹泻可减少仔猪腹泻第63页/共137页64代谢效应代谢效应 l可增加胆汁排泄可增加胆汁排泄,降低胆结石的可能性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，避免脂肪肝可降低禽类肝中脂肪含量，避免脂肪肝物理作用物理作用 l刺激消化道粘膜刺激消化道粘膜,促进胃肠蠕动作用促进胃肠蠕动作用,还可促进还可促进胃、肠道的发育和成熟胃、肠道的发育和成熟l容容积积大大、吸吸水水力力强强,且且较较难难消消化化,从从而而可可充充实实胃胃肠使动物食后有饱腹感肠使动物食后有饱腹感第64页/共137页65其他其他 l改善畜产品质量，如在生长肥育猪后期，增加改善畜产品质量，如在生长肥育猪后期，增加日粮中的日粮中的NSPNSP，可减少脂肪贮存，可减少脂肪贮存,提高胴体瘦肉提高胴体瘦肉率；母猪饲喂率；母猪饲喂NSPNSP物质含量高的日粮，可提高物质含量高的日粮，可提高乳脂浓度。乳脂浓度。l可提高母畜的生产性能。如母猪在怀孕期补一可提高母畜的生产性能。如母猪在怀孕期补一定数量的定数量的NSPNSP物质，其产仔数和断奶数皆高于物质，其产仔数和断奶数皆高于对照组。对照组。第65页/共137页66六、处理方法六、处理方法酶制剂酶制剂 lNSPNSP酶制剂可把酶制剂可把NSPNSP切割成较小的聚合物，大幅切割成较小的聚合物，大幅度降低水溶性度降低水溶性NSPNSP的粘性，从而降低了食糜的的粘性，从而降低了食糜的粘性。粘性。lNSPNSP酶制剂能破坏细胞壁结构，释放被细胞壁酶制剂能破坏细胞壁结构，释放被细胞壁NSPNSP网状结构束缚的营养物质，从而提高饲料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。能量和各种养分的消化率。水处理水处理l可除去水溶性可除去水溶性NSPNSP，同时还可活化能降解这些，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。多糖的内源酶，从而改善了饲料的营养价值。第66页/共137页67第第 五五 节节 饲饲料料抗抗原原蛋蛋白白（antigenic protein）第67页/共137页68饲料中（大多数豆类子实）的大分子饲料中（大多数豆类子实）的大分子蛋白质蛋白质或或糖蛋白糖蛋白，能降低机体的体液免疫功能，引起肠，能降低机体的体液免疫功能，引起肠道致敏反应，又称为道致敏反应，又称为致过敏蛋白质致过敏蛋白质、致敏因子致敏因子第68页/共137页69一、分布及分类1.1.分布分布植物性蛋白质（豆类子实）中：大豆、豌豆、植物性蛋白质（豆类子实）中：大豆、豌豆、蚕豆、菜豆、羽扇豆、花生蚕豆、菜豆、羽扇豆、花生能量饲料：小麦、大麦能量饲料：小麦、大麦第69页/共137页702.2.分类分类 溶解方式溶解方式白蛋白白蛋白球蛋白球蛋白豆球蛋白豆球蛋白豌豆球蛋白豌豆球蛋白第70页/共137页71超速离心超速离心沉降系数沉降系数2S 2S 组分：组分：20%20%；胰蛋白酶抑制因子、；胰蛋白酶抑制因子、细胞色素细胞色素11S 11S 组分：组分：1/31/3；大豆球蛋白；大豆球蛋白7S 7S 组分：组分：1/31/3；伴大豆球蛋白、；伴大豆球蛋白、-淀淀粉酶、脂肪氧化酶、凝集素粉酶、脂肪氧化酶、凝集素15S 15S 组分：组分：10%10%；多聚体大豆球蛋白；多聚体大豆球蛋白第71页/共137页72电泳法电泳法伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白：具有酶活性的伴大豆球蛋白：具有酶活性的2S 2S 蛋白质，单体蛋白蛋白质，单体蛋白伴大豆球蛋白：不具有酶活性，伴大豆球蛋白：不具有酶活性，糖蛋白糖蛋白伴大豆球蛋白：不具有酶活性，伴大豆球蛋白：不具有酶活性，糖蛋白糖蛋白第72页/共137页73大豆球蛋白大豆球蛋白伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白3.3.大豆抗原蛋白的种类大豆抗原蛋白的种类致敏因子致敏因子第73页/共137页74二、化学结构和理化性质1.1.大豆球蛋白大豆球蛋白11S 11S 大豆球蛋白的纯化物，大豆蛋白质中大豆球蛋白的纯化物，大豆蛋白质中最大的单体成分最大的单体成分大豆子实蛋白质总量的大豆子实蛋白质总量的15-35%15-35%，球蛋白总，球蛋白总量的量的40%40%少部分含有糖基少部分含有糖基A-S-S-B A-S-S-B 的六聚体结构；的六聚体结构；A A、B B为酸性多肽为酸性多肽-巯基乙醇巯基乙醇第74页/共137页752.2.伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白、三个亚基三个亚基富含天冬氨酸富含天冬氨酸/天门冬酰胺、谷氨酸天门冬酰胺、谷氨酸/谷氨谷氨酰胺、酰胺、LeuLeu、ArgArg含有含有4-5%4-5%碳水化合物，糖蛋白碳水化合物，糖蛋白、亚基缺乏亚基缺乏CysCys，含少量，含少量MetMet亚基不含亚基不含MetMet第75页/共137页76凝胶能力：大豆球蛋白凝胶能力：大豆球蛋白 伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白乳化能力和乳化稳定性：乳化能力和乳化稳定性：伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白 大豆球蛋白大豆球蛋白热稳定性：热稳定性：伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白 大豆球蛋白大豆球蛋白第76页/共137页77三、抗营养作用及其处理降低饲料蛋白质的利用降低饲料蛋白质的利用部分蛋白质作部分蛋白质作为完整的大分子蛋白质被直接吸收为完整的大分子蛋白质被直接吸收活化免疫系统活化免疫系统提高了维持需要提高了维持需要增加内源性蛋白质的分泌，导致粪增加内源性蛋白质的分泌，导致粪N N增加增加敏感动物出现过敏反应，导致腹泻、生产敏感动物出现过敏反应，导致腹泻、生产性能下降、甚至死亡性能下降、甚至死亡第77页/共137页78微量（微量（0.002%0.002%）大豆抗原蛋白未被降解穿）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，刺激肠过小肠上皮细胞进入血液和淋巴，刺激肠道免疫组织道免疫组织特异性抗原抗体反应特异性抗原抗体反应T T淋巴细胞介导的迟发型过敏反应淋巴细胞介导的迟发型过敏反应1.1.引起仔猪过敏反应引起仔猪过敏反应刺激肥大细胞释放组胺，刺激肥大细胞释放组胺，引起上皮细胞通透性增引起上皮细胞通透性增加和黏膜水肿加和黏膜水肿引起肠道形态引起肠道形态的变化的变化第78页/共137页79饲料中的抗原蛋白可被饲料中的抗原蛋白可被3 3周龄肠道吸收，饲喂新的周龄肠道吸收，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、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。绒毛萎缩和腹泻等。焦仕彦（焦仕彦（19961996）提出，断奶前饲喂豆饼的仔猪断）提出，断奶前饲喂豆饼的仔猪断奶后奶后1 13 3周肠道绒毛高度降低、绒毛萎缩、皮层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。增厚、吸收不良和腹泻等。全炳昭等（全炳昭等（19971997）研究表明，早期断奶应激对仔）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猪血清蛋白成分的变化和血液生理指数均有不良影响。影响。嗜酸性白细胞嗜酸性白细胞和和淋巴细胞淋巴细胞的减少及的减少及嗜中性嗜中性细胞细胞增加。增加。引起大肠杆菌在肠道上皮定植和增殖及对肠毒素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。敏感性的提高，进一步加重腹泻。第79页/共137页80胃肠道发育不全（瘤胃和小肠）胃肠道发育不全（瘤胃和小肠）大豆球蛋白和大豆球蛋白和伴大豆球蛋白以完整的大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，分子形式直接吸收进入血液和淋巴系统，产生产生特异性抗体介导的特异性抗体介导的I I型过敏反应型过敏反应和和淋巴淋巴细胞介导的迟发型过敏反应细胞介导的迟发型过敏反应。无免疫耐受性无免疫耐受性2.2.引起犊牛过敏反应引起犊牛过敏反应第80页/共137页81血液中血液中AA的蓄积：由于皱胃完整蛋白流量的蓄积：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的增加，引起抑制蛋白质的消化和加快AA的吸收。的吸收。饲喂大豆蛋白的犊牛小肠绒毛萎缩，隐窝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细胞增生。小肠绒毛的组织学变化导致小肠对肠对木糖木糖的吸收下降，降低了犊牛的生产的吸收下降，降低了犊牛的生产性能。性能。大豆抗原引起的致敏反应导致肠道损伤，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进而导致肠道的吸收受阻和过敏性腹泻的发生。发生。第81页/共137页823.3.钝化方法钝化方法热处理效果不佳热处理效果不佳热的乙醇处理热的乙醇处理膨化处理膨化处理酶制剂处理酶制剂处理第82页/共137页83第第 六六 节节 胀胀 气气 因因 子子（gaseous distention factor）第83页/共137页84引引起起动动物物胃胃肠肠胀胀气气的的一一些些豆豆类类子子实实中中含含有有的的一一些些低低聚聚糖糖半半乳乳糖糖苷苷(棉棉子子三三糖糖和和水苏四糖）水苏四糖）菜豆、大豆、豌豆、绿豆等菜豆、大豆、豌豆、绿豆等不不能能被被胃胃和和肠肠上上段段的的消消化化酶酶消消化化,而而是是被被结肠中的细菌发酵产气结肠中的细菌发酵产气,引起胃肠胀气引起胃肠胀气第84页/共137页85一、化学结构和理化性质1.1.棉子糖棉子糖葡萄糖通过葡萄糖通过-1,6-1,6糖苷键与半乳糖连接形糖苷键与半乳糖连接形成的三糖，分子式成的三糖，分子式C C1818H H3232O O1616非还原性糖，甜度低，为蔗糖的非还原性糖，甜度低，为蔗糖的23%23%遇酸水解，生成葡萄糖、果糖和半乳糖遇酸水解，生成葡萄糖、果糖和半乳糖第85页/共137页86棉子糖棉子糖蔗糖酶蔗糖酶果糖果糖+蜜二糖蜜二糖-半乳糖苷酶半乳糖苷酶半乳糖半乳糖+蔗糖蔗糖酶解产物酶解产物第86页/共137页872.2.水苏糖水苏糖棉子糖分子中的半乳糖以棉子糖分子中的半乳糖以-1,6-1,6糖苷键与糖苷键与半乳糖连接形成的四糖，分子式半乳糖连接形成的四糖，分子式C C2424H H4242O O2121第87页/共137页88棉子糖和水苏糖：棉子糖和水苏糖：l 液态：淡黄色、透明黏稠状液态：淡黄色、透明黏稠状l 固体：淡黄色粉末或颗粒，易溶于水固体：淡黄色粉末或颗粒，易溶于水能值低能值低良好的耐酸和热稳定性良好的耐酸和热稳定性保湿性较强，蔗糖保湿性较强，蔗糖 棉子糖和水苏糖棉子糖和水苏糖 果糖，果糖，不易发霉不易发霉第88页/共137页89二、抗营养作用及其机理1.1.大豆胀气因子对日粮能量利用率大豆胀气因子对日粮能量利用率及其养分消化率的影响及其养分消化率的影响降低氮校正代谢能（降低氮校正代谢能（MEnMEn）降低纤维素、半纤维素的消化率降低纤维素、半纤维素的消化率猪的消化能、代谢能及猪的消化能、代谢能及DMDM的消化率降低的消化率降低回肠末端淀粉、回肠末端淀粉、CPCP、AAAA、NFENFE和和P P消化率降低消化率降低第89页/共137页902.2.大豆胀气因子对动物生产性能的影响大豆胀气因子对动物生产性能的影响降低断奶仔猪的降低断奶仔猪的ADGADG、FCRFCR动物腹泻、胀气动物