3 Canola菜籽粕(CM)的有毒有害成分

  3.1硫葡萄糖甙(Glucosinolate,GS)

  低GS油菜的培育成功,大大改善了籽粕的饲用价值。世界各国的研究报道表明,作为畜禽的蛋白质补充料,低GS的CM显然比高GS的CM品质优越。目前人们正在探索进一步降低CM中GS含量的方法。

  菜籽中的硫葡萄糖甙(以下简称硫甙)种类和含量见表5。在“双低”品种中,最重要的硫武是哚基硫甙,因为低硫甙品种育种主要降低了带丁烯基和戊烯基侧链的硫甙(属于脂肪族硫甙),而带吲哚基侧链的硫甙在低硫甙和高硫甙品种中的含量几乎没有差异[20,22,23]。因此,在加拿大,通过育种降低Canola中硫甙含量主要集中于降低脂肪族甙,Canola无油种籽中的硫甙含量低于30umol/g,也仅是指的脂肪族硫甙,并不包括芳香族硫甙和吲哚基硫甙[5]。而吲哚基硫甙可水解产生硫氰酸酯和乙腈,Canola中芳香族、吲哚基硫甙约占总硫甙的1/3,是硫氰酸酯和乙腈的主要前体物质[5,22]

  菜籽粕加工过程中的条件因素会影响其中硫甙的含量,这些因素包括影响硫葡萄糖甙酶失活程度和热分解程度的那些条件(如温度)。Campbell等[24]的研究表明,在菜籽粕加工过程中,硫甙会不同程度地被降解(表6)。脱壳处理使CM中硫甙含量相对升高,因为种籽成熟后,硫甙主要存在于种胚中(表7)。

  关于硫甙对畜禽的危害,研究比较多。硫甙本身无毒,其降解产物,如噁唑烷硫酮(OZT)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯和腈等对畜禽具有毒害作用,可引起甲状腺肿大,肝、肾肿大和肝出血,妨碍动物生长等。低硫甙品种的菜籽粕对畜禽的危害相对减轻。Busato等[25]报道,猪日粮中高硫甙的菜籽粕含量为5%~10%时,猪的肝脏不同程度肿大,而CM含量为10%时没有发现猪肝脏肿大。产蛋鸡采食含有高硫甙菜籽粕的日粮,产蛋后期少部分鸡因肝出血死亡,而饲喂含M的日粮,肝出血的现象明显减少[26]

  硫甙对动物的危害具有种间差异。Slominski和Campbell!2的另一个研究表明,采食含30%CM的日粮,大鼠发生肝肿大,甲状腺和肾脏未受影响;鸡没有发生由硫武弓起的肝肿大,但发生甲状腺肿大。然而,当把提纯的硫武添加到大豆粕日粮中,大鼠和鸡的肝脏及甲状腺重量都没有变化。Nugon-Baudon等(1988)的报道也证实了硫甙对动物危害的种间差异。

  对硫甙在畜禽消化道的降解,研究表明,完整硫甙在鸡消化道内可被广泛降解。Slominski等(1988)把添加有CM的日粮(不含硫葡萄糖甙酶)饲喂给母鸡,结果采食的硫甙仅有16%可在粪中收集到,其余全部水解,主要水解部位是盲肠和结肠。Freig等(1987)给公鸡饲喂高剂量的硫甙,结果在血液和肝脏中检测到了完整硫甙。但是,未降解的硫甙在消化系统是如何被吸收的还不清楚。胃肠道微生物来源的硫葡萄糖甙酶可将硫甙降解为0ZT和ITC。Slominski等(1988)认为盲肠是微生物降解硫甙的主要部位,但硫甙的大部分消失也可发生于盲肠以前的胃肠道。因此人们认为,硫甙的抗营养作用是由两方面引起的,一是完整硫甙在盲肠以前的消化道直接被吸收,二是硫甙在微生物作用下降解后被吸收[26]

  胃酸可促进硫甙的非酶水解。酸性环境中,硫甙的水解产物主要是腈,腈的毒性比硫甙更强,其半数致死量(LD50,mg/kg)大约是0ZT的1/ 10[28]

  Schone(1990)[29]的两个试验研究证实,菜籽粕经Cu2+处理后,其中的硫甙可由148umol/g降低到9.5umol/g。在经Cu2+处理的菜籽粕中添加碘,饲喂给猪15周,结果猪的生长速度、采食量和甲状腺大小都正常。

  更进一步降低Canola中的硫甙是可能的而且是必要的。加拿大农业研究所培育出一种硫甙含量极低的Canola,其饼粕中总硫甙含量仅为0.53umol/g(无油干物质基础)。这种CM 被称为VLG CM (very low glucosinolate canola meal)。肉鸡、蛋鸡和猪的试验表明,VIG CM的品质比CM更好,与大豆粕不相上下[26]。

  3.2 芥子碱、单宁和植酸

  CM中芥子碱、单宁和植酸的总含量可超过10%(表8),是影响CM品质的重要抗营养因子。

  芥子碱具苦味,影响饲料的适口性。更重要的是,一些体内缺乏三甲胺(trimethylamine)氧化酶的褐壳系蛋鸡,采食芥子碱后产腥味蛋,这是因为芥子碱在鸡胃肠道内转变为三甲胺后,不能被氧化而导致三甲胺累积直接进入蛋中而产生腥味。蛋鸡日粮中芥子碱的含量低于0.1%时,则不会产生腥味蛋。通过育种降低Canola中芥子碱的含量,可进一步提高CM的营养价值。

  单宁主要存在于Canola的种壳中,黑籽型种壳比黄籽型种壳中含量高。单宁除本身具苦涩味、影响适口性外,还可与消化酶特别是蛋白水解酶结合,影响蛋白质的消化吸收单宁对a-淀粉酶活性几乎无影响[30]。黄籽型Canola种壳能很好地被猪消化吸收,而黑籽型Canola种壳几乎不能被猪消化[8],这可能是黄籽种壳中单宁和木质素含量比褐籽种壳低的缘故。Lorusso等(1996年)[31]报道,酶处理法可使CM中单宁含量降低80%以上。

  CM 中约含1.22%总磷,其中0.53%是植酸磷,而大豆粕中总磷和植酸磷的含量分别为0.66%和0.38%,CM中非植酸磷大约是大豆粕的2倍。

  通过植物育种的方法降低Canola中植酸的含量似乎没有引起人们的关注。日粮中添加植酸酶可提高磷的利用率,Al-Asheh 和 Duvnjak(1994,1995)[32]报道了一种固态发酵法降低CM中植酸含量的方法,其原理是Carbonarius曲霉可在CM中生长良好,产生植酸酶,使CM中植酸含量降低到零。同时添加一定量的无机磷或表面活性剂(如Tween-80)则效果更好。

  4 Canola菜籽粕(CM)在日粮中应用研究

  在低硫甙油菜品种育成以前,高硫甙菜籽粕(RSM)能替代青年猪日粮大豆粕的比例大约为5%,在怀孕和妊娠母猪日粮中替代比例为3%[22]。日粮中RSM含量为5%或10%时,23~45 kg体重阶段的猪,日增重下降17%,采食量下降7%;45~90kg体重阶段的猪,日增重下降6%,采食量下降4%[33]。低硫甙的Canola育成以后,CM 在猪日粮中的用量得到提高。但由于CM的消化能和赖氨酸消化率较低,且仍含有硫甙,故不宜作为猪日粮的蛋白质唯一补充料。幼猪日粮中CM最高可用到12%[34],20~60kg的生长猪,日粮中CM达25%时,有些试验研究表明,日增重和饲料效率有所下降。但补充赖氨酸后,日增重则与对照组相同。因此Bell(1984)[22]认为,影响CM在生长肥育猪日粮中应用的因素中,消化能和赖氨酸水平是比硫甙更重要的因素。

  对于生长肥育猪,Eggum等(1986)的研究表明,CM替代大豆粕的比例不应超过50%。彭健等(1995),用国产“中双4号”(双低)菜籽粕的试验报道与此一致。Aherne和Kennelly(1982)报道,CM可全部替代母猪日粮中的大豆粕。

  Lesson等(1987)研究了CM全部替代肉鸡和产蛋鸡日粮中大豆粕的效果,日粮中CM的用量分别为38%和25%,结果肉鸡的采食量、体增重、饲料效率、蛋白和脂肪沉积率、能量利用率、骨骼灰分、钙、磷、镁的含量均未受显著影响,对产蛋鸡的生产性能、营养物质沉积和骨骼矿物质含量也没有显著影响。该试验说明,M可全部替代肉鸡和蛋鸡日粮中的大豆粕。

  肉鸡对CM中钙的利用率很低而且CM会影响肉鸡对日粮中其他钙的利用,Summmer 等(1990)指出这是由于硫(胱氨酸)和钙之间相互作用而引起的。在CM型日粮中添加有机硫(胱氨酸),导致肉鸡体增重和采食量显著下降,其下降程度比大豆粕型日粮组严重。而CM中和含量均比大豆粕高,因此这是M应用于肉鸡日粮,特别是研制CM专用添加剂时应注意的问题。

  关于CM中钙的利用报道并不一致。Nwokolo和Bragg(1977,1980)指出鸡对CM中钙的利用率高,而其他一些学者报道,饲喂某些老品种的Canola菜籽粕,引起了鸡的腿部疾患问题,表明Canola中有些成分可能影响钙代谢。引起这种差异可能与选用的Canola品种有关,因为Canola 是所有“ 双低”油菜品种的总称,不同的品种其成分含量也不一致。

  5 结束语

  Canola菜籽粕(CM)的营养价值较之“双高”菜籽粕(RSM)有了很大的改善,但与大豆粕(SBM)相比还有一定差距,主要表现为消化能、蛋白质含量较低,粗蛋白质和氨基酸(特别是赖氨酸)消化率低,粗纤维含量高,单宁、植酸和硫甙的抗营养作用还未消除。通过育种进一步降低Canola的硫甙、纤维含量,提高蛋白质含量,选用黄籽型Canola都将进一步提高CM的营养价值,脱壳处理也会改善的品质提高应用价值。

  我国的“双低”油菜育种和普及推广工作,自70年代中后期起步以来,取得了一定成绩,但与加拿大、欧洲相比,差距仍是明显的。因此全面深入地了解和研究Canola的营养品质,对促进我国“双低”油菜的普及推广,具有重大的现实意义。