第十二章---饲料卫生与安全课件.ppt
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1、第十二章第十二章 饲料卫生与安全饲料卫生与安全 饲料饲料 动物动物 食物(食品)食物(食品)饲料饲料 病原菌、病毒及毒素(病原菌、病毒及毒素(沙门氏菌、大肠杆菌、黄曲霉毒素等)农药、兽药、药物添加剂激素、放射性元素等2/9/20231有毒有害物质(环境中)饲料 动物体内 畜禽产品 人体2/9/20232第一节第一节 饲料源性有毒有害物质饲料源性有毒有害物质来源:来源:动物、植物、矿物质、添加剂动物、植物、矿物质、添加剂途径:途径:饲料本身(饲料本身(ANFs)理化变化产生(生产、加工、运输、理化变化产生(生产、加工、运输、储存)储存)不同来源不同来源 动物危害动物危害 机理控制机理控制2/9/
2、20233一、植物性饲料中的有毒有害物质l在有些饲用植物中,存在一些对动物不仅无益反而有毒、有害的成分或物质。l特点:植物在长期进化和适应环境的过程中,通过遗传、变异和选择,在植物体中存留下来的、对自身生存繁殖所必需的一些物质,它们为植物种性所固有。2/9/20234饲用植物中有毒化学成分或抗营养因子饲用植物中有毒化学成分或抗营养因子l生物碱、生物碱、l甙类、甙类、l非蛋白氨基酸、非蛋白氨基酸、l毒肽与毒蛋白、毒肽与毒蛋白、l酚类极其衍生物、酚类极其衍生物、l有机酸、有机酸、l非淀粉多糖、非淀粉多糖、l硝酸盐及亚硝酸盐、硝酸盐及亚硝酸盐、l胃肠胀气因子、胃肠胀气因子、l抗维生素因子等抗维生素因
3、子等。2/9/20235(一)生物碱(一)生物碱(alkaloidsalkaloids)l生物碱是一类含氮有机化合物,有类似碱的性质,能和酸结合生成盐。l生物碱广泛存在于植物界,至少已在130个科的植物。2/9/202361在植物体中的存在形式在植物体中的存在形式l在植物细胞中:在植物细胞中:l所有的生物碱所有的生物碱(除少数极弱碱性生物碱秋除少数极弱碱性生物碱秋水仙碱类以外水仙碱类以外),与酸结合成盐的形式存在,与酸结合成盐的形式存在l 常见的酸有常见的酸有柠檬酸、酒石酸、苹果酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、草酸、琥珀酸琥珀酸等有机酸。等有机酸。2/9/202372在植物体内的分布在植物体
4、内的分布l分布:分布:植物体组织各部分,但往往植物体组织各部分,但往往集中在某一集中在某一部分或某一器官部分或某一器官。l主要:存在于植物生长最活跃的部分,如子房、主要:存在于植物生长最活跃的部分,如子房、新发育的细胞、根冠、木栓形成层以及受伤组织新发育的细胞、根冠、木栓形成层以及受伤组织的邻近细胞中。的邻近细胞中。l其次:表皮组织,如叶表皮细胞、毛茸、根毛等。其次:表皮组织,如叶表皮细胞、毛茸、根毛等。2/9/202383毒性毒性l植物有毒成分中占很大比例的一类化学成分。植物有毒成分中占很大比例的一类化学成分。l生物碱种类繁多生物碱种类繁多l许多生物碱是常用的药物,也是毒物,具有多种许多生物
5、碱是常用的药物,也是毒物,具有多种毒性,特别是具有显著的神经系统毒性与细胞毒毒性,特别是具有显著的神经系统毒性与细胞毒性。性。紫云英属植物所含紫云英属植物所含吲哚里西定烷类生物碱,吲哚里西定烷类生物碱,一类特殊或强效的甘露糖酶抑制剂,能使家畜产生一类特殊或强效的甘露糖酶抑制剂,能使家畜产生甘露糖病甘露糖病。2/9/20239又称配糖体,它是糖或糖醛酸等与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。其中非糖部分称为甙元或配基。饲料中可能出现有毒有害物质的甙类有氰甙、硫葡萄糖甙和皂甙。(二)甙类(二)甙类(glycosides)2/9/202310广泛存在于植物中,是指一类广泛存在于植物中,是
6、指一类广泛存在于植物中,是指一类广泛存在于植物中,是指一类-羟腈的甙羟腈的甙羟腈的甙羟腈的甙。在植物界约有。在植物界约有。在植物界约有。在植物界约有 2000 2000 多种生氰植物。多种生氰植物。多种生氰植物。多种生氰植物。生氰植物指能在体内合成生氰化合物,经水解后释放氢生氰植物指能在体内合成生氰化合物,经水解后释放氢生氰植物指能在体内合成生氰化合物,经水解后释放氢生氰植物指能在体内合成生氰化合物,经水解后释放氢氰酸的植物。氰酸的植物。氰酸的植物。氰酸的植物。(1 1)合成及水解)合成及水解)合成及水解)合成及水解 生氰植物在体内合成氰甙的过程为;生氰植物在体内合成氰甙的过程为;生氰植物在体
7、内合成氰甙的过程为;生氰植物在体内合成氰甙的过程为;生氰糖甙生氰糖甙生氰糖甙生氰糖甙氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 N-N-羟基氨基酸羟基氨基酸羟基氨基酸羟基氨基酸醛肟醛肟醛肟醛肟腈腈腈腈-羟睛羟睛羟睛羟睛 生氰脂生氰脂生氰脂生氰脂 1氰甙氰甙(cyanogenic glycosidecyanogenic glycoside)2/9/202311不同的氨基酸可以产生不同的氰甙,常见的亚麻苦甙由 L-缬氨酸百脉根甙 由 L-异亮氨酸蜀黍甙由 L-酪氨酸氰甙的水解通常由酶催化进行,在含氰甙的植物中,都存在-葡萄糖甙酶和羟氰裂解酶。2/9/202312在完整的植物体内,氰甙与其水解的酶在空间上是隔离的,即
8、二者存在于植物体同一器官的不同细胞中。在生活期间的植物体内,氰甙不会受到水解酶的作用,不存在游离的氢氰酸。只有当植物体完整的细胞受到破坏或死亡后,使氰甙与其水解酶接触时,水解反应才会迅速地进行。2/9/202313 R R RR R R -葡萄糖甙酶葡萄糖甙酶 羟睛裂解酶羟睛裂解酶R1 CC R1 CC Glc Glc R1COH R1C=O+HCNR1COH R1C=O+HCN CN CN CN CN 氰甙水解反应图2/9/202314(2)氰甙的毒性)氰甙的毒性l氰甙本身不表现毒性,但含有氰甙的植物被动氰甙本身不表现毒性,但含有氰甙的植物被动物采食、咀嚼后,植物组织的结构遭到破坏,物采食、
9、咀嚼后,植物组织的结构遭到破坏,在有在有水分水分和和适宜的温度适宜的温度条件下,氰甙经过与共条件下,氰甙经过与共存酶的作用,水解产生氢氰酸(存酶的作用,水解产生氢氰酸(HCN)而引起而引起动物中毒。动物中毒。l单胃动物由于胃液呈强酸性,影响与甙共存酶单胃动物由于胃液呈强酸性,影响与甙共存酶的活性,所以氰甙的水解过程多在小肠进行,的活性,所以氰甙的水解过程多在小肠进行,中毒症状出现较晚。中毒症状出现较晚。2/9/202315反刍动物由于瘤胃微生物的活动,可在瘤胃中将氰反刍动物由于瘤胃微生物的活动,可在瘤胃中将氰反刍动物由于瘤胃微生物的活动,可在瘤胃中将氰反刍动物由于瘤胃微生物的活动,可在瘤胃中将
10、氰甙水解产生氢氰酸,中毒症状出现较早。甙水解产生氢氰酸,中毒症状出现较早。甙水解产生氢氰酸,中毒症状出现较早。甙水解产生氢氰酸,中毒症状出现较早。氢氰酸急性中毒发病较快,反刍动物在采食氢氰酸急性中毒发病较快,反刍动物在采食氢氰酸急性中毒发病较快,反刍动物在采食氢氰酸急性中毒发病较快,反刍动物在采食 151530 30 minmin后即可发病,单胃动物多在采食后几小时呈现症后即可发病,单胃动物多在采食后几小时呈现症后即可发病,单胃动物多在采食后几小时呈现症后即可发病,单胃动物多在采食后几小时呈现症状。状。状。状。主要症状:主要症状:主要症状:主要症状:呼吸快速且困难,呼出苦杏仁味气呼吸快速且困难
11、,呼出苦杏仁味气呼吸快速且困难,呼出苦杏仁味气呼吸快速且困难,呼出苦杏仁味气体,随后全身衰弱无力,行走站立不稳或卧地不起,体,随后全身衰弱无力,行走站立不稳或卧地不起,体,随后全身衰弱无力,行走站立不稳或卧地不起,体,随后全身衰弱无力,行走站立不稳或卧地不起,心率失常。心率失常。心率失常。心率失常。中毒严重者:中毒严重者:中毒严重者:中毒严重者:全身阵发性痉挛,瞳孔散全身阵发性痉挛,瞳孔散全身阵发性痉挛,瞳孔散全身阵发性痉挛,瞳孔散大,因呼吸麻痹而死亡。大,因呼吸麻痹而死亡。大,因呼吸麻痹而死亡。大,因呼吸麻痹而死亡。2/9/202316氰甙性质:可溶于水,经酶或稀酸可水解为氢氰酸。氢氰酸的沸
12、点低(26),加热易挥发。脱毒方法:水浸泡、加热蒸煮、磨碎、发酵;限量饲喂:如木薯块根用量低于 10%;品种培育:低毒品种(3)脱毒与利用)脱毒与利用2/9/2023172硫葡萄糖甙硫葡萄糖甙(glucosinolate)(1)种类与含量)种类与含量l硫葡萄糖甙是一类葡萄糖衍生物的总称,广泛存在于十字花科、白花菜科等植物的叶、茎和种子中。其一般结构式是:SC6H11O5RCCNOSO32/9/202318由上式可以看出,其分子结构:由由上式可以看出,其分子结构:由非糖部分非糖部分和和葡萄葡萄糖糖部分通过硫甙键连接起来的。其中部分通过硫甙键连接起来的。其中 R R 基团是硫葡基团是硫葡萄糖甙的萄
13、糖甙的可变部分可变部分,随着,随着 R R 基团的不同,硫葡萄糖基团的不同,硫葡萄糖甙的种类和性质也不同。甙的种类和性质也不同。油菜植株的各部分都含有硫葡萄糖甙,以种子(子油菜植株的各部分都含有硫葡萄糖甙,以种子(子叶和胚轴)中含量最高,其它部分较少。叶和胚轴)中含量最高,其它部分较少。不同器官中含硫葡萄糖甙顺序:不同器官中含硫葡萄糖甙顺序:种子茎叶根种子茎叶根2/9/202319不同类型油菜种子中,硫葡萄糖甙的含量不同。不同类型油菜种子中,硫葡萄糖甙的含量不同。不同类型油菜种子中,硫葡萄糖甙的含量不同。不同类型油菜种子中,硫葡萄糖甙的含量不同。徐义俊等(徐义俊等(徐义俊等(徐义俊等(1982
14、1982)对中国油菜品种进行了分析,)对中国油菜品种进行了分析,)对中国油菜品种进行了分析,)对中国油菜品种进行了分析,大部分品种的硫葡萄糖甙含量在大部分品种的硫葡萄糖甙含量在大部分品种的硫葡萄糖甙含量在大部分品种的硫葡萄糖甙含量在 3%3%8%8%之间,之间,之间,之间,甘蓝型油菜:甘蓝型油菜:甘蓝型油菜:甘蓝型油菜:1.10%1.10%8.62%8.62%,白菜型油菜:白菜型油菜:白菜型油菜:白菜型油菜:0.97%0.97%6.25%6.25%,芥菜型油菜:芥菜型油菜:芥菜型油菜:芥菜型油菜:2.73%2.73%6.03%6.03%。同样类型中,春油菜硫葡萄糖甙含量都低于冬油菜。同样类型中
15、,春油菜硫葡萄糖甙含量都低于冬油菜。同样类型中,春油菜硫葡萄糖甙含量都低于冬油菜。同样类型中,春油菜硫葡萄糖甙含量都低于冬油菜。2/9/202320在含有硫葡萄糖甙的植物中,都含有与该糖甙共存的在含有硫葡萄糖甙的植物中,都含有与该糖甙共存的酶,称为酶,称为硫葡萄糖甙酶(芥子酶)硫葡萄糖甙酶(芥子酶)。硫葡萄糖甙在硫葡萄糖甙酶的作用下,降解为硫葡萄糖甙在硫葡萄糖甙酶的作用下,降解为葡萄糖、葡萄糖、硫酸氢根离子及配糖体硫酸氢根离子及配糖体。因降解条件不同,。因降解条件不同,配糖体可配糖体可降解为硫氰酸脂、异硫氰酸脂(降解为硫氰酸脂、异硫氰酸脂(ITCITC)或脱去硫原子或脱去硫原子形成腈形成腈 (
16、CNCN),某些某些 R-R-基团含有羟基的基团含有羟基的 ITC ITC 可自动环可自动环化为化为噁唑烷硫酮噁唑烷硫酮(OZT)OZT)。(2)硫葡萄糖甙的降解)硫葡萄糖甙的降解2/9/202321硫葡萄糖甙本身并不具有毒性,只是其水解产物才硫葡萄糖甙本身并不具有毒性,只是其水解产物才有毒性。有毒性。硫氰酸脂、异硫氰酸脂硫氰酸脂、异硫氰酸脂和和噁唑烷硫酮噁唑烷硫酮可引可引起甲状腺形态学和功能的变化。起甲状腺形态学和功能的变化。异硫氰酸脂、硫氰酸脂中的硫氰离子异硫氰酸脂、硫氰酸脂中的硫氰离子致甲状腺肿:致甲状腺肿:与碘离子的形状和大小相似,在血液中含量多时,与碘离子的形状和大小相似,在血液中含
17、量多时,可与碘离子竞争,而浓集到甲状腺中去,抑制了甲可与碘离子竞争,而浓集到甲状腺中去,抑制了甲状腺滤泡浓集碘的能力,从而导致甲状腺肿大。状腺滤泡浓集碘的能力,从而导致甲状腺肿大。(3 3)硫葡萄糖甙降解产物的毒性)硫葡萄糖甙降解产物的毒性)硫葡萄糖甙降解产物的毒性)硫葡萄糖甙降解产物的毒性2/9/202322l噁唑烷硫酮的致甲状腺肿大作用:通过抑制酪氨酸的碘化,使甲状腺生成受阻,同时干扰甲状腺球蛋白的水解,进而影响甲状腺素的释放。l腈毒性:引起动物肝脏、肾脏肿大和出血。硫葡萄糖甙在较低的温度及酸性条件下酶解时会有大量的腈生成,大多数腈进入体内后通过代谢迅速析出氰离子,因而对机体的毒性比ICT
18、和OZT大得多。2/9/2023231 1、培育、培育“双低双低”油菜品种:油菜品种:解决菜籽饼粕去毒和提解决菜籽饼粕去毒和提高其营养价值的根本途径。高其营养价值的根本途径。“双低双低”油菜是指油菜籽中油菜是指油菜籽中硫葡萄糖甙硫葡萄糖甙和和芥酸芥酸含量含量均低的品种。均低的品种。“双低双低”饼粕中硫葡萄糖甙含量仅为饼粕中硫葡萄糖甙含量仅为一般油菜饼粕含量的一般油菜饼粕含量的 1/10 1/10 左右。左右。在中国,在中国,“双低双低”油菜品种的选育工作有了很大进油菜品种的选育工作有了很大进展。展。4)脱毒及利用)脱毒及利用2/9/2023242、改进制油工艺:国外,在预榨浸出前,先灭活芥子酶
19、;我国,先蒸炒整粒油菜籽使芥子酶灭活3、脱毒方法含水乙醇浸出法、化学添加剂4、限量饲喂:安全限量与菜籽品种、加工方法、饲喂动物的种类和生长阶段有关。一般来说,蛋鸡8%、种鸡5%;生长鸡、肉鸡6%10%;母猪、仔猪为5%;生长肥育猪为10%15%。2/9/202325 皂甙由皂甙元和糖、糖醛酸或其它有机酸组成。皂甙由皂甙元和糖、糖醛酸或其它有机酸组成。皂甙由皂甙元和糖、糖醛酸或其它有机酸组成。皂甙由皂甙元和糖、糖醛酸或其它有机酸组成。广泛存在于植物的叶、茎、根、花和果实中。广泛存在于植物的叶、茎、根、花和果实中。广泛存在于植物的叶、茎、根、花和果实中。广泛存在于植物的叶、茎、根、花和果实中。3皂
20、甙皂甙(sapogeninssapogenins)2/9/202326(1)分类和理化性质)分类和理化性质l按照皂甙被水解后生成的皂甙元的化学结构,按照皂甙被水解后生成的皂甙元的化学结构,可将皂甙分为可将皂甙分为甾体皂甙甾体皂甙 和和三萜皂甙三萜皂甙2大类。大类。l各种饲用植物如苜蓿、油茶籽饼、大豆。各种饲用植物如苜蓿、油茶籽饼、大豆。l皂甙多具苦味和辛辣味,含皂甙的饲用植物适口皂甙多具苦味和辛辣味,含皂甙的饲用植物适口性降低。性降低。l皂甙一般溶于水,有很高的表面活性,其水溶液皂甙一般溶于水,有很高的表面活性,其水溶液经强烈振摇产生持久性泡沫,且不因加热而消失。经强烈振摇产生持久性泡沫,且不
21、因加热而消失。2/9/202327 降胆固醇作用:降胆固醇作用:皂甙与胆固醇结合生成不溶于水皂甙与胆固醇结合生成不溶于水的复合物,可以减少胆固醇在肠道的吸收,因而具的复合物,可以减少胆固醇在肠道的吸收,因而具有降低血浆中胆固醇含量的作用(反刍动物除外)。有降低血浆中胆固醇含量的作用(反刍动物除外)。溶血作用:溶血作用:皂甙水溶液能使红细胞破裂,故具溶血作用。一般皂甙水溶液能使红细胞破裂,故具溶血作用。一般认为溶血作用与皂甙和红细胞膜中胆固醇的相互作认为溶血作用与皂甙和红细胞膜中胆固醇的相互作用有关。将皂甙水溶液注射入血液,低浓度时即产用有关。将皂甙水溶液注射入血液,低浓度时即产生溶血作用,但生
22、溶血作用,但皂甙经口摄入时无溶血毒性皂甙经口摄入时无溶血毒性。(2)生物活性和毒害作用)生物活性和毒害作用2/9/202328l 臌气作用:臌气作用:当反刍动物大量采食新鲜苜蓿时,当反刍动物大量采食新鲜苜蓿时,由于皂甙具有降低水溶液表面张力的作用,可在瘤由于皂甙具有降低水溶液表面张力的作用,可在瘤胃中和水形成大量的持久性泡沫夹杂在瘤胃内溶物胃中和水形成大量的持久性泡沫夹杂在瘤胃内溶物中。当泡沫不断增多,阻塞喷门时,使嗳气受阻,中。当泡沫不断增多,阻塞喷门时,使嗳气受阻,致使形成瘤胃臌气。致使形成瘤胃臌气。l 毒鱼作用:毒鱼作用:皂甙对鱼类、软体动物等冷血动物皂甙对鱼类、软体动物等冷血动物有很强
23、的毒性,致死量每千克体重为有很强的毒性,致死量每千克体重为100mg。2/9/2023291.非蛋白氨基酸非蛋白氨基酸 饲用植物中,有些饲用植物中,有些饲用植物中,有些饲用植物中,有些AAAA不是组成一般不是组成一般不是组成一般不是组成一般CPCP。在正常情况下,动物机体中不存在这些在正常情况下,动物机体中不存在这些在正常情况下,动物机体中不存在这些在正常情况下,动物机体中不存在这些AAAA,一旦它一旦它一旦它一旦它们被摄入机体后,由于这些们被摄入机体后,由于这些们被摄入机体后,由于这些们被摄入机体后,由于这些 异常异常异常异常 AAAA与正常的蛋与正常的蛋与正常的蛋与正常的蛋白质白质白质白质
24、AAAA的化学结构类似,可成为的化学结构类似,可成为的化学结构类似,可成为的化学结构类似,可成为AAAA的抗代谢物,的抗代谢物,的抗代谢物,的抗代谢物,从而引起多种类型的毒性作用。从而引起多种类型的毒性作用。从而引起多种类型的毒性作用。从而引起多种类型的毒性作用。(三)非蛋白氨基酸、毒肽和毒蛋白(三)非蛋白氨基酸、毒肽和毒蛋白2/9/2023302.毒肽和毒蛋白毒肽和毒蛋白l植物中天然存在一些肽类化合物,包括一些呈环植物中天然存在一些肽类化合物,包括一些呈环状结构的多肽。它们具有特殊的生物活性或强烈状结构的多肽。它们具有特殊的生物活性或强烈的毒性。的毒性。l通常将这些具有一定毒性的肽类和蛋白质
25、类化合通常将这些具有一定毒性的肽类和蛋白质类化合物分别称为物分别称为毒肽毒肽和和毒蛋白毒蛋白。l饲用植物中,影响较大的毒蛋白是饲用植物中,影响较大的毒蛋白是植物红细胞凝植物红细胞凝集素集素(haemagglutinin)、)、胰蛋白酶抑制剂胰蛋白酶抑制剂(trypsin inhibitor,TI)和和尿酶尿酶(ursae)。2/9/202331它是一类可使红细胞发生凝集作用的蛋白质,在作它是一类可使红细胞发生凝集作用的蛋白质,在作物中普遍存在,尤其多存在于豆科作物种子中。物中普遍存在,尤其多存在于豆科作物种子中。不同豆科植物种子中的凝集素活性不同,如以大豆不同豆科植物种子中的凝集素活性不同,如
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