菜籽饼粕对水生动物生长性能及饲料利用率的影响
3 改善菜籽饼粕应用效果的措施
3.1 采用适当的加工工艺降低菜籽饼粕中的抗营养因子
3.1.1 脱壳油菜籽中90 %以上的植酸、单宁及皂素等抗营养因子都存在于皮壳中, 因此经过脱壳处理,可以减少大部分抗营养因子,提高菜籽饼粕的营养和利用价值。易中华和吴兴利(2007)报道,将Canola 籽脱壳后,可以使Canola 粕的纤维含量由13.3 %降低到6.6 %, 脱壳的菜籽饼粕其营养价值明显提高。但脱壳机械成本较高,且不能彻底除去饼粕中的抗营养因子, 残留的抗营养因子需进一步处理(金晶等,2009)。
3.1.2 水洗法此法在国外已被采用, 脱毒效果较好。该法既省水,又提高了脱毒率,但该法对不溶于水的抗营养物质不起作用, 而且因很多营养物质(水溶性蛋白、可溶性糖、维生素等)也会溶于水而随水流失,造成极大的浪费。
3.1.3 热处理此法可以降低菜籽饼粕中硫代葡萄糖甙的含量,使芥子酶失去活性,提高菜籽饼粕能量的利用率。常用的方法有干热去毒法和蒸气气提法。但双低菜籽粕对热处理加工过程十分敏感。过热处理时,饼粕氨基酸的含量和有效性可受到严重的损害, 主要是蛋白质中的部分氨基酸与糖类发生美拉德反应, 形成在动物体内不能被利用的色素复合物, 从而降低某些氨基酸的消化率或利用率;而热处理不足时,则不能使菜籽中的硫代葡萄糖甙酶和黑芥子酶失活(彭健等,2000)。
李建凡等(1993)研究表明,低温饼粕的总氨基酸含量,特别是赖氨酸含量显著高于机榨饼和浸提粕;并且低温饼粕各氨基酸利用率均高于机榨饼。由此可见,在菜籽取油加工过程中,不同加工工艺,对菜籽饼中氨基酸含量和氨基酸利用率的影响也不同。
3.1.4 化学处理法这是针对菜籽饼粕中某种有毒成分的某特性而发生化学反应或利用某一特性进行的脱毒方法。常采用加碱、氨和硫酸亚铁等进行处理。氨处理是通过加热使氨与菜籽饼中的硫代葡萄糖甙起化学反应生成无毒的硫脲, 氨只对硫代葡萄糖甙起钝化作用,但并不能使其消失,且氨对植酸、单宁、纤维素等都不起作用。碱处理较理想, 可以完全去除硫代葡萄糖甙和绝大部分芥子碱,又可使游离态植酸中和生成植酸盐,使植酸盐封闭,但脱毒范围不够大,而且还增加了脱毒饼的苦味。铁盐法是利用菜籽饼中的硫代葡萄糖甙水解产物在处理时与Fe2+起螯合作用, 形成高度稳定的络合物,而不被动物吸收,从而达到去毒的目的。这种处理方法简便易行,不受环境、设备条件的影响,且氨基酸与蛋白质损失少(徐洪志等,2007),但脱毒效果较差,对菜籽饼中的其他有毒成分没有作用,而且还因铁锈味增加,影响脱毒饼的适口性(黎娇凌和黄永光,2007)。从以上研究结果可以看出,单一的物理、化学脱毒方法,脱毒范围都较小,脱毒率低,脱毒后菜籽饼粕的适口性较差,所以脱毒效果不理想,影响了菜籽饼粕蛋白质的利用率。多种方法联合使用,可以更有效地降低菜籽粕中的有毒有害物质。在一项由
中国农业人才网资助的研究中发现,菜籽粕经不同压力、温度、湿度和氨水-甲醇-正己烷溶液处理后酚类物质含量有不同程度的下降,其中氨水-甲醇-正己烷双液相萃取工艺脱除菜籽粕中酚类物质效果较理想, 酚类物质含量减少78.1 %,硫代葡萄糖甙减少83 %左右。
3.1.5 酶解法酶水解饼粕类植物蛋白, 不仅可以降低各种有害物质的毒害作用, 还可以使植物蛋白释放出具有生物活性小分子肽, 大大提高饼粕类植物蛋白的应用价值。刘文斌等(2007)在异育银鲫饲料中添加棉籽粕、菜籽粕、花生粕、豆粕酶解蛋白和鱼粉后,鱼体增重率均有所提高,并相应降低了饵料系数,提高饲料利用率,由于不同饼粕蛋白酶解产物中肽种类和分子组成不同, 所以对异育银鲫的营养效果不一样, 小分子肽比例越大,鱼类生产性能和免疫指标越好。
3.2 添加外源性酶制剂抗营养因子是限制菜籽饼粕利用的主要因素之一。研究表明,在菜籽饼粕日粮中添加NSP 酶、α-半乳糖苷酶、植酸酶等酶制剂,可消除菜籽粕中抗营养因子,提高菜籽饼粕代谢能值和营养物质利用率,增强机体免疫力,改善动物生产性能(张彦双等,2004)。Hardy 和Sulivan(1983)用含20 %双低菜籽粕的饲料喂养虹鳟,结果显示,其对鱼体重增长、饲料转化率和感觉器官特性无显著影响, 而植酸酶可显著提高含有菜籽粕饲料的营养价值和利用率。张洁等(2003)证实,在双低菜籽饼型日粮中添加植酸酶,可改进钙、磷的利用率,而且还可取代一半的磷酸氢钙。张妮娅和齐德生(2005)的研究表明,双低菜籽粕中添加外源酶制剂(植酸酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果胶酶、纤维素酶)可以改善双低菜籽粕中矿物质以及干物质和能量的代谢率。
3.3 添加晶体氨基酸或蛋白质混合搭配提高饲料氨基酸的平衡性虽然菜籽饼粕的蛋白质含量较高,但其氨基酸比例不平衡,将菜籽饼粕和其他饼粕适当搭配使用,可有效地控制毒物含量,有利于氨基酸的互补, 尤其是菜籽粕与棉籽饼搭配使用,可以平衡饲粮的氨基酸,使动物表现良好的生产性能(彭健和蒋思文,2001)。双低菜籽粕中氨基酸的利用率较低, 尤其是赖氨酸的含量和有效性低,因此不论单独使用或与棉籽饼粕配合使用,最好在饲粮中补充适量的合成赖氨酸或添加适量的鱼粉、血粉等动物蛋白。
3.4 微生物发酵微生物脱毒与其他方法相比有以下优点:(1)脱毒效率高达80 % ~ 90 %;(2)发酵周期短;(3)发酵过程产生大量有机酸,具有特殊香味,提高蛋白质产品的适口性;(4)发酵可提高产品营养价值, 提高菜籽饼粕蛋白质的含量和利用率;(5)产生大量活性益生菌,调节动物机体胃肠道微生态平衡。大量的试验证明,用多菌种混合制成的发酵剂进行发酵脱毒效果很好。蒋玉琴等(1999)采用少孢子根霉菌、乳酸菌等复合菌溶液,在适宜的条件下进行菜籽粕的发酵脱毒,结果发现菜籽粕中硫代葡萄糖甙的降解率为50 %~ 60 %。董绪燕等(2008)利用枯草芽孢杆菌对菜籽饼粕进行发酵,结果发现,发酵后的菜籽饼粕中的硫代葡萄糖甙、异硫氰酸酯和OZT 得到基本降解,极大地降低了菜籽饼粕的毒性。孙林等(2009)以普通菜籽粕为原料,选择植物乳酸菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌进行单菌和混菌固态发酵,结果发现,植物乳酸菌对硫代葡萄糖甙降解效果显著高于其他菌种,发酵24 h硫代葡萄糖甙降解率可达53.11 %, 且混菌发酵效果优于单菌发酵。利用其发酵处理菜籽饼不仅可以脱去其中的有毒成分, 还可以增加菜籽饼中的有益成分。钟世荣等(2001)报道,经曲霉菌发酵24 h,菜籽饼粕中的异硫氰酸酯和OZT 的总脱毒率可达89.8 %,粗蛋白质提高16.9 %,粗纤维含量降低,适口性得到改善。
3.5 育种法和基因工程途径通过遗传学方法,选育和推广以双低即低硫代葡萄糖甙、低芥酸的双低油菜品种,可以从根本上除去抗营养因子,此法前景广阔,且最经济最有效。与传统油菜相比,双低菜粕蛋白质含更高,氨基酸组成更趋平衡,赖氨酸、蛋氨酸、精氨酸的含量显著高于普通菜籽粕,粗纤维含量低,且富含钙、磷、硒等矿物质和B族维生素, 其硫代葡萄糖甙含量仅为传统菜籽粕的15 %,是优质的蛋白质饲料资源。
4 展望
菜籽饼粕的开发利用一方面可以节约饲料成本降低养殖成本, 另一方面可以缓解鱼粉等蛋白质资源短缺的现象,但由于其含有芥子苷、芥酸、植酸和单宁等有毒物质和抗营养因子, 限制了其在水产饲料中的添加量。通过作物育种、改善加工技术、添加外源酶制剂等方法,可改进和提高菜籽饼粕的饲用价值, 从而提高了其在水产养殖中的应用潜力。
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