我国作为一个产棉大国，年产棉籽约为800万t，提油后的棉籽饼和棉粕占我国年产各种饼粕总量的12%左右。 如果充分利用棉籽饼和棉粕将部分缓解我国蛋白原料的供求矛盾。
1 棉酚的理化性质与分布
    棉酚是一种具有广泛生理活性的黄色酚类化合物，分子式为C30H30O8，分子量为518，化学结构式见图1。


    棉酚具有2种光学异构体，即右旋棉酚与左旋棉酚，其主要活性成分是左旋棉酚。棉酚主要存在于锦葵科植物的种子色素腺体中，从棉籽中分离得到的棉酚为2种异构体存在的消旋体。另外，棉酚还可以分为游离棉酚和结合棉酚，其中游离棉酚因具有活性醛基和羟基而发挥毒性作用。
    经检测，棉籽饼中棉酚的含量约为0.15%～1.80%。家畜摄入棉酚以后，棉酚经消化以后，一部分棉酚以结合型被排出体外，而游离型棉酚则被消化道吸收入血对机体产生毒副作用。不同的动物对棉酚的耐受量是不同的。我国规定其游离棉酚含量不得超过1200mg/kg棉籽饼，猪饲料中的棉酚耐受量为100mg/kg饲料，超过该量则抑制生长，并可能导致中毒死亡。一般乳仔猪禁用、种猪少用(3%以内对精子和产仔数都有影响)、生长育肥猪不超过10%为宜。
2 棉酚的生殖毒性
2.1 棉酚的雄性生殖毒性
2.1.1 对睾丸的损伤： 雄性生殖器官是棉酚造成生殖毒性的主要靶器官，它能破坏雄性动物的睾丸生精上皮，导致精子畸形、死亡，甚至无精子，造成繁殖能力下降或公畜不育。
    棉酚所引起的睾丸病理学改变主要集中在生精上皮、生精小管等部位。陈思东等用120mg/(kg•bw)的棉酚对小鼠灌胃20d，睾丸病理变化主要表现为部分生精小管排列较疏松，生精小管内基膜上的精原细胞较少，间质细胞消失，可见一些生精小管的初级精母细胞与精原细胞或基膜之间有较大的空隙，亦有部分生精小管腔内的精子尾部减少。可见，棉酚能够损伤睾丸的生精功能。同样，Ojha等用20mg/(kg•bw)的棉酚饲喂雄性小鼠70d后，发现精子形成过程中处于各阶段的细胞类型和数量出现明显变化，主要表现为生精细胞分裂到单倍体细胞(精子和精子细胞)期的高峰逐渐消失，其次这种分裂抑制现象在二倍体细胞(主要为精原细胞和次级精母细胞)期更突出，部分分裂抑制出现在四倍体细胞(主要为初级精母细胞)期，在试验后期，大多数生殖细胞停滞在二倍体细胞期，所以减数分裂的初级精母细胞失去进一步分化为单倍体细胞的能力。另外，棉酚还可以促进小鼠睾丸生精细胞凋亡，其中以精母细胞和精子细胞凋亡最多，偶可见呈串珠状或密集成堆状。在停饲120d后，睾丸部分生精功能恢复。
2.1.2 对附睾的损伤：附睾也是棉酚的靶器官之一，附睾是精子成熟的主要部位，棉酚通过干扰精子的形成过程从而导致精子数量下降、形态异常。Andrade等研究表明，断奶期至发情期的雄性小鼠采食棉酚后，精子日生成量和附睾中精子密度出现明显下降，但是血浆中睾丸激素水平和生殖器官重量没有改变。另外，采食棉酚的雄性小鼠精子形态结构发生不同程度的改变。附睾经超微结构检查发现上皮主细胞呈鳞片状脱落，胞质内含有退化的精子。退化的上皮细胞内含有大小不同、形状各异、密度不均的小泡或颗粒。棉酚对精子形态的影响主要是通过破坏精子的细胞膜，抑制微管蛋白的形成，阻止微管蛋白之间的聚合等作用，从而破坏精子尾部形态结构造成精子活力的丧失。但是，Hassan认为棉酚对反刍类动物精子的形态学影响是可以改变的。这种可逆的改变与Ojha等研究的停喂棉酚后睾丸生精能力的恢复有关。
    另外，棉酚还能够破坏精子的动力装置，干扰精子能量的产生。棉酚还是线粒体氧化磷酸化反应的解偶联剂，干扰线粒体的氧化呼吸作用，从而造成线粒体肿胀、空泡嵴退化消失、螺旋鞘膜区排列紊乱等。它可以抑制腺苷酸环化酶，降低精子能量水平，造成精子活力完全丧失。线粒体是精子运动的主要能量结构，线粒体结构的破坏是造成精子活力丧失的主要因素之一。在精子活力的体外研究中，Roychoudhury等发现棉酚对家兔精子活力的影响和其与棉酚的接触时间、剂量呈现正相关。这与钱晓菁的研究结果基本相同。钱晓菁的研究发现，棉酚作用于动物的时间越长，形态异常精子的数量越多。异常精子主要表现为尾部形态异常(包括细胞膜不完整、轴丝脱出、尾部折断等)和头尾分离2种情况，畸形率高达54.67%。其中，在第28天时，精子以头尾分离为主；在第70天时，2种异常比例基本持平。同样，陈思东等以200mg/(kg•bw)棉酚饲喂小鼠发现在20d时小鼠精子数目显著减少。可见，棉酚作用于附睾主要是扰乱了其正常的结构和功能，在一定程度上阻碍了精子的成熟过程，造成精子异常。另外，棉酚对精子顶体酶类活性的抑制作用在一定程度上造成了动物受精率的下降。
2.2 棉酚的雌性生殖毒性
2.2.1 对卵巢的损伤： 棉酚不但对雄性动物的主要生殖器官具有损伤作用，而且对雌性动物的主要生殖器官及生理周期也有影响。李继俊等研究发现，棉酚不但抑制卵泡的发育成熟，使窦状卵泡减少，闭锁卵泡增加，而且还可以干扰雌性动物体内性激素的代谢，造成血浆雌二醇降低，性激素合成抑制。陈咏等报道，棉酚能够显著地抑制体外培养大鼠黄体细胞中基础孕酮分泌。大剂量的棉酚造成排卵停止，黄体溶解，卵巢运血减少，卵巢减轻等现象。棉酚干扰性激素的水平和抑制卵泡发育可能是造成雌性动物排卵减少的主要因素。另外，棉酚的体外毒性研究中，龙安梅等证实醋酸棉酚可以抑制猪原代培养黄体细胞的增殖，并诱导黄体细胞凋亡的发生。
    可见，棉酚对雌雄动物的毒性作用不同于雄性动物。它不但造成雌雄动物实质脏器损伤，如抑制卵泡发育、造成卵泡闭锁等，而且还能够干扰性激素的代谢水平，从而影响雌雄动物生殖细胞的发育。
2.2.2 对动情周期的改变： 大剂量的棉酚可以扰乱哺乳动物正常的动情周期，使动物的动情周期呈现不规则变化，表现为间歇期延长或非动情期状态。但是，Akinola等的研究中，用40mg/(kg•bw)棉酚对小鼠灌胃，15d后小鼠的发情周期和排卵没有发生显著的变化，卵母细胞数量也没有显著差异，说明雌性动物中可能具有限制或消除棉酚毒性的因素。
2.2.3 对妊娠的改变： 棉酚不但对动物生殖细胞的发育有影响，而且可引起着床率降低、孕畜流产、死胎或早产。
    Galvao等在对母牛胚胎移植试验中表明，正常组的母牛的胚胎移植妊娠率与棉酚组相比要高(见表1)。
    由此可见，棉酚可以通过改变胚胎成活力而实现其生殖毒性作用。Hernandez和Jousan等研究证明上述观点，当胚胎在含10μg/mL棉酚的介质中培养时，1-细胞期胚胎变成胚泡的比例减少。长期接触棉酚时，其胚胎发育能力被破坏，但该作用可逆。