飼料中的抗營養因子導致飼料營養價值和適口性下降,引起大批畜禽生產力下降,甚至中毒死亡,造成巨大經濟損失。因此,廣大畜牧獸醫、動物營養、環境衛生, 尤其是飼料加工工業等人員都高度重視飼料的衛生狀況,努力提高飼料衛生質量監督和對有毒物質的防除意識,保證飼料加工和畜禽養殖業的穩步發展。
一、影響飼料安全的因素
1. 飼料自身因素
在飼料的生產過程(包括生長、收獲、運輸、加工、貯藏等) 中,飼料本身固有或自然形成某些有毒有害成分或其前體物質,這些物質可大體分為飼料毒物和抗營養因子等。其中飼料毒物是影響飼料衛生的重要因素,它作為飼料的天然成分,產生于飼料生產的各個環節,如棉籽中含有棉酚色素及其衍生物,菜籽餅粕中含有硫氰酸酯和口惡唑烷硫酮,蓖麻餅粕中含有蓖麻毒素和蓖麻堿等。當動物采食并吸收達一定量時,即可發生機體的機能性病理變化,導致生產性能下降,表現某些特征性中毒癥狀,嚴重時造成部分或大批動物死亡。而抗營養因子影響機體對營養物質的吸收和利用率,降低或破壞飼料中營養物質,甚至能導致動物中毒性疾病的一類物質。如植酸、蛋白酶抑制因子、抗維生素因子、非淀粉多糖、脂肪氧合酶及硫胺素酶、植物凝集素及單寧等等。實際上,抗營養因子和毒物之間常常沒有明顯的界限,有些抗營養因子可表現出一定的毒性作用,而很多毒物也具有一定的抗營養作用,因而把它們統稱為有毒有害物質。這些物質的毒效應可表現為直接影響動物對飼料營養成分的吸收、代謝與轉化,也可能表現為間接影響內分泌、免疫功能、生殖發育、神經傳遞等生理機能。
2. 自然與環境因素
飼料作物長期生長在自然界中,通過不同方式與土壤和空氣進行物質交換,體內成分必然受到自然與環境因素的影響。地殼表層中各種金屬元素分布很不均衡,如我國大部分地區的土壤中無機氟含量偏高,而硒含量缺乏等; 局部地區某種元素過多或過少,或因某種植物的特殊吸收功能,往往導致飼料中各種元素的含量差異,從而影響到采食動物的健康。由于氣候、季節和溫濕度的作用,各種微生物在不同種類的飼料中生長繁殖并產生有毒有害物質,如有害細菌、霉菌及其毒素常因引起動物的細菌性、霉菌性或毒素中毒性疾病,不僅使飼料品質下降,而且導致大批動物產品的質量和數量下降,造成重大經濟損失。這些現象多伴有明顯的地區性或季節性特點。
3.人為因素
在飼料生產的各個環節離不開人類活動的參與或干涉,由于人為作用造成的飼料衛生不良現象時常發生,如不合理的施肥、處方、殺蟲、加工、貯藏等,均可導致飼料成分及質量的改變,從而影響飼料的營養價值和安全性,引起動物機體的機能性病理變化,發生中毒性疾病。新農藥和其它化學品的不斷合成,其中有的尚未完成安全性試驗即大量投放市場,甚至濫用或不合理地使用都會影響飼料質量和動物健康。隨著工業化的迅速發展,工業三廢處理不當而污染環境和飼料,導致畜禽中毒性疾病的事件與日俱增。近年來飼料添加劑的品種和產量大增,用之得當則可改善飼料品質,提高飼料報酬,預防或治療畜禽疾病,促進畜禽生長,提高畜產品質量;如果配比不當,添加過量,無標準使用等必然產生事與愿違的后果。
二、飼料中有毒有害物質的種類與危害
1.有毒有害物質的種類
飼料有毒有害物質的成分復雜,種類繁多。而且還有許多不確定因素或未知因素,因而其分類方法也不統一。目前,常見的分類方法有以下幾種:按其來源可分為天然飼料毒物(包括其前體物和衍生物)、農藥(包括殺蟲劑、殺鼠劑、化肥以及植物生長調節劑等)、有害微生物(如某些細菌、霉菌及其毒素等)、環境污染物(如工業三廢、地質性氟過多、放射性物質等)、飼料添加劑(如維生素、微量元素、藥物等)、有毒植物(如棘豆屬和黃芪屬有毒植物、櫟屬植物的果實及嫩葉、紫莖澤蘭、鬧羊花、萱草根、狼毒等) 等。按其化學結構可籠統分為有機物質和無機物質兩大類, 或詳細分為鹽類、甙類、生物堿、酚類、肽類、蛋白質類、萜烯類、重金屬類、非蛋白氨基酸等。按其危害作用還可分為神經毒物、細胞毒物、肝毒物、腎性毒物、三致(致畸、致癌、致突變) 毒物、抗營養因子(包括植酸、非淀粉多糖、某些酶及酶抑制劑、單寧、凝集素、環丙烯類脂肪酸等)、致敏因子等。
2. 飼料毒物的體內轉運和轉化
飼料毒物進入機體的途徑主要是消化道的吸收作用,極少數可經呼吸道或皮膚粘膜吸收而產生毒性作用。大部分進入血液循環的毒物與血漿蛋白,特別是白蛋白(少數與球蛋白) 結合, 少數呈游離狀態。一般來說,這種結合是可逆的,血漿中結合的毒物與游離的毒物保持著動態平衡。與蛋白質結合緊密的毒物,不易透過細胞膜進入靶器官對組織產生毒性作用。由于不同毒物與血漿蛋白的結合力也不同,即已結合的毒物可被結合力更強的毒物取代而游離出來,或被內源性代謝物競爭或置換,從而增強其毒性。由于結合、主動運輸或溶于脂質中,毒物能在組織器官的特定部位貯存。各種毒物在體內各組織器官中的分布數量與貯存時間,由其透過細胞膜的能力及其與不同組織器官的親和力決定,而且常成為引起毒性作用的基礎。肝臟具有特殊的生理解剖特點,是毒物在體內貯存并進行生物轉化的主要器官。大多數飼料毒物在體內經過氧化、還原、水解、結合(或合成) 等作用,改變其結構和性質,從而達到活化(毒性更強) 或失活(解毒) 的作用。多數毒物在生物轉運和生物轉化過程中,發揮毒性作用,引起機體的代謝功能和組織結構的變化,損害機體的組織及其生理功能,發生中毒現象。如硝酸鹽被還原生成毒性更大的亞硝酸鹽;生氰糖甙經水解后釋放氫氰酸;馬鈴薯發芽變綠時產生多種茄堿;過多的碳水化合物可在瘤胃微生物的作用下產生大量酸性物質等。
3.飼料毒物的作用機理
飼料毒物的毒性可分為兩大類,即一般毒性(急性、亞急性、蓄積性和慢性)和特殊毒性(致突變作用、致畸作用、致癌作用、致敏作用、局部刺激作用和免疫抑制作用等)。毒物中毒機理的解釋可以從臟器水平、細胞水平、亞細胞水平和分子水平幾個層次進行研究,從而了解毒物作用與機體應答之間的關系。首先要確定生物大分子的靶點,回答何種組織器官或大分子對該毒物有較強的親和性。再分離和鑒定出毒物的活性代謝產物,同時測定由毒物所引起體內某種物質的數量或活性的改變,為更好的了解毒物的毒性和確定早期診斷指標提供依據。其次在動物種屬之間,在最基本結構分子水平上的基因表達非常相似。因此用有毒有害物質引起某種動物染色體和基因突變的資料,推測有毒有害物質對其它種屬動物的遺傳危害,從而彌補傳統毒理學研究的某些不足。研究證實,體內的脂肪組織對有機氯制劑具有高度親和性;砷和鉛主要貯存在骨骼和肝腎組織;棉酚和蓖麻毒素具有細胞毒性和血液毒性;菜籽餅毒素能引起甲狀腺腫大等癥狀;黃曲霉毒素B1能引起肝細胞壞死和膽管增生,進而誘發肝細胞性肝癌和膽管細胞性肝癌;植酸和氟離子能與許多二價離子(如Ca2+ 、Zn2+ 、Fe2+ 、M g2+ 、Cu2+ ) 結合, 形成絡合物,從而使這些元素的生物利用率降低,造成機體缺乏癥;亞硝酸離子可導致高鐵血紅蛋白癥; 氰離子與細胞色素氧化酶中三價鐵結合,造成細胞內缺氧和生物氧化功能喪失;氟乙酸經活化生成的氟檸檬酸能抑制順烏頭酸酶的活性,從而中斷三羧酸循環和能量的產生;有機磷酸酯類可抑制膽堿酯酶的活性,產生膽堿能神經興奮的一系列臨床癥狀;飼料中的某些酶抑制劑能使消化道中蛋白酶、淀粉酶或脂肪酶失活,影響飼料的消化吸收。目前用電子顯微鏡可觀察到亞細胞結構的改變,用生物化學方法,又能從細胞形態學改變聯系到體內某些物質的變化,使毒理機制的研究有了更大的進展。這樣,根據病理解剖學和毒理學方法,觀察中毒動物的病理變化和性質,可以進一步說明臨床癥狀,也為有效地防治中毒病指出方向。
三、飼料有毒有害因子的去除解決措施
1.增強飼料安全觀念
飼料的安全衛生直接關系到飼喂動物的安全和健康,間接影響到人類的衛生和安全。1991 年我國已經發布了部分飼料衛生標準,對常見的16種有毒有害物質在飼料中的允許量作了規定。農業部在1989年公布了20種畜禽飼料中允許使用的藥物添加劑及其使用方法,1998 年又調整為30種。這些標準和規定對保證畜禽飼料的安全衛生起到了重要作用。但是目前我國飼料安全問題不容樂觀,飼料衛生標準還很不完善,遠不能滿足對飼料安全管理的需要。許多有毒有害物質在飼料中的允許含量還沒有制定標準,已制定的衛生標準也僅限于豬禽飼料,水產飼料的衛生標準至今仍屬空白。調查顯示部分企業為了商業目的,在飼料中長期使用某些國家明令禁止的藥物或化學藥品,導致藥物和化學藥品殘留增加;更有甚者,在水產飼料中添加國家在20世紀80年代就已經禁用的敵百蟲。有些人為了牟取暴利,在飼料中添加絨毛膜促性腺激素、甲基睪丸酮、雌二醇等激素類藥物,動物產品安全問題時有發生。例如1998年5月香港發生的食用大陸供港活豬,引起的B2興奮劑中毒事件,就是某飼料企業為了片面追求瘦肉率,在飼料中添加了該類添加劑造成的嚴重后果。1998年英國瘋牛病傳播的重要途徑之一,是在飼料中使用動物加工副產品制成的肉骨粉;1999年比利時發生的“二惡英”事件也是由于在飼料中使用了受污染的工業用油引發的。另外有些企業飼料原料配置不合理,重金屬和有害物質殘留嚴重。由于藥物等殘留和衛生指標超標,造成我國畜禽及其產品出口困難,更增加了人們對動物性食品衛生質量的懷疑,消費受到抑制,導致肉、蛋、魚產品庫存增加,銷售不旺?;钚笄菁捌洚a品外銷不旺,給養殖戶、飼料企業和國家帶來巨大經濟損失。因此提高飼料衛生觀念,完善和制定飼料衛生標準和法規,加大宣傳力度,用法律保證我國飼料和飼料添加劑的安全衛生,才能保障飼用動物產品的衛生安全,促進國民經濟的穩步發展和人類健康。
2.作物育種
通過作物育種,把天然飼料毒物或其前體物的含量降低到最低水平,雖然需要嚴密的科技手段和較長的培育時間,但可以從根本上除去飼料中的有毒有害因子。如我國于20世紀70年代引進的無色素腺體棉花新品種,經多年選育,棉仁中的棉酚含量由1. 04% (4個老品種的平均值) 降低到僅為0. 02%(9個新品種的平均值)。其加工后的餅粕中,棉酚含量極少,營養價值不亞于豆餅,可以直接大量地飼喂動物。近年來,我國還引進和選育出低硫葡萄糖苷和低芥酸含量的“雙低”油菜新品種,提高了餅粕的品質和利用率。但新培育出的低毒品種仍存在著產量低、抗病力差和易出現品種退化等問題,需作進一步研究。
3.環境治理
環境污染以工業三廢、農藥和土壤中金屬元素含量過多為重要因素。因此認真貫徹執行國家于1989年頒布的《環境保護法》,開展環境治理工作是防止環境污染,確保飼料衛生質量的根本措施。工業三廢中可污染飼料的物質種類繁多,最重要的是礦藏開發及冶煉過程中,重金屬元素的擴散,輕工業生產中排放的有機毒性物質,可造成工廠周圍或沿河下游灌區的飼料污染,影響衛生質量。因而要嚴格控制工業三廢的排放,對三廢進行凈化回收處理,對農田進行污水灌溉和使用污泥、廢渣時應加強對環境污染的監測,嚴格防止污染的管理制度。農藥的大量使用或濫用,特別是那些殘效期長或在環境中不易破壞的農藥(如有機氯類),應停止生產、嚴禁使用,繼續研制高效、低毒、低殘留的農藥,加強飼料中農藥殘留量的檢測和進行去污處理。
4.脫毒或滅活處理
我國飼料餅粕的產量占世界首位,對于飼料餅粕的脫毒利用研究,特別是有關脫毒工藝的研究方面已經取得巨大成就。十多年來飼料脫毒工作者逐漸達成共識,即在飼料脫毒的同時,必須兼顧保護飼料中營養物質(特別是蛋白質)的含量和降低飼料成本。只有這樣,才能提高飼料資源開發的技術水平和經濟效益,飼料脫毒研究才能健康深入發展。如黃玉德等和李延云等分別采用微生物脫毒技術,有效地降低了棉籽餅中棉酚的含量,同時提高了蛋白質、氨基酸和維生素的含量。另外采用ZR熱噴技術進行有毒餅粕的工業化脫毒,其工藝簡單、生產效率高、成本低,而且脫毒效果好。體內外脫毒添加劑的研制和應用也為飼料脫毒利用增添了新途徑。在飼料中天然存在多種酶,一些酶能促進飼料中營養物質的消化和利用;另一些酶可使飼料中的營養成分減少或完全消失,或在營養物質轉化過程中產生有毒有害物質;還有一些酶能使飼料中的毒素與抗營養因子失去活性或破壞。開展飼料中某些重要酶及酶抑制劑的研究,已經成為飼料科學工作者的研究熱點。隨著該領域研究的不斷深入,必將產生更多的研究成果并轉化為飼料生產的巨大動力,從而保護動物健康,提高飼料營養價值.
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