菜籽饼粕脱毒处理

蒋德秀

      菜籽中含有一种叫做芥子苷的物质，它本身无毒，但是芥子苷在芥子苷酶的作用下会水解为异硫氰酸酯和腈。异硫氰酸酯可进一步分解为腈和噁唑烷硫酮。异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮会导致甲状腺肿大，它们和腈都严重影响适口性，因此，一般需经过去毒处理，才能保证饲用安全。完整菜籽中的芥子苷不会受到酶的作用。在传统的榨油方法中，菜籽被粉碎，芥子酶被释放出来，对芥子苷起降解作用，从而产生有毒物质，因此，必须控制酶的活性，勿使糖苷降解，如果它已经降解，可以利用各种物理化学方法使有毒有害成分发生钝化、破坏或结合等作用，排除毒物或解除毒性，从而消除或减轻其危害。　　菜籽饼粕含蛋白质35%～40%，各种氨基酸含量丰富而比例较适当，其品质接近大豆饼粕的水平，但由于菜籽饼粕含有许多与蛋白质组分有关的抗营养物质和有毒成分，使饲用价值降低，应用受到限制，造成资源的严重浪费。
　　菜籽饼粕中的抗营养成分和有毒物质，有三个最重要的因素，一是硫葡萄糖甙及其衍生物，二是植酸，三是单宁。据测定，不同地区及不同品种的菜籽饼粕的含毒量各异，硫葡萄糖甙为5.6%～9.7%，植酸含量为4.4%～5.6%，单宁含量约为1.5%～3.5%。
　　硫葡萄糖甙本身无毒，只是其水解产物才具有毒性，其降解产物主要有异硫氰酸酯、恶唑烷硫酮、硫腈酸酯和腈四类。异硫氰酸酯有辛辣味，严重影响菜籽饼粕的适口性，。高浓度的异硫氰酸酯对粘膜有强烈的刺激作用，长期或大量饲喂菜籽饼粕时可引起胃肠炎、肾炎及支气管炎，甚至肺水肿。异硫氰酸酯中的硫氰离子是与碘离子的形状和大小相似的单价阴离子，在血液中含量多时，可与碘离子竞争，而浓集到甲状腺中去，抑制了甲状腺滤泡细胞浓集碘的能力，从而导致甲状腺肿大，并使动物生长速度降低；硫氰酸酯的硫氰离子也可引起甲状腺肿大，其作用机制与异硫氰酸酯相同；恶唑烷硫酮的主要毒害作用是阻碍甲状腺素的合成，引起腺垂体促甲状腺素的分泌增加，导致甲状腺肿大，故被称为甲状腺肿因子或致甲状腺肿素。同时，还可使动物生长缓慢，一般来说，鸭对恶唑烷硫酮比鸡敏感，鸡比猪敏感；硫葡萄糖甙在较低的温度及酸性条件会有大量的腈形成，腈对机体的毒性比异硫氰酸酯和恶唑烷硫酮大得多，腈可引起细胞内窒息，但症状发展较慢。抑制动物生长，使肝和肾肿大，单胃动物的胃环境很有利于腈的生成。
　　植酸具有很大的螯合能力，其螯合能力与螯合剂乙二胺四乙酸近似，植酸在消化道中能结合二价和三价金属离子如钙、锌、镁、铜、锰、钴和铁等，形成不溶性螯合物。在pH=7.4的条件下，植酸和金属离子结合的能力：Cu2+>Zn2+>CO2+>Mn2+>Fe3+>Ca2+。这些螯合物即使在弱酸(pH=3-4)条件下，也极难溶解，不易被消化道吸收。因此，饲料中植酸的含量过高时，可使钙、锌等元素的利用率大为降低。特别是锌，在小肠上端pH条件下，锌形成极难溶解的植酸盐。据报道，高含量的植酸可使单胃动物对钙的吸收降低达35%。尤其是幼畜，植酸过多对钙的吸收的抑制作用表现得更为明显，并可导致佝偻病。
　　单宁通常存在于菜籽外壳中，主要是缩合单宁，单宁具有涩味，适口性差，首先影响动物的食欲，降低采食量。在消化道中单宁可与饲粮中的蛋白质结合，生成不溶性化合物，也可与多种金属离子如钙、铁及锌等发生沉淀作用，从而降低它们的利用率。单宁还可和消化酶结合，影响酶的活性和功能，不利于营养物质的消化吸收。
　　
　　中国饲料卫生标准中规定：菜籽饼粕中异硫氰酸酯的允许量为≤4000毫克／千克；鸡配合饲料≤500毫克／千克；生长肥育猪配、混合饲料≤500毫克／千克。恶唑烷硫酮的允许量：肉用仔鸡、生长鸡配合饲料≤1000毫克／千克：产蛋鸡配合饲料≤500毫克／千克。
　　菜籽饼粕的去毒处理方法，国内外研究甚多，但至今仍未彻底解决。
　　（一）水浸法 硫葡萄甙具有水溶性，用水浸法去毒简便易行，将菜籽饼粕（饼粕与水的比例为1：6）用水浸泡数小时，再换水1～2次，也可用温水浸泡数小时，清水浸泡24小时，将水滤去。本法的缺点是水溶性营养物质损失较多。
　　（二）醇类水溶液处理法 醇类(多用乙醇和异丙醇)水溶液可提取出饼粕中的硫葡萄糖甙和多酚化合物，还能抑制饼粕中酶的活性。此法的缺点是耗用溶剂较多，饼粕中醇溶性物质(如醇溶性蛋白质)损失较多。
　　（三）热处理法 可用干热、湿热、压热处理菜籽饼粕，在高温下可使硫葡萄糖甙酶失活，有的用50℃热水浸泡8～12小时，中间换水两次，然后滤去废水，加水煮沸1小时，边煮边搅拌；或将粉碎饼粕蒸30分钟也可。此法的缺点是使饼粕中蛋白质利用率下降。且由于硫葡萄糖甙仍留在饼粕中，饲喂后可能被动物肠内某些细菌的酶分解而产生毒性。
　　(四)坑埋法 将菜籽饼粕用水拌和后封埋于土坑中30～60天，可去除大部分毒物，此法简单，成本低，但应用受地区限制，一般在水位低、气候干燥的地区比较适宜。
　　(五)化学物质处理法 可采用碱、氨、硫酸亚铁等进行处理，碱处理法可破坏硫萄萄糖甙和绝大部分的芥子碱。通常采用NaOH、Ca(OH)2和Na2CO3三种，其中以Na2CO3的去毒效果最好。氨处理法多同时进行加热，氨可与硫葡萄糖甙反应，生成无毒的硫脲。硫酸亚铁处理法的作用在于，铁离子可与硫葡萄糖甙及其降解产物分别形成螯合物，从而使它们失去毒性。上述化合物可加在饼粕中进行处理，也可在制油工艺各阶段中加入进行处理。
　　(六)微生物降解法 近年来国外的研究表明，某些细菌和真菌(霉菌、酵母)可被用来去除硫葡萄糖甙及其降解产物。国内近年来对菜籽饼粕发酵去毒法的研究也有较大进展，提出了一些方法，但大多尚处于试验阶段，有待进一步完善。
　　上述各种去毒方法均有一定的效果，但多存在影响饼粕的营养价值或成本较高、设备尚难普及等弊端。故应根据具体情况和条件合理地加以选择。

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