单宁的抗营养作用与去除方法
2 、微生物对单宁的降解作用
1单宁对微生物的拮抗性 单宁被认为是植 物在长期进化过程中为防止被动物采食和致病 微生物感染而产生的一类具有防御作用的次级 代谢物质。因此,单宁具有抑制微生物生长以 及抵抗生物降解的能力。单宁对微生物的抑制 机制目前尚未完全了解,其主要机制可能是: i与微生物的细胞壁上的某些物质反应,导致 其功能降低或丧失;ii与微生物分泌的胞外酶 结合使之活性丧失;iii与环境中的营养物质结 合抑制微生物的吸收。
单宁对养殖动物的毒性主要表现在两个方面,一是 直接损伤消化道,二是其代谢物质进入循环系统后 对肝肾等造成损伤。研究发现,单宁酸可对大鼠产 生急性毒害作用。口服单宁酸后,大鼠表现出惊厥 呼吸衰竭并导致死亡,解削结果显示,单宁酸导致 肝坏死、肾炎以及暂时性急性肠炎,并能导致脾、 肾上腺皮质和睾丸等多个器官浮肿以及胸腺等萎缩。 研究发现饲料中高浓度的单宁(8%)对刚断奶的小鼠 有致死作用,而随着小鼠的生长,其对单宁的耐受 能力逐渐增强。由于单宁具有较强的抗营养作用, 因此,在动物饲料中应慎重添加富含单宁的植物性 饲料原料。
2)降低动物体内的氮平衡:研究表明,单宁 能降低动物体内的氮平衡。用单宁含量不同 的高梁饲喂北京鸭,发现高单宁含量的高梁 可显著降低其体氮沉积量。单宁降低氮平衡 的原因可能是,降低氮的摄入量、消化吸收 量以及提高氮的排出量。
单宁对粪氮的影响比较复杂,一方面,可能 是单宁降低了氮的摄入量以及消化和吸收量; 另一方面,单宁诱导唾液腺分泌的富脯氨酸 蛋白也是造成体氮流失的重要原因。
有研究表明,单宁对碱比较敏感,在碱性条件 下,单宁活性受到抑制。草木灰被证明对单宁 活性具有一定程度的抑制作用。由于草木灰水 溶液呈碱性,因此,其作用机制被认为NaOH 相同。已有研究表明,草木灰不仅可以降低单 宁含量,还能提高绵羊对其蛋白质等的消化率。
由于单宁能与某些化合物结合成比与蛋白 质等形成的复合物更难溶的复合物,因此 向植物性原料中添加这类物质可显著降低 单宁的抗营养作用,这类物质包括PEG和 PRP,其中关于PEP以开展了大量研究。PEP 能与单宁形成比蛋白质更难溶的复合物, 因此能够提高动物对含单宁饲料中蛋白质 等的摄食率、消化率。
目前,已有大量研究表明单宁能降低动物对营养物质 的生物利用率。单宁主要降低蛋白质并在不同程度上 影响其他营养物质的利用率。尽管相关研究还不深入, 然而,目前的研究报道显示,单宁对营养物质的生物 利用率的抑制作用可能具有多方面的原因,主要町能 有以下几个方面:
1)降低营养物质的消化与吸收:单宁和饲料中的营养 物质,如蛋白质、糖、钙、铜和锌等结合成不溶于水 的复合物。这些物质在动物消化道内比较稳定,很难 被消化。此外,单宁还能抑制消化酶活力,从而进一 步降低营养物质的消化率。单宁能降低营养物质的吸 收 。研究发现,茶水(含118 mg/1儿茶酚和82 mg/l单 宁酸)能降低大鼠对铁的吸收率达50%以上。
单宁的抗营养作用与去除方法的研究进展
一、单宁的分类、化学结构及理化性质 二、抗营养作用及其机理 三、去除方法 四、应用
一、单宁的分类﹑化学结构及理化性质
植物单宁是一类广泛存在于植物体内的多元酚 化合物,按照其分子结构,分为水解单宁和缩 合单宁。水解单宁包括桔单宁和鞣花单宁,是 桔酸或与桔酸有生源关系的酚羧酸与多元醇组 成的酯。缩合单宁是羟基黄烷醇类单体组成的 缩合物,单体问主要以C—C键相连。单宁是多 酚中高度聚合的化合物,它们能与蛋白质和消 化酶形成难溶于水的复合物,影响食物的吸收 消化。
害作用
1 、降低摄食率
目前,大多数研究报道指出单宁能降低动物摄 食率。单宁具收敛性,口感苦涩,影响适口性, 因此,饲料的适口性随其单宁含量逐渐增加而 降低。单宁与唾液黏蛋白结合并沉淀,从而降 低了唾液的润滑作用使口腔干涩,影响事物的 吞咽,这可能是降低动物摄食率的重要原因。
2 、降低饲料营养物质的生物利用率
3)改变动物消化道菌群:消化道菌群对动 物、尤其是反刍动物的营养消化有重要作 用。研究指出,缩合单宁改变了大鼠消化 道微生物的种群结构,大鼠摄食含单宁的 饲料后,其消化道中单宁耐受菌比例显著 上升。研究发现,缩合单宁对瘤胃蛋白质 降解菌生长具有抑制作用并降低了该类细 菌对蛋白质的水解率。因而也就降低了反 刍动物对饲料蛋白质的消化率。
植物单宁分子内有多个邻位酚羟基,可作为多 基配体与一个中心离子(如铁、铜、锌等金属 离子)络合,形成环状螯合物,在不同的pH值 下发生沉淀.在碱性条件下,单宁与金属离子 易形成多配络合物。
二、抗营养作用及其机理
1 、降低摄食率 2 、降低饲料营养物质的生物利用率 3 、单宁及其降解产物对养殖动物产生直接毒
三、去除方法
1理化方法 2微生物对单宁的降解作用
1 、理化方法
关于理化手段降解单宁的方法主要包括溶液浸 提、干燥方式、脱壳、挤压、碱、聚乙二醇以 及射线处理等。
单宁往往存在于某些豆类的种皮内.而其他部 位含最很少,因此通过脱壳基本上完全除去其 中的单宁。挤压过程中可以产生高温,能对热 不稳定的抗营养因子起到一定程度的破坏甚至 是去除作用。
最新研究表明,射线处理对单宁具有明显的去 除作用,用不同剂量的7射线(2、4和8kGy)照 射5种不同的大豆,发现随着放射剂量的增加, 其包括单宁在内的多种抗营养因子含量显著下 降。
然而传统方法往往在去除植物蛋白源中抗 营养因子的同时,会降低其中其他营养物 质的含量。导致原料的营养价值降低。研 究表明,用水对大豆、豇豆浸提12~14 h 后,可降低其寡糖含量20% ~ 30%,其中 可降低蔗糖含量分别为27%、3l%和35%。 通过水浸提、脱壳、冲洗以及加热综合处 理后,可降低上述3种豆粉中55%~74%的 蔗糖。研究发现,尽管挤压没有降低芸豆 中蛋白质、糖类、纤维害消化系统:单宁,尤其是高剂黄 的单宁,对动物消化系统的损害作用,已经在 相关研究中得到验证。研究发现连续灌喂高剂 鲢缩合单宁10 d后绵羊胃肠道黏膜出现溃疡、 增厚,内部充气膨胀以及充满大量水样物质。 研究发现,单宁对鸡肝脏的生长具有抑制作用。
3 、单宁及其降解产物对养殖动物产生直接毒害 作用