饲料卫生学 蛋白酶抑制因子
畜牧兽医本科《饲料毒物与卫生学》课程代码08859,要点
本科《饲料毒物与卫生学》课程代码8859，复习资料第一章饲料毒物与毒物基础一、基本概念1.毒物毒性：指外源性毒物与机体接触或进入机体后引起生物体损害的相对能力。
2. 毒性：指外源性毒物与机体接触或进入机体后引起生物体损害的相对能力。
3.剂量：给予机体或与机体接触的毒物的量。
4.绝对致死量：指能引起一群动物全部死亡的最低剂量或浓度。
5. 半数致死量：LD50,能引起一群动物中的50%死亡所需的剂量或浓度。
6.急性毒性：机体一次大剂量接触外来化合物之后所引起的快速而剧烈的中毒反应。
7.毒物代谢转化的过程包括氧化、还原、水解和结合。
8..饲料毒物的吸收过程，实质是通过生物膜的过程。
二、基本知识点1.剂量反应曲线的基本类型：直线型、抛物线型、S状型2.影响毒物毒性的因素1）毒物本身的性质2）动物对毒性的影响：动物种类、年龄、性别、生理状态、营养状态3）外界因素对毒物的影响：气温与湿度、其他因素3.毒物吸收的途径：胃肠道吸收、呼吸道吸收、皮肤吸收、其他途径吸收4.影响外源化学物分布的因素：1)毒物的理化性质2）局部器官的血流量3）毒物通过某些屏障的能力4）与血浆蛋白结合5)体液PH5.饲料安全性评定程序分为急性毒性试验、蓄积性致突变和代谢试验、亚慢性毒性试验和慢性毒性试验四个阶段。
第二章饲料源性有害物质一、基本概念1.生物碱：饲料中生物碱是一类含氮的有机化合物，有类似碱的性质，能与酸结合成盐。
2.硫葡萄糖苷又称芥子苷，是菜籽饼中的主要抗营养因子3.结合棉酚：通常将棉酚和氨基酸或其它物质结合的棉酚称结合棉酚，结合棉酚无毒。
4.非淀粉多糖：植物组织中除淀粉以外的所有碳水化合物的总称。
由纤维素、半纤维素、果胶组成。
5.植物凝结素：能凝结动物和人的红细胞的一类物质。
6.蛋白酶抑制剂：指一类与蛋白酶的必需集团发生反应，从而抑制蛋白酶与底物结合，降低或丧失蛋白酶活性的物质7.抗维生素：化学结构与某种维生素类似的化合物，在动物代谢时可与该种维生素竞争并取而代之，引起该种维生素缺乏。
蛋白酶抑制剂
不良反应
Joan Stephenson博士在美国医学会《医学新闻及观点》杂志上发表文章称，美国、加拿大及澳大利亚的研 究者发现，一些接受抗HⅣ治疗的患者在服用蛋白酶抑制剂后出现了脂肪的异常分布。
研究者发现，在服用3个月或以上蛋白酶抑制剂后，一部分患者在体重不变的情况下，出现了脂肪组织的异常 沉积，其表现为“水牛背”（即颈底部的脂肪组织）、壶状腹或“满月脸”。而另外一些患者在服用蛋白酶抑制 剂后却出现了四肢或脸部的脂肪消耗。上述症状在柯兴综合征患者中十分常见。该综合征是由于血清皮质酮异常 升高引起的，但在这些患者中没有发现血清皮质酮升高的证据。引起脂肪异常沉积的蛋白酶抑制剂至少有4种： indinavir、nelfinavir、ritonavir和saquinavir。美国国家健康署（NIH）的研究人员通过对10位出现腹围 增大的患者进行CT扫描发现，在服用indinavir后，脂肪并不是沉积于皮肤下，而是沉积在腹部脏器周围。蛋白 酶抑制剂究竟是如何引起上述症状的原因尚不清楚。一些研究显示蛋白酶抑制剂可能会影响代谢功能，引起甘油 三脂及血糖的升高、胰岛素抵抗以及糖尿病，但在这些出现脂肪沉积的患者并没有发现这些异常。同样，脂肪沉 积在换药后是否是可逆的也尚不清楚。
第四节,饲料的抗营养因子
二、影响矿物质、微量元素利用的抗营 养物质 • 棉酚
• 活性醛基和羟基可以和蛋白质结合，降低蛋白质 的利用率。 • 细胞、血管和神经的毒物。 • 与铁结合，损害血红蛋白中铁的作用，引起缺铁 性贫血。 • 破坏睾丸的生精上皮，影响雄性动物生殖机能 • 蛋黄就会变色 ，影响物质
动物性饲料中的抗营养物质
• • • • 一、饲料中的化学反应产物 二、饲料中的细菌和霉菌 三、过量矿物质维生素 四、除去抗营养物质的方法
饲料中的化学反应产物
• 这类产物影响动物利用营养素的有过氧化 脂肪(即脂肪酸败产品)；棕色物质(主要是 AA和糖反应的产物)；肾毒AA,如溶素丙氨 酸,高蛋白饲料用碱处理则产生此物质。这 些物质在一般情况下不可能达到致毒程度, 但在集约饲养条件下是可能的。
一、影响蛋白质消化的抗营养物质
• 植物凝集素 植物凝素是以一种非常特异的方式与各种糖和葡 糖络合物发生可逆性结合的各种蛋白质，亦可与 小肠粘膜上皮的微绒毛表面各种核蛋白结合，引 起微绒毛的损伤和发育异常，从而严重损害肠壁 吸收养分的功能。大多数植物外源凝集素在肠道 中不被蛋白酶水解，而和小肠壁上皮细胞表面的 特定受体（多糖）结合，破坏小肠壁刷状粘膜结 构，干扰其功能，使蛋白质利用率下降，动物生 长受阻，甚至停滞。此外，它对肠道的免疫球蛋 白A（IgA）也具有显著的抑制作用。
一、影响蛋白质消化的抗营养物质
• 胀气因子 植物饲料中的棉籽糖、水苏糖、毛蕊花糖等低聚 糖类，不被消化酶水解，在大肠被微生物发酵而 产生气体甲烷、氢气、二氧化碳，引起消化不良 和腹泻。 一些饲料中的胀气物质 饲料 棉籽糖 水苏糖 1-2 1-8 大豆 0.2-0.4 2.4-3.6 菜豆 0.2-1.7 0.3-3 菜籽饼 3-4 太阳瓜子
蛋白酶在饲料中的应用
蛋白酶能够将饲料中的蛋白质分解 成小分子肽，提高饲料的营养价值。
蛋白酶能够提高饲料的消化吸收率， 提高动物的生长性能。
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蛋白酶能够降低饲料中氮的排放， 减少环境污染。
蛋白酶能够改善饲料的口感和气味， 增加动物的采食量。
蛋白酶在饲料中的应 用
汇报人：XX
目录
蛋白酶的特性
蛋白酶在饲料中的 作用
蛋白酶在饲料中的 应用效果
蛋白酶在饲料中的 安全性
蛋白酶在饲料中的 发展前景
蛋白酶的特性
植物蛋白酶：来源 于植物，如木瓜、 菠萝等
动物蛋白酶：来源 于动物，如胃液、 胰液等
微生物蛋白酶：来 源于微生物，如霉 菌、酵母等
化学合成的蛋白酶 ：通过化学合成方 法获得
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随着生物技术的不断进步，蛋白酶的研发和应用将更加广泛，未来可能会出现更多具有特殊 功能的蛋白酶产品，满足养殖业的多样化需求。
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受全球疫情等因素影响，养殖业面临诸多挑战，但同时也为蛋白酶等饲料添加剂的创新和应 用提供了机遇，未来市场将更加关注具有创新性和实效性的产品。
新型蛋白酶的研发： 提高酶活性和稳定 性，降低生产成本
安全使用建议：提出在使用蛋白酶作为饲料添加剂时的安全注意事项和措施
蛋白酶残留量检测 的必要性：确保饲 料安全和动物健康
检测方法：高效液 相色谱法、气相色 谱法等
检测标准：根据不 同动物和饲料类型 制定相应的限量标 准
监管措施：加强残 留量检测的监管力 度，对超标产品进 行处罚和召回
酶活力：确保酶活力在正常范围内，无异常波动 安全性检测：进行动物喂养试验，确保无毒副作用 残留量：严格控制饲料中酶的残留量，保证食品安全 稳定性：酶在饲料加工和储存过程中的稳定性需符合相关标准
饲料原料中的抗营养因子简述
饲料原料中的抗营养因子简述在一些常用饲料原料中，都不同程度地含有某些有毒成分。
这些物质，有的阻碍畜禽营养物质的消化吸收，有的则是干扰畜禽的正常代谢。
饲料毒物的毒性，不仅取决于它本身的毒力，且在很大程度上还取决于它在饲料原料中的含量。
当饲料原料中的含毒物质低于中毒临界水平时方可安全饲用。
相反，当饲料原料中的含毒物质高于中毒临界水平时，则会危害畜禽健康，甚至还可能造成中毒和死亡。
因此，了解饲料原料中的有毒成分的性质和特性，对于确保畜禽安全十分重要。
胰蛋白酶抑制因子在许多饲料原料中，都存在着一类叫做胰蛋白酶抑制因子的物质。
这类物质在生化结构上是由氨基酸残基组成的多肽，如果它们在胃内不被破坏，则进入小肠后与胰蛋白酶结合形成复合物，使胰蛋白酶失去活性。
这种复合物在小肠内不会被分解，进入大肠后可被微生物降解，或者随粪便排出体外。
因此，胰蛋白酶抑制因子不仅阻碍蛋白质的消化，还会使部分饲料蛋白质损失。
经过高温处理（加热到100℃），可使胰蛋白酶抑制因子的结构遭到破坏，所以在热榨豆饼中胰蛋白酶抑制因子可降到 3.4 g/克，基本上消除这种有毒物质，可以放心饲喂。
致甲状腺肿物质在高产油菜品种的菜子中，芥子苷的含量高达10%～13%。
该物质在饲料或动物体内芥子苷酶的作用下，可产生唑烷硫酮、硫氰酸酯和异氨酸酯等物质。
这类物质通过消化道被畜禽吸收后，可阻碍甲状腺利用血液中的碘离子，使甲状腺素（三碘酪氨酸和四碘酪氨酸）合成受阻，引起甲状腺肿大和整个机体代谢紊乱。
因此菜子饼虽然营养丰富，但其饲用价值却受到限制。
目前已广泛应用畜禽菜子饼（粕）解毒添加剂。
经过解毒处理的菜子饼（粕）在配合饲料中的添加比例可提高到20%，经济效益和社会效益都很显着。
此外，卷心菜和花椰菜等青饲料中，也含有致甲状腺肿物质，但不过量饲喂或短期饲喂不会引起畜禽甲状腺肿现象。
棉子酚棉子饼中含有游离棉酚、棉酚紫和棉绿素等有毒物质，其中以游离棉酚为主，在棉子饼中的含量范围是0.07%～0.24%。
常见植物性饲料中抗营养因子的危害分析
产品严重污染。芥子碱是菜籽粕中芥子酸和胆碱组成的一类物 质。芥子碱能溶于水 ， 易发生非酸催化 的水解反应 ， 芥子碱类先
胃肠 胀 气 因子 ， 大豆 中所 含的 棉 籽糖 和水 苏糖 。一般 在 豆 分解 成 胆碱 ， 肠道 细 菌 的作 用 下生 成 三 甲胺 。如果 食 用 了未脱 指 在 粕 中含量 约 为５％ ， 苏 糖 含量 较 高 。 动物 体 内肠 道 中缺 乏分 毒的菜籽粕 ， 以水 它能强烈地抑制三 甲胺的进一步氧化 ， 使其积累在 解这两种糖的酶 ， 当其 进 人 大 肠 后 ， 肠 道 微 生 物 发 酵 ， 生大 畜 禽体 内 ， 加 了 蛋 、 、 中三 甲胺 的含 量 而 使 其 出 现 鱼 腥 的 被 产 增 乳 肉 量 二 氧化 碳 、 还 有 少 量 甲烷 ， 而 引 起 动 物 肠 道 胀 气 ， 导 致 臭 味 。芥 子 碱在 菜 籽 粕 中含 量约 占１ 氢 从 并 ． ～ ． ， 菜 籽 粕产 ２％ ２ ３％ 是使 腹 痛 、 泻 和腹 鸣 等 。 腹
１１ 豆粕 中 的抗 营养 因 子 ．
１ ． 蛋 白酶 抑 制 因子 ． １胰 １
大 豆抗 原 蛋 白的抗 营 养 作用 主 要 为 降低 饲 料蛋 白质 的利 用 率 ， 加 内原 蛋 白 的分 泌 ， 致 粪 氨 增 加 ， 增 导 有些 幼龄 动 物 会 出现 过 敏 反应 ， 导 致 仔 猪 肠 道 过 敏 以及 损伤 ， 而 引 起腹 泻 ， 致 如 进 导
＠ 目 杖 一 禽 毋 学 轱占
一７ ７
王 金 明 ， 丽娟 霍
（ 酒泉职业技 术学 院 生物工程 系， 肃 酒泉 ７ ５ ０ ） 甘 ３ ０ ９
摘 要 ： 是动物 生产的物质基础 ， 饲料 现在 配合饲料 中百 分之九 十以上 的组成成分 为植物性饲 料 。然而植 物性饲 料 中经常会含有
影响饲料品质的10种抗营养因子及有毒有害物质
影响饲料品质的10种抗营养因子及有毒有害物质1、蛋白酶抑制因子蛋白酶抑制因子包括胰蛋白酶抑制因子和胰凝乳蛋白酶抑制因子，能够抑制动物肠道中蛋白质水解酶对饲料的水解作用，进而阻碍动物对饲料蛋白质的消化、吸收和利用，主要存在于生大豆中，能够降低胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、凝血酶等十几种酶的活性。
蛋白酶抑制因子可以保护植物本身，可以防止大豆自身发生分解代谢，以保证大豆种子处于休眠状态，同时还具有抵抗虫害的作用。
但蛋白酶抑制因子对人和动物就是一种抗营养因子，能够造成动物生长发育缓慢或停滞，引起动物胰腺增大、功能亢进，致使必需氨基酸的内源性损失，尤其是含硫氨基酸损失更为明显。
2、水溶性非淀粉多糖水溶性非淀粉多糖是指饲料中除去淀粉和蛋白质外，能溶于水而不溶于80%乙醇的多糖。
主要有阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、甘露寡糖、葡萄甘露寡糖、果胶等。
水溶性非淀粉多糖能够增加小肠内容物的黏度，降低消化酶在小肠内容物中的扩散速度，从而减缓酶解作用；水溶性非淀粉多糖还能减少机体对营养成分的吸收，而蓄积在肠道内，给肠道中大量有害微生物提供良好的繁殖环境，改变肠道内的酸碱度，降低消化酶的酶解作用，同时刺激肠壁，导致肠绒毛损伤，使肠壁增厚，出现黏膜形态和机能的变化，进一步降低营养成分的吸收；另外，水溶性非淀粉多糖可以与胆汁酸结合，限制其作用；与胆固醇、脂肪结合，造成脂肪消化和吸收显着减少，尤其是饱和脂肪酸更为明显。
3、抗原蛋白抗原蛋白是指饲料中的大分子蛋白质或糖蛋白，人或动物采食后能够改变体液免疫功能，所以又称为致敏因子。
多数豆类、花生及其饼、粕中都含有抗原蛋白。
饲料中的抗原蛋白能够引起仔猪、牛犊等的过敏反应。
4、芥子碱和芥酸芥子碱是4-羟基-3，5-二甲氧基苯丙烯胆碱酯。
芥子碱可以在水中溶解，它性质活跃，在自然条件下容易发生非酶化的水解反应，分解为芥子碱和胆碱。
芥子碱味苦，是造成菜籽饼粕适口性差的主要原因。
饲料中加工易出现六种污染
饲料中加工易出现六种污染
1.虫害鼠害污染。
虫害可造成饲料营养损失，或在饲料中留下毒素。
在温度适宜、湿度较大的情况下，螨类对饲料危害较大。
鼠害不仅会造成饲料损失，还会造成饲料污染，传播疾病。
2.微生物类污染。
饲料滋生黄曲霉菌、赤霉菌和镰刀霉菌等有害微生物，会产生黄曲霉毒素、赤霉素、赤霉烯酮等对畜禽有害的毒素。
其中黄曲霉毒素的毒性最强。
3.抗营养因子污染。
饲料中的抗营养因子主要有蛋白酶抑制因子、碳水化合物抑制因子、矿物元素生物有效性抑制因子、拮抗维生素作用因子、刺激动物免疫系统作用因子等。
它们的存在会干扰畜禽对饲料养分的消化、吸收和利用。
4.有害化学物质污染。
主要包括农药污染、工业“三废”污染、营养性矿物质添加剂污染等三类有害化学物质。
5.非营养性添加剂污染。
抗生素、激素、抗氧化剂、防霉剂和镇静剂的作用，对预防疾病、提高饲料利用率和生长速度有很大作用，但若不严格遵守使用原则和控制使用安全用量及停药时间，药物及其代谢产物会在肉、蛋、奶中残留，并通过畜禽排泄物污染环境。
6.加工过程中产生的毒物交叉污染。
加工工艺控制不当，饲料中成分复杂的添加剂在粉碎、输送、混合、制粒、膨化等特殊的加工过程中会发生降解反应、氧化还原反应等，生成一些复杂的化合物。
此外，饲料生产过程中的混杂污染也是影响饲料卫生和质量的一个重要因素。
因此在饲料加工生产过程中要注意清扫设备，避免饲料在输送及混合过程中分解和残留。
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根据相对分子 质量和二硫键 含量可以分为
Bowman-Brik 蛋白酶抑制因子 （相对分子质量6000~10000 ,大 量半胱氨酸）
Kazal类（相对分子质量6000 ,三 个二硫键，牛胰蛋白酶抑制因子）
Kunitz蛋白酶抑制因子
181个氨基酸 4个半胱氨酸 2个二硫键 1个活性中心（63位与64位之间）
蛋白质水解 胰蛋白酶-TI复合物
胰蛋白酶抑制因子作用还与以下因素有 关： 1、存在形式及含量
2、动物种类
3、动物生理发育阶段及基因型 4、不同饲喂方式及饲喂时间长短
–THE END!
主讲人：杨紫琦 成员：郭永乐 周嵩皓 汪波
蛋白酶抑制因子（PIs）是指能和 蛋白酶的必须基团发生化学反应， 从而抑制蛋白酶与底物结合，使蛋 白酶的活力下降甚至丧失的一类物 质。
（一）
分布及分类
（二）
化学结构.
理化性质 抗营养作用及其机理
（三 ）
（四）
蛋白酶抑制因子广泛存在于植物中
Kunitz蛋白酶抑制因子（相对分 子质量21500±800, 4个半胱氨 酸形成2个二硫键）
体内含硫氨基酸的 内源性丢失
胰腺机能亢奋，分 泌胰蛋白酶增多
加剧豆类及其饼粕中含硫氨基酸短缺，引起AA代谢 不平衡，导致动物生长受阻或停滞
研究表明，大豆胰蛋白酶抑制因子对小动物生长抑制机理主要是后 者——内源氮的损失
胰蛋白酶原 （胰腺）
肠促胰酶肽 （CCK） 小肠粘膜
日粮蛋白质
胰蛋白酶 （小肠） 胰蛋白酶抑制 因子（TI）
作用：对胰蛋白酶直接专 一的起作用，因此又称作 单头抑制因子
不溶于乙醇，遇酸和蛋白酶易失活，对热 敏感
Bowman-Brik蛋白酶抑制因子
一类结构相似的蛋白质 相对分子质量6000~10000 大量半胱氨酸 2个活性中心（可以与不同的蛋 白酶结合）
Bowman-Brik蛋白酶抑制因子
不溶于丙酮， 对热酸较稳定， 105℃干热10min仍不失活， 不易被多数蛋白酶水解，仅在少 数情况下某些蛋白酶只抑制胰蛋 白酶或糜蛋白酶活性
抗营养作用及其机理
降低蛋白质利用率
降低胰蛋 白酶活性
蛋白质内 源性消耗
降低胰蛋白酶活性
对于猪、犬牛等大动 物生长抑制的作用机 理主要是由于蛋白质 消化率的下降
胰蛋白酶抑制因子 ＋ 小肠液中胰蛋白酶 无活性复合物
降低胰蛋白酶活性
降低蛋白质利用率
Hale Waihona Puke 蛋白质内源性消耗胰蛋白酶抑制因子 ＋ 小肠液中胰蛋白酶 无活性复合物 通过粪便排出体 外