亚麻籽粕脱毒工艺及其在动物饲料中的应用

翟双双， 杨 琳

（华南农业大学动物科学学院，广东广州 510642）

亚麻亦称胡麻，是世界上十大油料作物品种之一。亚麻籽有多种功能，其经过压榨之后生产的亚麻油中含有丰富的亚油酸和亚麻酸，二者都是人体及动物必需的脂肪酸。亚麻籽经过榨油之后的残渣就是亚麻籽粕，由于其含有抗营养因子和有毒成分，而大部分被丢弃，造成资源的浪费。采用合适的方法对其进行脱毒处理可以增加其利用价值，从而扩大蛋白质饲料的来源。

1 亚麻籽粕的营养价值

亚麻籽粕是亚麻籽经过加工后的副产品，其蛋白质含量丰富，可以作为动物的蛋白质饲料来源之一。陈立业等（2013）用近红外光谱技术（NIRS）对胡麻饼的营养成分进行分析，结果显示，50个不同来源胡麻饼中干物质（DM）、粗灰分（CA）、粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）和能量（GE）的变化范围分别为 90.51%～93.74%、3.83% ～ 9.75%、30% ～ 34.90%、4.37% ～16.12%、17.89%～20.00%。亚麻籽粕中赖氨酸含量不足，而精氨酸含量较高，因此在使用亚麻籽粕作为动物饲料时要与赖氨酸含量高的饲料搭配使用，以保证日粮氨基酸平衡（Megnis等，2002）。亚麻籽粕中的核黄素、泛酸和尼古酸含量丰富，但是缺乏维生素 A、维生素 D、维生素E、维生素 B12（Wanasundara，1993）。 亚麻籽经过压榨提取后核黄素和硫胺素的含量下降，但是磷酸的含量无变化，此外粕中亚麻酸的含量占总的脂肪酸含量的50%（Giacomino等，2013）。有研究表明，经过压榨的亚麻籽粕不仅可以提高养分消化率，还能够使部分抗营养因子失去活性（Frias等，2011）。

2 亚麻籽粕的抗营养因子及有毒成分

2.1 亚麻籽胶 亚麻籽中含有5%～10%的亚麻籽胶，主要存在于亚麻籽表皮，一般在亚麻籽壳中。亚麻籽胶有持水性、稳定性、黏性、乳化性以及发泡性等多种特性（崔宝玉等，2010）。亚麻籽胶由中性多糖和酸性多糖组成，其中酸性多糖与中性多糖的摩尔比是2∶1，并含有少量蛋白质和矿物质的天然高分子复合胶 （刘勇和刘惠军，2001）。Fedeniuk和Biliaderis（1994）发现亚麻籽胶中性多糖具有较高的特性黏度，在pH 5.0～9.0表现出稳定的黏性，但是加入电解质后可大大降低黏度。正是因为亚麻籽胶的黏性存在使得被包裹的蛋白质不能被单胃动物有效利用。有研究表明，亚麻籽的蛋白质利用率较低的主要原因就是亚麻籽胶的存在（Shen 和 Chavez，2003）。

2.2 亚麻亭、植酸、胰蛋白酶抑制因子 亚麻亭是谷氨酸二肽，在亚麻籽粕中的含量为100 mg/kg，其水解产物能够与吡哆醛和磷酸吡哆醛缩合生成稳定的化合物，所以是维生素B6的抑制因子，采用热处理可以减少亚麻亭的含量 （魏长庆等，2012）。所以经过压榨的亚麻籽粕其亚麻亭的含量降低，但是在作为畜禽日粮时仍然要注意维生素B6的适量添加。

植酸大多以植酸钙、植酸钾、植酸酶等形式存在于植物的种子中，能与蛋白质形成复合物，并且可以与矿物质和部分微量元素络合，从而减少动物体对这些营养物质的吸收利用。

胰蛋白酶抑制因子能够抑制胰蛋白酶的活性，从而使得胰蛋白酶的消化吸收降低。亚麻籽粕中该抑制因子对动物及人的影响不大。

2.3 生氰糖苷 亚麻籽的生氰糖苷主要有二糖苷和单糖苷，主要存在于亚麻籽的壳和仁中，生氰糖苷的含量与亚麻籽的收获季节、气候条件、种植方式和亚麻的品种有关，亚麻籽含油少则生氰糖苷含量就高，如果含油多则生氰糖苷含量就低。亚麻籽在贮藏过程中氰化物的含量会下降 （孙兰萍和许晖，2007）。生氰糖苷本身并没有毒性，但是被动物采食含有生氰糖苷的食物后，经过动物的咀嚼、混合，植物的组织结构遭到破坏，在适宜的条件下（适量的水，pH 5左右，温度40～50℃），生氰糖苷和酶作用产生氢氰酸引起动物中毒。氢氰酸被动物吸收后，随血液循环进入组织细胞，透过细胞膜进入线粒体，氰离子能够与氧化型细胞色素氧化酶的Fe3+结合，形成高铁细胞色素氧化酶，从而导致细胞色素氧化酶失去传递电子，激活分子氧的能力，因此组织细胞不能利用氧，导致细胞中毒性缺氧症（王建华和张树方，2002；王俊东和董希德，2001）。

3 亚麻籽粕中生氰糖苷的去除方法

3.1 蒸煮法 蒸煮法是在高温、高压下进行的，β-葡萄糖苷酶活力随反应温度的升高而升高，但超过一定的温度则失活，生氰糖苷容易在酶的作用下释放出氢氰酸，此外，高压也能够使生氰糖苷的化学结构遭到破坏，或使其他的抗营养因子化学结构破坏，从而起到脱毒的效果。杨宏志等（2008）通过研究表明，蒸煮法的最佳脱毒工艺参数为蒸煮温度120℃，蒸煮时间25 min。但是该种方法会造成营养物质的损失。

3.2 溶剂法 溶剂法脱毒技术是根据生氰糖苷溶于有机溶剂的特点，从而达到除去生氰糖苷的目的。杨宏志（2005）研究了溶剂系统、加水量、浸提次数和浸提温度对脱毒效果的影响，结果表明，由85%乙醇、5%氨水和10%的水 （按容积计），组成的溶剂系统来除去生氰糖苷是最合适的，其中最佳温度为40℃，最佳浸提次数是3次。李高阳和丁霄霖（2010）用实验室串级模拟四级逆流萃取工艺使得亚麻籽粕中的生氰糖苷残余量少于0.7mg/kg。由此看出溶剂脱毒法效率较高，但是有机溶剂不易回收，而且成本较高，易对环境造成污染，所以要选择合适的溶剂进行脱毒。

3.3 微波法 微波法脱毒的原理是微波加热时水吸收能量快所以升温快，就不会引起其他物质升温过快，这样使得亚麻籽中的水分迅速升温，激活了糖苷酶的活性，使生氰糖苷转化为氢氰酸与水分一起释放。冯定远（2000）用微波法（输出功率750 W，200 g亚麻籽铺成20 cm×20 cm）对亚麻籽进行脱毒处理，结果表明微波处理能够显著降低亚麻籽的生氰糖苷，能有效改善亚麻籽的代谢能、氮存留率和营养物质的表观消化率。杨宏志和毛志怀（2004）、汤华成和赵蕾（2007）的实验结果分别表明，微波法对生氰糖苷的除去率分别是82%和95.57%。

3.4 烘烤法 烘烤法是将含有生氰糖苷的作物放于烘箱内在一定温度下保持一定时间，借以酶的作用达到除去生氰糖苷的目的，其原理是：温度升高，使酶的活性升高，加之氢氰酸的沸点较低容易挥发（刘义军等，2013）。田伟和杨宏志（2008）以氢氰酸为指标，研究了烘烤法对亚麻籽的脱毒工艺，结果表明最佳脱毒工艺参数为烘烤时间30 min和烘烤温度100℃。李笑春（2010）用烘烤法对木薯中氢氰酸进行脱毒，在75℃下脱毒8 h可以使脱毒率达到62%。

3.5 水煮法 生氰糖苷能够溶于水，随着水温的升高生氰糖苷的溶出速率增加，在糖苷酶的作用下产生氢氰酸，由于氢氰酸的沸点低而释放出来。张郁松（2008）通过试验证明，水煮法的最佳温度为80℃，最适宜的溶剂倍量和浸提时间分别是10 min 和 120 min。 Bradbury和 Denton（2011）将木薯叶置于料液比为1∶10（W/V）的水溶液中50℃煮2 h，总的生氰糖苷的除去率达到93%。杨宏志等（2008）的试验结果表明，水煮法的最佳脱毒工艺参数为水煮温度100℃，水煮时间20 min，料水比为 1∶20（W/V）。 但也有研究表明，当温度超过100℃时，可以完全除去生氰糖苷，但是亚麻籽中的蛋白质和氨基酸会有一定的损失 （Madhusudhan 和 Singh，1985）。

3.6 生物法脱毒

3.6.1 微生物发酵法脱毒 采用微生物发酵的方法对亚麻籽粕中的生氰糖苷进行去除，是因为微生物在自身代谢的过程中可以产生β-葡萄糖苷酶，能够降解生氰糖苷。梅莺等（2013）在试验中采用微生物发酵的方法对亚麻饼粕进行脱毒，确定微生物的最佳发酵条件为：酿酒酵母Saccharo myces cerevisiae CICC31077，接种量为3%，含水量为50%，发酵温度和发酵时间分别为28℃和72 h，在这种条件下，生氰糖苷的脱除率为76.91%。微生物发酵方法脱毒具有条件温和、安全高效、成本较低的优点。Sornyotha（2010）采用纤维素酶和木聚糖酶处理木薯后，亚麻仁苦苷的脱去率达到96%，并且处理的时间较短，是一种较好的处理方法。

3.6.2 转基因技术 转基因脱毒技术是将作物内的生氰糖苷表达基因进行剔除或将其植入高表达产酶基因从而进行脱毒处理。范明霞（2010）采用基因表达的技术成功构建了HNL24b基因表达的载体等，从而使得该基因可以在植株中完成表达，达到减少植株中氰化物含量的目的。吴酬飞（2012）利用基因工程技术构建出毕赤酵母分泌表达载体并与基因组DNA同源重组，第一次构建了可同时在体外分泌表达氰化物水合酶和β-葡萄糖苷酶的毕赤酵母工程菌株并用其进行亚麻籽发酵脱毒研究，其发酵条件是pH 6.3，发酵温度和时间分别为46.8℃和48 h，其生氰糖苷的降解率高达99.26%。

4 亚麻籽粕在动物饲料中的应用

4.1 亚麻籽粕在反刍动物饲料中的应用 由于反刍动物能够在微生物发酵的作用下将生成的有毒有害物质分解释放，亚麻籽粕大部分都用于反刍动物，是良好的能量和蛋白质饲料，我国不少地区在反刍动物日粮中使用的亚麻饼占20%。Petit和Gaghon（2009）在奶牛的日粮中添加亚麻籽粕（0、50、100、150 g/kg），其结果表明，采食量、产奶量和牛奶成分与对照组相似，所以亚麻籽粕是产奶中期奶牛的良好蛋白质原料来源。Zhou等（2009）的研究结果表明，在淮南羊的饲料中添加亚麻木酚素可以提高瘤胃对碳水化合物和含氮化合物的代谢能力，并且可影响羊瘤胃微生物菌群的组成。

4.2 亚麻籽粕在禽类饲料中的应用 亚麻籽粕在禽类中的应用，除了要考虑其营养物质含量、平衡性和有效性以外，更要注意其毒副作用。有研究表明，用水洗亚麻籽粕能够满足鸡50%～75%的蛋白质需要（吴灵英，2002）。Anjum 等（2013）研究表明，随着压榨亚麻籽粕（5%、10%、15%）在肉仔鸡日粮中添加量的增加，肌肉中脂肪和ω-3脂肪酸的含量增加，但是降低了肉品质的氧化稳定性。

4.3 亚麻籽粕在其他动物饲料中的应用 木酚素已经被证明具有一定的抗癌作用，亚麻籽是木酚素前体物质最丰富的来源。Serraion和Thompson（1991）对小鼠的研究结果表明，在雌性小鼠的日粮中添加亚麻籽粉或者是亚麻籽粕可以使乳腺上皮细胞的增殖减少38.8%～55.4%，并且使得核畸变的发生率减少58.8%～65.9%，这些情况的出现都可能是亚麻籽或是亚麻籽粕中存在的木酚素前体物质引起的。Willams等（2007）的试验结果表明，亚麻籽粕和亚麻油可以减少由氧化偶氮甲烷诱导形成的异常隐窝灶的发生率。Juarez等（2010）的研究结果表明，在生长肥育猪的日粮中添加经压榨的亚麻籽粕水平达到15%，饲喂时间为8周时，对其活体表观性能无显著影响，饲喂时间超过12周时会降低平均日增重，但是随着饲喂水平的增加饲料转化率提高。

5 小结

亚麻籽粕作为一种蛋白质饲料原料，但由于其含有大量的抗营养因子，限制了其在生产上的应用。所以要让其发挥应有的价值就应该采取适当的方法将抗营养因子去除，合理调配动物日粮，提高动物生产性能，使亚麻籽粕在畜禽生产中有更广阔的应用。

[1]陈立业，年芳，李发弟，等.近红外光谱技术（NIRS）分析胡麻饼营养成分的研究[J].中国家禽，2013，5：330.

[2]崔宝玉，阚侃，刘喆，等.亚麻胶提取工艺及应用[J].黑龙江科学，2010，1（1）：54～58.

[3]范明霞.木薯再生体系的建立和HNL24b基因的克隆及辐照诱变育种：[博士学位论文][D].武汉：华中农业大学，2010.

[4]冯定远.物理加工对亚麻籽抗营养因子生氰糖苷脱毒及营养利用的影响[A].中国畜牧兽医学会动物营养学分会第六届全国人民代表大会暨第八届学术研讨会[C].2000.579～583.

[5]李高阳，丁霄霖.亚麻籽双液相多级逆流萃取工艺模拟实验[J].农业工程学报，2010，26（3）：380 ～ 383.

[6]李笑春.不同脱毒方法对木薯氢氰酸含量的影响[J].饲料研究，2010，5：34～35.

[7]刘义军，魏晓奕，王飞，等.含氰糖苷类作物脱毒技术及其检测方法的研究进展[J].食品工业科技，2013，34（12）：357 ～ 360.

[8]刘勇，刘惠军.新的天然植物胶[J].内蒙古石油化工，2001，27（4）：180 ～181.

[9]梅莺，黄庆德，邓乾春，等.亚麻饼粕微生物脱毒工艺[J].食品与发酵工业，2013，39（3）：1111 ～ 1114.

[10]孙兰萍，许晖.亚麻籽生氰糖苷的研究进展[J].中国油脂，2007，32（10）：24～27.

[11]汤华成，赵蕾.三种脱毒方法降低亚麻籽中氰化氢含量的效果比较[J].中国农学通报，2007，23（7）：139 ～ 142.

[12]田伟，杨宏志.用烘烤法对亚麻籽脱毒的工艺研究 [J].农产品加工，2008，5：73 ～ 75.

[13]王建华，张树方.动物中毒及毒理学[M].台中：台湾中草药杂志社，2002.54～57.

[14]王俊东，董希德.畜禽营养代谢与中毒病[M].北京：中国林业出版社，2001.235～239.

[15]魏长庆，刘文玉，许程剑.胡麻籽活性成分研究应用进展[J].粮食与油脂，2012，4：6 ～ 8.

[16]吴酬飞.高效降解生氰糖苷的工程菌株构建与亚麻籽发酵脱毒研究：[博士学位论文][D].广州：中山大学，2012.

[17]吴灵英.亚麻籽及其饼粕在鸡饲料中的应用[J].饲料工业，2002，23（3）：32～33.

[18]杨宏志，毛志怀.不同处理方法降低亚麻籽中氰化氢含量的效果[J].中国农业大学学报，2004，9（6）：65 ～ 67.

[19]杨宏志，孙伟洁，钟运翠.四种不同处理方法对于亚麻籽脱毒效果的研究[J].食品科学，2008，29（9）：245 ～ 248.

[20]杨宏志.用溶剂法对亚麻籽脱毒的工艺研究[J].黑龙江八一农垦大学学报，2005，17（4）：61 ～ 65.

[21]张郁松.水煮法对亚麻籽脱毒的工艺研究[J].食品科技，2008，1：109～111.

[22]Anjum F M，Haider M F，Khan M I，et al.Impact of extruded flaxseed meal supplemented dite on growth performance，oxidative stability and quality of broiler meat and meat products[J].Lipids in Health and Disease，2013，12（13）：1 ～ 12.

[23]Bradury J H，Denton I C.Mild methods of processing cassava leaves remove cyanogens and conserve key nutrients[J].Food Chemistry，2011，127：1755～1759.

[24]Fedeniuk R W，Biliaderis C G.Composition and physicochemical properties of linseed mucilage[J].J Agric Food Chem，1994，42：240 ～ 247.

[25]Frias J，Giacomino S，Penas E，et al.Assessment of the nutritional quality of raw and extruded Pisum sativum L.var.laguna seeds[J].LWT-Food Sci Technol，2011，44：1303 ～ 1308.

[26]Giacomino S，Penas E，Ferreyra V，et al.Extruded flaxseed meal enhances the nutritional quality of cereal-based products[J].Plant Foods for Human Nutrition，2013，68（2）：131 ～ 136.

[27]Juarez M，Dugan M E R，Aldai N，et al.Feeding co-extruded flaxseed to pigs：Effects of duration and feeding level on growth performance and backfat fatty acid composition of grower-finisher pigs[J].Meat Science，2010，84（3）：578～584.

[28]Madhusudhan K T，Singh N.Effect of detoxification treatment on the physiochemical properties of linseed proteins[J].Agric Food Chem，1985，33：1219～1222.

[29]Megnis M，Olsson T，Vama J，et al.Mechanical performance of linseed oil impregnated pine as correlated to the take-up level[J].Wood Science and Technology，2002，36（1）：1 ～ 18.

[30]Petit H V，Gagnon N.Milk concentrations of the mammalian lignans enterolactone and enterodiol，milk production，and whole tract digestibility of dairy cows fed dies containing different concentrations of flaxseed meal[J].Animal Feed Science and Technology，2009，152（1/2）：103 ～ 111.

[31]Serraino M，Thompson L U.The effect of flaxseed supplementation on early risk markers for mammary carcinogenesis[J].Cancers Letters，1991，60（2）：135～142

[32]Shen Y R，Chavez E R.Nutrient utilization and performance of broilers in response to processed flaxseed dietary levels and vitamin B6 supplementation[J].Society of Chemical Industry，2003，83：960 ～ 965.

[33]Sornyotha S，Kyu K L，Ratanakhanokchai K.An efficient treatment for detoxification process of cassava starch by plant cell wall-degrading enzymes[J].Journal of Bioscience and Bioengineering，2010，109（1）：9 ～ 14.

[34]Wanasundara P K J P D.Removal of cyanogenic glycosides of flaxseed meal[J].Food Chemistry，1993，48（4）：45.

[35]Williams D，Verghese M，Walker L T，et al.Flax seed oil and flaxseed meal reduce the formation of aberrant crypt foci （ACF）in azoxymethane-induced colon cancer in Fisher 344 male rats[J].Food and Chemical Toxicology，2007，45（1）：153 ～ 159.

[36]Zhou W，Wang G J，Han Z K，et al.Metabolism of flaxseed lignans in the rumen and its impact on ruminal metabolism and flora[J].Animal Feed Science and Technology，2009，150（1/2）：18 ～ 26.■