饲料中氢氰酸的影响及脱毒方法比较

2020-01-09寇向龙徐美蓉黄铮李晓蓉

湖北农机化 2020年21期

寇向龙李婷徐美蓉黄铮王青李晓蓉

(1.甘肃省农业科学院畜草与绿色农业研究所，甘肃兰州 730000；2.甘肃省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，甘肃兰州 730000)

近年来，中国粮食的供求总量保持基本平衡。预计2020年中国粮食总需求能达到约6.14亿t，其中的食物用粮为5.11亿t，约占粮食总需求量的83.2%(口粮约为2.12亿t，饲料粮约为2.98亿t)[1]。由于人民对畜禽产品需求日益增长，我国的肉、蛋产量现均居世界前列，乳制品类的生产也在快速发展。饲料用粮已经占粮食总需求量的48.5%，用量已经超过口粮需求，人畜之间的粮食矛盾已成为影响畜牧业持续发展的重要因素之一。因此，开发利用无粮型饲料发展养殖业是基于国情和畜牧业持续发展的关键。

1 无粮型饲料

1.1 木薯

木薯主要种植在热带和亚热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。木薯是一种非粮食能源作物，近年来在我国种植面积迅速增加[2]。木薯产量高、生长快、易种植、价格低，是粮食、饲料产业和工业兼用的重要作物[3]。木薯块根的营养丰富，其淀粉含量高、叶片中也含有较高的蛋白质、维生素等营养物质，可作为植物蛋白饲料来利用[4]。目前在我国，主要的能量饲料是玉米，近期随着其价格不断上涨，使畜禽养殖的成本大幅增加。木薯作为一种能量较高的饲料，价格更加低廉，因此许多国家正在研究用木薯来替代谷物(玉米等)能量饲料[5]。

1.2 青绿秸秆

青绿秸秆青嫩多汁，木质化程度低，营养价值、利用率、消化率都较高，适口性较好，是理想的饲料。据统计，2010年全国年产各类农作物秸秆理论资源达8.4亿t，但实际可收集量约为6.87亿t，占理论资源量的 83.8%，占全世界秸秆总产量的 20%～30%，其中以玉米、小麦和水稻等禾本科秸秆为主[6]。由于秸秆营养价值低，利用率低等原因，国内农作物秸秆大部分被焚烧，造成环境污染，真正用于饲料部分还太少。我国仅有6%～8%的肉食由草转化而来，而美国约占73%，澳大利亚约占90%[7]。综上所述，我国的秸秆作为饲料资源还有很大的发展空间。目前青绿秸秆饲料的利用方式主要在收获季节进行鲜饲，或者采用干化粉碎、青贮等处理技术，以延长其保存期和提高其饲料化利用效率。

2 氢氰酸对无粮型饲料发展的影响

虽然木薯和青绿秸秆饲料拥有诸多优点，但因为它们含有生氰糖苷，导致其氢氰酸含量较高，牲畜过量采食可能会引起中毒甚至死亡。主要原因是常见的大部分作物都属于生氰植物。生氰植物指的是能在体内合成生氰糖苷等化合物，经水解后释放出氢氰酸(HCN)的植物。生氰糖苷是由组织内的D-葡萄糖与氰醇衍生物的羟基缩合而形成的，已在2650多种高等植物中发现。当草食动物采食了含有生氰糖苷的植物时，机体内的β-葡萄糖苷酶和α-羟腈酶会促使细胞内的生氰糖苷降解，生成并释放出氢氰酸以及其他代谢物[8]。氢氰酸是剧毒物质，少量摄入后即会导致中毒。氢氰酸中毒发病突然且病程进展迅速，黏膜和静脉血呈鲜红色，呼吸极度困难，神经肌肉症状明显，严重时短期内就会导致死亡。

因此，木薯及青绿秸秆饲料中含有的氢氰酸是制约其作为饲用价值的直接因素。

3 氢氰酸脱毒方法研究进展

3.1 氢氰酸脱毒的原理

新鲜含生氰糖苷类的植物在温度升高时，内源性β-葡萄糖苷酶(可降解生氰糖苷的酶)的活性增强，促使其中的氰苷分解为氢氰酸，而氢氰酸沸点低，容易挥发不易积累，可以利用此特性对生氰糖苷类植物进行处理，以降低其氢氰酸含量后使用[5]。

3.2 氢氰酸脱毒方法的比较

目前国内外已研究多种生氰糖苷脱毒的方法。常见方法有晒干、烘干、水煮、浸水、青贮、微波加热处理等。这些方法都可以有效去除植物中的氢氰酸，处理方式各有优劣。

陈建新[9]等对比了木薯叶和块根经水煮、烘干、晒干、青贮后对氢氰酸脱毒效果，其结果为：水煮>烘干>晒干>青贮。水煮的去毒效果最好，能除去95%以上的氢氰酸；青贮的效果最差，只能去掉35%左右的氢氰酸。李笑春[10]研究了水煮、浸水、晒干、烘干对木薯片的脱毒效果，结果表明，水煮>烘干>晒干>浸水。田静[5]等比较分析了微波加热、水煮、烘干和青贮4种方法的效果，结果显示：经水煮和烘干后其氢氰酸去除率最高，水煮25min和烘干12h氢氰酸的去除率均达81.7%，微波加热6min去除率为78.8%，而30℃和40℃青贮56d可去除55.8%的氢氰酸。

水煮、烘干、微波加热等方法虽然氢氰酸去除率更高，但都需要消耗大量能量，尤其是水煮还会导致大量营养损失。青贮方法氢氰酸去除率相对低一些，但基本不消耗能量，且青贮能够更好地保存青绿饲料的营养成分，同时生物产量高，生产效益好，能够有效提高饲草的适口性和贮藏时间，存取方便，处理成本要更加低廉，也更易于在生产过程中实现。

3.3 青贮对氢氰酸含量的影响

冯巧娟[11]等研究了青贮时间与温度对氢氰酸的影响，证明氢氰酸含量随青贮时间的延长而减少，但减少主要集中于青贮的前两周。随着青贮温度的升高，氢氰酸含量显著降低。40℃青贮56d，氢氰酸的去除率最高。这一方面由于高温增加了氢氰酸的挥发，另一方面一般酶的活性在较高温度下活性增强。Buitra-go[12]和NhuPhuc[13]通过研究证明了直接青贮对氢氰酸的降解效果十分有限，只能去除约60%，经晾晒后青贮则可以降低约77%的氢氰酸。王启芝等[2]比较了不同青贮方法对氢氰酸含量的影响，发现微贮与自然发酵青贮都可以显著降低氢氰酸含量，但二者间没有显著差异。