家禽饲料中有毒有害物质的分类及控制要点

杨 露，谭会泽，刘松柏，陈 丹，邹 轶

(温氏食品集团股份有限公司//农业部动物营养与饲料学重点实验室，广东 云浮 527400)

饲料是畜牧业发展的物质基础，是家禽赖以生存的前提。饲料中的营养物质是家禽维持正常生命活动和生产性能所必需的，然而在饲料中还存在一些来自于饲料本身以及饲料生产、加工、运输、储存等各个环节不容忽视的有毒有害物质，这些物质有些影响家禽对饲料中营养物质的消化吸收，甚至对家禽的生长和生理活动造成某些损害；还有一些会蓄积或残留在家禽及其产品中，再通过食物链传递到人体中，危害人们的身体健康甚至生命安全[1]。随着科学技术的进步以及人们生活水平的提高，近些年有人提出“无公害饲料”、“绿色环保饲料”的说法。其实，无公害饲料或绿色环保饲料并不是完全无毒无害，而是将饲料中的有毒有害物质的种类和含量控制在允许的范围内，从而不会对畜禽构成危害，不会影响畜禽产品的安全性，最终保证人体健康不会受到伤害。

1 分类及危害

饲料中的有毒有害物质可大致划分为天然毒素和非天然毒素2部分。

1.1 天然毒素

有些日粮常用的谷物籽实、豆科籽实及其他植物性饲料中存在多种抗营养因子和有毒有害化合物。它们中的绝大多数以蛋白质、肽类、脂肪酸、糖苷、生物碱等物质的正常组分存在于整个植物体或者某一特定的部位，通过一定的加热、皂化等加工方式，可除去部分抗营养因子和有毒化合物。但是，若加工过度，不仅会使原料中的营养物质损失，甚至可能会引入新的有毒有害物质；若加工不足，原料中的抗营养因子则不足以除去。因而，研究精准的加工条件，才能为家禽提供优质的饲料资源，保证家禽的营养需要。

1.1.1蛋白质、肽类和氨基酸

1.1.1.1蛋白质类抗营养因子

具有毒性或抗营养作用的蛋白质主要有胰蛋白酶抑制剂(分为Kunitz型和Bowman-Birk型)和凝集素。胰蛋白酶抑制剂是通过改变胰腺的正常分泌规律来控制蛋白质的消化吸收，其抗营养机理见图1。蛋白酶抑制剂对热敏感，加热可使其失去活性。但其活性降低程度还取决于加热的温度、时间以及籽实等的大小和所含水分。对于日粮及豆科籽实中所含有的Kunitz型胰蛋白酶抑制剂目前可以用ELISA技术进行特异性的测定。

图1 胰蛋白酶抑制剂抗营养机理示意图

凝集素是一种碳水化合物结合蛋白，通过使核糖体失活而引起小肠黏膜上皮细胞坏死，从而阻碍蛋白质的合成。它有使多种动物的红细胞凝结的特性，其分子上有多个结合位点，能与细胞膜表面的特异性糖蛋白结合。不同种类植物凝集素的毒性差异很大，目前研究的毒性最强的为存在于蓖麻籽及相思豆中的凝集素。凝集素对热敏感，湿热处理可以破坏其活性，而干热处理则不可以。所以为了除去抗营养性成分并获取较高的营养价值，包括菜豆在内的其他豆类在烹饪前应事先浸泡处理[2]。

1.1.1.2肽类

饲料原料及饲料中有毒的肽类化合物主要有肌胃糜烂素和亚麻毒素。肌胃糜烂素存在于某些种类的鱼粉中，可引起肉鸡严重的肌胃糜烂和溃疡。它主要是在含红色鱼肉的鱼粉(红鱼粉)和可溶性蛋白中存在游离组氨酸的鱼粉干热处理过程中由赖氨酸ε-氨基与组氨酸或组胺的咪唑乙基反应生成的。肌胃糜烂素还可以和日粮中的其他有毒有害物质(如霉菌毒素)产生互作。目前，可用高效液相色谱法测定鱼粉和含鱼粉饲料中的肌胃糜烂素含量[3]。

亚麻毒素存在于亚麻饼粕、亚麻籽粉及成熟的整株植物中，经水解可产生维生素B6颉颃物。亚麻毒素的有毒组分为1-氨基-D-脯氨酸，它可迅速的与吡哆醛和维生素B6缩合生成稳定的腙，而维生素B6则是参与转氨、脱羧以及其他氨基酸代谢反应的重要物质[2]。肉鸡采食含亚麻毒素含量高的日粮，会出现厌食、生长缓慢、痉挛等同缺乏维生素B6相同的症状，这种情况可通过补充多种形式的维生素B6产品消除这些有害效应。

1.1.1.3有毒氨基酸

在多种豆科植物中发现一些以非结合态形式存在的可干扰结构相似的必需氨基酸代谢的非蛋白质氨基酸，如刀豆氨酸、木蓝氨酸、含羞草氨酸、山黧豆氨基酸和含硒氨基酸等。

刀豆氨酸和木蓝氨酸是与精氨酸结构类似的非蛋白质氨基酸。它们的毒性作用可能与抑制一氧化氮合成酶有关。Pass等认为刀豆氨酸和木蓝氨酸是结构型一氧化氮合成酶和诱导型一氧化氮合成酶的抑制剂。精氨酸在一氧化氮合成酶的作用下生成具有多种重要生物化学功能的一氧化氮[4]。目前，刀豆籽实中的刀豆氨酸可通过比色法或高效液相色谱法测定[5]。

含羞草氨酸存在于豆科植物银合欢中。银合欢干叶粉与棉粕的粗蛋白含量相当，但由于含羞草氨酸存在的缘故，使得它会抑制肉鸡生长和蛋鸡产蛋。成年鸡可以分解含羞草氨酸，但是青年鸡对其比较敏感。有研究称，饲喂1%含羞草氨酸12 d的肉鸡，其增重少且出现骨骼病变[6]。

山黧豆氨基酸包括β-氨基丙腈(BAPN)、β-N-草酰胺-L-丙氨酸(BOAA)和β-氰-L-丙氨酸(BCA)3种形式。摄入山黧豆籽实或纯的β-氨基丙腈(BAPN)会引起广泛的骨骼异常和血管系统异常。

含硒氨基酸是与含硫氨基酸(如蛋氨酸和胱氨酸)结构类似的有毒化合物，是硒元素替换了其中的硫原子。摄入大量含硒氨基酸植物引起的中毒实质上是硒中毒。

1.1.2脂肪酸

自然界中存在的某些脂肪酸具有毒性，会对家禽的生长带来负面影响。如环丙烯脂肪酸和芥酸。环丙烯脂肪酸(CPFA)是存在于天然植物中的脂肪酸，常见的CPFA有锦葵酸和苹婆酸。环丙烯脂肪酸存在于棉粕和棉籽油的粗油中，有导致蛋黄甘油三酯下降的趋势，同时会导致肝脏不同程度的脂肪变性[7]。芥酸则存在于油菜籽油和芥菜籽油中。有研究称，芥酸含量高的菜籽油对心脏有害，并且刺激肝脏肥大[8]。

1.1.3碳水化合物

非淀粉多糖(β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖)和α-半乳糖苷寡糖(蜜三糖和水苏四糖)是不能被家禽消化的抗营养物质，它们会影响肉鸡和蛋鸡的生产性能。非淀粉多糖可引起食糜粘稠，产生脂肪吸收不良综合征。寡糖不会明显改变食糜的粘稠性，但它到达肉蛋鸡后段肠道，作为细菌发酵的基质促使细菌大量繁殖。

1.1.4螯合物

植物细胞壁的非多糖成分(如植酸、草酸等)能够与某些矿物元素离子结合形成螯合物，不能被家禽机体利用，这导致了家禽机体缺乏某些矿物元素。植酸是一种很强的螯合剂，能与日粮中的多种矿物元素结合形成不被家禽机体利用的植酸盐。草酸在很多植物中存在，它能够与碱或碱金属形成盐。有些草酸盐可被家禽机体吸收，有些则不能。有些可溶性的草酸盐可引起急性中毒反应，如与血清钙离子结合形成晶体，堵塞肾小管引起急性肾衰竭。因此，在饲喂家禽时一定要谨慎使用含有草酸的植物。

1.1.5酚类化合物

在很多植物组织中存在酚类化合物，如游离酚酸(绿原酸)、多聚酚(单宁)和微组元酚(棉酚)。酚酸包含以苯甲酸和苯乙烯酸为基础的酚类化合物，它能产生O-醌，而O-醌常与赖氨酸的γ-氨基和蛋氨酸的硫酯残基发生反应，使两种氨基酸不能被家禽利用。单宁分为水解单宁和浓缩单宁，大多数豆科籽实(如高粱、油菜籽、蚕豆和某些油料籽实)的单宁以浓缩单宁形式存在于彩色籽实的外种皮中。给肉鸡饲喂单宁含量高的高粱会降低肉鸡生长速度和饲料转化率，在日粮中补充DL-蛋氨酸和单宁结合剂可控制单宁的副作用[9]。棉酚以游离形态(有毒)和化合态(无毒)存在于棉籽粕中。游离棉酚含有苯酚基和醛基，苯酚基易发生反应形成酯和醚，醛基与胺反应形成Schiff碱、与酸反应形成热不稳定化合物。棉籽的加工方式决定了棉籽粕的营养价值和游离棉酚含量。

1.1.6糖苷

糖苷在一些家禽饲料原料中广泛存在，它是由糖部分和非糖部分(即糖苷配基)共同组成。有些糖苷本身有毒，而有些则在水解后有毒。在家禽营养中常见的有毒糖苷有氰糖苷、葡糖异硫氰酸盐(硫糖苷)、皂苷和溶血糖苷。氰糖苷本身无毒，但经过酸处理或者用特异酶水解能生成氢氰酸(HCN)。氢氰酸是一种弱酸，在血液中解离成CN-，氰酸根能与线粒体中细胞色素氧化酶的三价铁反应生成温度的复合体并阻断呼吸链，最终导致细胞缺氧死亡[10]。在家禽采食的饲料原料中，木薯是含氰糖苷最多的作物。葡糖异硫氰酸盐是很多植物尤其是十字花科植物(如芥菜、甘蓝、花椰菜、油菜等)中的一类有毒化合物，它本身无毒，但芥子酶存在时，可促使它的硫苷键裂解，分解产生糖苷配基，再重排形成大量的有毒化合物。葡糖异硫氰酸盐的毒性与酶解的母体化合物有关，如果葡糖异硫氰酸盐水解产生的是氰酸盐和噁唑烷硫酮，则会引起甲状腺功能异常；如果葡糖异硫氰酸盐水解产生腈，则会引起肾中毒和肝中毒。目前没有好的办法使葡糖异硫氰酸盐失活。皂苷是一大类具有肥皂和洗涤剂特性的化合物的统称，可引起家禽拒食。溶血糖苷包括蚕豆嘧啶葡萄糖苷和伴蚕豆嘧啶核苷，存在于蚕豆等豆类植物中，它们可被消化道后段的厌氧微生物分别水解成化学性质活泼的糖苷配基蚕豆嘧啶和异尿咪。双蚕豆嘧啶和异尿咪在人体缺乏葡萄糖-6-磷酸脱氢酶时引发溶血性贫血(即蚕豆病)。

1.1.7生物碱

生物碱是广泛存在于自然界的次级植物代谢物。与家禽营养有关的生物碱有：吡咯烷生物碱和曼陀罗生物碱。吡咯烷生物碱是一大类天然存在的含吡咯烷核的肝毒素，它的中毒症状有抑郁、厌食和生长受阻等。目前发现吡咯烷生物碱在猪屎豆和凹叶野百合籽实中含量较高，且发现猪屎豆籽实会污染大豆和高粱。曼陀罗生物碱在曼陀罗籽实中存在，会影响肉鸡生长，但没有明显的中毒症状。

1.1.8霉菌毒素

霉菌毒素是某些生长于特定环境下真菌的次生代谢产物，它们的化学结构不同、生物活性各异，如有致癌作用的黄曲霉毒素B1，赭曲霉素，烟曲霉毒素B1；具有雌激素样作用的玉米赤霉烯酮和玉米赤霉烯醇；有神经毒性的烟曲霉毒素B1；肾毒性的赭曲霉素和卵孢霉素；还有引起皮肤坏死的单端孢霉烯或免疫抑制的T-2毒素、黄曲霉毒素B1等。在家禽饲料原料中可能含有霉菌毒素的有玉米、高粱、大麦、小麦、稻谷、棉花籽实和花生等。饲料中霉菌毒素可降低家禽的采食量和饲料转化效率，某些霉菌毒素会损害家禽的靶组织和靶器官，破坏机体抗氧化酶系统。除此之外，霉菌毒素还会破坏家禽的机体免疫功能，降低家禽的抗病能力[11]。

在家禽生产中怀疑霉菌毒素中毒的同时，还需考虑霉菌生长对饲料和饲料原料营养品质的影响，因为霉菌生长会降低谷物容重和能量含量，并会改变维生素和氨基酸含量。霉菌毒素的产生受天气等环境条件的影响。而饲料原料在收获贮存、运输及储存过程中，人为操作不当也可引入细菌和霉菌等生物性污染。因而在储存饲料原料和配合饲料时应注意分在不同区域，在饲料进行加工时应注意加工器械的清洗和保养，以减少混杂污染。

1.1.9硝酸盐、重金属

不同品种、不同生长环境的谷物籽实和高粱籽实中都含有一定量的硝酸盐，这些硝酸盐进入家禽后段消化道经由微生物利用转换为毒性更强的亚硝酸盐。亚硝酸盐从消化道吸收扩散至红细胞中，使氧合血红蛋白中的亚铁离子氧化成三价铁离子形成高铁血红蛋白。而高铁血红蛋白不能载氧，造成体组织的氧供给减少，最终导致贫血或出现心肌症。

此外，饲料或原料中的重金属也是需要考虑的一类有毒有害物质。有些地区的饲料原料中某些微量元素或者重金属含量较高甚至达到中毒水平。相反，有些地区提供的饲料原料中某些微量元素含量较少甚至严重缺乏。中国地理面积较广，不同地区的土壤条件不尽相同，有些地区的土壤中含有高铅、高砷、高硒和高氟[12]，还有些地区的土壤中会有过量的铜和锌存在，因而这些地区的饲料原料在使用时，应严格检测其合格性并控制其使用量。天然石粉或磷矿粉就不能用作饲料，因其含有的氟和重金属量很高。家禽采食重金属含量高的饲料,一方面对其自身造成不利影响，另一方面家禽机体排泄出的代谢物因其重金属含量高，会造成土壤污染和水质恶化[13]。

1.2 非天然毒素

1.2.1饲料添加剂及药物

随着社会的发展和科学技术的进步，饲料添加剂尤其是抗氧化剂、激素、抗生素、防霉剂等也日益增多，这些添加剂在提高饲料利用率和维护家禽正常生长方面起到很重要的作用。但是，我国明确规定在饲料中禁止使用类固醇激素、β-促生长剂、镇静剂、β-阻断剂、β-类兴奋剂以及甲状腺拮抗剂等药品。饲料添加剂生产企业以及使用客户应严格遵守国家的法律法规，应按照规定使用添加剂和某些药物且保证在家禽产品中的残留量控制在安全范围内，同时也要减少此类物质对环境的污染。科研机构及企业也应积极研发低毒、低残留、无污染的饲料添加剂产品，如研制高效专一饲用酶制剂、有机酸、金属螯合物、天然植物提取物等，可全面取代抗生素、化学药物、副作用较大的无机盐等添加剂，从技术上确保杜绝违禁药物的使用[14]。我国农业部发布第2625号公告对《饲料添加剂安全使用规范》进行了修订，公告也提出了在实现满足动物营养需要、改善饲料品质等预期目标的前提下，应采取积极措施减少饲料添加剂的用量。

1.2.2农药残留

为防治病虫害经常使用农药，尤其是有机氯类农药，这类药物化学性质稳定，不易分解，极易大量残留在农作物的籽实、根、茎或叶中，而这些部分作为副产品又是家禽饲料的主要来源之一。使用这些饲料饲喂家禽，农药会蓄积在家禽的脂肪、肝脏、肾脏以及大脑等组织和器官中，造成肝脏、肾脏等器官以及神经中枢的损害，影响家禽的正常生理活动甚至危及生命[15]。

2 控制要点

饲料及饲料原料中有大量的天然有毒有害物质，加之人为因素引入的有害物质，会影响或阻碍家禽的正常生长发育。因此，为了维护人类的生命安全、减少环境污染、保障家禽营养的正常供给且尽可能的降低饲料成本，需从下面几个方面采取一定的措施。

2.1 加大饲料检测力度，研究相应的消除有毒有害物质的方法，同时开辟非常规饲料资源

在使用饲料及饲料原料时，应检测相应的抗营养因子和重金属含量，确保有毒有害物质的含量不可超过家禽机体可承受的范围。及时研究消除有毒有害物质的物理、化学及生物学方法，提高饲料原料的利用效率和营养价值。在一些日粮中添加外源酶可提高饲料中某些营养物质的利用效率，如在禾本科饲料中添加植酸酶可以使矿物元素磷的利用率提高40%，在含大麦和小麦的饲粮中添加β-葡聚糖酶和阿拉伯木聚糖酶可使其能量利用率提高10%～20%[16]。此外，在自然界中还存在一些非常规饲料资源，这些饲料资源有些还未被评估其使用价值，有些是因为含有某种或某几种抗营养因子而未被合理使用，因而开辟非常规饲料资源具有重要的意义。

2.2 加工、储藏、运输、饲喂过程中的生物性污染控制

饲料原料及饲料在加工、生产、储藏、运输及饲喂过程中会因操作不当引入细菌和霉菌污染。因而饲料生产厂家应从源头控制饲料原料的质量情况，严格把关饲料原料的检验接收、配料、投料、粉碎、混合、制粒及包装的各个环节，同时注意设备的清洗和耗材的更换，防止混杂污染。饲料原料及成品料保存时应分别存放，注意通风透气、防雨防水等。同时,也要防治病虫、老鼠、螨虫等的侵蚀与污染。用户领取饲料饲喂家禽时，应严格遵守生产厂家的规定，按照饲料标签进行相关操作，保证饲料的高效利用，以防饲料的污染及浪费。在家禽饲喂时，也要注重用水质量。因为水是一种非常重要的营养物质,是家禽新陈代谢和各种生化反应的物质基础，同时可参与体温调节，直接影响家禽的生长发育以及家禽产品的质量[17]

2.3 建立健全法律法规

从国家层面建立完备的饲料通用性安全保准体系及饲料卫生标准体系，强化饲料品质监管监控系统。目前，国际上普遍采用HACCP体系来控制饲料生产的关键控点，我国应根据饲料行业的实际情况，进一步完善制定与之相应的HACCP管理模式，从各个环节规范饲料生产，保证饲料质量，确保饲料安全和食品安全。而饲料及饲料添加剂生产企业也应严格按照制定相关法律法规的要求生产加工产品，严禁使用违禁药品，保障饲料及饲料添加剂的安全。

2.4 保护环境，防止土地、水源和空气污染

工业、交通、城市排污及采矿等“三废”的排放以及农药、化肥、兽药及各类饲料添加剂等使用不当，造成各类有毒有害物质的富集，都极严重的影响饲料及饲料原料的卫生与安全[18]。对这类污染进行综合治理和清除，可有效减少饲料的污染问题。

3 小结

目前，由于很多有毒有害物质或代谢产物不能准确定量检测，甚至其在家禽机体内的代谢途径和残留规律并不为人知，有毒有害物质通过食物链进入家禽体内及人体内的中长期生物作用不明确，饲料生物安全标准中对某些有毒有害物质摄入允许量标准等尚未建立，能够完全取代抗生素、高毒性药物的替代产品仍未出现在市场上等，这些问题不仅造成了某些原料的浪费，影响了家禽对饲料原料的利用率，也引发了其他一些食品安全和环境污染问题。提高饲料原料、饲料及饲料添加剂的安全性，必须重视和加强饲料安全科学研究，不仅要坚决贯彻执行已有的法律和规章，还须继续制定和完善新的相关法规，依靠新的科学技术，加速饲料安全理论的建立和新产品的研制，建立健全措施，从而确保饲料安全、畜牧安全以及人类的健康。