基本介绍

抗营养因子是植物代谢产生的一些物质,它能破坏或阻碍营养物质的消化利用,并对动物健康和生长性能产生不良影响。

所谓抗营养因子是指一系列具有干扰营养物质消化吸收生物因子。抗营养因子存在与所有的植物性食物中，也就是说，所有的植物都含有抗营养因子，这是植物在进化过程中形成的自我保护物质，起到平衡植物中营养物质的作用。抗营养因子有很多，已知道抗营养因子主要有蛋白酶抑制剂、植酸、凝集素、芥酸、棉酚、单宁酸、硫苷等。一些抗营养因子对人体健康具有特殊的作用，如大豆异黄酮、大豆皂苷等，这些物质在食用过多的情况下，会对人体的营养素吸收产生影响，甚至会造成中毒。

抗营养因子的概念不断的变化更新。gontzea和sutzescll（1968）将抗营养因子定义为：植物代谢产生的并以不同机制对动物产生抗营养作用的物质。huisman等（1990）指出，抗营养因子的作用主要表现为降低饲料中营养物质的利用率、动物的生长速度和动物的健康水平。总之，将饲料中对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响的物质以及影响畜禽健康和生产能力的物质，统称为抗营养因子。

主要原理

影响蛋白质的吸收，胰蛋白酶抑制剂的作用较强，它主要存在于豆类植物中，豆类植物中抑制蛋白酶消化的还有皂素、红细胞凝结素等，其中皂素对胃肠道有刺激作用，会导致胃肠道红肿、充血。胰蛋白酶抑制剂可以降低蛋白质的消化率，导致胰脏肿大和生长停滞。其致病原理是：抑制阻碍肠道内蛋白酶的水解作用，造成对蛋白质的消化率下降，产生食欲不振、体重减轻、精子活力降低和呼吸困难等症状。此外，蛋白酶抑制剂可刺激胰腺分泌过多，造成胰腺内源性氨基酸缺乏，影响机体的生长。

主要类型

蛋白酶抑制剂

蛋白酶抑制剂主要存在于豆类、花生等及其饼粕内，也存在于某些谷实类块根、块茎类饲料中。在自然界中已经发现有数百种的蛋白酶抑制剂，它们可抑制胰蛋白酶、胃蛋白酶和糜蛋白酶的活性。

胰蛋白酶抑制因子的抗营养作用主要表现在以下两方面：一是与小肠液中胰蛋白酶结合生成无活性的复合物，降低胰蛋白酶的活性，导致蛋白质的消化率和利用率降低；二是引起动物体内蛋白质内源性消耗。因胰蛋白酶与胰蛋白酶抑制剂结合后经粪排出体外而减少，小肠中胰蛋白酶含量下降，刺激了胆囊收缩素分泌量增加，使肠促胰酶肽分泌增多，反馈引起胰腺机能亢进，促使胰腺分泌更多的胰蛋白酶原到肠道中。胰蛋白酶的大量分泌造成了胰腺的增生和肥大，导致消化吸收功能失调和紊乱，严重时还出现腹泻。由于胰蛋白酶中含硫氨基酸特别丰富，故胰蛋白酶大量补偿性分泌，导致了体内含硫氨基酸的内源性丢失，加剧了由于豆类饼粕含硫氨基酸短缺而造成的体内氨基酸代谢不平衡，使家禽生长受阻和停滞，甚至发生疾病。

植物凝集素

主要存在于豆类籽粒、花生及其饼粕中。大多数植物凝集素在消化道中不被蛋白酶水解，对糖分子具有高度的亲和性，其分子亚基上的专一位点，可识别并结合红细胞、淋巴细胞或小肠壁表面的特定受体细胞外被多糖糖基，破坏小肠壁刷状缘粘膜结构，使得绒毛产生病变和异常发育，并干扰多种酶（肠激酶、碱性磷酸酶、麦芽糖酶、淀粉酶、蔗糖酶、谷氨酰基和肽基转移酶等）的分泌，导致糖、氨基酸和维生素B12的吸收不良以及离子运转不畅，严重影响和抑制肠道的消化吸收，使动物对蛋白质的利用率下降，生长受阻甚至停滞。 由于损伤，肠粘膜上皮通透性增加，使植物凝集素和其他一些肽类以及肠道内有害微生物产生的毒素吸收进入体内，对器官和机体免疫系统产生不良影响。此外，植物凝集素还引起肠内肥大细胞的去颗粒体作用，血管渗透性增加，使血清蛋白渗入肠腔。它还能结合淋巴细胞，从而产生IgG类体液抗凝集素。植物凝集素能影响脂肪代谢，还显著拮抗肠道产生IgA，多数受损伤后的小肠壁表面对肠道内的蛋白水解酶有抗性。

多酚类化合物

包括单宁、酚酸、棉酚和芥子碱等，主要存在于谷实类、豆类籽粒、棉菜籽及其饼粕和某些块根饲料中。

单宁又称鞣酸，是水溶性多酚类物质，味苦涩，分为具有抗营养作用的缩合单宁和具有毒性作用的可水解单宁。缩合单宁是由植物体内的一些黄酮类化合物缩合而成。高粱和菜籽饼中的单宁均为缩合单宁，它使菜籽饼颜色变黑，产生不良气味，降低动物的采食量。缩合单宁一般不能水解，具有很强极性而能溶于水。单宁以羟基与胰蛋白酶和淀粉酶或其底物（蛋白质和碳水化合物）反应，从而降低了蛋白质和碳水化合物的利用率；还通过与胃肠粘膜蛋白质结合，在肠粘膜表面形成不溶性复合物，损害肠壁，干扰某些矿物质（如铁离子）的吸收，影响动物的生长发育。单宁既可与钙、铁和锌等金属离子化合形成沉淀，也可与维生素B12形成络合物而降低它们利用率。

酚酸包括对羟基苯甲酸，香草酸、香豆素、咖啡酸、芥子酸、丁香酸、原儿茶酸、绿原酸和阿魏酸等。它们的酚基可与蛋白质结合而形成沉淀。

棉籽中含有棉酚、棉籽酚、二氨基棉酚等，游离棉酚为棉籽色腺的主要组成色素，属多酚二萘衍生物，是细胞、血管及神经毒素。含活性醛基和活性羟基的游离棉酚的酚基或酚基氧化产物醌基可以和饲料中蛋白氨基酸残基的活性基团（如赖氨酸的ε-氨基、半胱氨酸的巯基）结合生成不溶性复合物，并且还可以与消化道中的蛋白质水解酶结合，抑制其活性，由此降低了蛋白质的利用率。游离棉酚对胃肠粘膜有刺激作用，引起胃肠粘膜发炎和出血，并能增加血管壁的通透性，使血细胞和血浆渗出到外周组织，致受害组织发生血浆性浸润。它还可与蛋白质和铁结合，损害血红蛋白中铁的作用，引起家禽缺铁性贫血。棉酚使机体严重缺钾，能导致低钾麻痹症，肝、肾细胞及血管神经受损，中枢神经活动受抑，心脏骤停或呼吸麻痹。游离棉酚溶于磷脂后，在神经细胞中积累，导致神经细胞的功能发生紊乱。日粮中的游离棉酚浓度高于100mg/kg时，可导致公鸡睾丸严重损伤，抑制成熟的卵泡分泌雌二醇和孕酮，造成卵巢萎缩、卵子破裂，严重者可失去排卵功能而丧失繁殖能力，并抑制生长、降低饲料效率，机体的维生素A代谢障碍、发生消化、呼吸、泌尿等粘膜的炎症和变性，甚至导致眼炎和失明。

植酸

植酸即肌醇-6-磷酸酯，其磷酸根可与多种金属离子（如Zn2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+、Mo2+和Co2+等）螯合成相应的不溶性复合物，形成稳定的植酸盐，而不易被肠道吸收，从而降低了动物体对它们的利用，特别是植酸锌几乎不为畜禽所吸收，若钙含量过高，形成植酸钙锌，更降低了锌的生物利用率。植酸广泛存在于植物体内，在禾谷籽实的外层（如麦麸、米糠）中含量尤其高；豆类、棉籽、油菜籽及其饼粕中也含有植酸。植酸可结合蛋白质的碱性残基，抑制胃蛋白酶和胰蛋白酶的活性，导致蛋白质的利用率下降。植酸盐还能与内源淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶结合而降低它们的活性，使整个日粮的消化受到影响。常用植物性饲料中的磷大约有2/3是以植酸磷的形式存在的，因家禽的消化道中缺乏植酸酶，而不能利用它们。