棉籽壳中含有抗营养因子—棉酚壳的利用率
wujiai
|近年来，新疆棉花年产量达400万吨以上，位居全国前列。 这也产生了丰富的棉花副产品资源。 每生产1吨皮棉，加工后可生产260公斤棉籽壳。 采用近红外光谱仪测定，其主要营养成分含量优于秸秆粗饲料。 适量的棉籽壳可作为反刍动物的纤维饲料补充剂。 随着养殖业的快速发展，各种饲料的价格大幅上涨。 南疆养殖合作社和农民越来越多地使用当地棉源饲料，解决农区饲料供应与畜牧业发展的矛盾。 但棉籽壳中含有抗营养因子棉酚（），影响棉籽壳的饲用价值。 目前，农民为了降低成本，将棉籽、棉籽壳等棉花副产品喂牛羊，几乎没有经过脱毒或不符合标准。 这可能导致早产、流产或胎儿畸形以及动物缺铁性贫血。 抑制消化道蛋白水解酶的活性，减少蛋白质利用率，可引起肾小球和肾小管上皮细胞通透性异常，引起雄性动物尿路结石； 过度喂养甚至会导致动物死亡。 目前，棉酚降解技术包括物理方法、化学方法和微生物发酵方法。 其中，物理法脱毒率较高，但会降低饲料中氨基酸的利用率； 化学法工艺较为繁琐，成本较高； 基于以上问题，采用低成本、温和的微生物发酵技术对棉籽壳中的棉花进行降解。 苯酚已成为一个新的研究方向。 利用微生物发酵技术将棉籽壳转化为能促进动物生长的优质粗饲料，对于提高新疆棉籽壳饲料利用率、缓解新疆牲畜饲料供应压力具有一定的现实意义。
1 棉籽壳饲料在新疆的应用
新疆棉花种植基地主要是南疆优质陆地棉区和北疆、东疆优质陆地棉区。 其中，最重要的棉花种植基地有：英吉沙县、月普湖县、新河县、阿瓦提县、洛普县、墨玉县、麦盖提县、玛纳斯县、沙湾县、鹤峰县等。棉花的种皮是棉籽外面坚硬的棕色种皮。 它是通过脱壳棉籽获得的。 它含有稍微未剥皮的棉短绒和一些不完全破碎的棉粒。 一般棉籽壳的粗蛋白含量为4%~6%，粗纤维含量为43%~48%，中性洗涤纤维含量为85%左右，酸性洗涤纤维含量为65%~68%，木质化程度中等。 新疆农业科学院微生物应用研究所一直致力于棉副产品饲料转化研究。 调查发现，南北疆农牧民一直用棉籽壳喂养肉牛、羊。 首先，适量的棉籽壳可以提高粗饲料的适口性。 、增加动物采食量，可作为反刍动物的纤维补充剂； 第二，不浪费资源。 棉籽壳经常与玉米粉或玉米青贮饲料一起喂牛和羊。 当未脱毒的棉籽壳替代部分日粮粗饲料时，可提高胴体重量、净肉重和屠宰率。 但由于没有专业技术指导，棉籽壳处理不当或未经处理直接喂牛羊。 棉籽壳中的棉酚经常导致雄性细毛羊患尿路结石。 过量饲喂后，可严重导致牛羊死亡。 有研究人员也指出，饲料中添加40%以下的棉籽壳对于育肥羊来说是安全可行的，不会对身体造成伤害。 棉籽壳作为饲料的安全性、合理性、高效性日益成为研究热点，特别是在南疆地区。 草料的缺乏和畜产品需求的不断增长使得开发新的动物饲料迫在眉睫。 棉籽壳作为优质粗蛋白饲料，在新疆畜牧饲料中具有广泛的应用潜力。
二、棉酚限制棉籽壳饲料转化的原因及其危害
棉酚是一种多酚二萘衍生物，由锦葵科棉属植物的色素腺产生。 化学结构式如图1所示。限制棉籽壳饲料转化的抗营养因子包括无毒棉酚（FG）和无毒结合棉酚（BG）。 由于BG与氨基酸、蛋白质等结合，不能被动物胃肠道消化利用，可随粪便排出体外。 它的毒性较小，甚至无毒。 活性羟基和活性醛基是FG引起动物中毒的主要原因。 其作用机制是：FG通过选择性破坏睾丸生精细胞线粒体的正常功能，影响动物的正常繁殖； 它与蛋白质和膜基质结合，破坏矿物质的离子运输机制，减少动物对矿物质的吸收量，影响血红蛋白的形成。 ; 与氨基酸的胺残基结合形成大分子BG，减少赖氨酸的吸收，对动物健康造成危害。 研究结果表明，当棉酚含量低于0.01%时，不影响动物的正常生长； 含量在0.01%～0.03%时，对单胃动物有较大毒性作用； 当含量高于0.03%时，对反刍动物有毒性作用。 我国《饲料卫生标准》（GB 13078-2017）规定饲料中游离棉酚允许量为：棉籽不超过5000毫克/公斤，棉籽加工品不超过1200毫克/公斤，犊牛精料补充量为100毫克/公斤，泌乳牛精料补充量为500毫克/公斤，羔羊精料补充量为60毫克/公斤，其他绵羊精料补充量为300毫克/公斤。 新疆农科院微生物应用研究所饲料微生物制剂及生物饲料项目组赴南疆和北疆调查发现，不同地区棉籽壳中棉酚含量在280～460mg/kg之间。 临床症状、病理组织学检查结果表明，饲喂大量棉籽壳可引起羔羊尿路结石。 棉酚中毒一般无季节性，以冬春季节多见。 此时期，由于青饲料、牧草缺乏，饲料单一，棉籽饼、棉籽壳的饲喂量增加。 养殖公司或农户会直接使用未经任何处理的棉籽壳。 饲喂牛、羊可引起家畜棉酚中毒。 因此，采用合理的饲养和处理方法对于棉籽壳饲料应用极为关键。
3 微生物脱毒在棉籽壳转化为饲料中的优势
有很多方法可以降解棉酚。 可以用物理方法将FG与蛋白质、氨基酸结合，变成BG，使其失去毒性； 也可经过化学处理，形成复合物，使其难以在小肠消化吸收，从而减少毒性作用； 然而，棉籽壳作为动物饲料，需要提高其适口性、采食率和消化率。 物理和化学解毒方法难以达到绿色畜牧养殖的目标。 随着微生物学研究的深入，通过生物方法进行棉酚解毒更加有效。 棉酚解毒方法比较如表1所示。微生物在生长过程中会产生一些分泌物，如蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、果胶酶等，这些分泌物可能会降解FG或与FG结合形成BG以达到目的的排毒。 用于解毒的微生物大多是有益菌，如枯草芽孢杆菌、酵母菌等，能很好地维持动物的肠道平衡； 将大分子蛋白质降解为小肽、氨基酸等物质，提高饲料的吸收率； 增加采食量； 可去除其他抗营养因子，如环丙烯脂肪酸（CPFA）、植酸（PA）、单宁（）和非淀粉多糖（NSP）等； 提高饲料粗蛋白含量，增加适口性。
4 棉酚降解菌对棉籽壳脱毒效果及菌群研究
自2020年1月1日起，全国禁止除中药外的所有促生长药物饲料添加剂。 这意味着全国动物养殖业将迎来“禁抗”、“减抗”、“抗生素替代”的新发展时期。 饲养微生物的研究已成为绿色饲料发展的热点。 除了研究益生菌对动物健康的影响外，饲喂微生物的一些特殊功能也在不断探索。 棉酚降解单菌或复合菌具有安全、绿色、无毒的多重功能，将更有效地应用于饲料加工和动物饲养。 新疆是畜牧业和棉花生产的重点地区，棉酚降解菌已成为两者转化和出口的关键点。 早期，R. 等人。 发现牛、羊等反刍动物瘤胃中的微生物和酶对棉酚有较强的耐受性； 此外，蘑菇、真菌及其产生的酶可以降解游离棉酚。 由于国内蛋白质资源的缺乏以及棉副产品产量的增加及其在反刍动物饲料中的使用，国内学者对微生物发酵降解棉酚进行了较多的研究。 新疆作为产棉大省，缺乏畜牧业粗饲料，通过微生物发酵技术将棉花副产品转化为饲料的需求更加迫切。 科研人员筛选出的热带假丝酵母、原原假丝酵母、地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌等均具有不同程度的FG降解作用。 混合菌发酵可提高棉酚脱毒效率，提高棉籽壳饲料的附加值。 元江利用纤维分解菌、乳酸菌、酵母菌等有益菌对棉籽壳进行混合发酵。 脱毒率高达75.4%，粗蛋白（CP）含量提高2.29%，中性洗涤纤维（NDF）含量降低18.21%。 ，酸性洗涤纤维（ADF）含量降低16.04%。 随着微生物复杂系统和酶系统研究的深入，利用反刍动物瘤胃微生物、棉铃虫肠道微生物及其代谢产物对棉籽壳进行解毒逐渐成为研究热点。 赛马提·艾麦提等人。 比较了瘤胃液、酵母菌、乳酸菌对棉籽壳的解毒效果。 结果显示，排毒率分别为47.94%、76.46%、68.44%。 还需要进一步研究和探索反刍动物瘤胃和肠道微生物的解毒作用，探索微生物在微环境中的生长、繁殖和代谢活动。 这不仅将实现棉籽壳的脱毒，而且对研究棉酚降解机制具有重要作用。
5、棉籽皮脱毒微生物发酵工艺及饲喂效果优化
微生物发酵工艺可以解决棉籽壳采食量和利用率低的问题。 接种量、物料含水量、湿度、氧传质、温度和发酵时间都是影响发酵过程的重要因素。 棉籽壳饲料发酵影响因素及最佳条件见表2。长期饲喂含棉籽壳90%以上的粗饲料，对羊毒性很大。 棉籽壳饲料经过微生物发酵处理后，质地柔软细腻，菌香浓郁，适口性好，营养价值可与玉米、麸皮媲美。 奶牛食用脱毒棉籽壳不会产生中毒症状，羔羊食用也不会影响其生长发育。 棉籽壳与其他粗饲料混合或稍稍存放。 例如，在玉米青贮饲料中添加30%的棉籽壳，并添加一定比例的玉米粉、麸皮、糖蜜和微量元素，制成棉籽壳全混合日粮（TMR）。 有效提高动物采食率和日增重，降低精料含量，有利于提高经济效益。
6 微生物发酵技术在新疆棉籽壳饲料中的应用及发展趋势
饲料原料短缺已成为制约新疆畜牧业可持续发展的瓶颈。 由于具有一定的毒性和抗营养因素，棉秆、棉籽粕、棉籽壳等棉副产品大量被少量用作饲料原料。 造成浪费严重，微生物发酵技术的开发和应用可以提高棉源副产品的利用率，提高棉籽壳饲料的营养价值。 为推动新疆畜牧业规模化、产业化、健康可持续发展，针对新疆微生物发酵技术研究基础薄弱、机械化程度低、菌种来源复杂、技术落后的现状，开发和应用，应该彻底改变。 以优良微生物菌剂研发为支撑，建立新疆绿色、黄色保藏菌株资源库，通过分子育种、诱变育种、自然育种等方法培育适宜、安全、功能性饲用菌株； 深入开展基础研究，利用代谢组学分析技术，从细胞代谢水平全面揭示发酵产物中代谢成分的种类和数量，确定生物标志物和特定代谢谱，指导脱毒棉籽壳在饲料中的应用； 与当地大型养殖合作社联合建立示范点，将微生物发酵技术与全混合日粮（TMR）相结合，开发出含有更多蛋白质、钙、磷、维生素等营养物质的日粮，有利于促进生长发育畜禽养殖业，提高畜禽产品质量和产量。 具有改良效果的复合棉籽壳饲料。
7 总结
总之，利用微生物发酵技术综合开发以棉籽皮为原料的饲料资源，不仅可以开创棉源副产品利用新途径，而且可以增加农民收入，稳定和提高棉花种植积极性，从而稳定新疆综合生产总值。棉花生产和保障能力。 棉籽壳生物转化及高效利用产业是集经济效益、生态效益、社会效益于一体的农业经济项目。 对促进新疆现代农牧业和农村经济发展具有重要意义。
实用操作技术——棉菜籽饼脱毒转化为优质饲料替代豆粕的操作新技术
目前豆粕价格很高，部分地方供不应求，而棉籽饼（棉籽粕、菜粕）价格相对便宜。 棉籽饼是棉籽、菜籽榨油后留下的饼状残渣，其蛋白质含量相对较低。 高，含有多种氨基酸成分。 但由于棉籽饼中含有植酸、芥子碱等物质，这些物质含有一定的毒性，也会影响动物的消化吸收。 它们不能大量使用，所以不建议直接喂动物！
现在通过微生物饲料发酵剂的脱毒脱毒技术，可以将菜籽饼成功变成优质的添加剂饲料。 1公斤发酵棉菜籽饼（发酵前重量）可直接代替约0.85公斤豆粕。 饲料发酵剂中的有益微生物和发酵过程中分泌的代谢产物，能有效分解棉花、菜籽饼中的有毒物质。
豆粕、菜粕、棉粕成分比较
1、豆粕是一种高蛋白原料，无需脱毒即可用作饲料。 蛋白质含量40%-48%，赖氨酸含量2.5%-3.0%，色氨酸含量0.6%-0.7%，蛋氨酸含量0.5%-0.7%。 2020年11月12日报价在3500元/吨左右。
2、菜籽粕粗蛋白含量在34%~38%之间。 其特点是蛋氨酸含量高（仅次于芝麻饼、芝麻粉）、赖氨酸含量高。 精氨酸含量较低，在饼粕饲料中含量最低。 菜籽粕有效能量值低（淀粉含量低，菜籽壳难以消化利用）。 矿物质中，钙、磷含量较高，硒、锰含量也较高。 尤其是硒的含量是常用植物性饲料中最高的。 2020年11月12日报价在2900元/吨左右。
3、棉粕的蛋白质含量一般为44.32%，仅次于豆粕的蛋白质含量48%，高于菜粕的36.04%。 精氨酸含量高达3.6%-3.8%，而赖氨酸含量仅为1.3%-1.5%，仅为豆粕的一半。 2020年11月12日报价在3000元/吨左右。
需要排毒吗？
1、豆粕无需脱毒即可用作饲料。 而且，豆粕含有丰富的蛋白质和多种氨基酸。 无需额外添加动物蛋白，仅豆粕中所含的蛋白质和氨基酸就足以平衡家禽和猪的食谱，促进其营养吸收。 只有当其他豆粕的单位蛋白质成本远低于豆粕时，才能替代豆粕。
2、菜籽粕、菜籽中含有硫代葡萄糖苷、芥酸、单宁、皂苷等不良成分，其中最主要的是硫代葡萄糖苷。 硫代葡萄糖苷本身无毒，但在一定的温度和湿度条件下，油菜籽本身所含的芥子酶经酶解，会产生异硫氰酸酯、恶唑烷硫酮、腈等有害物质。 这些物质会引起甲状腺肿，导致动物生长减少和繁殖力降低。 单宁会阻碍蛋白质消化并降低适口性。 芥酸会阻碍脂肪代谢，导致心脏内的脂肪堆积和生长受到抑制。 。 使用前需进行一定的解毒处理，并且必须限制使用。 具体投喂量应根据菜粕中有害成分的含量来确定。 可以增加已脱毒的菜粕量，但必须限制“双低”油菜籽生产的菜粕量。 同时，根据菜籽粕的氨基酸组成特点，应与其他饼粕适当搭配。
3、棉籽中含有对动物有害的棉酚和环丙烯脂肪酸，尤其是棉酚，危害很大。 在制油过程中棉籽壳价格，由于蒸、炒、压榨等热作用，大部分棉酚与蛋白质、氨基酸结合，成为共轭棉酚。 共轭棉酚在动物消化道中不被动物吸收，因此毒性很小。 棉酚的另一部分以游离形式存在于蛋糕、膳食和油中。 这部分游离棉酚对动物有剧毒，特别是单胃动物过量食用或长期摄入，可引起生长迟缓、繁殖性能和产量下降。 表现下降甚至死亡。 年幼的动物对棉酚的耐受性较低。 由于棉籽饼、粕中的游离棉酚对动物有害，因此在使用棉籽饼、粕时，应根据饲喂对象和饼中游离棉酚的含量进行限量。 反刍牲畜饲喂优质粗饲料和多汁青饲料时，棉籽饼、粕的用量不受限制，不会引起中毒。 对于单胃动物，应限制饲喂量，最好使用脱毒棉籽饼。 同时，用棉籽饼、粕配制饲料时，应注意氨基酸平衡，特别是棉籽饼、粕赖氨酸含量低，利用率差，应注意添加赖氨酸。
发酵操作技术
发酵棉菜籽饼实际上是一种解毒技术。 具体操作如下：
1、仔细检查棉菜籽饼，将棉菜籽饼腐烂严重、发霉的部分去掉。 轻度发霉的原料可以忽略，因为微生物发酵可以去除霉菌。
2、将棉籽饼粉碎，添加适量的玉米淀粉类能量饲料，调整饲料的营养配比。
4、在混合料中加入适量的水，使混合料的含水量保持在55%左右。 宜“抓一把紧握不滴水，松手轻触即散”。 一般情况下，上述配方需要加入500-600公斤左右的水。
5、发酵方式根据实际环境条件不同，可在桶、罐、塑料袋等容器中发酵。
6、发酵时应尽量排除空气，进行密闭发酵。 如果使用的发酵容器密封不严，开始时用塑料袋包裹并扎紧。 发酵过程中不能打开。
7、发酵时间受环境温度影响。 通常，夏季发酵需要2-3天，冬季需要5-7天。 发酵完成后，具有浓郁的酸香味，pH值为3-4。
混合发酵场地规模化应用
塑料罐和饲料袋（带内膜）可用作发酵饲料
利用池塘发酵
发酵棉籽菜籽粕饲喂动物技术
需要注意的是，发酵饲料酸度较低，不能代替畜禽的全部饲料。 这同样适用于其他发酵饲料。 饲喂时，根据不同情况，将发酵饲�**匆欢ū壤砑拥饺樟钢小� 发酵棉菜籽粕用作湿饲料。 具体使用量约为1.5-2公斤发酵棉菜籽粕（湿饲料）来替代动物饲料。 采用配方中1公斤豆粕的用量代替，与其他饲料混合后直接饲喂。 由于棉籽粕蛋白质含量高，最大添加量不宜超过牲畜日饲喂量（湿饲料重）的40%。 如果发现发酵饲料酸性过大，适口性变差，可在饲喂前晒干1-2小时，或添加适量碳酸氢钠（小苏打）来改善。
发酵过程中及发酵后使用过程中，发酵容器应保持密封，可长期保存（一年左右）。
目前，养殖业成本居高不下，其中饲料成本最高。 使用廉价的发酵饲料原料（包括一些可以低价回收的轻度发霉的粗粉）是一个极好的解决方案。 通过微生物饲料发酵剂的发酵，可以将轻度发霉的饲料变成优质饲料，并将难消化的物质分解成畜禽可以吸收的小分子糖、氨基酸等。 同时，发酵饲料富含有益微生物、酶制剂、酸化剂等，可以调节畜禽胃肠道微生态环境，进一步提高饲料利用率。 发酵后的饲料具有淡淡的气味，提高了饲料的适口性。 另外，发酵饲料中的酒精含量在4℃左右，可以促进动物新陈代谢，促进健康抗病，是当前养殖业发展的重要组成部分。
该技术还可以发酵菜粕（饼）、棕榈粕等，方法同上。
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