高粱中抗营养因子的化学性质及其对畜禽的影响与作用机制
高粱中抗营养因子的化学性质及其对畜禽的影响与作用机制
许多植物成分都有可能会给畜禽生产带来不利影响（d’mello，2000）。事实上，这些化合物存在于每一种植物性饲料原料的叶子和籽实中，它们通常被称为抗营养因子。抗营养因子还包括那些在天然饲料原料中由该饲料植物在正常代谢过程中利用原始物质产生的次级代谢物，这些代谢物通过不同的机制产生与最佳营养相反的效应（chubb ，1982）。抗营养因子根据其作用机制可以将其分为以下几组：
抑制蛋白质消化和代谢利用的物质，如蛋白酶抑制因子、植物凝集素（血球凝集素）、皂苷和多酚化合物。
能够降低或干扰微量元素利用的物质，如植酸、草酸、硫代葡萄糖酸盐和棉酚。
使维生素失活或增加维生素需要量的物质，如抗维生素a 、维生素d 、维生素e 和维生素k 因子，抗硫胺素因子、抗烟酸因子、抗维生素b6因子及抗氰钴胺素（维生素b12）因子。 然而，一些抗营养因子所表现出多种抗营养机制（liener ，1980；jaffe ，1980；chubb ，1982）。高粱在尼日利亚的半干旱和热带稀树草原地区广泛种植。maunder （2002）报道，高粱[sorghum bicolour （l ） moench]是非洲和亚洲多数地区的传统农作物，是西半球的一种外来杂交作物。与其他谷物相比，高粱能更有效地耐受干旱、土壤毒性和极端气温。高粱籽实的干物质含量约92.50 %、家禽代谢能3 270.00 kcal/kg、粗蛋白质9.50 %、粗脂肪2.55 %、粗纤维2.70 %、灰分1.25 %和无氮浸出物（nitrogen free extract，nfe ）76.60 %。高粱的蛋白质含量略高于玉米，但是与其他谷物一样缺乏赖氨酸和色氨酸。更重要的是，有报道指出一些高粱品种含有抗营养因子，主要是单宁，它可以与蛋白质结合，降低蛋白质的消化率（oyenuga ，1968；aduku ，1993；olomu ，1995；tacon ，1995；ngoka ，1997；aletor ，1999；aduku ，2004；etuk 和ukaejiofo ，2007）。
本文将讨论高粱中两种重要抗营养因子单宁和蜀黍氰苷，其对畜禽的化学性质、作用机制及影响。
1 高粱中的抗营养因子
2 单宁：化学性质、分布及其作用机制
2.1 化学性质
单宁是水溶性的多酚异聚化合物，分子量在 5 000道尔顿以上，能够沉淀水溶液中的明胶和其他蛋白质（de lumen 和salamat ，1980；singleton 和kratzer ，1973；kumar 和d’mello，1995）。单宁通常被认为由两类多酚化合物组成：可水解单宁（hydrolysable tannins ，ht ，焦性没食子酸类）与葡萄糖或柯子酸、鞣花酸、没食子酸和间双没食子酸等形成的酯；浓缩型单宁（condensed tannis ，ct ，儿茶酚单宁类），以白花色素苷及类似物质为基础形成（etherington 和roberts ，1982；kumar 和d’mello，1995）。焦性没食子酸单宁易被酸、碱或酶水解。单宁酸就是可水解单宁中众所周知的一种，是一种没食子鞣质，分子中没食子酸与葡萄糖的摩尔比为8～10∶1（图1）。尽管商品单宁酸的化学式为c76h52o46，但它却是相关化合物的混合物。鞣花单宁是另一种可水解单宁（merck index ，1976；salunkhae ，等，1990；kumar 和d’mello，1995）。可水解单宁在双子叶植物的叶子、果实、豆荚及瘿瘤中含量丰富，但在单子叶植物中未能检出。浓缩型单宁是不能水解的，并广泛存在，在酸解时主要产生花青素。浓缩单宁含有大家熟悉的类黄酮骨架，将表儿茶素和儿茶素连接在一起（图2）。常见的连接为黄烷-3-醇和黄烷-3，4-二醇（porter ，1992；salunkhae ，等，1990；kumar 和d’mello，1995）。ph 会影响单宁-蛋白质复合物的形成。浓缩单宁可通过碳水化合物上的氢键与蛋白质反应并形成复合物，在中性ph 条件下可与蛋白质形成结合能力更强的键（mcleod ，1974）。蛋白质复合物中的浓缩型单宁在ph 3.5～7.0的范围内是稳定且不溶于水的，但在ph<3.0和ph&8.0时不稳定并可释放出蛋白质（jones 和mangan ，1977）。浓缩型单宁在豆科牧草（d’mello，1995）和高粱（d’mello，2005）中
广泛存在。