11-饲料中的抗营养因子与外源毒素

11 饲料中的抗营养因子与外源毒素

“抗营养因子（ANF，antinutritional factor）”和“抗营养物”（antinutrients）指食品或饲料原料中本身固有的，当被人或动物摄入时对健康和营养平衡产生不利影响的物质。一些植物或来源于植物的饲料原料含有的抗营养因子可能会引发严重中毒迹象，但是在正常饲喂条件下，继续投喂这种植物会普遍产生过敏反应。抗营养因子引发的过敏反应包括消化过程和生长障碍，降低饲料效率，引起胰腺肥大，低血糖，肝功紊乱，甲状腺肿大（goiterogenesis）以及免疫抑制。如果没有正确保存或处理，许多动物副产品同样包含有抗营养因子，也可能对动物产生不利影响，这些影响随动物的种类、年龄或发育阶段、个体大小、性别、健康状态、营养水平不同而不同，同时任何一种应激因子均会叠加在这些变量上。

表11-1列出了目前在水产养殖中用到的植物性和动物性饲料原料（或是有可能在鱼上作为营养物来源使用），并一并列出了每种原料中已知的抗营养因子。出于显而易见的原因，没有列出未知的因子。虽然植物中的这些成分可能对传统家畜或模型动物如兔子和老鼠无害，但是对养殖的多种鱼类却是有害的。另外，植物中可能含有一些迄今未明的成分，对鱼的营养和健康都很重要。

表11-1 一些常用鱼类饲料原料上中重要的抗营养因子

植物原料存在的抗营养因子

豆粕蛋白酶抑制因子、凝集素、植酸、皂素、植物雌激素、抗维生素、植物甾醇、过敏原

菜豆蛋白酶抑制因子、淀粉酶和脂肪酶抑制因子、凝集素、植酸、皂素、植物雌激素、抗维生素、植物甾醇、过敏原

菜籽粕蛋白酶抑制因子、硫葡萄糖甙、植酸、单宁、芥酸

羽扇豆仁粕蛋白酶抑制因子、皂素、植物雌激素、生物碱

碗豆籽粕蛋白酶抑制因子、凝集素、单宁、氰、植酸、皂素、抗维生素

向日葵籽饼蛋白酶抑制因子、皂素、精氨酸酶抑制因子

棉籽粕植酸、植物雌激素、棉酚、抗维生素、环丙烯脂肪酸

苜蓿叶粉蛋白酶抑制因子、皂素、植物雌激素、抗维生素

芥子油饼硫甙、单宁

芝麻粕植酸、蛋白酶抑制因子

生鱼片硫胺素酶

甲壳动物几丁质、氟

来源：Francis et al.(2001b)

Krogdahl等（2009）综述了挪威食品安全科学委员会进行的在水产养殖鱼类日粮中使用植物原料的风险评估（Hemre et al.,2009），Francis等（2001a）对下面提及的资料中

的主要信息进行了更早的全面回顾。其中的大部分化合物列在了表11-1中，并注明了现有综述中关注的变化程度，这些信息靠在鱼上进行精制的抗营养素试验而获得。抗营养因子对虾的影响则几乎找不到相关信息。

在本文中，术语“外源毒素”指在动物饲料中存在的，除了病原体以外的，天然的或意外污染的化合物，这些化合物可能对人或动物的健康、环境或鱼虾产品产生危害，例如杀虫剂、霉菌毒素、环境污染物，或饲料原料在储存或加工过程中产生的物质如氧化脂肪酸、多胺等。此外，饲料原料可能使一些原有的物质含量增加，例如由于土壤的地质特点，某些来源于植物的饲料原料可能会加增加重金属水平。表11-2列出了多种在鱼饲料上可能需要需要引起注意的化合物（Hemre et al.,2009）。接下来的章节详细介绍了在水产饲料原料中可能遇到的最具有典型性的抗营养因子（ANFs）和外源毒素。

表11-2 鱼饲料上可能含有的外源毒素与其他有害物质（有害物质分类）

项目物质

离子或元素砷、铅、氟、水银、亚硝酸盐、镉

储存或加工过程中的产物黄曲霉素B1和其它霉菌毒素、氰氢酸、可可碱、挥发性芥子油，黑麦麦角碱，杂草种子及未磨粉成粉的果实中含有的生物碱、糖苷、其它单独或联合存在的有毒物质，蓖麻，野百合属，氧化脂肪酸及产生的醛酮，生物胺

有机卤素化合物阿尔德林、狄氏剂、毒杀芬、氯丹、DDT、硫丹、异狄氏剂、七氯、六氯苯、六氯环己烷、二恶英及二恶英类似物PCBs

植物性杂质杏、苦杏仁、未去壳的山毛榉坚果、亚麻芥、长叶雾冰藜、雾冰草属、紫荆木属、小油桐、巴豆、印度芥末、Sareptian芥末、中国芥末、黑芥末、埃塞俄比亚芥末改编自命令2002/32/EC，欧盟委员会（2003）。

植物性原料中的抗营养因子

酶抑制剂

大多数植物种子都含有抑制因子来保护其中主要成分即蛋白质、淀粉和脂肪不被意外降解。它们是单一蛋白或复合蛋白，经热处理、酒精萃取或发酵后会变性失活。但一般不会完全使其失活，从而会产生副作用，使营养物质不能被动物利用。

蛋白酶抑制因子（即抑制胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、肠激酶、羧肽酶）是通过在胃肠道中与酶形成化学反应可逆的复合物来抑制酶活性的蛋白质（Liener,1980;Bhat et al.,1981）。酶抑制剂的专一性多样化。一些抑制剂只对应一种酶，如胰蛋白酶或羧肽激酶；另一些抑制剂则对应两到三种酶。在虹鳟（Oncorhynchus mykiss）上发现即使日粮中蛋白酶抑制剂的水平很低，也会使蛋白质和脂肪的表观消化率下降（Berg-Lea et al.,1989Krogdahl et al.,1994;Olli et al.,1994a）。蛋白酶抑制剂表面上似乎促进了胰

腺酶的分泌，但长期投喂，胰腺不再试图通过增加分泌来补偿被抑制的活性部分。

淀粉酶抑制剂是抑制单胃动物淀粉酶活性的蛋白质，发现存在于富含淀粉的植物或植物的一部分如豆类、谷物和块茎中（Whitaker,1997;Gibbs and Alli,1998;Sawada et al.,2002）。关于淀粉酶抑制剂对鱼的影响的研究很有限。Fernandez等（2001）和Natarajan等（1992）发现一种来自于小麦的淀粉酶抑制剂能抑制真鲷、鲤和罗非鱼的淀粉酶活性。一种来自于豆类的淀粉酶抑制剂能影响鲑鱼和鳕鱼的淀粉酶的活性（Froystad et al.,2006）。日粮中淀粉酶抑制剂对大西洋鲑的影响似乎很有限，但由于这种酶看起来都有一个不完善的锚状基底，因此也会降低它的催化活性（即淀粉酶抑制剂也会降低大西洋鲑的淀粉酶活性）。胰腺的分泌看起来同样受到限制。最近一项在大西洋鲑上的饲养试验，在颗粒饲料中加入2g/kg的一种从普通菜豆（common bean）中提取的淀粉酶抑制剂，观察到其对淀粉、蛋白质、总脂肪和脂肪酸消化率没有影响（Chikwati,2007）。在以高含量豆类或其他植物原料构成的鱼类膨化日粮中，这个水平处于较高值。

脂肪酶抑制剂存在于许多油料植物种子中，它们对于保证种子中储存的油脂优先用于发芽，防止被脂肪酶意外降解而起到的重要作用是显而易见（Gargouri et al.,1984;Wang and Huang,1984;Bau et al.,1997;Gupta et al.,2003）。脂肪酶抑制剂是自然界中一种蛋白，大豆（Gargouri et al.,1984;Wang and Huang,1984;Satouchi et al.,1998,2002）、向日葵（Wang and Huang,1984;Chapman,1987）及花生（Wang and Huang,1984）中的脂肪酶抑制剂（结构）已得到了描述。脂肪酶抑制剂蛋白也被证明在一定数量的谷物中存在，如小麦（Borel et al.,1989;Cara et al.,1992;Tani et al.,1994,1995;O’connor et al.,2003）、燕麦（O’connor et al.,2003）、小米、大麦和高梁（Cara et al.,1992）。

来自大豆的脂肪酶抑制剂被认为是通过阻碍脂肪酶与乳化脂肪微粒表面结合来抑制脂肪酶（Gargouri et al.,1984;Wang and Huang,1984）。而来源于向日葵种子的脂肪酶抑制剂与脂肪酶之间存在直接的相互作用，认为最有可能的一种相互作用模式是它与脂肪酶形成牢固的抑制剂蛋白与脂肪酶的复合物（Chapman,1987）。小麦中的脂肪酶抑制剂起作用的方式似乎与大豆脂肪酶抑制剂类似（Borel et al.,1989）。

经过热处理的大豆粉中仍有抑制剂活性存在，暗示脂肪酶抑制剂具有热稳定性，因此在溶剂浸提的豆粕中仍有可能存在。在大西洋鲑上饲喂含有溶剂浸提豆粕的日粮，而脂肪酶抑制剂可能会部分降低脂肪的消化率（Olli and Krogdahl,1994.,Olli et al.,1994b;Storebakken et al.,1998a;Refstie et al.,2000,2001）。

尽管昂贵的脂肪的低利用率带来的低经济意义，但是还没有养殖试验研究日粮中添加植物性脂肪酶抑制剂对鱼的影响，因此，其在不同鱼类的生物活性是未知的，其在日粮中的最高添加水平也未知。来源于谷类的脂肪酶抑制因子对鱼类常量营养素的消化能力产生的影响，可能误认为是由谷物纤维引起的。

凝集素

凝集素（以前也称为凝集素或血细胞凝集素）是一类可溶的，至少有一个非催化域，能与特定的单糖或寡糖可逆结合的多种（糖）蛋白（Peumans and Van Damme,1995）。它们首先在植物中被发现（Stillmark,1888），但随后在微生物和动物中也发现其存在。

特异性识别碳水化合物是凝集素的特性之一，这一特点被用来进行分类。因此可以通过体外单糖或寡糖能否阻止凝集素凝集红细胞或使复合糖形成沉淀来分类植物性凝集素（from Van Damme et al.,1998）。

豆类凝集素是一个具有相似蛋白质的大家族（Sharon and Lis,1990）。尽管大部分豆类种子中凝集素的含量是1~5g/kg（干基），但有的种子中含量高达20g/kg（干基）。以蛋白质作为基础，种子中凝集素含量为总蛋白质的0.1~5%，但在某些菜豆属（Phaseolus）的品种中能达到50%。产生凝集素水平差异不仅与同一种的不同栽培品系有关，还和植物在生长过程中受到的应激因子、生态学和气候学条件有关。

凝集素广泛存在于植物和农作物中，特别是它对热不稳定，同样通过消化道内时也会被破坏（Hara et al.,1984;Pusztai et al.,1990;Bardocz et al.,1995）。摄入后与肠上皮细胞表面的受体相互作用。在沿着隐窝-绒毛轴迁移的过程中，成熟的肠上皮细胞会根据细胞膜成分侧面的糖结合面（glycation profile）不断变化。这种在糖结合模式上的差异有助从生理学角度解释不同的凝集素在不同种动物上的差异性影响（Roth,1987;Pusztai et al.,1995）。由于凝集素具有与动物细胞受体上的复合糖相结合的能力，因此凝集素能影响肠道功能，同时也会对依靠于肠道受体的功能产生系统性的影响。凝集素对细胞代谢影响的效力应当与它和配体结合的强度有关，而这一点不仅取决于被结合的糖的专一性，还取决于配体的结构复杂性（Grant et al.,1983）。

大豆凝集素（也被称为大豆血细胞凝集素，SBA）与糖复合物的碳水化合物部分相结合，特别是与位于肠绒毛膜边缘的N-乙酰-D半乳糖胺，在大西洋鲑和虹鳟上已得到证实（Hendricks et al.,1990;Buttle et al.,2001），相对于肠道前端，在肠道末端观察到最大结合程度更高，（结合物）分离常数更低（Hendriks et al.,1990）。据报道，在大西洋鲑饲料中添加35g/kg的大豆凝集素（等同于饲料中含有600g/kg溶剂浸提豆粕），会引起肠道末端组织学变化（Buttle et al.,2001）。Bakke-McKellep及其同事（2008）开展的大西洋鲑的肠上皮组织体外试验指出，来自于菜豆（kidney beans,Phaseolus vulgaris）的凝集素会抑制葡萄糖转运进入肠上皮细胞。大豆凝集素则未对葡萄糖吸收表现出类似的抑制作用。

有凝集素参与的豆粕型肠炎最先在1990年大西洋鲑上得到描述（van den Ingh and Krogdahl,1990;van den Ingh et al.,1991），随后在虹鳟（Rumsey et al.,1993,1994）和鲤鱼上（Uran et al.,2008）也得到描述，但这其中存在疑问，因为凝集素在酒精混合物（能去除强效因子）中的溶解性低。此外Buttle等（2001）报道的由大豆凝集素引起的对组织学的特征性改变也与那些观察到的由豆粕型日粮引起的肠炎不同。但是，Francis等（2001b）

提出当日粮中有其他抗营养因子（ANFs）存在时凝集素的毒害影响会加重。

来自多种植物蛋白源的凝集素在日粮中的最大允许含量仍未确定，并且根据上面讨论指出的，不同种的凝集素及在不同种鱼上的含量差异可能会非常大。

皂素

皂素是一大类主要由植物产生的（特别是豆科植物）多种多样的糖苷（配糖体），一些低等海洋生物和微生物也能产生。已知有超过100多科的植物含有皂素，且这些皂素的化学结构差异相当大。皂素对热稳定，溶于酒精，具有两性分子，含有一个疏水性的甾体或一个三萜糖苷配糖基（其上连接有一条或多条糖链）。链接到亲水性的糖苷配基（皂角苷配基）的糖类部分（低聚糖）通常包含葡萄糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、木糖、鼠李糖或甲基戊糖。

皂素被报道具有多种生理作用，表现出抗真菌、抗癌、抗病毒活性、增强免疫及抗氧化性质，抑制蛋白质消化和维生素吸收，与糖皮质激素类似的作用（reviewed by Francis et al.,2002）。皂素形成胶体后能插入含胆固醇的膜。皂素也能影响哺乳动物肠道上皮细胞功能，增加肠上皮细胞的渗透性，促进一些正常时不能被吸收的物质如过敏原利于吸收（Johnson et al .1986;Gee et al.,1996）。

口服投喂被包含在细胞膜中的皂素最终会在正常的肠上皮替换过程中丢失（Sjolander and Cox,1998）。由于皂素与胆固醇会形成不可溶的复合物而不能被吸收，因此也会丢失（Malinow et al.,1977）。唯一一份发表的关于鱼口服投喂结果的研究表明，大豆皂素在大西洋鲑上并未发现其通过胃肠道时被降解（Knudsen et al.,2006）。

Knudsen等（2007,2008）强烈表明当有其他未知的成分存在时，皂素在豆粕日粮诱导型肠炎中起了作用。在以鱼粉为基础的日粮中添加半纯化的大豆皂素产品（1.7~2.6g/kg），并未观察到肠道形态结构的改变。但当日粮中含有羽扇豆仁粕时，添加皂素引起的症状与那些用豆粕饲喂大西洋鲑上观察到的症状类似。用羽扇豆和皂素饲喂的鱼在体外试验中表现出肠壁渗透性增加，因此作者得出结论，大豆皂素能增加肠上皮的渗透性，但自身不会引起肠炎。

现在还没有足够的数据来准确估计鱼类日粮中皂素的安全水平。一项由Twibell和Wilson（2004）进行的研究表明，在半纯化日粮中添加0.26%纯化皂素，并未引起生长或摄食量的任何改变。但在决定可接受的水平前必须小心谨慎。由于适口性的影响，给鱼投喂含有高水平皂素的日粮时观察到摄食量降低。不同的鱼对各种皂素的特殊性反应及敏感性还未有充足的数据，而且草食性鱼类和杂食性鱼类可能表现出与肉食性鱼类不同的对皂素的忍受度。值得注意的是皂素存在的化学形式多样，且不同的皂素表现出的生理活性水平差异较大（Yoshiki et al.,1998;Oda et al.,2000）。

植物雌激素

植物雌激素被发现在少数几种植物性鱼类饲料原料中存在，包括大豆、羽扇豆、棉籽、亚麻籽、红花和藻类（reviewed by Francis et al.,2001b）。植物雌激素多以异黄酮为主，以半糖在多个位置上结合一个或多个羟基团的皂苷形式存在（Pellisero et al.,1991a）。不同的报道中大豆异黄酮的总量差异较大，最高的达到4200mg/kg（Wang and Murphy,1994a），但相当多的差异受品种、地理位置和生长条件的影响（Wang and Murphy,1994b）。

一项有关雌激素效果的研究认为与植物雌激素类似，会对繁殖性能产生影响，但只有很少的研究注意到了这点。Pelissero等（1991a）证明，给西伯利亚鲟（Acipenser baeri）雄性和无卵黄囊的雌性幼鱼饲喂含有豆粕的日粮，与饲喂酪蛋白基础的对照日粮的个体相比，血浆中的卵黄蛋白会增加。Pelissero等（1991b）随后通过腹腔注射，报道了在西伯利亚鲟上大豆黄酮、鹰嘴豆素A、染料木黄酮、雌马酚和拟雌内酯等雌激素活性的直接证据，但活性相当低并不能影响雌二醇。Tollefsen等（2004）和Milligan等（1998）表明在鱼上观察到染料木黄酮对血浆复合蛋白的亲和力比内源性类固醇激素低得多，Milligan等（1998）认为植物雌激素拟雌内酯、染料木黄酮和大豆黄酮不可能在虹鳟上取代血浆复合蛋白中的内源性类固醇激素而产生影响。在雌性虹鳟上用含有500mg/kg或1000mg/kg染料木黄酮糖苷的日粮饲喂长达一年，发现血浆中雌二醇浓度没有变化（Bennetau-Pelissero et al.,2001）。但仅在雌鱼上饲喂500mg/kg的染料木黄酮会影响繁殖性能，然而雄性虹鳟的11-酮基睾酮和睾酮水平及精子活力会降低，精液量会增加。在雄鱼上进一步提高染料木黄酮在日粮中的水平会使精子比容降低。Inudo等（2004）发现在日本青鳉上用含有高达58.5mg/kg的染料木黄酮和37.3mg/kg大豆黄酮的日粮投喂一个周期（超过28天），虽然在雄鱼上产生了卵黄蛋白，但未对产卵量和生殖力产生影响。

植物中的异黄酮主要以皂苷存在，但研究的多数焦点都放在糖苷配基的形式上。到目前还不知道皂苷是否会在鱼胃肠道内转变，以及转变到何种程度，或者当鱼饲喂异黄酮糖苷时是否会有同样的变化。对了解日粮中异黄酮在鱼类其他生理过程中的意义现在还没有确切的信息。D’Souza等（2005）饲喂虹鳟染料木黄酮苷，发现在肌肉中的累积与剂量反应或时间无关。哺乳动物上的证据表明日粮中的异黄酮在肝肠循环、皂苷水解物重吸收及由肠道微生物引起的去葡萄糖醛酸作用中起着重要的生理学作用（Gatlin et al.,2007）。同时还需要额外的研究来阐明在鱼类植物性饲料原料中发现的天然雌激素化合物的代谢机制。

在鱼上关于日粮中植物雌激素效果的信息还不够充分，因此还不能对安全的可含有水平作出可靠的预报。

硫甙葡萄苷/致甲状腺肿因子

十字花科的食物或饲料比如油菜籽，同大豆一样，与破坏甲状腺素产物或人和动物上的甲状腺肿有关。这种破坏甲状腺的致病因子（致甲状腺肿因子）是硫甙葡萄苷。由于种植品种、种植方式及气候条件不同，硫甙葡萄糖苷的含量和构成也不同。硫甙葡萄糖苷的主要代

谢产物是硫氰酸酯、异硫氰酸酯、腈、5-乙烯-2-噁唑烷硫酮和5-乙烯-1,3-oxyzolodine-2-硫酮（VOT）。菜粕中的不同的硫甙葡萄糖苷型在动物组织上的代谢水平也不一样（Burel et al.,2001;Francis et al.,2001b;Tripathi and Mishra,2007）。被原料自身中的硫甙葡萄糖苷酶催化降解的硫甙葡萄糖苷产物可以通过物理分隔（physical barriers）从底物中分离出来。植物组织受到损害会释放这种酶引起水解，最终产生有毒产物。肠道内的某些细菌也会产生硫甙葡萄糖苷酶，因此会加重硫甙葡萄糖的水解（Combourieu et al.,2001;Shapiro et al.,2001;Fuller et al.,2007）。

通常动物摄入硫甙葡萄糖苷主要的有害作用会降低适口性，降低生长和产量（reviewed by Tripathi and Mishra,2007）。硫氰酸盐会干扰碘的利用，而VOT会使甲状腺的形态及生理上的发生改变，腈已知能影响肝脏和肾脏功能。

Tripathi和Mishra(2007)报道在鱼日粮中加入卡罗拉和菜粕有利，但由于菜粕中硫甙葡萄苷的浓度，所有的报道都建议限制添加水平。在真鲷上日粮中含有0.22?2.18mmol/kg 的硫甙葡萄苷不影响摄食、生长，或甲状腺素水平（Glencross et al.,2004a,b)；达到2.18mmol/kg的硫甙葡萄苷浓度会使生长下降近15%。用含有1.4~19.3mmol/kg的硫甙葡萄苷饲喂虹鳟，生长会显著下降，甲状腺组织也会改变（Burel et al.,2000）。每天摄入30~47umol/kg体重的硫甙葡萄苷，能观察到对生长具有强烈抑制。日粮中含有 1.4umol/g 不会抑制生长，但是会降低血浆中T3的水平。作者建议总硫甙葡萄苷的安全上限浓度为1.4umol/g，尽管这有可能引起轻微的甲状腺肿。

单宁

单宁是一类分子量为500--3000的水溶性酚类化合物。被分为两类，水解单宁和非水解单宁（或缩合单宁）（Marquardt,1989）。水解单宁由如五倍子酸（gallic acid）、六羟二酚酸（hexahydrolysable acid）等酚酸或它们的衍生物和D-葡萄糖或奎宁酸的聚合物。缩合单宁是由黄烷-3-醇类（flavan-3-ols）、黄烷-3,4-二醇类（flavan-3,4-diols）或相关的黄烷醇残基通过C-C键连接形成的聚合物，它不像水解单宁具有碳水化合物核心（Mueller-Harvey and McAllan,1992）。褐豆和菜籽种皮中缩合单宁含量丰富，这正是使种子着色的棕色色素（Rao and Prabhavathi,1982;Francis et al.,2001b）。由于缩合单宁能结合消化酶或与饲料成分如蛋白质、脂肪形成复合物，因此可能会干扰消化，同时也具有苦、涩的口感（Liener,1989;Marquardt,1989;Mueller-H arvey and McAllan,1992;Sandoval and Carmona,1998）。

单宁对鱼的影响并没有进行广泛的研究。鲤鱼表现出能忍受在日粮中添加20g/kg缩合单宁粉而对摄食和生长没有影响（Becker and Makkar,1999）。但是并不知道自然存在于植物种子中的缩合单宁形式中的纯化单宁的商业利用率如何。考虑到这一点，含有高浓度缩合单宁的蚕豆（Vicia faba）粕的体外蛋白消化率低于大豆，当模拟鲤鱼消化过程并与虹鳟比

较时，发现了更多的不同（Grabner and Hofer,1985）。这暗示单宁与日粮中其他成分在肠道中相互作用存在种间差异。

由于单宁在鱼类上的研究信息有限，因此在鱼饲料上必须谨慎运用单宁含量高的饲料原料。如果在水产饲料上使用富含单宁的种籽时，应将深色的种皮去掉，只利用去皮的种籽（或核仁）。在鲑鱼饲料上使用多种植物籽实，产生浅色体色，因此当用这些原料饲喂时，单宁不再是一个问题。

植酸

植酸（肌醇-1,2,3,4,5,6-六磷酸根）和植酸盐（植酸与阳离子的螯合物）广泛存在于植物原料中，并被认为是种子中磷和肌醇的主要储存形式。常见的植物饲料原料如豆粕和菜粕分别含有10~15g/kg、50~75g/kg植酸盐（Francis et al.,2001b）。植酸有12个氢（在6个磷酸基团上），因此能在水中被滴定。这些带负电荷的位置主要与K+、Mg2+结合形成盐，在碱性pH值时与其它阳离子如Ca2+、Zn2+、Mn2+、Ba2+或Fe3+形成沉淀（Lott et al.,2000;Hidvegi and Lasztity,2002）。当pH值低于蛋白等电点时，且植酸可溶时能与蛋白质形成复合物（Hidvegi and Lasztity,2002）。因此植酸与蛋白质的复合物只能被胃蛋白酶部分水解（Spinelli et al.,1983），此外，植酸还会降低胰蛋白酶的稳定性（Caldwell,1992）。

在鱼上，当虹鳟日粮中添加0.5%的植酸降低10%的生长（Spinelli et al.,1983），而日粮中添加2.6%植酸时会显著抑制大鳞大麻哈鱼的生长（Richardson et al.,1985）。后者的研究还表明当饲喂的日粮中植酸水平较高时会降低Zn的吸收使白内障的发病率增加（Richardson et al.,1985）。此外在鲤鱼饲料中添加0.5~1.0%的植酸也会使生长下降（Hossain and Jauncey,1993）。与大豆浓缩蛋白（Vielma et al.,2004）或菜籽浓缩蛋白（Teskeredzic et al.,1995）相比，去植酸的普通大豆蛋白粉（Vielma et al.,2004）能提高虹鳟的生长，促进蛋白质和矿物元素的消化率和蓄积率，与上述研究一致。

然而，比较普通大豆浓缩蛋白与去植酸大豆浓缩蛋白，在大西洋鲑日粮中添加量达到50%时，Storebakken等（1998b）发现在生长上没有差异，日粮中植酸的影响仍然与预估的一致：饲喂去植酸大豆产品的试验鱼其蛋白质、磷的表观消化率、保留率以及全鱼灰分、Ca，Mg，Zn的浓度均较高。Denstadli等（2006）也报道了支持的证据，他们发现从摄食及生长考虑，大西洋鲑对植酸钠有耐受力。日粮植酸降低Mg，Zn的表观消化率并与剂量有关，这导致全鱼椎骨中钙、镁和锌的浓度降低，但蛋白质的表观消化率和保留率受到的影响很小（Helland et al.,2006）。当大西洋鲑日粮中植酸浓度达到2.1%时，肠道胰蛋白酶活性显著受到抑制（Denstadli et al.,2006）。

Richardson等（1985）发现虹鳟日粮植酸浓度达到2.6%时，甲状腺、肾脏和消化道的形态结构出现异常。此外，发现幽门盲囊异常增生肥大且细胞质出现空泡化。Hossain和

Jauncey（1993）发现当日粮中植酸浓度达到1.0%时，鲤鱼肠道上皮细胞肥大，细胞质空泡化也证实了这一点。因此日粮植酸可能影响鱼的组织质量和消化器官的潜在功能，当日粮中含量过高时可能会产生毒害。但饲喂日粮中植酸超过 2.1%却不会对大西洋鲑的肠道末端造成任何形态上的改变（Denstadli et al.,2006）。尽管在上述日粮中植酸添加水平降低了鱼体的矿物质含量，但饲喂80天，体重由初始36克增至3倍后，并未导致骨骼畸形（Helland et al.,2006）。

棉酚

棉酚（C30H30O8）是一种来源于棉籽（锦葵科Gossypium属）的黄色的油状可溶性多酚类醛。它是棉籽中主要的有毒成分，发现存在于棉籽色素腺体（不同部分均有分布）中。棉籽中棉酚含量差异幅度从极微到6%，与植物品种和多样性相关，同时环境因素如气候、油脂种类、施肥也能影响含量变化。除了无腺体棉品种，棉酚是所有品种中的天然组成成分。棉酚有游离棉酚和结合棉酚两种存在形式。游离棉酚，包括棉酚的衍生物、转化和降解产物，对单胃动物均有毒害。游离形式的棉酚有两种异构体（Huang et al.,1987），不同品种及不同处理方法得到的两者比率不同（Gamboa et al.,2001）。棉酚及其代谢产物影响蛋白质抗氧化能力（pro- and antioxidant protential）。很多证据表明作用机制是氧化应激，形成活性氧（ROS），DNA分裂，在生物系统中通过电子传递形成特征性的氧化还原循环（Kovacic,2003）。此外，棉酚还能与哺乳动物细胞中的微粒体膜结合，抑制DNA的合成，消耗铁离子与谷胱甘肽（Gawai et al.,1995）。

饲料原料中存在的棉酚能结合多肽形式的氨基酸，特别是赖氨酸，并对日粮中的铁离子具有很高的亲和力。结合棉酚不易被吸收，并且可能妨碍赖氨酸的吸收并导致赖氨酸不足。游离棉酚很容易在胃肠道中被吸收。棉酚基本不在体内结合，代谢，通过尿液排出，大部分以粪便形式排出体外。

棉酚对几种鱼的毒性作用已有文献可查（reviewed by Li and Robinson,2006）。报道中，对不同种类的鱼产生毒性的水平不同，甚至同一种内毒性水平都不一样。产生这些差异的原因可能与条件、鱼的年龄和规格、日粮配方和采用的分析方法等不同有关。已有报道的毒性作用包括使采食量下降，降低生长，降低血细胞比容与血红蛋白，使繁殖力下降，已发现能对肝脏、肾脏、脾脏及性腺造成组织损伤。在虹鳟上开展的一项棉酚对繁殖影响的研究显示出棉酚的不利影响，并且棉酚会转移给子代（Blom et al.,2001）。在鱼上，除了一些棉酚毒性作用的报道，基本没有棉酚中毒致死的报道。

Yildirim等（2003）报道了以酪蛋白-明胶为基础日粮，棉酚水平达到900mg/kg或更高时，斑点叉尾鮰幼鱼的免疫调节（提高了巨噬细胞趋化性比率和溶菌酶活性），对爱德华氏菌（Edwardsiella ictaluri）的抗感染能力增强。但在随后的研究中，饲喂以豆粕为基础的日粮，棉酚水平高达800mg/kg时，并未观察到斑点叉尾鮰幼鱼对爱德华氏菌抗感染能

力有差别（Yildirim-Aksoy et al.,2004）。

如果在饲料中使用无腺体棉品种的棉粕，就不会导致棉酚的毒性。同时也指出当鱼饲料中棉粕含量在较低水平时，则棉粕中含有的棉酚就不再是问题（Li and Robinsin,2006）。欧盟委员会（the Commission of the European Communities）对饲料原料中的游离棉酚数量作出限制，在鱼配合饲料中允许的最高含量为20mg/kg（Commission of the European Communities，2003）。

环丙烯脂肪酸—苹婆酸（sterculic acid）和锦葵酸（malvalic acid）

两种脂肪酸在锦葵目下多数科植物的种子油脂中大量存在，均特征性地包含一个丙烯环，比如8-辛酸或苹婆酸、7-庚酸或锦葵酸。对水产动物来说该目中最重要的植物是棉。环丙烯脂肪酸在商品油和棉粕中均存在。这类脂肪酸在许多动物包括鱼上能抑制脱氢酶，改变脂肪代谢使饱和脂肪酸的沉积增加（Raju and Reiser,1967）。丙烯环很活跃，反应机制可能是在环状结构和酶的硫羟基部分之间发生了不可逆的反应（Raju and Reiser,1967）。

在虹鳟上观察到对脂肪代谢具有相似的影响（Roehm et al.,1970;Malevski et al.,1974;Struthers et al.,1975;reviewed by Hendricks,2002）。虹鳟还表现出多功能氧化酶系统和其它肝脏中的酶类上产生改变（Eisele et al.,1978）。影响还包括通过改变肝细胞组织形状、肝糖原异常沉积、细胞坏死、细胞纤维化等使肝脏结构发生改变。当虹鳟饲喂的日粮中棉籽油达到7.5%、苹婆酸含量为90mg/kg时，饲喂12个月，三分之一的虹鳟肝脏产生了肿瘤，而饲喂含有25%无腺体棉籽日粮的虹鳟有三分之二出现了相似的症状（Hendricks et al.,1980a）。环丙烯脂肪酸与黄曲霉素—另一种致癌物质—之间的相互作用也有研究。观察到协同效果取决于使用的黄曲霉素种类。黄曲霉素B1的协同效果强于黄曲霉素Q1（Sinnhuber et al.,1974;Hendricks et al.,1980b）。关于环丙烯脂肪酸对鱼的影响的大部分信息来源于虹鳟上的试验。然而在红大麻哈鱼上也观察到致癌作用，但这仅当黄曲霉素B1也同时存在。在斑点叉尾鮰上观察到苹婆酸导致生长迟缓（Hendricks,2002）。

由于环丙烯脂肪酸可能从亲本转移到子代，因此在亲本日粮中如果含有棉籽粕则必须谨慎使用。此外，由于幼鱼比成鱼更易受到损害，因此在开口饵料中必须注意棉籽的含量（Hendricks,2002）。

糖苷生物碱（Glycoalkaloids）

马铃薯和其它块茎类含有次生代谢产物如甾体类糖苷生物碱（SGA）：α-茄碱和α-卡茄碱。这两种化合物的区别仅在于糖基化不同。后者含有L-甘露糖，取代了D-葡萄糖。甾体类糖苷生物碱（SGA）含量过高会产生难以接受的苦味，块茎不再适合人类食用。甾体类糖苷生物碱（SGA）的含量在数量上有变化，与光周期、波长、光密度、土壤水分、生长阶段、储存条件、生长季节、空气和土壤温度以及损伤有关。有报道表明在干热气候条件下生

长的马铃薯比在高海拔更凉爽气候下，含有的糖苷生物碱更多。因此将马铃薯植株暴露于生物逆境特别是极端气候条件下会导致块茎中SGA的累积。SGA在马铃薯的防御机制中起到的作用还不明确。马铃薯还含有其它的蛋白质和代谢产物来保护块茎不受昆虫和微生物的侵袭（reviewed by Friedman,2006）。

SGA对动物的主要影响是使细胞膜的通透性增加和抑制胆碱酯酶活性，后者能使肌肉松弛剂、麻醉剂、镇痛剂延长作用时间，还能影响酯类前体药物在血清中的活性。主要的马铃薯糖苷生物碱（GAs），α-茄碱和α-卡茄碱，在一定浓度时能使食物产生严重的毒性，而主要的蕃茄生物碱—蕃茄碱，则似乎毒性要小得多，至少对人类来说（Morris and Lee,1984）。

马铃薯蛋白浓缩物（PPC）是一种应用在鱼上的储备植物蛋白浓缩物。普通PPC是马铃薯加工生产马铃薯淀粉的副产物。马铃薯含有的蛋白溶解在马铃薯汁中，为了回收马铃薯蛋白，加热马铃薯汁使蛋白质沉淀，离心干燥后得到的沉淀物就是PPC。高品质的马铃薯蛋白浓缩物干物质中粗蛋白含量≥85%，对鱼来说蛋白质氨基酸组成平衡。然而在虹鳟上的试验表明，即使日粮中普通PPC的含量低至5%，也会使虹鳟的食欲严重下降。这应当归因于PPC 中的糖苷生物碱——茄啶，目前这类化合物中只有α-茄碱和α-卡茄碱研究得最多（Refstie and iekstra,2003）。之前的一些研究表明虹鳟胚胎对卡茄碱、solasidine、罂粟碱和茄碱表现出毒性反应，而日本青鳉鱼（Oryzias latipes）胚胎则只受卡可碱和茄碱的混合物的影响（Crawford and Kocan,1993）。

由于相关科学资料缺乏，现在还不能确定鱼类日粮中生物碱的最大估计含量。但是，能够确定的是，马铃薯生物碱毒性很大并且饲料中不应当含有。

精氨酸酶抑制剂

精氨酸酶抑制剂存在于葵花籽与大豆中（Reifer and Morawska,1963）。该抑制剂是苯酚化合物绿原酸（CGA:Morawska-Muszynska and Reifer,1965;Reifer and Augustyniak,1968）的一种含氮衍生物，不稳定，在酸性和碱性条件下都能迅速分解。

葵花籽和大豆是两种CGAs含量较高的植物蛋白源。葵花籽仁中绿原酸含量变幅在11~45g/kg（平均值为28g/kg）（Dorrell,1976;Dreher and Holm,1983），咖啡酰奎宁酸（5-CQA）是其中主要的化合物。CGA含量随作物品种而变化，并与种子中油脂含量高度相关。气候的差异似乎对含量多少没有显著影响。大豆中含量为10g/kg（Pratt and Birac,1979）。咖啡酰奎宁酸不仅抑制精氨酸酶，对其它酶类如3-磷酸甘油脱氢酶、肝脏与肾脏中的葡萄糖-6-磷酸酶系统中的移位酶T1也有影响（Arion et al.,1997,1998）。5-CQA对精氨酸酶活性的抑制表现出线性的剂量效应，而N-5-CQA则表现出对酶活性抑制遵从抑制浓度的对数函数（Reifer and Augustyniak,1968）。天然酶抑制剂间的相互反应还没有充分进行评估。

N-5-CQA对精氨酸酶的抑制作用可以被有机还原剂如L-半胱氨酸、谷胱甘肽、2-巯基乙醇以及抗坏血酸等逆转和阻断（Morawska-Muszynska and Reifer,1965;Reifer and

Augustyniak,1968）。氧化条件下精氨酸抑制剂N-5-CQA不稳定而失去活性。精氨酸酶的存在则会使抑制剂稳定，并保护其不被绿原酸氧化酶氧化（Muszynska and Reifer,1970），同样可能不被空气氧化。

在鱼上，精氮酸酶被报道参与L-精氨酸的代谢与生物合成（Wright,1995;Jenkinson et al.,1996;Berge et al.,1997），作为巨噬细胞的备用激活物（Joerink et al.,2006），是在严酷环境下的生化生存策略（Randall et al.,1989;Wright and Land,1998;Steele et al.,2001）。精氨酸酶抑制剂通过破坏多胺生物合成降低很多组织中的细胞增殖与分化。肠道内的增殖、分化、迁移是形成内稳态和肠细胞适应性反应的基础，但肠特别容易受到损伤。此外，抑制精氨酸酶的活性可能导致一氧化氮的超量产生，带来一氧化氮介导的细胞毒性及相关并发症后果。

目前关于精氨酸酶抑制剂在任一动物种类上的生物利用率的数据均不充分，在体内由于精氨酸酶活性被抑制，CGA可能转变成氮衍生物。对鱼或其它动物种类来说，CGA和相关的苯酚化合物是一种抗营养因子。在鱼类上已经开展了一些葵花粕（SFM）在日粮中营养价值的研究。有报道虹鳟日粮中SFM高达40%（Oncorhynchus mykiss;Sanz et al.,1994），欧洲鳗鲡中高达64%（Anguilla anguilla;Garcia-Gallego et al.,1998），罗非鱼（Tilapia rendalii）中高达20%，大西洋鲑中至少达到22.7%（Salmo salar L.;Gill et al.,2006），金头鲷中达到12%（Sparus aurata;Gill et al.,2006;Lozano et al.,2007），不会对生长和饲料利用效率产生负面影响。但是日粮中含量超过20%，可能会降低大西洋鲑对粗蛋白的消化率（Gill et al.,2006;Aslaksen et al.,2007），并反映出大部分氨基酸的消化率下降。这个发现与报道的绿原酸、咖啡因和奎宁酸使氨基酸（包括赖氨酸、胱氨酸、蛋氨酸（Pierpoin,1970）、丙氨酸、苯丙氨酸及谷氨酸）的体外生物学利用率下降的结果一致（Sripad et al.,1982）。

喹诺里西啶类生物碱

生物碱是植物防御机制作用时产生的次生代谢产物，是氨基酸的衍生物，含有含氮杂环。喹诺里西啶类生物碱在很多种类的植物中均有存在，是羽扇豆中主要的抗营养因子（genus Lupinus）。羽扇豆中300多个品种中的生物碱含量和形式均有变化（Wink et al.,1995）。羽扇豆中含有其它的生物碱，而喹诺里西啶类生物碱与动物健康关系最大。

受到品种、地域和生长条件的影响，不同羽扇豆中含有不同形式的生物碱（Sujak et al.,2006）。在L.albus中主要的生物碱是白羽扇豆碱（70%）、蛋黄二氨磷脂albine（15%）、13α-羟基-羽扇豆碱（8%）和多花羽扇豆碱（3%）。在L.angustifolius中主要的生物碱是白羽扇豆碱（70%）、13α-羟基-羽扇豆碱（12%）和狭叶羽扇豆碱（10%）。在L.luteus中主要的生物碱是白羽扇豆碱（60%）、鹰爪豆碱（30%）和香豆羽扇豆碱（5%）（Wink et al.,1995）。通过选择育种产生了低生物碱含量的羽扇豆品种（通常称为甜羽扇豆）。目前低生物碱品种

的羽扇豆干物质中含有的生物碱低于600mg/kg，而有一些栽培品种中常常低于100mg/kg （Glencross,2001）。野生高生物碱品种籽实中含量能高达40000mg/kg。

关于喹诺里西啶类生物碱对鱼直接的生物学影响鲜有报道。喹诺里西啶对动物表现出毒性，通过影响神经使运动失调，并使肌肉失去控制。在羽扇豆中发现的所有主要的喹诺里西啶生物碱表现出抗毒蕈碱乙酰胆碱受体的活性，而有一些则表现出抗烟碱受体的活性（Wink et al.,1998）。白羽扇豆碱和鹰爪豆碱也能阻断α2肾上腺素受体，而鹰爪豆碱也能抑制丁基胆碱酯酶（Wink et al.,1998）。在鱼上还没有直接证据表明有类似影响。

鱼类日粮中生物碱含量较高时，被认为是由于羽扇豆生物碱的苦味使摄食量下降。低生物碱羽扇豆品种不会导致适口性问题，但含量过高时也会降低生长性能（Glencross et al.,2004a,b）。Glencross等（2006）在虹鳟日粮中添加达到1000mg/kg水平的芦竹碱（一种在羽扇豆中发现的吲哚类生物碱），结果表明当生物碱的量超过500mg就会导致摄食量下降。给鱼饲喂高水平生物碱日粮，摄食量会下降到不能满足维持蛋白与维持能量的需要。作者注意到随着日粮中芦竹碱水平增加，头肾中黑色素巨噬细胞中心的密度增加，但由于缺乏生物碱对鱼类毒性影响的直接证据，这也可能归因于饥饿带来的影响。同时没有观察到肝脏、肾脏、脾脏、幽门盲囊和肠道的明显损伤。

Chien 和Chiu（2003）报道在日粮中添加去除了生物碱的羽扇豆籽实（L.angustifolius，670g meal per kilogram diet），罗非鱼幼鱼（Oreochromis niloticus×O.aureus）的饲料效率增加但没有影响生长，作者没有解释这一结果。但萃取前（40mg/kg）和萃取后（20mg/kg）的生物碱含量均较低。此外，作者注明所有试验日粮中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸均不足，但并没有额外添加，因此观察到的效果是否由生物碱所致还有疑问。

目前还没有充分的数据来确切预测鱼类日粮中羽扇豆生物碱的安全含量。当决定羽扇豆含量时必须小心谨慎。鱼类日粮中含有高水平生物碱时，由于适口性的影响会导致摄食量降低。根据Glencross等（2006）的结果，证实在虹鳟上日粮中不会导致摄食量降低的芦竹碱的最高水平为100mg/kg（观察到下一个高含量梯度—500mg/kg日粮，使摄食量降低）。目前也不清楚鱼类对羽扇豆生物碱敏感性的不同是否存在种间差异，或不同品种（或品系）的羽扇豆在日粮中的安全水平是否有差别。

促氰化物释放类化合物

产氰植物源化合物是一类存在于植物中能释放氰化氢（HCN）的分子。已知分布在多个门类中超过3000种高等植物能产生氰，包括具有全球经济重要性食用植物中的大多数成员，如木薯、亚麻、高梁、碗豆、玉米、大麦、小麦、花生和菜籽（Poulton,1990;Jones,1998;Lechtenberg andNahrstedt,1999;IPCS,2004）。已经确定能产生氰化氢（HCN）的种类大约只占产氰植物的10%（Poulton,1990）。已知至少有60种氰苷（Lechtenberg and Nahrstedt,1999），并且全部都是α-羟基腈（氰醇）的衍生物—O-β-

糖苷（β-氧苷），氰醇很可能来源于五种疏水性蛋白质氨基酸（注：存在于蛋白质分子中的氨基酸）的任一种——酪氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸，或是来源于非蛋白质氨基酸（注：不存于蛋白质分子中，以游离或结合状态氨基酸存在于生物体各种组织和细胞中）——环戊烯甘氨酸（Poulton,1990）。在植物组织中以氰苷储存，能被水解酶完全分离出来，降解产生氰化氢（HCN）。

HCN是一种无色、高度挥发的易燃液体，能完全溶于水，并电离出部分氰根离子形成弱酸溶液。它对人、动物、植物均有毒性。它的毒性主要源于具有结合各种金属蛋白中的辅因子铁、锰、铜的能力，特别是对线粒体呼吸链中的细胞色素C氧化酶（EFSA，2007）。鱼摄入HCN是通过摄食、皮肤或鳃呼吸上皮细胞，之后结合金属蛋白，迅速分布全身。细胞色素C氧化酶是氰化物迅速致命的作用位点，大脑是HCN主要的靶组织，会造成氧不足损伤细胞（Eisler,1991）。HCN会导致细胞呼吸中断，引发细胞毒性的低氧和组织缺氧，从需氧代谢转变为厌氧代谢。细胞毒性低氧（细胞缺氧带来的损害）的并发症之一是抑制中枢神经系统，引起呼吸停止，乳酸酸中毒是死亡的原因（Eisler,1991;Beasley and Glass,1998）。

目前还没有日粮中HCN对鱼类影响的研究，也没有在鱼上开展包括以口服投喂HCN的其它形式的试验。已有的HCN对鱼的毒性报道是关于水体中氰化物，主要集中在研究工业污水中氰化物对鱼天然栖息地污染的生态毒理学试验。暴露的结果会导至氰化物对鱼的繁殖力和增殖的其它方面产生慢性影响。Eisler（1991）和EFSA(2007)发表了详细的综述。唯一的一份关于日粮对鱼受到氰化物影响的报道是一项在尼罗罗非上开展的生长研究，给鱼饲喂湿透的和晒干的木薯粕，总氰化物水平分别为71.1mg/kg、9.9mg/kg（Ng and Wee,1989）。木薯含量相同时，两种日粮表现出相似的生长，氰化物并未抑制鱼的生长。关于鱼类日粮中氰化物最大含量还没有可用的有价值的信息。

芥酸

芥酸—顺式-13-二十二碳烯酸—，是由油菜产生的一种单不饱和脂肪酸，在一些菜油或芥末油中含量甚至高达60%。这种脂肪酸在抗营养因子和可能有积极生物活性的化合物两方面受到关注。流行病学研究指出饮食脂肪中高比例的芥酸可以预防冠心病（Rastogi et al.,2004）。另一方面，芥酸也有可能对心脏组织存在有害影响。给小鼠饲喂高浓度芥酸的油脂，表现出芥酸在脂肪中的沉积并出现心脏组织损伤（McCutcheon et al.,1976）。芥酸是否为主要的致病源，导致积极的或是不利的结果，现在均不能确定（Food Standards Australia New ZeaLand,2003）。一些菜油中含有一些重要的具有生物活性的化合物，可能单独起作用，也有可能与芥酸一起产生效果。在银大麻哈鱼上饲喂含有6%、12%菜籽油的日粮，观察到含高芥酸的菜籽油导致负面影响。试验鱼出现生长下降，死亡增加，皮肤、鳃、肾脏和心脏均出现组织病理变化。心脏外膜结缔组织中出现脂肪沉积，但没有观察到心肌坏死。在一些其它的研究中，菜籽油被作为原料添加到鱼类日粮中（reviewed by

Hendricks,2002）。在其中的一项研究中，表现出负面迹象。由于菜籽油可能同时存在积极效果和负面效果，在育种过程中高芥酸和低芥酸的品种都得到了推广。低芥酸、低硫甙的双低菜籽油现在是鱼饲料上应用的主要原料。在鱼饲料上作为鱼油的替代物具有高价值。它富含单不饱和脂肪酸C18:1，但n-6脂肪酸含量低。因此，与其它植物油相比，它的脂肪酸n-3:n-6的比例更好，更利于取代海水鱼油。比起其它植物油替代鱼油，比如豆油，菜油替代产出的产品中提供的脂肪酸模式更符合人类食用推荐值。

过敏原

饲料或食品过敏原是指能与免疫球蛋白E（IgE）抗体反应，通常经由肥大细胞脱粒并释放组胺产生变应性致敏反应的物质。没有通用模式来预测一种抗原是否是过敏原，但通常过敏原能抵抗胃肠道内酶的水解（见Aalberse的综述，1997）。

还没有证实鱼类是否会发生过敏反应，特别是Ⅰ型超敏反应，但鲈形目例外（tilapia,sea bass,sea bream;Mulero et al.,2007），鲑鱼和其它大多数目的鱼虾肥大细胞中均不含有组胺（Reite,1965,1972;Dezfuli et al.,2000;Mulero et al.,2007），并且也不会对血管注射组胺起反应（Reite,1972）。硬骨鱼也不具有类似的单体IgE结构，只有四聚体的IgM，可能含有单体IgD（Wilson et al.,1997;Choi et al.,2007）。另一方面，至少一些鱼的肠道末端对抗原刺激表现出敏感性，在这个区域给予抗原会表现出强烈的免疫应答（Ellis,1995）。

有一些豆类种子和谷物中的蛋白质组分在动物上起到抗原的作用。这些化合物可能会导致肠道粘膜损伤，绒毛畸形，特异性和非特异性免疫应答，以及食糜在消化道内的异常移动（D’Mello,1991;lalles and Peltre,1996）。大豆蛋白中含有的一些化合物如大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白，对人和一些动物能起到抗原的作用。Rumsey等（1993,1994）报道具有免疫活性的高水平的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白（来源于不同的大豆制备），对虹鳟的生长性能产生负面影响。虽然对这类抗原的作用还没有比较充分的研究，他们假定这能解释为什么常规加工的大豆中，蛋白酶抑制剂和凝集素都已大部分失活，但仍导致鲑鱼生长不良。该文的作者测定了血细胞凝集素的抑制作用，结果表明普通加工方法如烘干、脱脂不能显著降低豆粕中的抗原活性。但是，这个证据不能直接断定抗原确实就是大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白或其它存在于大豆中能引起炎症的过敏原（或抗原）。Kaushik等（1995）发现在大豆浓缩蛋白中没有抗原蛋白质，但在脱脂大豆、烘干大豆粉中却检测到了大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白。随后在虹鳟上进行了为期12周的生长试验，给虹鳟饲喂不同水平的两种大豆产品，没有一种大豆产品能使鱼的血清中的大豆蛋白抗原抗体达到可检测水平。不同大豆产品组之间的干物质、蛋白质表观率和生长没有显著差异。因此，虹鳟没有对豆粕出现过敏反应。Van den Ingh等（1991,1996），，Krogdahl等（2000）观察到虹鳟日粮中含有溶剂浸提或酒精萃取的豆粕时，在肠道末端观察到类似肠炎的变化。饲料中的抗原化合物可

能触发多种特异性和非特异性免疫应答（B?e rfjord and Krogdahl,1996;Bakke-McKllep et al.,2000,2007），可能使得生长下降。

普通植物性饲料原料中存在的能引起鱼应答的过敏原或抗原仍然是有争议的物质。但最近，在对大豆粕表现出炎症反应的大西洋鲑的肠道末端发现有对人类CD3-ε抗体呈阳性的细胞（Bakke-McKllep et al.,2000,2007），暗示可能在肠道病变中可能有T细胞参与。此外，在这个组织中CD4和CD8-βmRNA的调控水平显著升高，表明存在多种T细胞群。这个发现启示炎症与由细胞毒素（CD8+）、辅助T细胞（CD4+）参与引起的第Ⅳ型超敏反应类似。在鲑鱼上，由豆粕引起肠道病变的特殊机理和原因仍然需要继续探索。

植物性抗营养因子的综合效应

由于在鱼饲料中可能使用多种饲料原料，含有不止一种抗营养因子，我们必须详细了解抗营养因子间的相互作用。此外，实用饲料配方中，不同的成分配合使用，含有的抗营养因子也不相同。需要对抗营养因子混合的作用进行评估，混合比例最好与其本来在各种植物性饲料原料中相似。

综合效应可能有利也可能不利。已知单宁能和别的抗营养因子反应。例如，单宁和凝集素之间的反应可以除掉单宁对淀粉酶活性的抑制作用（Fish and Thompson,1991），而单宁和氰苷（Goldstein and Spencer,1985）的之间的相互反应可以降低后者的毒性。此外，组合使用皂素和单宁能使它们失去本来对小鼠的毒性（Freeland et al.,1985）。这被认为它们之间可能发生了化学反应，产生了皂素—单宁复合物，使两者的生物活性均失活。另一方面，Alvarez和Torres-Pinedo(1982)提出大豆凝集素能和小鼠的空肠上皮细胞端部的细胞膜结合，使皂素对上皮组织屏障功能的不利影响加剧。Knudsen等（2008）证实在大西洋鲑上，以鱼粉为基础的日粮中添加来源于大豆的纯皂素，没有在肠道末端引起炎症应答，或使排泄物干物质有所变化，甜羽扇豆仁粕（L.angustifolius）也没有类似作用。但大豆皂素与羽扇豆粕组合却能在肠道末端引起炎症应答，这和脱脂（压榨）豆粕对照组中观察到的结果类似。与鱼粉对照组相比，大豆皂素与羽扇豆粕组合使肠道通透性增加，但尚未达到豆粕对照组的程度。作者认为皂素和一种未知因子或是皂素和羽扇豆中的抗营养因子共同导致炎症，使组织通透性增加。但是，饲喂不同的饲料原料，肠道内的微生物群落也会相应改变，而皂素和微生物群落间的相互反应无法排除。

Bakke-McKllep等（2008）以体外葡萄糖吸收为评价标准，发现大豆凝集素（SBA）与大豆胰蛋白酶抑制剂的组合能显著降低大西洋鲑肠道上皮组织功能。与没有受到抗营养因子（ANFs）作用的肠道组织相比，单独应用这两种抗营养因子中的一种，均不影响组织对葡萄糖的吸收。有意思的是，在同一个试验中，植物凝集素（PHA，来源于菜豆的一种凝集素）使葡萄糖吸收降低，表现方式与大豆凝集素（SBA）/胰蛋白酶抑剂因子组合相似。因此，在个别基础上，PHA对大西洋鲑肠上皮细胞的毒性比大豆凝集素SBA更强。

Iwashita等（2008,2009）的研究强调了两种抗营养因子相互作用的重要性。单独给虹鳟饲喂皂素或凝集素（半纯化日粮）不会引起肠道组织形态改变。但同时饲喂，加重了肠道末端粘膜褶皱上的结缔组织增生。这种改变与在鲑鱼或其它鱼种上观察到的由大豆引起的典型性肠炎不同，也不如后者严重（B?e rfjord and Krogdahl,1996;Uran et al.,2008）。有意思的是，额外添加牛黄胆酸盐会预防这种变化。

动物性饲料原料中的抗营养因子

抗维生素——硫胺素酶

术语“抗维生素”也许可以解释在养殖试验中观察到的维生素利用率下降的相关现象。这种组分通常不太容易被精确定义，同时缺乏对鱼影响的相关资料（Francis et al.,2001b）。Francis等（2001b）指出，所有的抗维生素均不具有热稳定性。在这里，只对硫胺素酶进行详细讨论。

一些种类的鱼，如鲱鱼、鲭鱼、鲤鱼，同贻贝、文蛤、对虾一样，含有具有类似硫胺素酶活性的成分（NRC，1982）。从鱼上首次得到并描述的硫胺素酶发现于鲤鱼肝脏中（Bos and Kozik,2000）。它的分子量为55kD，只包含一条肽链。从海水鱼Eisturalia petimb上得到的一种硫胺素酶也有描述，它是一种蛋白质，含有两个亚片断，一个活跃，另一个不活跃，分子量为100kD。热处理能使它失活（Zajicek et al.,2009）。这种酶在活鱼或生鱼片中具有活性。它使硫胺素分子两个环状结构间相当不稳定的连接裂开，从而失去活性。在早期鲑鱼的养殖中，报道了一些硫胺素不足的例子。野生鱼捕食硫胺素酶水平高的饵料鱼时，也会发生硫胺素不足的情形（Fisher et al.,1998）。这种酶在消化道中浓缩，并从肝脏中分离出来（Nishimune et al.,2008），但是也有可能来源于肠道微生物群落（Honeyfield et al.,2002）。硫胺素酶对毛皮动物生产的不利影响已有较多报道。由一些高硫胺素酶活性的鱼虾生产的新鲜产物制的成鱼饲料，在饲喂前储存时间不宜过久。水产饲料中广泛使用时，可能需要额外添加硫胺素以预防其不足（Ishihara et al.,1974;Anglesea and Jackson,1985）。

几丁质

几丁质，是N-乙酰基葡萄糖胺的链状聚合物，也是甲壳动物外骨骼的主要成分。几丁质丰富的外骨骼所有成分含有的能量达到总能的20%，如果不能被消化，将从粪便中排出，意味着日粮中大量能量的损失，可能造成摄食量增加，日粮能量利用率下降。由于几丁质酶的差异，不同鱼类对几丁质的消化率不同（Krogdahl et al.,2005）。但目前关于几丁质消化率的资料有限。鲑鱼对几丁质的消化率很低（Lindsay et al.,1984;Olsen et al.,2006）。不能消化的几丁质在肠道中会干扰营养素的消化。几丁质有很强的水合能力，结合脂肪酸的

能力同胆汁酸一样强。给虹鳟（Lin dsay et al.,1984）和杂交罗非鱼（Oreochromis niloticus×Oreochromis aureus;Shiau and Yu,1999）饲喂含有大量几丁质的日粮，观察到几丁质对营养素消化率和生长产生负面影响，这些特性也许给出解释。在大西洋鲑上也观察到类似的结果（Olsen et al.,2006）。在一些水产品种上几丁质也表现出具有免疫增强剂的性质（见第10章）。

氟

磷虾和其它一些在水产养殖上具有潜力的海洋蛋白质资源中含有高浓度的氟，这与工业有一定的关系。但对大西洋鳕、大西洋鲑、虹鳟和大西洋庸鲽（Hippoglossus hippoglossus）的研究结果表明来源于磷虾（Thysanoessa inermis and Euphausia superba）和端足目动物Themisto libelulla的氟对这些品种无害（Moren et al.,2007）。增加氟水平器官没有表现出增生，生长和健康的相关参数也没有负面变化。端足目动物糜含有的氟水平最高（4000±800mg/kg），而磷虾粉Thysanoessa inermis和Euphausia superba中的氟相当于这个水平的1/4（分别为780±160mg/kg、1160±230mg/kg）。

外源毒素

氧化脂肪

海水鱼油中含有大量的多不饱和脂肪酸，很可能会发生自身氧化。氧化产物包括醛、酮和自由基，因此有添加抗氧化剂的必要。日粮中含有脂肪氧化产物会对鱼造成直接的影响，加重抗氧化维生素的不足，导致各种病理状态，如肝脏退化、脾脏畸形和贫血（NRC,1993;Hardy,2001）。合成抗氧化剂如乙氧基喹啉添加到海水鱼油中可以确保不被氧化。

生物胺

生物胺的含量作为一项质量指标，用来评价由鱼粉或其他陆生动物屠宰品制成的原料的新鲜度。生物胺的积累一般与细菌的生长曲线平行（Chin and Koehler,1986），由厌氧细菌对游离氨基酸脱羧生成。苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、酪氨酸和蛋氨酸是生成生物胺的前体，分别生成苯乙胺、尸胺、组胺、酪胺、亚精胺、精胺（reviewed by Sander et al.,1996）。由含有高水平组胺的鱼生产的鱼粉对肉鸡具有剧烈的毒性，而肉鸡用来评估鱼类饲料中的生鲜原料的合理性。在大西洋鲑（Anderson et al.,1997）、大西洋大比目鱼（Aksnes and Mundheim,1997）、热带虾的不同品种（Ricque et al.,1998）上发现当饲喂的日粮中含有由腐败的鱼制成的鱼粉时，会导致摄食量和生长下降。Opstvedt等（2000）设置了两种日粮饲喂大西洋鲑，一种以高品质鱼粉为基础，额外添加尸胺、组胺、腐胺和酪胺，另一种以腐败的鱼粉为基础。当饲喂低品质鱼粉时，大西洋鲑表现出摄食量、生长和饲料效率下降，但

看起来生物胺似乎不是引起上述效果的原因。在红额角对虾（Litopenaeus stylirostris）上也开展了类似的试验，结果与大西洋鲑上相似（Tapia-Salazar et al.,2004）。当饲料中鱼粉由腐败的鱼制成时，对虾的存活率、摄食量、末重均下降，但原因不是鱼粉中生物胺的含量。在虹鳟上开展的一项评估生物胺毒性的试验指出，虹鳟可能对由变质鱼生产的鱼粉的敏感性要小于大西洋鲑（Fairgrieve et al.,1994）。一项在虹鳟幼鱼上开展的长达16周的养殖试验表明，对鸡有剧烈毒性的鱼粉对虹鳟没有剧烈的毒性，不会引起摄食量下降和死亡，以酪蛋白为基础的日粮中额外添加组胺、腐胺和尸胺的日粮也没有出现上述影响。但是给鱼饲喂含有高水平的组胺的日粮时，观察到鱼胃部膨胀。就目前了解的知识来看，生物胺在鱼或虾上不会引起中毒的症状，但腐败的鱼粉中可能含有其它有毒成分。

霉菌毒素

霉菌毒素是一类多样性的潜在的有毒代谢产物，其源于一个品种的真菌物种，常常污染饲料原料和已制备好的水产饲料（NRC, 1993；Manning,2001）。据估计全球大约有25%或更多的农作物和饲料原料被霉菌毒素污染，在这些物料中很多细菌被频繁发现（CAST,2003）。真菌能够在田地中、收获、储存期间、运输或饲料原料加工过程中生存生长。它主要与环境条件，即温度、水分有关。一般来说谷物和油料作物籽实际存储期间水分低于12%，可抑制产生霉菌毒素的真菌生长。存储期间不恰当的存储条件会增加霉菌毒素的感染的风险，也会影响鱼类对饲料营养的利用。近年来随着生物燃料副产物作为饲料原料使用的增加，养殖鱼类受霉菌毒素污染的风险不断增加（Hooft and Bureau,2010）。现已证明，关于霉菌毒素对鱼类的影响比起霉菌毒素对陆生驯养动物的影响的研究结果相对有限。霉菌毒素对动物的影响主要表现在降低动物摄食、降低饲料消化率、内分泌紊乱、免疫力降低、神经系统失衡、增加器官癌症发病风险，甚至致死（Roberts,2002；Santacroce等,2008）。不同动物对霉菌毒素的敏感度不同，这与动物的生活史、营养、健康状态和环境条件有关。

水产动物饲料原料感染霉菌毒素最常见的种属是曲霉真菌属、青霉菌属和镰刀菌属。鱼体营养中富集浓度最大的毒素主要是黄曲霉毒素B1、赫曲霉毒素A、伏马毒素B1、单端孢霉烯毒、特别是呕吐毒素、T-2毒素、玉米赤霉烯酮。一些霉菌毒素不止产生一个真菌种属，例如曲霉真菌和青霉真菌都可产生赫曲霉毒素和环匹阿尼酸（Varga等,2001）。

曲霉真菌可产生4种不同的黄曲霉毒素。30多年前，在虹鳟的研究中就报道，黄曲霉毒素B1对虹鳟具有巨大的毒性。虹鳟摄食含极低浓度（0.4~20 g/kg）的黄曲霉毒素B1的饲料，发现了鱼类可因黄曲霉毒素引起的肝癌致死（Halver and Mitchell,1969）。当饲料黄曲霉毒素含量超过80 g/kg时，会引起毒理效应，包括肝脏坏死、肱水肿、出血（Roberts,2002）。与其他鲑鳟鱼类和暖水性鱼类如斑点叉尾鮰、罗非鱼相比，虹鳟更容易受到黄曲霉毒素B1的危害（Manning,2001）。花生、椰子、棕榈仁、棉子、玉米及其他们的副产物都极容易感染黄曲霉毒素，而污染动物饲料（Sayed等,2009）。

曲霉属真菌（Aspergillus）和青霉菌属（Penicillium）均能产生的赭曲霉素A（OTA），被认为是世界范围内第二大类霉菌毒素。它们主要的反应机制可能是通过抑制苯丙氨酸-tRNA的合成、线粒体ATP产生及诱导氧化应激来干扰分子机能。在动物上的研究指出OTA 是一种肝毒素和肾毒素，一种免疫抑制剂和强效致畸原，同时也是一种致癌物质（reviewed by El-Sayed et al.,2009）。关于OTA对鱼和对虾的毒物学影响研究很少。对虹鳟进行准确剂量的腹腔注射，虹鳟表现出死亡率上升，肾脏、肝脏出现病变、坏死（Doster et al.,1973）。斑点叉尾鮰饲喂含有OAT的日粮（2mg/kg、4mg/kg），与在虹鳟上观察到的结果一致，试验鱼的饲料效率和增重均下降，肝脏、肾脏出现组织病理损伤，死亡增加（Manning et al.,2003）。真鲷同样对OTA敏感，准确计算的致死剂量为285μg/kg体重（El-Sayed et al.,2009）。

伏马菌素至少包含28种化合物，可以分为A、B、C三种类型，属于B型的化合物毒性最强。伏马菌素B1分布广泛，研究最彻底（Sulyok et al.,2007）。它主要的作用机制是干扰鞘脂的代谢。鞘脂是细胞壁中的一种组分，细胞生存、分化、抗应激和凋亡必需这种成分（Hannun and Obeid,2002;Spiegel and Milstien,2002）。斑点叉尾鮰幼鱼饲喂伏马菌素含量从20mg/kg到720mg/kg的日粮，观察到摄食量与饲料效率下降，抗体产物受损，肝细胞损伤和血液指标改变（Lumlertdacha et al.,1995;Yildirim et al.,2000）。在最低水平组，只观察到对摄食量的影响，而在最高水平同时观察到死亡率很高。和斑点叉尾鮰一样，尼罗罗非鱼也表现出对伏马菌素B1同样的敏感性（Tuan et al.,2003），而鲤鱼反应更严重，同时还表现出神经中毒症状以及大脑退化。

单端孢霉烯族毒素族（trichothecenes）是一大类由镰刀菌属（Fusarium）产的化学性质相关的霉菌毒素，根据它们的化学特性，一般分为A、B、C、D四种类型。当中研究最普遍的是T-2毒素、DON（脱氧雪腐镰刀菌烯醇、呕吐毒素）和DAS（蛇形霉毒素）。单端孢霉烯族毒素类对蛋白质合成具有强烈的抑制作用，抑制核糖体60S亚单位的活动（reviewed by Rocha et al.,2005）。它们影响细胞分裂，抑制线粒体功能，导致细胞凋亡。它们能轻易通过机体屏障如皮肤和肠道和肺的粘膜，在体内不需要激活就能产生损害。细胞周期长的组织对单端孢霉烯族毒素族最敏感。单端孢霉烯族毒素族对动物所有的毒性影响包括生长迟缓、抑制卵巢功能引起生殖障碍，改变免疫应答，拒食、吐料（reviewed by Rocha et al.,2005）。Manning等（2003）观察了受到T-2毒素影响的斑点叉尾鮰胃组织、头肾、体肾的病理学改变（日粮中T-2浓度为1.3~5.0mg/kg）。日粮中T-2浓度为1~2mg/kg时，还观察到对爱德华氏菌（Edwardsiella ictaluri）的抵抗力降低（Manning et al.,2005）。此外，当日粮中T-2毒素的含量高达15mg/kg时，在虹鳟上观察到生长下降，水肿、肠道和血液改变（Poston et al.,1982）。Woodward等（1983）报道人为使玉米受到感染，使日粮中DON含量从1.0~12.9mg/kg梯度变化，在虹鳟幼鱼上逐渐观察到增重、摄食量和饲料效率严重下降。最近，Hooft（2010）报道实用饲料中DON浓度从0.3~2.6mg/kg（来源于天然被污染的谷物）时，在虹鳟幼鱼（24g）上观察到生长和饲料利用率显著下降。这些影响不仅是导致摄食量