饲料中硫代葡萄糖苷、异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮生物作用及其检测方法

十字花科芸苔属植物,尤其是其种子饼粕是饲料中硫代葡萄糖苷的主要来源,不同浓度和结构的硫代葡萄糖苷降解产物可以产生抗营养作用、毒害作用、保健作用等完全不同的生物作用。欧盟和我国都对饲料中异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮的限量做了规定。针对异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮的检测方法很多,但欧盟并没有推荐标准的检测方法。我国饲料中异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮检测方法标准正在修订之中。因此,需要对硫代葡萄糖苷及其降解产物在动物中的生物作用进行重新认识和深入研究,并建立相应的检测方法标准,保障和促进油菜籽饼粕等十字花科植物及其副产物饲料的科学有效利用。本文旨在通过从饲料中硫代葡萄糖苷及其代谢产物异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮的来源、生物作用、限量规定、检测方法、方法标准方面进行分析和总结,从而对饲料中硫代葡萄糖苷、异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮的研究进展作一综述。

4-苯基噁唑烷-2-硫酮对映体的模拟移动床色谱分离

为了实现4-苯基噁唑烷-2-硫酮对映体的拆分,采用三带模拟移动床(simulated moving bed,SMB)色谱体系。该体系以甲醇为流动相,单键合β-环糊精手性填料为固定相,色谱柱规格为长100mm,直径10mm,设置洗脱带Ⅰ:2根色谱柱;精制带Ⅱ:1根色谱柱;吸附带Ⅲ:1根色谱柱,Ⅰ带独立。用线性理想模型描述4-苯基噁唑烷-2-硫酮对映体在色谱单柱的色谱行为。将单柱理想模型与2-1-1模式的结点模型结合,建立SMB色谱模型,用SMB色谱模型描述连续进样时4-苯基噁唑烷-2-硫酮对映体在SMB体系的分离情况。模型计算与实验结果表明:连续进样下,通过调整切换时间不能同时得到高纯度的2个对映体。实验中选择间歇进样,可以同时获得实际纯度大于98.0%的2个对映体。

高效液相色谱法测定鸡蛋中5-乙烯基-1,3-噁唑烷-2-硫酮残留量

建立一种用于测定鸡蛋粉中5-乙烯基-1,3-噁唑烷-2-硫酮（5-vinyl-1,3-oxazolidine-2-thione,5-VOT）残留量的高效液相色谱法,并探讨5-VOT在鸡蛋中的残留消除情况。选用450只30周龄的罗曼粉壳蛋鸡,随机分为3组,分别饲喂含0%（对照组,处理1）、17.64%（处理2）、29.4%（处理3）菜粕的饲粮,饲喂12周后各组均换饲对照组的饲粮4周,实验期共16周。实验采用乙腈提取鸡蛋粉中5-VOT,样品经超声、离心、旋转蒸干处理,用pH 7.0的磷酸钠缓冲溶液复溶,下层溶液离心后经0.45μm无机滤膜过滤上机。结果表明,方法平均加标回收率在81.28%-103.28%之间,平均回收率、重复性及精密度的相对标准偏差分别为0.75%-5.17%、2.19%、0.82%,可满足鸡蛋中5-VOT残留量的测定;鸡蛋中5-VOT残留量随着蛋鸡饲粮中菜粕含量以及蛋鸡饲喂菜粕饲粮时间的延长而增加,处理组3菜粨饲喂12周后5-VOT残留量高达1 837.45 ng/g;换饲对照组饲粮4周后,鸡蛋中未检出5-VOT。

响应面法优化4-羟基苯并唑-2-硫酮的合成

采用单因素法和响应面法相结合,对合成标题化合物的工艺条件进行优化。在单因素的实验基础上,再采用响应面法对原料配比、反应时间和反应后处理p H这3个关键因素进行优化分析,得到了标题化合物收率的计算模型,并得到优化条件:原料物质的量配比为n(2-氨基间苯二酚盐酸盐)∶n(乙基黄原酸钾)=1∶1.42,反应时间为4 h,反应后处理调节至p H 5,此条件下合成产率为65.28%。该合成工艺条件产率较高且稳定,可作为合成标题化合物的实验依据。

紫外分光光度法测定饲料中的噁唑烷硫酮

本实验采用紫外分光光度法建立饲料中噁唑烷硫酮的定量检测方法。添加白芥子酶100 mg,饲料中的硫代葡萄糖苷在pH 7.0缓冲液中、35℃下酶解120 min,经二氯甲烷萃取后,带羟基的异硫氰酸酯与乙醇反应环化生成噁唑烷硫酮,测定试样溶液235、245 nm和255 nm的吸光度,紫外分光光度法定量。结果表明:所建立的方法定量限为150 mg/kg,平均回收率为86.1%~116.9%,相对标准偏差为1.27%~8.03%,方法重复性好,可信度高,适用于菜籽及其加工产品,以及含有菜籽及其加工产品的配合饲料、浓缩饲料和精料补充料样品中噁唑烷硫酮的测定。

甘肃省菜籽饼异硫氰酸盐及口恶唑硫酮的含量

通过调查了解甘肃省油菜主产区油菜的品种、类型及加工工艺并按照国家标准方法分析测定了各地菜籽饼代表性样品中异硫氰酸盐及口恶唑烷硫酮的含量，得出我省主要地区菜籽饼含毒量的结果，并依据国家饲料卫生标准对菜籽饼品质及在畜禽日粮中的应用做出了评估。

可溶性聚合物支载手性噁唑烷-2-硫酮的合成

以N-Boc-L-酪氨酸乙酯为手性原料,经四步反应制备(S)-4-[4′-(对乙烯基苄氧基)苯基]噁唑烷-2-硫酮单体,以偶氮二异丁腈作为引发剂,与苯乙烯溶液聚合制备线性聚苯乙烯支载(S)-4-[4′-(对乙烯基苄氧基)苯基]噁唑烷-2-硫酮手性辅助试剂,总产率42%。该手性辅助试剂在CH2Cl2,THF,DMF等良溶剂具有很好的溶解性,进行均相不对称诱导反应,在甲醇等贫溶剂中不溶,反应完毕后,通过甲醇等溶剂沉淀洗涤,方便分离纯化和重复使用。

菜籽粕中芥子甙的水解产物—异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮的测定

本文是在Wetter法对菜籽粕中芥子甙含量测定的基础上,进一步对芥子甙的R配基的丙烯基异硫氰酸酯和苯乙基异硫氰酸酯进行了测定的研究。其结果表明,它们的相关系数都在0.9999—0.9995,适合于各种菜籽粕的测定。

4,4-二甲基噁唑烷-2-硫酮的合成

开发了4,4-二甲基噁唑烷-2-硫酮的新工艺:将2-氨基-2-甲基丙醇与二硫化碳加成的中间体溶于水,合成在水相中环合,可避免因二硫化碳的挥发而导致的吸入中毒,以及因过量的二硫化碳引起的杂质增加。通过在水中冷却结晶直接得到高纯度产品(99.3%),收率从40%提高到68%。

苄氧基苄基噁唑酮类手性诱导试剂的合成研究

以N-Boc-L-酪氨酸乙酯为原料,经过酚羟基保护、酯基还原、氨基脱保护得到氨基醇,利用N,N-二甲基甲酰胺乙缩醛制备噁唑啉环,在氨基锂作用下,与硒(硫)作用分别得到(4S)-4-(4′-苄氧基)苄基-噁唑-2-硒酮和(4S)-4-(4′-苄氧基)苄基-噁唑-2-硫酮手性助剂,总产率分别为39.2%和37.9%。运用IR1、HNMR、13CNMR和元素分析等方法进行了表征,所得结果与化合物结构相符合。

菜籽饼粕中硫甙降解产物定量检测方法研究进展

对菜籽饼粕中硫甙降解产物的定量测定方法进行了归纳总结。测定异硫氰酸酯主要有重量法、容量法、碘量法、氧化还原法和色谱法;测定噁唑烷硫酮主要有紫外分光光度计法和液相色谱(HPLC)法;测定硫氰酸酯主要有分光光度法、气(液)相色谱法及红外法;测定腈类主要有气相色谱法、化学定氮法及红外法。可根据要求和目的,并结合实际具备的仪器、试剂等,选择最合适的分析方法。

1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)立体选择性催化合成噁唑啉-2-(硫)酮衍生物

以1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)为催化剂,在无其它金属催化条件下,炔丙醇与异氰酸酯(或硫氰酸酯)进行亲核加成/环化反应,合成了一系列多取代的噁唑烷-2-(硫)酮衍生物,收率为75%~95%.该反应经5-exo-dig环化机制,高度立体选择性地得到Z-式芳亚甲基取代产物,为噁唑啉酮的骨架合成提供了简单快速的合成方法.

酶解发酵工艺对菜籽粕饲用品质的影响

采用益生菌菌种和组合酶共同作用酶解发酵菜籽粕,比较菜籽粕处理前后硫甙、恶唑烷硫酮、异硫氰酸酯、无机磷和酸溶蛋白质等含量及干物质和粗蛋白质体外消化率的变化。结果表明:菜籽粕经酶解发酵后硫苷降解率达83.32%(P<0.05),异硫氰酸酯含量下降60.85%(P<0.05),恶唑烷硫酮含量下降45.86%(P<0.05);菜籽粕经酶解发酵后酸溶蛋白质含量提高234.11%(P<0.05),93.85%的磷以无机磷形式存在,无机磷含量增幅达到98.15%(P<0.05),更有利于动物机体对磷的消化吸收;粗纤维经酶解发酵处理后含量下降32.17%(P<0.05)。体外消化率,酶解发酵后菜籽粕干物质体外消化率可以提高16%以上(P<0.05);粗蛋白质体外消化率提高23%(P<0.05)。酶解发酵生物工艺改善了菜籽粕的营养品质,有利于提高其在饲料中的添加比例。

菜粕的生物发酵脱毒试验

为解决菜粕饲用的毒性问题,用复合微生物制剂作为发酵剂,对普通杂粕和双低菜粕进行发酵脱毒试验。结果表明:经复合微生物制剂发酵后的菜粕中噁唑烷硫酮、异硫氰酸酯大幅下降,脱毒率达92.5%以上,经脱毒后菜粕的蛋白质、氨基酸、维生素含量均有所增加,而纤维素含量降低,完全达到饲料GB13078—2001卫生标准要求,可作为优良的饲用蛋白源。

不同配比菜粕发酵的抗营养因子脱除效果比较

设置8个不同处理的菜粕固态发酵过程,经过72 h发酵,比较不同处理发酵产物的硫苷、异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮等3种主要抗营养因子的含量,从而筛选一个最低抗营养因子含量和最高营养提升率的处理。结果表明,处理七(菜粕20 kg、菠萝汁7.5 kg、活化剂0.01 kg、菌种0.10 kg、水2.25 kg)的总脱除效果最好,硫苷、异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮的脱除率分别为97.79%、100%和100%,而主要营养成分粗蛋白和小肽的含量相应提升了3.71%和195.16%。

三种脱毒方法对菜籽饼(粕)脱毒效果的比较

采用饲料分析方法、银量法和紫外分光光度法测定高温高压、酸处理及土炕加热三种不同脱毒处理后菜籽饼（粕）中营养成份及异硫氰酸盐（ＩＴＣ）、口恶唑烷硫酮（ＯＺＴ）和硫代葡萄糖甙含量。结果：高温高压法营养成份损失少，酸处理无氮浸出物及灰分含量增加，高温高压法对ＩＴＣ的脱毒效果明显优于酸处理法（Ｐ＜０．０１），但对ＯＺＴ的效果不及酸处理法和土法（Ｐ＜０．０１）；三种方法对硫代葡萄糖甙的效果无明显差异（Ｐ＞０．０５）。

微生物脱毒菜籽饼粕的应用

用微生物脱毒工艺脱毒后，菜籽饼粕中的异硫氰酸酯及恶唑烷硫酮的脱毒率分别为94．4％和97．5％，蛋白质含量提高3％-5％，粗蛋白质42％，氨基酸总量33．7％，含硫氨基酸较多，赖氨酸含量略低于豆粕，胱氨酸含量与豆粕接近，氨基酸配比合理，

新型蛋白源饲料开发与应用

1蛋白质饲料资源概况1.1我国养殖业面临的突出问题我国饲料资源尤其优质饲料原料严重短缺。粮油饲料资源年需求量达3.5亿t左右,年进口达1亿t以上,大豆和鱼粉进口量居世界第一,严重影响了饲料业和养殖业的发展。