亞麻餅的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及市場(chǎng)前景

亞麻餅的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及市場(chǎng)前景

水生百合（又稱(chēng)水生百合）也被稱(chēng)為胡麻。它是世界上最高的石油產(chǎn)品之一，也是世界石油產(chǎn)量的第七位。亞麻是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的油料作物,除制麻外,亞麻籽可榨油,主要供作油漆等化工原料,亞麻餅可作畜禽飼料。目前,亞麻籽總產(chǎn)量全世界在200萬(wàn)噸以上,主要產(chǎn)于加拿大、阿根廷、印度、美國(guó)、中國(guó)等國(guó)家。我國(guó)主要產(chǎn)于華北及西北地區(qū)的黑龍江、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆、山西、河北、寧夏等地,據(jù)統(tǒng)計(jì)2000年我國(guó)亞麻籽產(chǎn)量大約有62萬(wàn)噸,是世界產(chǎn)量最高的國(guó)家,居我國(guó)油料總產(chǎn)量的第4位,其亞麻餅產(chǎn)量約26.5萬(wàn)噸。亞麻分油用亞麻、纖用亞麻、油纖兼用亞麻等經(jīng)濟(jì)類(lèi)型,其脫脂后的副產(chǎn)品稱(chēng)為“亞(胡)麻餅(粕)”。1亞麻籽的主要營(yíng)養(yǎng)成分亞麻籽含34%的油脂,亞麻機(jī)榨粕含5%左右的粗脂肪,浸提法約含1%粗脂肪,其組成成分見(jiàn)表1。亞麻籽脂肪含量最高的是不飽和脂肪酸,其中亞麻酸所占比例較大,為其它常用植物油所不及。亞麻酸是動(dòng)物機(jī)體不能合成又是生命活動(dòng)必需的ω-3高不飽和脂肪酸的前體物,動(dòng)物采食亞麻籽日糧后,肉、蛋、奶也會(huì)含有大量的ω-3高不飽和脂肪酸。有人用亞麻餅飼喂小鼠,結(jié)果其血清中總膽固醇、非高密度脂蛋白膽固醇及肝膽固醇含量均顯著降低。隨著人們對(duì)ω-3高不飽和脂肪酸日感興趣,亞麻籽作為飼料原料直接使用受到重視。亞麻籽富含蛋白,主要由白蛋白和球蛋白組成,是優(yōu)質(zhì)植物蛋白。其氨基酸組成與大豆相似,賴(lài)氨酸、蛋氨酸缺乏,富含色氨酸。亞麻餅因品種、產(chǎn)地、榨油方法及工藝不同,其粗蛋白質(zhì)的含量差異很大(見(jiàn)表1)。亞麻餅粕的蛋白質(zhì)利用率與亞麻籽在榨油過(guò)程中的高溫高壓有關(guān),高溫高壓可引起蛋白質(zhì)變性,使其利用率改變。趙藝等曾實(shí)際測(cè)得黑龍江省依安、克山等地的亞麻餅組蛋白質(zhì)含量為30%～40%。亞麻餅亦含有豐富的能量,雞代謝能為7.78MJ/kg,牛的產(chǎn)奶凈能為8.03MJ/kg,豬的消化能為13.47MJ/kg,羊的消化能為14.4MJ/kg。亞麻籽的纖維素含量較高,總膳食纖維達(dá)28%左右,其中約30%為可溶膳食纖維。亞麻可溶膳食纖維的主要成分是亞麻膠(mucilage)。亞麻籽纖維里富含一種活性物質(zhì)亞麻木酚素(lignan),它是植物雌激素的一種形式,含量可達(dá)800μg/g。而其它谷物和大豆僅含2～8μg/g。近些年研究表明,亞麻木酚素有抗有絲分裂、抗真菌、抗氧化特性,最引人關(guān)注的是其抗激素敏感癌如乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌等的特性。亞麻油里不含或含很少木酚素。亞麻籽含鈣較少,磷較多,其中一部分磷以植酸磷的形式存在。亞麻籽含鉀豐富,含鎂、鐵、銅和鋅較少。亞麻籽里維生素A、D缺乏,維生素E以γ-生育酚的形式存在,是天然抗氧化劑。B族維生素含量較高。2生氰糖苷的毒性亞麻餅粕中含有許多有毒物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子,如亞麻籽膠、植酸、變應(yīng)原、生氰糖苷、胰蛋白酶抑制因子、抗VB6因子等。特別是其中生氰糖苷的毒性,大大地限制其在動(dòng)物飼料中的使用量。因此本文著重就亞麻餅粕中生氰糖苷作一論述。2.1亞麻籽餅中生氰糖苷的含量生氰糖苷存在于亞麻籽的殼和仁中。Smith等(1980)確認(rèn),亞麻籽中的生氰糖苷為亞麻苦甙(linamarin)、龍膽二糖丙酮氰醇(linustatin,LN)和β-龍膽二糖甲乙酮氰醇(neolinustatin,NN),另外還含有少許百脈根甙。用NMR進(jìn)行分析得出各組分的分子結(jié)構(gòu)(圖1),都含有一個(gè)氰基。其中,后兩者為二糖苷,熔點(diǎn)為123～125.5℃(LN)和190～192℃(NN),從木薯中分離出的亞麻苦甙為無(wú)色晶體,熔點(diǎn)139℃～141℃。亞麻籽中生氰糖苷的含量與品種、種植方式、氣候、地理環(huán)境等因素有關(guān),Oomah對(duì)10個(gè)不同品種進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)各品種中的亞麻苦甙、β-龍膽二糖丙酮氰醇(LN)和β-龍膽二糖甲乙酮氰醇(NN)3組分的含量分別為:138～319mg/kg、380～2180mg/kg、730～4540mg/kg。完全成熟的種籽極少或完全不含亞麻苦甙。油用亞麻品種是利用成熟種籽,其種籽中亞麻苦甙含量較少。纖維用亞麻品種由于其收獲較早(一般在種籽成熟前收獲),所以,其種籽中含亞麻苦甙較多。種籽含油多,生氰糖甙含量越少;種籽含油少,生氰糖甙含量越高。新鮮亞麻籽中的氰化物,以氫氰酸(HCN)含量計(jì),可達(dá)0.25～0.69mg/kg,貯藏過(guò)程中會(huì)下降。亞麻籽餅粕中亞麻苦甙的含量因榨油方法不同而有很大差異。用溶劑提取法或在低溫條件下進(jìn)行冷榨時(shí),亞麻籽中的亞麻苦甙可原封不動(dòng)地殘留在餅粕中。相反,采用機(jī)械熱榨油法時(shí),亞麻籽在榨油前經(jīng)過(guò)蒸炒,(溫度一般在100℃以上,并且往往高達(dá)125℃)其亞麻苦甙絕大部分遭到破壞,其亞麻籽餅中氫氰酸產(chǎn)生量很低。但要注意過(guò)度加熱降低氨基酸的有效性。我國(guó)目前一般采用機(jī)械熱榨油法,其餅粕中氫氰酸含量很低。據(jù)對(duì)我國(guó)甘肅、寧夏等北方5省區(qū)44個(gè)機(jī)榨亞麻籽餅樣品的分析結(jié)果表明,樣品中氫氰酸的含量差異甚大,低者<5mg/kg,高者達(dá)146mg/kg,但氫氰酸含量<16mg/kg者占總樣品數(shù)的73%。有些土法榨油的作坊,由于亞麻籽的炒焙溫度不夠高或炒焙不勻,所得的亞麻籽餅的氫氰酸含量更高,可能引起畜禽中毒。2.2生氰糖苷的毒性2.2.1危害條件增長(zhǎng)以及形成閥抑制系統(tǒng)生氰糖甙本身不呈現(xiàn)毒性。但含有生氰糖甙的植物被動(dòng)物采食、咀嚼后,植物組織的結(jié)構(gòu)遭到破壞,在適宜的條件下(有水存在,pH=5左右,溫度40～50℃),生氰糖甙經(jīng)過(guò)與其共存的水解酶的作用,水解產(chǎn)生氫氰酸(HCN)而引起動(dòng)物中毒。但在正常情況下,二者存在于不同的部位,并不能接觸,因此不會(huì)引起氫氰酸的釋放。氫氰酸的主要毒作用在于氰離子(CN-)能迅速與氧化型細(xì)胞色素氧化酶的三價(jià)鐵(Fe3+)結(jié)合,生成非常穩(wěn)定的高鐵細(xì)胞色素氧化酶,使其不能轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸r(jià)鐵(Fe2+)的還原型細(xì)胞色素氧化酶,致使細(xì)胞色素氧化酶失去傳遞電子、激活分子氧的功能,使組織細(xì)胞不能利用氧,形成“細(xì)胞內(nèi)窒息”,導(dǎo)致細(xì)胞中毒性缺氧癥。由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)缺氧最為敏感,而且氫氰酸在類(lèi)脂質(zhì)中溶解度較大,容易透過(guò)血腦屏障,所以,中樞神經(jīng)系統(tǒng)首先受害,尤以呼吸中樞及血管動(dòng)物中樞為甚,臨床上表現(xiàn)為先興奮后抑制。呼吸麻痹是氫氰酸中毒的最嚴(yán)重的表現(xiàn)和致死的主要原因。目前,已發(fā)現(xiàn)CN-可抑制40多種酶的活性,其中大多數(shù)酶的結(jié)構(gòu)中都含有鐵和銅,因?yàn)镃N-與鐵、銅離子有高度親和力,但以細(xì)胞色素氧化酶對(duì)CN-最敏感。由于組織細(xì)胞中毒性缺氧,組織細(xì)胞不能從毛細(xì)血管的血液中攝取氧,這時(shí)靜脈和動(dòng)脈的血氧差從正常的4%～5%降至1%～1.5%,因此,靜脈血和動(dòng)脈血一樣呈現(xiàn)紅色,故在中毒初期,動(dòng)物的可視粘膜呈鮮紅色。如果病程延長(zhǎng),呼吸受到抑制和氧的攝取受到限制,血液才變成暗紅色,此時(shí)才出現(xiàn)可視粘膜發(fā)紺,這一點(diǎn)在臨床上具有診斷價(jià)值。氫氰酸能引起急性中毒,而長(zhǎng)期少量攝入含氰甙的飼料能引起慢性中毒。主要表現(xiàn)為甲狀腺腫大及生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。其中毒機(jī)理是由于CN-在動(dòng)物體內(nèi)經(jīng)硫氰酸酶的催化作用轉(zhuǎn)化為硫氰酸鹽(毒性為氰化物的1/200)。其硫氰基(SCN-)由于和碘離子(I-)有相似的克分子體積及電荷,在甲狀腺腺泡細(xì)胞聚碘過(guò)程中可與I-競(jìng)爭(zhēng),從而減少了甲狀腺腺泡細(xì)胞對(duì)碘的濃聚,導(dǎo)致機(jī)體甲狀腺激素的合成與分泌減少。根據(jù)甲狀腺機(jī)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)(下丘腦—腺垂體—甲狀腺軸)的調(diào)節(jié)機(jī)制,當(dāng)血液中甲狀腺激素的濃度降低時(shí),通過(guò)負(fù)反饋?zhàn)饔?使腺垂體分泌大量促甲狀腺激素(TSH)。TSH持續(xù)不斷地作用于甲狀腺,從而使甲狀腺腺泡細(xì)胞呈現(xiàn)增生性變化,形成甲狀腺腫。據(jù)報(bào)道,澳大利亞和新西蘭的羊,由于長(zhǎng)期采食含氰甙的白三葉而引起羊的甲狀腺腫大,生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。2.2.2血樣的形態(tài)變化亞麻餅(粕)中毒為氫氰酸中毒的慢性過(guò)程,但癥狀會(huì)逐漸加重。臨床上以流涎、震顫、呼吸困難及腹痛、下痢為特征。中毒后呈現(xiàn)不安、流涎、肌肉震顫、可視粘膜、皮膚先鮮紅后發(fā)紺;靜脈血呈鮮紅色、較粘稠、易形成泡沫;脈搏快而弱;劇烈腹痛、下痢;后期牙關(guān)緊閉、瞳孔擴(kuò)大、臥地不起、四肢劃動(dòng)、呼吸停止并死亡。剖檢可見(jiàn)血管充血,血液呈鮮紅色且凝固不良,胃內(nèi)充滿(mǎn)氣體,該氣體有氫氰酸特有的氣味,胃腸粘膜充血或出血,肺水腫及充血,氣管和支氣管豁膜有出血點(diǎn)。胸腔、腹腔常有紅色液體。尸體不易腐敗,長(zhǎng)時(shí)間呈鮮紅色。2.2.3安全危險(xiǎn)物質(zhì)毒性數(shù)據(jù)表明HCN是劇毒物質(zhì),口服致死量為50～100mg,空氣中濃度為200mg/m3時(shí),人吸入10min即可致死。一般來(lái)說(shuō),每100g植物材料(干重)中HCN含量超過(guò)20mg時(shí),就有引起中毒的危險(xiǎn)。以生氰糖苷形式經(jīng)口攝入的HCN,對(duì)牛、羊的最低致死量每千克體重為2mg。我國(guó)飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)也有相關(guān)規(guī)定(表2)。但是,迄今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)專(zhuān)門(mén)關(guān)于生氰糖苷閾值的研究報(bào)道。3通過(guò)測(cè)定亞麻籽和餅粉中的氰糖苷3.1亞鐵離子作用氰化物在酸性條件下,水解產(chǎn)生氫氰酸,氫氰酸在堿性溶液中,與亞鐵離子作用生成亞鐵氰化鈉,用鹽酸酸化,進(jìn)一步與三氯化鐵反應(yīng),生成藍(lán)色的亞鐵氰化鐵,即普魯士藍(lán),借以鑒定氰化物的存在;氫氰酸還能與苦味酸試紙作用,生成紅色的異氰紫酸鈉,也可作定性鑒定。3.2亞麻籽中生氰糖苷檢測(cè)方法測(cè)定氰化物的常用方法有硝酸銀滴定法、氰離子選擇電極法和比色法。硝酸銀滴定法為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法,也是美國(guó)AOAC推薦方法,其原理是:以氰甙形式存在于植物體內(nèi)的氰化物經(jīng)水浸泡水解后,進(jìn)行水蒸氣蒸餾,蒸餾出的氫氰酸被堿液吸收,在堿性條件下,以碘化鉀為指示劑,用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定定量。滴定法適用于分析液濃度在1mg/kg以上。氰離子選擇電極法原理為在pH值為12、硝酸鉀為0.1mol/l介質(zhì)中,氰離子濃度在10-1～10-6mol/l之間,電位值與氰離子濃度負(fù)對(duì)數(shù)呈直線(xiàn)關(guān)系,可以求出樣品中氰化物的含量。本法分析濃度范圍為0.05～10mg/kg。比色法的靈敏度較高,其分析液濃度下限0.02mg/kg。高濃度時(shí),取部分分析液稀釋之。比色法又分苦味酸比色法和吡啶-巴比妥酸比色法。氰化鈉在酸性條件下,水解生成氫氰酸,遇碳酸鈉生成氰化鈉,再與苦味酸反應(yīng)生成異氰紫酸鈉,呈玫瑰紅色,于波長(zhǎng)538nm處測(cè)定吸光度,以吸光度為縱坐標(biāo),氰離子濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),或計(jì)算回歸方程,然后根據(jù)樣液的吸光度,求樣液中氰離子的含量;同樣,氰化鈉在酸性條件下,可與溴反應(yīng),生成溴化氰,再與吡啶作用生成5-羥基戊二烯醛,后者與巴比妥酸反應(yīng)生成紫紅色化合物,于波長(zhǎng)580nm處測(cè)定吸光度,以吸光度為縱坐標(biāo),氰離子濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),或計(jì)算回歸方程,根據(jù)樣液的吸光度,求樣液中氰離子的含量。國(guó)外對(duì)植物中生氰糖苷的測(cè)定方法研究及應(yīng)用遠(yuǎn)比國(guó)內(nèi)深入、透徹。除了AOAC推薦方法外,國(guó)外使用的方法有:(1)將樣品用酸水解,然后用巴比妥酸-嘧啶復(fù)合物染色,再用比色法測(cè)定或者用嘧啶-吡唑啉酮染色。(2)將樣品用β-葡(萄)糖苷酸酶水解,用苦味酸吸收HCN,測(cè)定光密度。(3)Tatsuma等(2000)研制出一種快速測(cè)定生氰糖苷及氰化物的一次性比色板,其原理是酪氨酸酶能將L-酪氨酸氧化成黑色物質(zhì),但這一反應(yīng)能被HCN(來(lái)自生氰糖苷分解產(chǎn)生)阻斷,用比色法可定量測(cè)定氰化物生成量,測(cè)量范圍為3μm到0.1mm;如果將酪氨酸酶、β-葡(萄)糖苷酸酶、L-酪氨酸、聚乙烯氧化物涂在一張薄膜上,只要將其與待測(cè)物浸提液接觸,就可根據(jù)出現(xiàn)的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色板作出比較,進(jìn)而得出其氰化物含量,測(cè)量范圍在10μm到10mm之間。(4)色譜分析法.這種檢測(cè)手段在國(guó)外應(yīng)用最為普遍,如氣相色譜法、薄層色譜法、反相HPLC、離子色譜法等。應(yīng)用色譜法可將亞麻籽中生氰糖苷各組分含量分別測(cè)出,然后可按化學(xué)計(jì)量關(guān)系轉(zhuǎn)化成HCN的量。特別是高效液相色譜,如果各種條件都滿(mǎn)足的話(huà),重復(fù)性很好,回收率也很高,但其缺點(diǎn)是受很多因素影響,如柱子、溶劑的不同都影響其準(zhǔn)確度。另外,色譜的流動(dòng)相對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也有影響,而且該方法所使用的儀器昂貴,限于各大企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室中研究時(shí)使用。4物理處理技術(shù)的研究利用加熱可使生氰糖苷與其對(duì)應(yīng)酶發(fā)生反應(yīng),釋放氫氰酸,由于其可溶于水,采用流水或多次換水的辦法浸泡亞麻餅粕,使其脫毒。常用的脫毒方法有,水煮法、濕熱處理法、酸處理—濕熱處理法、干熱處理法。另外近幾年研究較多的是混合溶劑浸泡法脫毒,效果很好。但其經(jīng)濟(jì)可行性還必須在大規(guī)模飼養(yǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,從加工費(fèi)用和營(yíng)養(yǎng)提高兩個(gè)角度去綜合評(píng)比。例如,趙藝等(1990)用熱噴技術(shù)脫毒處理亞麻餅,使HCN含量由128.25mg/kg降低到48.60mg/kg。馮定遠(yuǎn)(2000)首次使用制粒和微波處理的物理方法進(jìn)行亞麻籽中生氰糖苷