发酵豆粕的营养特点及在生猪养殖中的应用

张琳琰，朱建国

(1.上海交通大学农业与生物学院，上海市兽医生物技术重点实验室，上海 200240；2.上海市崇明县庙镇农业综合技术推广服务中心，上海 202153 )

发酵豆粕的营养特点及在生猪养殖中的应用

张琳琰1，2，朱建国1

(1.上海交通大学农业与生物学院，上海市兽医生物技术重点实验室，上海 200240；2.上海市崇明县庙镇农业综合技术推广服务中心，上海 202153 )

豆粕是畜牧业及养殖业中的优质植物蛋白原料，且氨基酸组成合理，但是其中存在的多种抗营养因子，降低了畜禽对豆粕的吸收和利用。发酵豆粕一般采用优质多菌种协同发酵，利用微生物丰富的酶系，将植物大分子蛋白降解为寡肽，并将植物蛋白中的抗营养物质如胰蛋白酶抑制因子、血凝素、脲酶、抗原蛋白等彻底分解。利用微生物发酵法制作发酵豆粕，一来可以降解大分子蛋白质生产小肽，同时生成多种微生物及酶、酸、维生素、大豆异黄酮等多种活性因子；二来可以消除豆粕中的抗营养因子，提高豆粕的营养价值及利用率。通过发酵，豆粕蛋白质品质得到了明显提高，消化率提高5%～8%，显著改善了适口性和消化率。同时，还可以通过工艺条件的控制，将大量有益菌及其产物(乳酸菌、酵母菌、小分子蛋白质、乳酸、维生素和未知促生长因子(UGFs)都保留了下来，使得产品既具有优质蛋白饲料的特性，又具有微生态制剂的功效。

发酵豆粕；抗营养因子；营养价值；消化率；仔猪

豆粕作为一种质量稳定的植物蛋白原料，一直是饼粕消费的主体，加之动物性蛋白资源日益短缺，价格居高不下，使其使用量受到限制，促使豆粕植物性蛋白原料需求的扩大[1]。但由于豆粕中抗营养因子的存在以及其适口性差等问题限制了豆粕的应用价值。目前，应用发酵技术处理豆粕，是有效提高豆粕品质的方法之一。发酵豆粕是指利用有益微生物发酵低值豆粕，去除多种抗营养因子，同时产生微生物蛋白质，丰富并平衡豆粕中的蛋白质营养水平，最终改善豆粕的营养品质，提高饲料效率。发酵豆粕含益生菌、肽、酶、氨基酸、水溶性维生素、大豆异黄酮等功能成分，这对动物的生长非常有利。另外在发酵过程中产生的酸味物质，对于幼畜，具有显著的诱食效果。并且，由于部分碳水化合物被降解，豆粕致密结构变得疏松，适口性明显提高[2]。

本文结合近几年发酵豆粕研究进展以及市场动态，主要从发酵豆粕的优势、特点、品质评价、饲喂效果，以及发展前景等方面进行了综述。

1  发酵豆粕的优势

豆粕经过发酵产生了一减一增的双重功效[3]：一减，是将豆粕中不能被动物体吸收的抗营养因子降解为动物可利用的营养素；一增，是较普通豆粕增加了活菌、氨基酸、肽、乳酸、活性酶、维生素、大豆异黄酮等活性因子。且发酵等生物技术的应用，使低值的蛋白原料发酵为高质的蛋白原料，作为“生化养殖模式”的一种雏形，引起了许多研究者的兴趣，相比于普通豆粕，发酵豆粕具有以下优点：

1）豆粕经微生物发酵后，粗蛋白质、磷、粗脂肪和氨基酸含量或利用率都有提高，而粗纤维和钙含量有所下降，从而改善了豆粕的营养组成。微生物降解过程中的一些产物也可以降解大分子的蛋白质，使氨基酸含量增加或组成改善，提高豆粕原料的蛋白质品质和饲用价值。

2）饲喂发酵豆粕可以促进仔猪消化系统的发育。陈文静（2004）[4]通过组织学和电子显微镜观察，发现饲喂发酵豆粕的仔猪胃和小肠均发育良好，小肠绒毛呈指状，形态正常，肠壁肌变厚，肠绒毛高度、隐窝深度与对照组差异显著（P＜0.05）。试验各组仔猪的胃内容物pH变化保持适宜水平，增强了胃蛋白酶活性，提高了蛋白质的消化率。说明饲喂发酵豆粕符合仔猪的生理特点。

3）豆粕中含有的大豆异黄酮具有广泛的生物学活性，发酵处理可提高其含量，其抗氧化活性也显著增强。发酵过程中还可以产生大量的维生素、抗生素和未知的促生长因子，不同菌种产生的促生长因子和含量也不同[5]。发酵豆粕具有一定的芳香和新鲜气味，适口性较好。

2  发酵豆粕的特点

2.1 营养价值显著提高

豆粕在微生物作用下发酵，经过一系列的生物化学变化，在有效去除抗营养因子的同时，营养价值显著提高。

2.1.1  蛋白含量显著提高

豆粕发酵过程中，微生物大量繁殖，将豆粕培养基中的非蛋白氮、培养基无机氮(硫酸铵或尿素)及抗营养因子等各种物质分解利用转化为营养价值高的菌体蛋白。而且经过微生物酶的作用，使发酵豆粕比普通豆粕的必需氨基酸含量丰富，结构更加合理[6]。

2.1.2  产生多种小肽

豆粕通过微生物的降解，产生具有特殊功能的营养小肽。小肽具有吸收快、效率高、能耗低、载体不易饱和等优点[7]。大豆肽还能赋予产品特殊生理活性，如促生长、调节免疫、催乳、抗菌、抗氧化、抗病毒、刺激食欲、促进矿物质吸收和抗肿瘤等。大豆肽的开发开创了动物营养的新纪元，丰富了大豆制品的种类，增加了大豆产品的附加值[8]。肽相较游离氨基酸的重要特性之一在于可提高动物对日粮氮利用率的巨大潜力，减少畜禽含氮物质的排放，这对于节约蛋白质饲料、减轻环境污染具有重要的经济和社会意义。

2.1.3  富含多种生物活性因子

豆粕发酵中产生的益生菌和乳酸，一能抑制肠道中有害菌的繁殖，二能促进动物消化，改善动物小肠机能，可以减少仔猪等幼畜胃肠炎的发病率。微生物代谢产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等各种消化酶，可促进豆粕中蛋白质和一些多糖类物质的降解，提高动物消化率[9]。而且，微生物代谢物中还有对动物有直接营养作用的未知生长因子、维生素等，对促进营养物质消化，提高动物免疫机能有积极意义。

2.2 豆粕原料来源广泛，品质优良

豆粕是大豆经提取豆油后得到的一种副产品[10]，含蛋白质43%左右，赖氨酸2.5%～3.5%，色氨酸0.6%～0.7%，蛋氨酸0.5%～0.7%，胱氨酸0.5%～0.8%。豆粕含有所有的大豆蛋白。Ma(1996)[11]研究表明，大豆蛋白是植物性食物中氨基酸组成比例最合理、最接近于联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)理想模式的一种蛋白质。

3  发酵豆粕产品品质评价

3.1 常规营养成分

不论是发酵过程中产生了蛋白质的“浓缩效应”还是因为菌体蛋白的合成作用导致，发酵豆粕的蛋白含量都较普通豆粕提高，而且氨基酸组成也有改善，赖氨酸和蛋氨酸的含量较常规豆粕有提高[12]。蛋白质含量是衡量发酵豆粕发酵效果优劣的一个重要指标。氨基酸组成和含量也有一定变化和提高。除蛋白质以外，普通豆粕经过发酵后的其他常规指标也发生了相应的变化。综合目前市场上的发酵豆粕产品，经过发酵后，其粗灰分含量≤10%，粗纤维含量≤7%，粗脂肪≤7%，水分含量≤12%。

3.2 抗营养因子

通过微生物发酵技术，可将豆粕中目前已知的胰蛋白酶抑制因子、大豆寡糖、大豆球蛋白、植酸、脲酶、非淀粉多糖(NSP)等多种抗原进行降解，使这些抗营养因子含量降低或被完全消除。郑裴等[13]采用植物乳杆菌固态发酵豆粕，对豆粕中抗营养因子进行降解，结果表明，豆粕中尿素酶活性由原来的0.373 U/g降低到0.166 U/g，胰蛋白酶抑制剂含量由原来的40.42 mg/g降低到18.01 mg/g。Hirabayashi等[14]使用宇佐美曲霉发酵大豆粕，发酵后植酸全部被降解。江永才[15]的研究表明，发酵可使基料粗纤维含量降低12%～16%。

3.3 其他活性因子

豆粕经微生物降解后，不仅常规营养成分得到改善，抗营养因子部分或全部被消除，而且发酵豆粕产品中还包括有益微生物及其代谢产物[16]。由于在豆粕发酵过程中加入了很多有益微生物，因此，发酵结束后，经测定发酵物料中含有大量的有益微生物种群，而种类主要取决于发酵前物料中所添加的微生物，常见有芽孢菌、酵母菌、乳酸菌，这些益生性微生物对于改善畜禽肠道微生态环境具有非常重要的作用。除此之外，发酵豆粕还含有乳酸、各种酶等活性营养物质。目前国内发酵豆粕中乳酸含量多数大于2%。

4  在生猪养殖方面的应用

早期断奶仔猪，肠道消化系统尚未发育完全，对于豆粕等植物性蛋白原料中的抗营养因子较敏感，特别是里面含有的胀气因子和大豆球蛋白极易引起仔猪腹泻和发育不良[17]。而豆粕发酵后，蛋白质发生降解，肽类物质和氨基酸含量增加，抗营养因子被部分或全部消除，动物对豆粕的消化利用率大大增加。发酵豆粕基本不含抗营养因子，但富含酶、小肽和多种益生素，应用在生猪养殖中效果很好。发酵豆粕能改善仔猪腹泻，促进采食量和提高日增重，提高了饲料的吸收率，同时仔猪排泄物气味变淡，养殖环境得到很大改善。刘欣等[18]在28日龄断奶仔猪饲粮中以发酵豆粕部分替代进口鱼粉和乳清粉，结果表明饲喂微生物发酵豆粕使仔猪料重比降低5.56%(P＜0.05)。

仔猪对豆粕抗营养因子较敏感，容易造成腹泻、发育不良、生长迟缓。据上海某猪场对体重40 kg的育肥猪进行饲养试验[19]，在猪同重同饲料条件下，试验期为50 d，结果表明：

① 试验组猪平均日增重1 080 g，比对照组每头猪多增重155 g，提高16.76%，在50 d育肥期内，每头猪多增重7.75 kg，多增加收入108.5元；

②试验组重料比为1：2.9，与对照组相比，猪每增重1 kg体重，少消耗饲料0.5 kg，饲料利用率提高10%，每头猪在育肥期节省饲料6～10 kg，降低饲料费用15～23元。

用发酵豆粕以5%、10%、15%、20%的添加量等氮代替未发酵豆粕饲喂32日龄断奶三元杂交仔猪，随着发酵豆粕用量的增加，断奶仔猪的日增重逐渐提高，试验猪的腹泻率明显下降，饲料转化率也得到改善。

以添加发酵豆粕代替鱼粉和膨化大豆设计等氮饲粮饲喂40日龄断奶仔猪，结果生产性能与对照组无明显差异，但试验组的腹泻率和死淘率显著降低(P＜0.05)，经济效益得到显著提高[20]。

5  结论

豆粕是目前畜牧业及养殖业中应用最为广泛的蛋白质饲料资源，研究表明，豆粕中含有的抗营养因子及抗原蛋白的存在会损伤畜禽小肠的形态结构，影响营养物质的吸收，进而影响动物体的健康。近年来的研究表明，生物发酵可以改善大豆及豆粕的营养品质，降低抗营养因子和抗原蛋白的水平，有利于实现豆粕的高效利用，在蛋白质资源相对不足的条件下，对我国畜牧业及养殖业可持续发展起着重要作用[21]。

但发酵豆粕在动物上的应用研究还不够细致，发酵产品的营养成分差异也比较大，品质良莠不齐。由于产品没有统一规范标准，缺少评价体系，用户缺乏参考，在产品的选择上存在着盲目性和跟风行为；研发者需要进行更加深入的研究，使产品更加走向精细化，这是将来以发酵豆粕为代表的发酵蛋白饲料的一个发展方向。

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2014-11-03）

上海市生猪产业技术体系建设项目资助

张琳琰,女，上海市崇明县人，硕士研究生，研究方向为兽医学

朱建国，email：zhu_jg@sjtu.edu.cn