国产和进口大豆常规化学成分的综合分析
2020-04-17龙沈飞贺腾飞朴香淑
■龙沈飞 潘 龙 吴 阳 贺腾飞 朴香淑
(中国农业大学动物科学技术学院 动物营养学国家重点实验室,北京100193)
大豆[学名:Glycine max(Linn.)Merr.]是畜牧业的重要的蛋白质资源,大豆产品如大豆粕、大豆饼、膨化大豆等在饲料配方中广泛应用[1]。随着我国畜牧业的发展,大豆需求量也逐年增加。面对日益增长的大豆消耗量,如何高效合理利用大豆,充分发挥其营养价值是研究的重中之重。
大豆中必需氨基酸种类平衡,易被畜禽和人体消化吸收,富含不饱和脂肪酸、油酸和磷脂,利于降低血胆固醇和预防心脑血管疾病,大豆中还含有膳食纤维、低聚糖、矿物质等营养物质,具有营养价值高的特点[2]。张海生[3]发现国产大豆约含10%的水分、40%的粗蛋白质、20%的粗脂肪、5%的粗纤维和5%的粗灰分。其赖氨酸、亚油酸、亚麻酸、异黄酮、多肽和皂甙等含量较高,有提高机体免疫功能的功效。Liu[4]发现国外大豆约含40%粗蛋白质、20%的粗脂肪。大豆中还含有维生素、多酚、抗氧化剂和可溶性纤维等,除饲用和食用外,也有用作能源和生物燃料的潜力[5]。
研究表明,黑龙江省大豆主栽品种粗蛋白质和粗脂肪含量范围分别为33.7%~40.9%和16.8%~22.7%。其中粗脂肪平均含量显著低于进口大豆,粗蛋白质平均含量与进口大豆持平,而大豆粗蛋白质含量与豆腐和分离蛋白的得率直接相关,粗脂肪含量与出油率直接相关,是企业最关注的指标[6]。因品种、产地、气候等多方面因素差异,目前国内外大豆水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和粗灰分等常规营养成分可能存在较大差异,而大多文献给出的大豆营养成分都是范围值,因而对其常规营养成分进行养分实测和分析对食品和畜牧养殖业尤为重要。
基于此,本研究选取56 个来自于17 个省的大豆样品和13 个不同批次的进口大豆样品,通过测定这些大豆水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和粗灰分等常规营养成分,分析探讨不同产地大豆的营养价值,以期为食用大豆标准制定及畜禽饲用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
国产大豆:在我国大豆种植的主要省份福建、广西、贵州、河北、河南、黑龙江、湖北、湖南、吉林、江苏、江西、辽宁、内蒙古、山东、四川和重庆等地(采样时间为2016年到2017年期间),选择代表性的大豆品种,采集品质良好、没有发霉的大豆样品56个(如表1所示)。
进口大豆:如表2 所示,所采集的13 个进口大豆样品包括11 个从巴西进口和2 个从加拿大进口的不同批次的大豆样品。
1.2 检测方法
在每个采样点采集2 kg左右的原始样品,将原始样品混匀,采用四分法从中取出1 kg左右样品作为次级样品,再用四分法在次级样品中取出200 g 左右样品作为分析样品。将分析样品粉碎为18 目(约50 g)和40目(约150 g),用自封袋封装好放于-20 ℃保存,以备检测。
所有样品的水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分和粗纤维指标的检测分别根据《GB/T 6435—2014 饲料中水分的测定》[7]、《GB/T 6432—1994 饲料中粗蛋白测定方法》[8]、《GB/T 6433—2006 饲料中粗脂肪的测定》[9]、《GB/T 6438—2007 饲料中粗灰分的测定》[10]和《GB/T 6434—2006饲料粗纤维测定方法过滤法》[11]执行。
1.3 统计分析
试验检测各项常规营养成分含量除水分以原样(鲜样)为基础计算外,其他均以88%干物质为基础计算。试验数据用统计软件SAS(2008)[12]进行单因素方差分析(One-way Anova),并进行Duncan's多重比较,SEM代表均值的标准误,P值小于0.05为差异显著,P值小于0.01 为差异极显著,P 值在0.05 到0.10 之间为有显著差异的趋势。
2 结果
2.1 国产大豆的常规营养成分
56个国内大豆样品水分、粗蛋白、粗灰分、粗脂肪和粗纤维含量检测结果如表1 所示。由表1 可知,水分含量最高为16.10%,最低为7.82%,平均值为10.66%,中位数为10.61%,标准差为1.28%。参考GB/T 20411—2006[13],大豆水分含量不得超过13.0%,其中8号样品水分含量超过13%,不用于国产大豆的其他常规营养成分检测。在88%干物质基础上测得粗蛋白含量最高为44.19%,最低为32.96%,中位数为36.01%,平均值为36.57%,标准差为2.50%。粗灰分含量最高为5.00%,最低为4.05%,中位数为4.48%,平均值为4.48%,标准差为0.21%。粗脂肪含量最高为19.91%,最低为12.85%,中位数为17.37%,平均值为17.15%,标准差为1.64%。粗纤维含量最高为6.95%,最低为4.08%,中位数为5.30%,平均值为5.44%,标准差为0.74%。
2.2 进口大豆的常规营养成分
13个国外大豆样品水分、粗蛋白、粗灰分、粗脂肪和粗纤维含量检测结果如表2 所示。水分含量最高为10.82%,最低为6.63%,中位数为10.28%,平均值为9.85%,标准差为1.12%。在88%干物质基础上测得粗蛋白含量最高为36.39%,最低为33.24%,中位数为35.43%,平均值为35.07%,标准差为1.05%。粗灰分含量最高为4.59%,最低为3.72%,中位数为4.32%,平
均值为4.31%,标准差为0.20%。粗脂肪含量最高为21.17%,最低为18.62%,中位数为19.92%,平均值为19.94%,标准差为0.94%。粗纤维含量最高为5.45%,最低为4.52%,中位数为5.08%,平均值为5.03%,标准差为0.29%。
表2 国外大豆样品产地、水分、粗蛋白、粗灰分、粗脂肪和粗纤维含量统计(%)
2.3 国产和进口大豆常规营养成分分析
如表3所示,国产大豆的水分显著高于进口大豆(P<0.05)。国产大豆的粗蛋白质和粗灰分含量显著高于进口大豆(P<0.05),但粗脂肪含量极显著低于进口大豆(P<0.01)。国产大豆的粗纤维含量较进口大豆有降低的趋势(P=0.06)。
表3 国产和进口大豆常规营养成分的差异(%)
3 讨论
3.1 大豆的水分含量
大豆的营养价值和储存期限与其水分含量直接相关。研究表明,大豆中水分含量>12.5%时不利于其储存,主要原因是大豆的呼吸作用增强,产生大量热量,易导致其霉变[14]。国家标准GB/T 20411—2006规定大豆的水分含量≤13%,以便于大豆的保存和利用[15]。本研究表明,来自于17 个省的56 个国产大豆的水分含量平均值为10.66%,中位数为10.61%,利于其储存和利用,其中有一个样品水分含量高于13%,可能与产地、气候和收获时间有关。当水分含量过高时,在大豆的储存中须注意通风和及时清仓。本研究发现,国产大豆的水分平均值和中位数均略高于进口大豆,但是符合GB/T 20411—2006 规定,在合理范围内,说明目前的国产和进口大豆样品均适于保存和利用。
3.2 大豆的粗蛋白含量
大豆作为优质的植物性蛋白饲料,其蛋白质含量直接影响大豆食用和饲用大豆制品(如豆粕、膨化大豆、发酵豆粕、大豆浓缩蛋白等)的营养价值。大豆中蛋白质含量约为36%,含有相对平衡的必需氨基酸,组成和动物蛋白质近似,易被畜禽和人体消化吸收。大豆的蛋白质含量受品种、产地和气候的影响[16]。本研究中,国产大豆的蛋白质水平均值为36.57%,参考GB/T 20411—2006,大豆粗蛋白在34%以上为合格品,且前期研究结果显示国产大豆的粗蛋白含量在35%~40%,此次研究的国产大豆都在合理范围内[16]。进口大豆方面,以粗蛋白质作为评价标准,巴西大豆的营养价值较好,整体上优于美国大豆[17]。研究表明,进口大豆一般品质稳定,粗蛋白均值约为36%[18],因而本次检测的进口大豆大多都在合理范围内。参考GB/T 20411—2006,大豆粗蛋白在34%以上为合格品,本研究大部分大豆样品粗蛋白含量在合理范围内。
本研究发现,国产大豆的粗蛋白含量显著高于进口美洲大豆(巴西和加拿大大豆),这可能与品种、地理位置和气候条件有关[19]。大豆产品(如大豆粕、大豆饼、膨化大豆、发酵豆粕、大豆浓缩蛋白等)的粗蛋白含量与大豆的粗蛋白含量密切有关,其蛋白品质取决于大豆,而豆粕是家禽最重要和首选的蛋白质饲料来源[20],因此此次研究的大豆粗蛋白含量可在配制饲料时作为间接参考数据。
3.3 大豆的粗脂肪含量
大豆中的粗脂肪主要包括脂肪酸(含量>90%)和甘油,脂肪酸包括棕榈酸等饱和脂肪酸和亚油酸(含量占50%以上)、油酸以及亚麻酸等不饱和脂肪酸。大豆中磷脂的含量为1.0%~3.2%(包括34.2%的卵磷脂、19.7%的脑磷脂、16.0%的肌醇磷脂及其他磷脂),可降低胆固醇含量,防止心脑血管疾病的发生[21-23]。研究表明,饲料中添加大豆油和大豆磷脂均是提高断奶仔猪生长性能及生产效益的有效手段[23-24]。此外,在妊娠母猪饲粮中添加大豆油可改善母猪初乳中养分含量,增加母猪分娩时血液催乳素含量[25]。
此研究结果表明,国内大豆的粗脂肪含量相对巴西和加拿大进口大豆较低,这与Christine 等[26]统计结果相同,这可能是不同的生长环境和气候的影响,说明国外进口大豆适用于榨油,大豆制品适用于饲用。之前研究表明,国产大豆的脂肪含量在14.51%~17.96%范围中波动[26-27],本研究发现国产大豆粗脂肪均值为17.15%均在合理范围内。研究表明,进口大豆的粗脂肪含量稳定,变异系数较小,约在20.96%左右[18];之前统计表明,进口巴西大豆粗脂肪含量约为18.02%~19.75%[17],本研究发现进口大豆粗脂肪含量均值为19.94%,在合理范围内,可用于榨油和饲用。
3.4 大豆的粗纤维和粗灰分含量
大豆中的粗纤维和粗灰分主要存在于大豆皮和生产过程中大豆壳、杂质等。粗纤维中的木质素饲用价值低,大量饲用会降低单胃动物生长性能和营养物质的消化率[28]。来自于大豆皮中的粗纤维可作为膳食纤维,作为发酵的原料,可作为反刍动物和单胃动物的原料。反刍动物中,可替代部分精料补充料,用于提高奶牛饲养的经济效益[29-30]。单胃动物中,8%的大豆皮可提高妊娠母猪的繁殖性能,还可通过增加肠道蠕动调节胃肠功能,防止便秘[31]。本研究的大豆粗灰分含量均在5%以下,在合理范围内,说明这些大豆有较高的利用价值。国产大豆的粗灰分含量显著高于进口大豆,可能与不同的生长环境和气候差异有关。
4 结论
结合本试验的实测结果和实际生产,国产和进口大豆主要的区别在于粗蛋白和粗脂肪含量,国产大豆在粗蛋白质含量方面高于进口大豆,粗脂肪含量方面低于进口大豆,但两者均有较高营养价值。本研究结果为食用大豆标准制定、畜禽饲用日粮配方设计及提高饲料生产的精确度,以及日后最大限度根据需求利用国产和进口大豆提供基础数据保障。