不同加工方式对羽毛粉品质的影响

陈 明 朱爱萍 周 慧 吴 家

江苏农牧科技职业学院，江苏泰州225300

随着人们生活水平的提高，对肉食产品的需求量不断提高，所以饲料工业在过去的几十年里迅猛发展，同时也导致了对饲料原料的需求量大大提升[1-2]。研究[3]表明，我国近几年禽类年出栏量约1 600 万t，以产羽量5%～7%计算，则年产羽毛粉在96 万t 左右。羽毛粉蛋白质含量85%以上，有“天然蛋白质之冠”之称。我国作为畜牧业大国，饲料原料种类繁多，但是缺乏优质的蛋白质原料。因此，研究羽毛粉中的蛋白质利用率，找到最佳的加工方式显得尤为重要，这不仅能改善对蛋白质饲料原料的短缺，而且还能有效地解决因大量羽毛粉的废弃而出现的环境污染。

虽然羽毛粉中的蛋白质含量高达85%以上，各种氨基酸的含量也在75%以上，但是羽毛中富含大量的角蛋白以及纤维蛋白，动物体内的胰蛋白酶和胃蛋白酶以及其他的水解酶并不能对其进行很好地水解。直接饲喂的话，可能会导致动物的消化系统出现不良状况。目前我国对于羽毛粉的加工方式主要有酶解、酵解以及水解等，这几种方式可以很好地破坏羽毛蛋白中结构稳定的二硫键，以此形成富含容易消化的粗蛋白质和必需氨基酸以及生长因子，可以提高在动物体内的消化利用率[4]。在实际生产中，用羽毛粉来替代一些价格昂贵的蛋白质饲料，可以降低饲料成本。本试验以不同加工方式的羽毛粉为研究对象，探究其粗蛋白含量以及胃蛋白酶消化率，寻求最佳的加工方式，为羽毛粉的合理开发利用提供理论依据[5]。

1 材料与方法

1.1 试验原料

试验选取普通羽毛粉、水解羽毛粉、酶解羽毛粉、酵解羽毛粉4 种不同加工方式的羽毛粉，均购于泰州正大饲料有限公司。

1）主要仪器。电子天平（FA1104，上海舜宇恒平科学仪器有限公司）、消化炉（KDY-08，苏州市天威仪器有限公司）、凯氏蒸馏装置、电陶炉（H22-X3-C1，Joyoung 九阳）、索氏提取器、水浴锅（HH-S，金坛市城东新瑞仪器厂）、干燥箱（DHG-9101，常州迈科诺仪器有限公司）、离心机（DL-5C，上海安亭科学仪器厂）、恒温式摇床（SHZ-82A，常州金坛友联仪器研究所）。

2）主要试剂[6]。混合催化剂、NaOH 溶液、甲基红溴甲酚绿混合指示剂、20%硼酸溶液、0.02 mol/L 盐酸标准溶液、石油醚、1∶10 000 胃蛋白酶溶液、0.075 mol/L 盐酸溶液；其中胃蛋白酶试剂购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 试验方法

1）试验设计。本试验选用普通羽毛粉、水解羽毛粉、酶解羽毛粉、酵解羽毛粉4 组不同加工方式的羽毛粉，分别测定粗蛋白含量及胃蛋白酶消化率。每组做5 次试验，每次做4 个重复，同时做空白测定。

2）试样脱脂。试验中所有样品脱脂的方法步骤均参考国标GB/6433-2006[7]。

3）测定蛋白质含量。试验中测定试验蛋白质的方法步骤均参考国标GB/T6432-2018[8]。

4）测定胃蛋白酶消化率含量。测定试样中的胃蛋白酶消化率的方法步骤均参考国标GB/T17811-2008[9]。

5）数据分析。将试验数据先用Excel 初步整理，然后使用SPSS 20.0 软件处理，再用Duncan’s 法进行多重分析比较，以“平均值±均值标准误（SEM）”表示，以P<0.05 为显著性标准进行比较[10]。

2 结果与分析

2.1 不同加工方式对羽毛粉粗蛋白含量的影响

由表1 可知，4 种不同加工方式的羽毛粉中，普通羽毛粉的粗蛋白含量最高，为97.34%，酶解和水解羽毛粉的粗蛋白含量在87%以上，酵解羽毛粉的粗蛋白的含量最低，为39.20%；经酶解、水解、酵解处理以及普通羽毛粉间的粗蛋白含量差异显著（P<0.05）。

表1 不同加工方式羽毛粉粗蛋白的含量 %

2.2 不同加工方式对羽毛粉胃蛋白酶消化率的影响

由表2 可知，4 种不同加工方式的羽毛粉，经酵解处理的羽毛粉胃蛋白酶消化率最高，为97.17%，水解和酶解羽毛粉在92%以上，而普通羽毛粉的胃蛋白酶消化率为88.79%；经酶解、水解、酵解处理以及普通羽毛粉间的粗蛋白含量差异显著（P<0.05）。

表2 不同加工方式羽毛粉胃蛋白酶消化率含量 %

3 讨论

3.1 不同加工方式对羽毛粉粗蛋白含量的影响

目前，我国的饲料加工企业普遍采用的方式是高温高压水解法、酶解法以及酵解法，其中，酶解法和微生物发酵法多与水解法相结合。高温高压水解羽毛粉利用蒸气将羽毛粉水解成蛋白凝胶，烘干后粉碎再饲喂，但是参数控制不好的话容易造成氨基酸消化率低或者蛋白质严重变性[4]。酶解羽毛粉采用现代水解酶工程，形成优质高效复合型酶解蛋白质饲料原料，酵解法则是利用菌种对羽毛粉进行发酵，进一步提高羽毛粉的品质。其他的方式如酸碱解法和膨化法，则因为投资成本高、生产效率低以及对氨基酸的破坏较为严重，在我国并没有进行推广应用[11]。

从试验结果中可以看出，不同的加工工艺会对羽毛粉的粗蛋白含量产生不同程度的影响，李晓燕等[12]试验表明，经过水解后的羽毛粉粗蛋白含量为77.91%，酶解羽毛粉的粗蛋白含量为85.58%，在本次试验中水解羽毛粉粗蛋白含量为87.36%，而酶解羽毛粉粗蛋白含量则与其差不多，在88.55%左右，酶解羽毛粉中粗蛋白含量比水解羽毛粉中粗蛋白含量高，这是一致的。酵解羽毛粉的粗蛋白整体偏低，其原因可能是羽毛粉中有掺假现象。但是高温高压水解法易造成热敏氨基酸的损失，同时耗能大，容易对环境产生污染。而经过酶解法处理的羽毛粉粗蛋白含量高于水解法，这可能是因为酶解羽毛粉加工温度低，对热敏性氨基酸的破坏少，增加了可消化氨基酸的含量，从而提高了羽毛粉蛋白质消化利用率[11]。

3.2 不同加工方式对羽毛粉胃蛋白酶消化率的影响

禽类羽毛通过加工可处理成粉状，充分破坏了角蛋白的空间结构，使角蛋白转化成易消化吸收的氨基酸，从而提高蛋白质的消化率。本试验结果显示，在这4 种不同加工方式的羽毛粉中，胃蛋白酶消化率最高的是酵解羽毛粉，为97.17%。程福亮等[13]研究发现，采用米曲霉和乳酸杆菌联合发酵羽毛粉60 h，联合发酵的羽毛粉胃蛋白酶消化率可达82%，而本试验中得到的酵解羽毛粉的胃蛋白酶消化率较高。崔艳红等[14]研究发现，用加入赖氨酸1%的生物发酵羽毛粉可完全代替猪饲料中的鱼粉，也可替代肉鸡饲料中的70%的鱼粉。李晓燕等[12]通过试验得出，经角蛋白酶处理的羽毛粉的胃蛋白酶消化率为90.25%，而水解羽毛粉的胃蛋白酶消化率为78.22%，酶解羽毛粉的胃蛋白酶消化率显著高于水解羽毛粉。但在本试验中，水解羽毛粉的胃蛋白酶消化率为95.37%，酶解羽毛粉胃蛋白酶消化率为92.24%，并没有出现酶解羽毛粉高于水解羽毛粉的情况，其原因可能是酶解羽毛粉在消化过程中粗蛋白有损耗，导致最后的结果偏低。

4 结论

不同加工方式羽毛粉的生产和应用对当前蛋白质饲料原料短缺的情况有一定的缓解，但是羽毛粉的营养价值取决于其加工方式，所以在实际生产中应使用合理的加工方式，减少在加工过程中造成的养分损失，提高加工产品的胃蛋白酶消化率，使之成为一种优质的动物性蛋白质饲料。但在应用过程中也要注意添加量和调节氨基酸平衡，同时也要进一步研究开发羽毛粉的加工方式，使羽毛粉的饲喂价值发挥到最大。目前我国饲料市场上，应用最广泛的是水解和酶解羽毛粉，酵解羽毛粉还有很大的发展前景和市场。本次试验，4 种不同加工方式的羽毛粉胃蛋白酶消化率从大到小依次为酵解、水解、酶解、普通，含量依次为：97.17%、95.31%、92.24%、88.79%。由此可知，酵解羽毛粉的品质最好。