饲用菜籽粕的研究进展

2020-06-22郭冬梅

新农民 2020年13期

朱雷，郭冬梅

（锦州市产品质量监督检验所，辽宁锦州 121000）

1 我国蛋白质饲料资源的供需矛盾

我国是牧业生产大国，随之带动了饲料产业的较快发展，也使本来蛋白质资源短缺的形势越来越明显。如果按照植物性蛋白转化为动物性蛋白的效率为32%计算，我国全年需超过 8600万吨的植物蛋白资源和动物蛋白饲料资源（按每人每日25g动物蛋白的世界平均水平），如果从中减去能量饲料以及动物蛋白，饲料行业大约每年需 6000万t以上的植物蛋白原料，存在 3000万t缺口，蛋白资源短缺已成为制约我国牧业发展的一个重要“瓶颈”。

仅单纯地依靠从发达国家进口优质蛋白质饲料是难以维持畜牧业可持续发展的，解决这一难题的唯一途径是国内学者要积极寻找新的蛋白质饲料。因此新的蛋白资源怎样被迅速开发出来，是饲料行业务须解决的问题。

2 我国菜籽粕资源现状

油菜是世界第二大油料作物，我国是世界上主要的油菜生产大国，种植面积和总产量均为世界第一，约占到全世界的1/3。自从 2000 年开始，我国的油菜籽年产都是在 1000万t以上，占我国油料总量的一半以上，榨油以后获得的饼粕在 700万t以上。当前，中国、加拿大和欧盟的油菜籽产量占全球总量的五分之四左右。

3 油菜饼粕的营养价值

3.1 基本营养成分

以油菜籽为原料经过加工去油后的副产物称为油菜籽饼、粕，颜色一般呈现淡灰褐色。经过压榨后的称为饼，预榨或浸提后的的残渣称为粕。油菜籽饼、粕营养价值均衡、全面，是一种潜力很大的植物蛋白质饲料资源。油菜饼粕的品质不仅受到油菜品种以及气候因素的影响，而且榨油工艺也会影响饼粕内各种成分的含量。与未经破坏的原油菜籽相比较，经过榨油工艺加工之后，饼粕中的粗蛋白质、粗纤维等含量将升高，而脂肪含量会大幅度下降（见表1），油菜籽、粕中能量含量较低，最主要原因是因为油菜籽壳中含有较多的粗纤维。去皮以后其有效能值大幅度提高，能值接近豆粕。油菜籽饼粗脂肪含量一般在6%左右；油菜籽粕中粗脂肪的含量一般在1%～2%，与大豆粕的含量相当。油菜籽饼粕含有较多的磷、钙，且磷要多于钙，绝大部分是植酸磷，大豆饼粕中的磷、钙含量不及油菜籽饼粕。

表1 油菜籽饼粕基本营养成分表

3.2 油菜籽饼粕的蛋白质品质

油菜籽饼（粕）含有多种蛋白质，所含的蛋白质种类以球蛋白和清蛋白为主，由于球蛋白和清蛋白容易被动物消化道消化吸收利用，因此菜籽饼（粕）的蛋白质容易被动物吸收利用，油菜籽饼（粕）的粗蛋白质的含量一般在35%～45%之间，含有比例适宜的氨基酸，含硫氨基酸的量超过大豆粕，其它氨基酸的量与大豆粕类似，特别是赖氨酸与精氨酸之间的比值是总体相对平衡的，其中没有限制性氨基酸，其品质与联合国粮农组织推荐的理想蛋白质模式不相上下（见表2）。

表2 油菜籽饼粕与大豆饼粕的蛋白质各种氨基酸组成（%）

3.3 油菜籽饼粕各种矿物元素及维生素含量

许多的矿物质元素存在于油菜饼粕中，除钾元素以外，菜籽饼粕中含有大量的钙、磷、铁、铜、锰等元素，同时钼的含量也较高（见表3），总含量大约在8%～9%之间，要超过大豆饼粕，菜籽饼、粕中含有大量的植酸，并与有些矿物质形成了植酸盐，而且是作为不溶状态存在的，极大影响了矿物质的利用率。

表3 油菜籽饼粕与大豆饼粕矿物质含量表

油菜籽饼（粕）中含有许多的维生素，总体比大豆饼粕的含量还要丰富，除此之外，油菜籽饼（粕）还含有丰富的胆碱、生物素、烟酸、维生素B1和B2等物质，含有较少的泛酸，所以说在制作饲料配方时不能将油菜籽饼（粕）作为维生素的唯一来源。

4 油菜籽饼粕的加工工艺

目前，国内外采用的榨油工艺普遍是压榨或者预榨工艺，在图 1-5 中我们看到的软化、蒸炒步骤属于预处理工序，其首要的意图是使原油菜籽发生机械的、物理的变化，为压榨制油准备最为有利的条件。由此可见在这一过程中，营养价值也在一定程度上下降。对细胞壁影响最大的步骤是高温蒸炒，根本目的是让原本混合的油与蛋白分开，容易榨出菜籽油，但温度过高对油菜籽粕营养价值的影响表现为粕中蛋白可消化性能下降和可利用氨基酸含量下降。一般情况下 80℃左右的温度即可使油菜籽中的蛋白质性质发生改变，可是不管是预榨还是压榨加热全都在 120℃以上，特别是加热压榨这一过程的高温甚至在 130℃以上。油菜饼是通过压榨过程生产出来，多数温度处于100℃，可是浸出过程却需要温度在 40～60℃范围内，预榨浸出工艺加入的脱油溶剂是六号溶剂，这种溶剂的沸点范围是六十到九十摄氏度，所以在通过浸出过程之前菜饼温度务必降到低于六十摄氏度。不然，脱油溶剂会被导致产生汽化作用，使得油脂无法脱除，减小了脱油的作用。现在，我国乃至国外全都研制开发脱壳冷榨榨油技术，制取高质量的饼粕同时获得高品质的油脂是这种技术的根本目的，换句话说菜油与饼粕同样重要。进入机器以前首先进行脱壳过程则是脱壳冷榨技术首要的亮点，以前菜籽的生产技术是不除掉油菜籽壳，这样具有不利的地方：油菜籽壳在整粒油菜籽中的比重能够达到大约14%，以至于影响了生产能力；菜籽壳会加重生产机器的损耗，提升了动力的消耗；会对生产出来的饼、粕和油脂造成颜色上的影响；造成产品中粗蛋白含量的减小，而且消化率也相应降低了；适口性较差也是不脱皮的后果之一。

因此，脱壳过程是生产油菜饼粕和菜籽油是不可缺少的一项技术。皮粕的能量值大约在16MJ/KG 左右，这些皮粕可以为工业生产供给热动力作为锅炉运行的燃料。

不使用高温热榨是脱壳冷榨与以前的技术相异之处，使用最新的低温冷榨，脱壳后的油菜籽仁表现为碎粒形态，几乎没有损伤细胞壁，维持了其中内容物的形态。假如第一个目的是制造冷榨油，则可以控制油菜饼中剩余油脂在 9%以下，可使后来的生产步骤更加经济而且增加效率，菜饼中的剩余菜油量要保证在 15%～25%之间虽然增加了脱壳的过程，可是与以前的生产过程比较起来说还是使得工序缩短。脱壳冷榨技术含有许多领先之处：油菜籽粕粗蛋白提高，与大豆粕不相上下，一般在 45%左右；与以前的技术生产的产品比较起来这一技术获得的产品改善了颜色。

图1 菜籽预榨浸出制油工艺流程图

5 油菜籽饼粕中的纤维和毒素

5.1 纤维

传统工艺一般整粒入榨，油菜籽壳大约占饼粕的 25%，使得产品中含有大量的纤维，纤维含量高是油菜籽饼粕的重要特点，也是致使其代谢能值与消化能值均有所下降的原因。“无法被哺乳动物内源酶消化的饲料组分”是 Mertens在 1998 年给纤维下的定义，根据这一定义，木质素、非淀粉多糖（NSP）、果聚糖、美拉德反应产物都属于纤维的范畴。植物细胞壁的主要部分是由木质素和 NSP 组成的，依据文献，卡奴拉粕中 NSP 的含量是 18%，纤维素在其中占到 5%，非纤维素 NSP 为 14%。不同种类的油菜籽产品，差异很小，细胞壁结合蛋白较小。

5.2 毒素

图2 硫代葡萄糖甙的基本结构

5.2.1 硫代葡萄糖甙。硫代葡萄糖甙（俗称硫甙或芥子甙）是油菜饼粕中含有的主要有毒物质，在油菜籽饼粕中含量近似 5%～9%左右，这种毒素容易在水中溶解，同样容易在 methanol、alcohol、propyl alcohol 等有机溶液里溶解。从 1956 年开始，科研工作者就已经用 X 射线结晶法发现了几乎全部的硫甙具有一样的构成（见图2），唯一不同的是这种物质的侧链，相异的侧链导致了水解以后的物质不同。自从 170 多年前学者们第一次在白芥子里面检测出了白芥子苷（又称芥子白）的物质存在以来，因为化验检测方法的逐渐更新，尤其是光谱、液相色谱、气相色谱检测手段的迅猛发展，人们发现了越来越多的硫甙。直到今天已经被检测出的硫甙在120种以上。硫甙本身是没有毒害作用的，可在油菜自身所含的芥子酶和动物消化道中微生物的活动下，在生产、保存和家畜摄取食物等过程里，能够分解成为对家畜器官组织有毒有害的物质，如异硫氰酸盐、硫氰酸盐、噁唑烷硫酮等。

5.2.2 异硫氰酸酯（ITC）。ITC 能够强烈刺激家畜的胃肠粘膜，过量饲喂油菜籽饼粕时首先容易导致家畜腹泻，继而恶化成为出血性胃肠炎。ITC 是容易挥发的有毒物质，能够通过家畜肺部送出体外。抗甲状腺的作用同样是 ITC 含有的一个致病作用，容易使甲状腺病变，影响家畜的生长。异硫氰酸酯主要是利用在家畜体内转化成为硫氰化物以及与家畜机体内的各种氨基酸互作而生成硫脲衍生物两种化学反应产生致病作用。

5.2.3 噁唑烷硫酮（OZT）。OZT 能够溶于水，但不能够挥发，OZT 的毒性要大于 ITC。OZT 表现的是硫脲样抗甲状腺作用，可以减缓甲状腺里碘的有机化过程，使得甲状腺激素不能形成。OZT的致病作用是无法利用在饲粮里额外加入碘元素的手段去克服。

5.2.4 腈类。在油菜饼粕的各种毒素当中腈类的毒性是最大的，通常是噁唑烷硫酮（OZT）的 5～10 倍，腈类进入家畜组织内后，迅速析出氰根离子（CN-），致使细胞无法完成呼吸作用，影响家畜的生长，甚至可使肾脏和肝脏受到损害，还会出现肝出血和肝坏死。