棉粕和脱酚棉籽蛋白在单胃动物生产中的应用研究进展

李志青，刘尚航，李 浩，刘 湘，刘 念，张 旭，马晓康

（湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙 410128）

目前，我国畜牧生产中作为主要蛋白质原料的大豆严重依赖进口。2019 年中国大豆实际进口量0.85 亿t。如何开发新型原料及高效利用现有蛋白原料是我国畜牧业可持续发展必经之路，也是目前研究的热点问题。我国是世界第一产棉大国，棉籽是棉花加工后的主要副产物，是一种优质的植物蛋白资源。棉籽蛋白质含量较高，2019 年产量近0.75 亿t。棉粕是棉籽榨油后的副产物，氨基酸含量丰富，已在畜牧生产中得到广泛应用。然而，棉酚等抗营养因子含量较高，限制了棉粕在畜牧生产中的应用，经过脱酚处理得到的脱酚棉籽蛋白，可有效提高棉粕的利用率。本文综述了棉粕和脱酚棉籽蛋白的营养价值及其在单胃动物生产中的应用，旨在为棉粕蛋白资源的进一步开发与高效利用提供参考。

1 棉粕和脱酚棉籽蛋白的营养价值

1.1 常规养分 棉粕和脱酚棉籽蛋白的常规营养成分如表1 所示。棉粕中粗蛋白质、无氮浸出物、粗纤维和中性洗涤纤维的平均含量为44.47%、22.28%、16.25%和26.87%。较棉粕而言，脱酚棉籽蛋白的粗蛋白质、粗脂肪和无氮浸出物含量分别提高了15.22%、400%、9.11%；粗纤维和中性洗涤纤维分别降低了54.58% 和32.30%，经液-液-固萃取处理后的棉粕其游离棉酚的含量从602 mg/kg降到了360.00 mg/kg；生长猪消化能和鸡代谢能分别提高了5.89%和6.48%。

表1 普通棉粕、脱酚棉籽蛋白的常规营养成分（干物质基础）

1.2 氨基酸组成与标准回肠可消化氨基酸 棉粕中的氨基酸包含10 种必需氨基酸和8 种非必需氨基酸。我国普通棉粕与脱酚棉籽蛋白猪标准回肠可消化氨基酸含量如表2 所示。

表2 普通棉粕、脱酚棉籽蛋白猪标准回肠可消化氨基酸 %

2 棉粕的脱酚处理

饲料成分中的大多数抗营养因素对氨基酸消化率有不利影响。棉粕中含有较多的抗营养因子，如棉酚、单宁、植酸、环丙烯脂肪酸等，其中游离棉酚对动物的健康状况与生产性能影响最大。

游离棉酚是棉籽副产品中的主要抗营养因子，属于一种天然的倍半萜烯类化合物，包含活性醛基和羟基，两者易与其他物质发生各种化学反应而对动物产生抗营养性或毒性。棉酚摄入量过多，不但会影响饲料中氨基酸和矿物质的利用效率，还会对动物的心肌功能和繁殖能力产生影响。不同动物对棉酚含量耐受性的差异也在一定程度上限制了棉粕在饲料配方中的利用率。有研究表明，当饲料中棉酚的含量达到5%或者更多时会对动物机体产生不同程度的毒害作用。我国《饲料卫生标准》（GB13078-2017）中规定，以饲料干物质计，棉粕中游离棉酚允许量应小于1 200 mg/kg。在生长育肥猪配合饲料中棉酚含量应小于60 mg/kg；在肉用仔鸡、生长鸡配合饲料中应小于100 mg/kg；在产蛋鸡配合饲料中应小于20 mg/kg。为了减少棉粕中游离棉酚的含量，可用物理方法（湿热法、萃取法等）、化学方法（如硫酸亚铁法、氨化法等）、生物方法（微生物发酵等）等对棉粕进行脱酚处理，利用物理方法脱酚处理效果较好但伴随有美拉德反应，导致棉粕蛋白质流失使棉粕变黑；利用化学方法脱酚不仅影响棉粕适口性，而且蛋白质的营养价值也会随之降低；相比于前两种脱酚方法，利用生物方法脱酚效果较好。有研究表明，在30℃下用热带假丝酵母ZD-3 与黑曲霉ZD-8 复合固体发酵处理棉粕48 h 后，脱酚率可达90%，底物中粗蛋白质和氨基酸水平均有不同程度增加。采用生物方法、物理方法和化学方法对棉粕进行脱酚处理，脱酚率分别为92%、82%和45%。

3 棉粕及其脱酚棉籽蛋白在单胃动物上的应用

3.1 棉粕及其脱酚棉籽蛋白在猪生产中的应用 生长育肥猪在饲喂棉粕时用量不能大于20%，在饲喂种猪时棉粕的用量须在5%以下。经过不同处理的棉粕在猪生长的各个阶段均有不同应用。敖维平等用4%或6%的棉粕替代生长育肥猪日粮中的豆粕，对猪的生长性能无明显影响。关红民等分别用2%、6%、9%的发酵棉粕替代保育猪、生长猪、育肥猪基础日粮中的豆粕，3 个生长阶段猪的生长性能均显著提高，健康状况明显改善。沈辉等研究发现，用发酵棉粕替代或部分替代仔猪饲料中的鱼粉，仔猪平均日增重提高15.37%，饲料利用率提高12.10%，腹泻率降低16.7%。倪海球等研究表明，饲粮中添加15%～20% 棉粕能显著提高生长育肥猪的生长性能、抗氧化功能、免疫能力和营养物质表观消化率。

脱酚棉籽蛋白在质量上与豆类蛋白相当，是一种质优价廉的新型蛋白质饲料，且经物理方法脱酚的棉籽蛋白在猪饲料中的应用较为广泛。周维仁等的试验结果表明，在生长猪配合饲料中添加21.5%的经液-液-液-固植物萃取技术处理的脱酚棉籽蛋白，在猪生长性能方面的效果与优质豆粕相似。倪海球等用简单T-型瘘管法比较普通棉粕与新型棉籽蛋白（湿法挤压膨化加工处理）的营养价值发现，新型棉籽蛋白的蛋白质含量、氨基酸含量、氨基酸和蛋白质消化率显著提高，粗纤维含量降低；总氨基酸、总必需氨基酸和粗蛋白质的消化率显著提高，赖氨酸的消化率极显著提高。李敏等研究表明，在满足猪主要营养水平的情况下，日粮中添加4%～6%脱酚棉籽蛋白对猪的生长性能、肉品质和血液生化指标无影响。刘耕等也研究发现，在生长猪日粮中添加14.7% 脱酚棉籽蛋白对15～35 kg 生长猪生长性能和血清生化指标无不良影响。

3.2 棉粕及脱酚棉籽蛋白在家禽生产中的应用 棉粕在生长鸡饲粮中的用量不能大于20%，产蛋鸡的饲喂量应控制在5%以内，且在饲喂棉粕时应保证饲料中赖氨酸含量充足。植物蛋白资源的品质直接影响家禽的健康状况和肉制品质量，经过发酵处理的低酚棉粕能减少肉鸡脂肪沉积，改善肠道健康，可作为肉禽饲料中一种较为理想的植物蛋白质来源。章双杰等研究发现，在扬州鹅育肥期饲粮中使用5%棉粕不影响肉鹅的生长发育。魏莲清等在1 日龄科宝肉鸡日粮中添加不同比例的发酵棉粕，试验组肉鸡0～3 周龄的耗料增重比显著降低，生长性能得到改善。Hе 等研究表明，在蛋鸡日粮中添加9.8%脱酚棉粕时，蛋鸡的饲料转化率最佳，对蛋鸡的产蛋性能、蛋品质和蛋鸡健康无不良影响。Niе 等研究表明，发酵棉粕能明显提高肉鸡平均日增重及日粮干物质、粗蛋白质、粗灰分、其他营养物质的消化率，肉鸡腹部脂肪沉积明显减少。Niu 等也有类似的发现，在肉鸡饲料中添加6%发酵棉粕能够有效降低肉鸡腹部脂肪和皮下脂肪的沉积，肉品质得到明显改善。李毅等研究表明，日粮中添加15%发酵棉粕不会对产蛋鸡的生产性能和蛋品质产生负面影响。Sun 等研究发现，在黄羽肉鸡日粮中添加适量发酵棉粕可改善黄羽肉鸡的健康状况，饲料的利用效率明显提高。发酵棉粕部分替代豆粕可增加肉仔鸡盲肠中乳酸菌等有益菌的含量，可以提高肉仔鸡胃肠道的健康程度，进而提高肉仔鸡对饲料的消化能力。

在家禽生产中，饲料中蛋氨酸的含量尤为重要。蛋氨酸缺乏会影响整个饲料中其他氨基酸的利用率，导致饲料利用率降低。脱酚棉籽蛋白中蛋氨酸的含量较高，是较为优质的家禽饲料来源。王开丽研究发现，在保证黄羽肉鸡饲料中代谢能、粗蛋白质、蛋氨酸水平一致，赖氨酸和苏氨酸水平相当的情况下，用脱酚棉籽蛋白部分或全部替代豆粕，能有效提高黄羽肉鸡的生长性能与屠宰性能。脱酚棉籽蛋白虽然质优价廉，但长期使用会对蛋鸡产生累计致毒作用。何涛研究发现，在海兰褐蛋鸡日粮中添加16% 脱酚棉籽蛋白，饲喂周期在6 周时不影响蛋鸡生产性能和蛋品质，当饲喂周期达到12 周时引起蛋鸡生产性能下降，蛋清品质变差。

4 小结与展望

综上所述，棉粕和脱酚棉籽蛋白的粗蛋白质含量高，氨基酸种类丰富，在单胃动物生产中应用广泛。采用物理和生物等方法可去除一部分棉酚等抗营养因子，可提高棉粕和脱酚棉籽蛋白在动物生产中的利用率。棉粕和脱酚棉籽蛋白在替代常规饲料、改善畜禽健康状况和畜产品品质等方面发挥着重要作用。值得注意的是，不同动物种类、生长阶段和不同棉粕品质，其饲养效果具有很大差异。因此，确定棉粕和脱酚棉籽蛋白在不同动物、不同生长阶段最适宜的添加量；如何将不同脱酚方法有机结合，最大程度降低棉酚等抗营养因子含量将成为今后研究的热点。我国棉籽产量巨大，如果提高棉粕和脱酚棉籽蛋白在动物生产中的利用效率，不仅可以改善当前蛋白质资源匮乏的局面，而且对于我国畜牧业发展具有良好的推动作用。