家禽日粮豆粕减量替代技术研究进展

■ 高 峰 徐 鹏

（南京农业大学动物科技学院，江苏省动物源食品生产与安全保障重点实验室，江苏省肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心，江苏南京 210095）

随着我国畜牧业集约化、规模化发展，畜产品消费快速增长，推动了我国饲料产业快速发展。在传统饲料配方中，豆粕因其丰富的蛋白质含量和较为理想的氨基酸组成而被广泛用作饲料主要蛋白质原料。然而，人均耕地面积减少、大豆种质资源不足等原因，导致我国大豆进口依存度极高。在国际贸易局势和气候变化的影响下，豆粕价格不断上涨，严重影响饲料生产成本和畜产品价格。在此背景下，农业农村部出台多项政策，推广饲料中豆粕减量替代技术方案。旨在促进饲料产业降本增效，保障畜牧业平稳发展，维护我国粮食安全。文章将从低蛋白日粮、豆粕替代原料以及饲料蛋白原料的提质增效技术这三个方面综述当前家禽养殖行业饲料豆粕减量替代技术的研究进展。

1 低蛋白日粮配合技术

动物对蛋白质的需求实质上是对氨基酸的需求[1]。在传统的玉米-豆粕型日粮中，由于玉米所含赖氨酸有限，因此日粮中通常会添加较多的豆粕以满足畜禽对赖氨酸的需求，从而导致日粮的粗蛋白水平较高。在蛋白质资源日益紧张的现状下，研究推广低蛋白日粮配合技术是解决这一行业难题的可行性方案。低蛋白日粮是指在不影响动物生产性能的前提下，将日粮中的粗蛋白水平在饲养标准推荐水平的基础上降低2～4 个百分点，同时补充适宜种类和数量的合成氨基酸以达到氨基酸平衡的一种日粮模式。研究表明，日粮粗蛋白水平每降低1%，即可对应减少豆粕用量2.82%[2]。经测算，若我国全面推行低蛋白日粮，每年可节省大豆2 000万吨，节省土地1.5亿亩[3]。

应用低蛋白日粮，保证动物的生产性能是前提。日粮粗蛋白水平的降低会导致必需氨基酸含量的减少。因此在配合低蛋白日粮时，必须平衡日粮氨基酸水平[4]。研究发现，将蛋鸡日粮的粗蛋白水平从16.49%降低至14.05%，同时补充丝氨酸，不会降低蛋鸡的产蛋性能[5]。Torki 等[6]研究表明，将高温条件下蛋鸡日粮的粗蛋白水平降低4.5%并补充必需氨基酸，可以改善蛋鸡的应激反应并保持良好的产蛋性能和蛋品质。大量研究表明，肉鸡日粮的粗蛋白水平降低3%以内，并适当的添加必需氨基酸不会对生产性能造成负面影响[7-9]。然而，进一步降低日粮粗蛋白水平则可能造成生产性能的下降。Namroud等[10]研究表明，当肉鸡日粮粗蛋白水平降低6%时，即便补全必需氨基酸也会导致食欲急剧降低和生产性能下降。Awad 等[11]发现类似的结果，当肉鸡日粮粗蛋白水平降低6%，此时补全必需氨基酸或必需氨基酸加单独的非必需氨基酸均不能改变生产性能下降，但若在补全必需氨基酸的同时再添加多种非必需氨基酸的混合物可不对生产性能造成负面影响。这可能是因为日粮粗蛋白水平的大幅度降低导致日粮总氮不足，一些非必需氨基酸在这种情况下可能变成必需氨基酸[12]。因此，在大幅降低日粮粗蛋白水平的情况下，非必需氨基酸也是需要考虑的重要因素。

动物养殖带来的氮排放是畜牧业造成环境污染的重要原因。传统玉米-豆粕型日粮中较高的粗蛋白水平导致动物排泄物具有更多的氮，氮的利用率不高。大量研究表明，低蛋白日粮配合技术是缓解畜禽氮排放的有效手段[13-14]。Namroud 等[15]研究表明，将肉鸡日粮的粗蛋白水平从23%降低至19%，同时补充必需氨基酸，可显著降低排泄物中氮、氨、尿酸的含量。此外，高蛋白日粮通常导致动物饮水量增加，而较低的粗蛋白水平会降低动物饮水量，从而减少尿氮排放[15]。

肠道是营养物质消化吸收的重要场所。蛋白质经肠道微生物发酵后，会部分产生氨、苯酚、吲哚等对宿主健康具有潜在毒性作用的代谢产物[16]。这些代谢产物可以破坏肠道屏障，诱导肠道炎症[17]。此外，豆粕中的许多抗营养因子除了会干扰其他营养物质的消化吸收外，也会危害畜禽肠道健康[18]。低蛋白日粮已被证明在维护家禽肠道健康方面发挥着积极的作用。有研究表明，将蛋鸡日粮粗蛋白水平降低2%，并补充0.3%的苏氨酸，可显著增加回肠MUC2 和sIgA 的mRNA表达，改善肠道菌群多样性并增加潜在有益菌群的丰度[19]。

肌内脂肪是评价肉品质的重要指标。日粮蛋白水平可通过调节脂质合成和分解代谢相关基因的表达来影响肌肉脂肪含量[20]。在猪生产上，低蛋白日粮已被发现可通过促进脂肪沉积，提高肌内脂肪含量来改善肉品质[21]。然而，尽管在肉鸭[22]和肉鸡[23]上也报道过低蛋白日粮会促进脂肪沉积，但对于提高禽肉肌内脂肪含量似乎没有显著的作用[24]。尽管如此，低蛋白日粮在改善禽肉品质的其他指标上具有积极的意义。Ma 等[25]研究表明，肉鸡日粮粗蛋白水平降低3%并补充异亮氨酸可提高胸肌pH24h，增加肌纤维密度，降低胸肌滴水损失、肌纤维直径和剪切力，改善鸡肉品质。

综上所述，在家禽生产中应用低蛋白日粮配合技术可以减少豆粕使用量，在不影响生产性能的前提下，维护家禽肠道健康，改善禽肉品质，减少畜牧业的氮排放。

2 豆粕替代原料

相较于豆粕，我国非常规饲料蛋白原料具有资源丰富、成本低廉的优势。在豆粕供应日益紧张的情况下，开发利用非常规饲料蛋白原料替代豆粕对于减少饲料豆粕用量、助力饲料产业降本增效具有重要意义。据测算，若将我国各种非常规饲料蛋白原料利用起来，可提供饲料蛋白约1 735万吨，替代48%的进口饲料蛋白[26]。

2.1 植物性蛋白质饲料原料

2.1.1 菜籽粕

菜籽粕是替代豆粕的主要原料之一。其粗蛋白含量比豆粕略低，为37%～43%。菜籽粕的氨基酸组成较为合理，蛋氨酸和胱氨酸的含量较高，精氨酸含量较低，赖氨酸含量低于豆粕。菜籽粕的抗营养因子主要为硫代葡萄糖苷及其分解物、植酸、多酚和芥子碱等。一般而言，常规菜粕可替代40%～50%的豆粕。双低菜粕由于抗营养因子含量较少，替代比例可进一步提升至60%～80%。刘振利等[27]研究发现，在肉鸡生长后期，用双低菜粕代替日粮中75%的豆粕不会对生产性能和饲料转化率产生负面影响。

2.1.2 棉籽粕

棉籽粕的粗蛋白含量为43%～51%。棉籽粕的蛋氨酸、精氨酸含量较为丰富，但赖氨酸含量远低于豆粕。棉籽粕的抗营养因子主要是游离棉酚、植酸等。经过脱酚处理的棉籽粕粗蛋白含量与豆粕相近。Yu等[28]用不同比例的棉籽粕替代肉鹅饲料中的豆粕，结果表示，棉籽粕替代豆粕不会影响肉鹅的屠宰性能和肉品质，但是当替代比例超过50%时会影响肉鹅胸肌中氨基酸和脂肪酸的组成。

2.1.3 葵花籽粕

葵花籽粕的粗纤维含量较高，粗蛋白含量为27%～37%。其中，蛋氨酸、天冬氨酸含量丰富，赖氨酸含量较低。葵花籽粕的抗营养因子水平较低，且含有能够抗炎杀菌的绿原酸，因而利于畜禽肠道的消化吸收。脱壳后的葵花籽粕可降低粗纤维含量，进一步提高营养价值。周国安等[29]研究表示，在补充必需氨基酸后，即使用葵花籽粕完全替代豆粕，也不会影响如皋草鸡的产蛋性能和蛋品质。

2.1.4 牡丹籽粕

牡丹籽粕的粗蛋白含量为25%～30%。牡丹籽粕的精氨酸含量较高，赖氨酸、蛋氨酸的含量较低。芍药苷、溶血磷脂酰胆碱是牡丹籽粕的主要抗营养因子。任希艳[30]在40 周龄产蛋鸡的日粮中添加不同比例的牡丹籽粕等蛋白替代豆粕，结果显示，添加5%的牡丹籽粕不会影响蛋鸡产蛋率和料蛋比，并会提高蛋品质。

2.2 动物性蛋白质饲料原料

2.2.1 黄粉虫

黄粉虫被认为是可持续替代豆粕的优质饲料蛋白质原料，其粗蛋白含量高且品质好，成虫粗蛋白含量可达60%以上。黄粉虫的氨基酸组成丰富且比例均衡，富含多种必需氨基酸。其中，赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸含量较高。并且风味氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸的含量丰富。此外，黄粉虫还富有能够提高畜禽免疫功能的甲壳素和抗菌肽。在生产中，通常将黄粉虫烘干脱脂制成黄粉虫粉应用。Sedgh-Gooya 等[31]在肉鸡日粮中添加5%的黄粉虫粉替代部分豆粕，结果表示，黄粉虫粉作为部分蛋白质来源可提高肉鸡的平均日增重和饲料转化效率，降低血清白蛋白/球蛋白比率和肠道大肠杆菌的丰度，提高肉鸡免疫力。

2.2.2 黑水虻

黑水虻虫粉的粗蛋白含量为31.7%～47.6%，脱脂后可进一步提高至55.9%～63.9%。黑水虻幼虫的氨基酸组成与豆粕基本相似，赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸的含量较低。几丁质作为黑水虻的抗营养因子，会影响蛋白质的消化率。黑水虻幼虫对其他饲料原料的抗营养因子具有降解作用，可显著降低豆粕、棉籽粕、菜籽粕中的抗营养因子含量，并提高小肽的含量[32]。Bovera 等[33]用黑水虻虫粉替代蛋鸡日粮中的豆粕，结果表示，两种替代比例（25%、50%）均不会影响蛋重、采食量和饲料转化效率，并可以提高血清免疫球蛋白水平。在另一项研究中，Marono 等[34]将替代比例进一步提高至100%，结果表示，蛋鸡的产蛋率、采食量和蛋品质均显著下降。在肉鸡上，用黑水虻替代豆粕的比例同样不应超过50%，否则会降低肉鸡的生长性能和肉品质[35]。

2.2.3 蝇蛆

蝇蛆蛋白适口性好，转化率高，其粗蛋白含量为58.80%～63.89%。蝇蛆蛋白的必需氨基酸含量丰富，赖氨酸、缬氨酸的含量高于豆粕。此外，蝇蛆蛋白中含有能够抗菌抗病毒的凝集素和抗菌肽，可以调节机体免疫功能。Khan等[36]研究表示，用蝇蛆粉替代肉鸡日粮中的30%的豆粕，不会影响肉鸡的生长性能，并可以改善肉品质。

此外，微生物蛋白也是实现饲料豆粕减量替代的原料来源。有研究表示，将肉鸡日粮中24.72%的豆粕用乙醇梭菌蛋白替代，可提高肉鸡抗氧化能力，改善肠道菌群结构，提高生长性能[37]。在实际应用中，由于各种原料具有成分复杂、氨基酸组成不平衡、货源具有地域性限制等特点，因此可以因地制宜，将各种原料组合使用。例如，将蛋鸡日粮中30%的豆粕用棉籽粕、菜籽粕和花生粕组成的复合杂粕来替代，对生产性能并不会造成负面影响[38]。

3 饲料蛋白原料的提质增效技术

抗营养因子会干扰营养物质的消化吸收，并可能对动物机体产生毒性作用，是限制非常规饲料蛋白原料应用的主要因素。当前，在家禽生产上主要使用固态发酵、酶制剂以及菌酶协同发酵来消除饲料原料中的抗营养因子，提升饲料质量，提高非常规饲料蛋白原料的利用率，强化豆粕减量替代效果。

3.1 固态发酵

固态发酵是一种生物加工技术，以不溶性原料作为碳源和能源，发酵物呈固体形态。发酵时，微生物产生的酶能结合或者降解饲料原料中的抗营养因子。此外，微生物可以将饲料原料中的粗纤维转化为菌体蛋白，在降低饲料粗纤维水平的同时提高饲料粗蛋白水平。在家禽生产中，固态发酵非常规饲料蛋白原料已被证明可以降低饲料抗营养因子含量、维护肠道健康、提高营养物质消化率，改善动物生长性能[39-40]。有研究表明，菜籽粕经酵母菌、枯草芽孢杆菌和粪肠球菌发酵后，其粗蛋白含量增加，硫代葡萄糖苷及其衍生物、单宁和植酸等抗营养因子含量下降[40]。在肉鸡日粮中，发酵棉籽粕的添加水平相较于未发酵棉籽粕可提高10%[41]。研究发现，用发酵菜籽粕等氮替代豆粕，替代比例为30%～66%，可提高肉鸡的平均日增重、饲料转化效率和屠宰率[42-43]。在肉鸭生产中，发酵菜籽粕替代豆粕的比例可进一步提升至100%，而不会对生产性能造成负面影响[44]。

3.2 酶制剂

饲用酶制剂也是提高饲料营养价值的有效方法。酶制剂可以破坏细胞壁，提高胞内养分利用率；降低食糜黏度，提高养分消化率；增加内源消化酶的含量及活性；改善肠道菌群结构，增强免疫功能[45]。在实际应用中，应根据不同饲料原料的营养特性选择不同的酶制剂。Niu 等[46]用果胶酶、木聚糖酶和转化酶组成的复合酶制剂酶解菜籽粕，结果表明，饲料中非淀粉多糖含量显著降低，肉鸡的表观代谢能提高了30.9%。杨文婷等[47]用棉酚降解酶和热带假丝酵母ZD-3 分别对棉籽粕进行酶解和固态发酵，结果表明，棉酚降解酶显著降低了游离棉酚的含量，脱毒率达92.67%。酶解后的棉籽粕粗蛋白含量增加，中性洗涤纤维含量降低，营养价值得到提高。此外，相较于固态发酵，酶解棉籽粕极大的缩短了脱毒时间，提高了脱毒效率。有研究表明，用杂粕替代豆粕并添加复合酶制剂，可显著提高肉鸭平均日增重，降低料重比[48]。

3.3 菌酶协同发酵

菌酶协同发酵是指在饲料原料发酵或酶解过程中加入额外的酶制剂或益生菌。菌酶协同发酵可以充分结合发酵和酶解的优点，弥补单独使用的不足，既能充分降解饲料原料中的大分子物质，又可产生多种有益的微生物代谢产物，对提高非常规饲料蛋白原料的利用效率，促进豆粕减量替代具有重要意义。Li等[49]等用发酵、酶解以及菌酶协同发酵处理菜籽粕，结果显示，菌酶协同发酵处理组的小肽含量高达50.4%，高于发酵处理组（24.1%）和酶解处理组（35.5%）。此外菌酶协同发酵使菜籽粕的抗营养因子硫代葡萄糖苷和芥酸的含量分别降低了71.6%和86.2%，并显著提高了氨基酸的消化率，改善了肉鸡的抗氧化功能和生产性能。王卫卫[50]在肉鸡日粮中添加不同水平的棕榈仁粕和菌酶协同发酵的棕榈仁粕等蛋白替代部分豆粕，结果表示，菌酶协同发酵棕榈仁粕的适宜添加量为12%，高于未发酵的棕榈仁粕（4%）。肉鸡日粮中添加12%的菌酶协同发酵棕榈仁粕替代部分豆粕可改善肉鸡肠道菌群结构和血清蛋白合成相关的指标，提高肉鸡的生产性能。

4 展望

当前，我国饲料豆粕的减量替代已初见成效。未来的工作可以从以下几个方面继续加强和推进：基于净能体系，探究家禽精准动态营养需要；进一步研究推广家禽低蛋白日粮配合技术，研发提高氨基酸利用效率的日粮氮碳源适配技术；继续开发新型非常规饲料蛋白原料，推进微生物蛋白的研发生产；优化日粮结构，研究推广低蛋白低豆粕多元化日粮配方；持续优化饲料加工工艺，促进饲料原料提质增效；研发饲料原料动态营养价值精准快速评定技术，建立我国饲料原料营养价值数据库。