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发酵豆粕在动物生产中的应用

来源:互联网
日期：2012-05-11
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发酵豆粕是在人工控制条件下，利用微生物在豆粕中的生长繁殖和新陈代谢，积累有益的菌体、酶和中间代谢产物来生产加工和调制的豆粕产品。发酵豆粕一般采用优质多菌种协同发酵，利用微生物丰富的酶系，将植物大分子蛋白降解为寡肽，并将植物蛋白中的抗营养物质如胰蛋白酶抑制因子、脲酶、血凝素、抗原蛋白等彻底分解。通过发酵，豆粕蛋白质品质得到了显著提高，消化率提高5%～10%，显著改善了适口性和消化率。同时，还可以通过工艺条件的控制，将大量有益菌及其产物（乳酸菌、酵母菌、小分子蛋白质、乳酸、维生素和未知促生长因子都保留了下来，使得产品既具有优质蛋白质饲料的特性，又具有微生态制剂的功能（表1）。

表1 发酵豆柏多肽与常规饲料原料特性比较

常规原料抗营养因子被病原菌污染或

氧化腐败的可能性含毒害物质的可能性

（二?英、生物胺）动物消化利用率市场资源

动物蛋白质饲料原料无较大较大较高不足

植物蛋白质饲料原料多较小有较低充足

发酵豆粕多肽微或无极小极小高充足

发酵豆粕产业化始于欧洲，从20世纪90年代传入中国。2002年开始，国内有商业化的发酵豆粕产品问世，可是产量较小。2005年下半年，进口优质鱼粉、乳清粉价格大幅飚升，给发酵豆粕产品带来空前的机遇，一些饲料生产厂商开始着手进行大规模生产。随着发酵豆粕市场前景的看好，除饲料生产商外，一些油脂生产商也瞄准商机，结合自身有利条件进行发酵豆粕的研制和生产

如同许多发酵类产品一样，发酵豆粕迄今仍无国家标准。例如，关于发酵豆粕的添加量，业界并没有统一的观点。华中农业大学的一份研究称，发酵豆粕产品在饲料中使用量一般为5%，每吨添加有发酵豆粕的饲料代替鱼粉等动物性蛋白质平均可降低饲料成本约20元。广东省农科院副研究员潘木水介绍，发酵豆粕的使用超过10%可能会有负面影响，但机理尚未清楚，估计与发酵过程中产生一些有害物质有关。而中国农业大学教授张日俊认为，猪教槽料中可以达到15%，中猪料可添加6%～7%，大猪料可加4%～5%，水产料可超过20%。

据了解，有关部门正在制定发酵豆粕的国家标准，预计近期可能出台。

1 发酵豆粕的优势

豆粕经微生物发酵后，粗蛋白质、粗脂肪、磷和氨基酸含量或利用率都有所提高，而粗纤维和钙含量有所下降，从而改善了豆粕的营养组成。其机理可能是，微生物在发酵过程中大量增殖，将豆粕培养基中的非蛋白氮、无机氮、无效矿物质及一些抗营养因子分解或转化为自身的菌体蛋白和动物可直接利用的其他营养物质。另外，微生物降解过程中的一些产物也可以降解大分子的蛋白质，使氨基酸含量增加或组成改善。马文强等（2008）通过枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌、乳酸菌对豆粕进行发酵，并对发酵后豆粕的营养特性进行了分析。结果表明，发酵后豆粕中粗蛋白质的含量比发酵前提高13.48%（P<0.01），粗脂肪的含量比发酵前提高18.18%（P<0.01），磷的含量比发酵前提高55.56%（P<0.01），氨基酸的含量比发酵前提高11.49%，钙的含量稍有降低，差异不显著。其中胰蛋白酶抑制因子和豆粕中的其他抗营养因子得到了彻底消除，冯广勤和夏剑秋（1996）、Hirabayashi和Yano（1998）、Feng等（2006）也得到同样结论。杨旭等（2008）发现发酵后的豆粕中的赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸含量分别比发酵前提高16.28%、56.41%和17.01%，17种氨基酸总量提高6.58%，提高了豆粕原料的蛋白质品质和饲用价值。

饲喂发酵豆粕能促进仔猪消化系统的发育。陈文静（2004）通过组织学和电子显微镜观察，发现饲喂发酵豆粕的仔猪胃和小肠均发育良好，小肠绒毛呈指状，形态正常，肠壁肌变厚，肠绒毛高度、隐窝深度与对照组差异显著（P<0.05）。试验各组仔猪的胃内容物pH变化保持适宜水平，增强了胃蛋白酶活性，提高了蛋白质的消化率。这说明饲喂发酵豆粕较为符合仔猪的生理特点。

豆粕中含有的大豆异黄酮具有广泛的生物学活性，发酵处理可以提高其含量，其抗氧化活性也显著增强。汪立君等（2003）研究发现，发酵豆粕中的异黄酮的抗氧化效果要优于同等浓度的豆粕中的异黄酮，和其他学者的研究一致（杨国峰等，2005；姚明兰等，2003；吴定等，2001）发酵过程中还可以产生大量的维生素、抗生素和未知的促生长因子，不同的菌种产生的促生长因子和含量也不同。发酵豆粕具有一定的芳香和新鲜气味，适口性也较好。吴晖等（2008）发现，豆粕在28～32℃下经枯草牙孢杆菌发酵后具有或浓或淡的醇香气味。

2 发酵豆粕在动物生产中的应用

2.1 发酵豆粕在仔猪生产中的应用

豆粕经发酵酶解，大部分大分子蛋白质被降解为小肽及氨基酸，使小肽含量在10%以上，更易于乳猪肠道的消化吸收，可以为乳猪肠道的生长直接提供能量，预防乳猪营养性腹泻，这已经得到了实际生产的验证。在乳猪教槽料中添加发酵豆粕，效果和经济效益明显，应用也越来越广泛，国内以广东省尤为明显。但由于发酵产品质量差异较大，产品稳定性有待于细致考察。

闻爱友等（2009）研究发酵豆粕对早期断奶仔猪生长、肠道微生物菌群及腹泻的影响。结果表明，早期断乳仔猪日粮中使用不同比例的发酵豆粕可一定程度调节肠道微生物菌群结构，减少早期断乳仔猪的腹泻发生，改善了早期断乳仔猪的生产性能，以发酵豆粕添加10%以上效果较明显。

付晓等（2009）研究微生物蛋白酶水解豆粕和乳酸菌发酵豆粕对断奶仔猪生长性能和养分消化率的影响。对照组为玉米-豆粕型基础日粮，处理组为7%酶解豆粕或发酵豆粕A和B替代对照组中等量的普通豆粕。试验结果表明，与对照组相比，酶解豆粕、发酵豆粕A和B组仔猪日增重分别增加72.52、29.10g/d和22.47g/d（P<0.05），料肉比分别降低8.86%、4.43%和3.16%（P<0.05），酶解豆粕组采食量增加61.14g/d（P<0.05）。酶解豆粕组粗蛋白质、钙和磷消化率分别高于对照组10.31%、34.99%和25.04%、消化能提高750kJ/kg（P<0.05）。与发酵豆粕组均值相比，酶解豆粕组日增重和采食量分别提高47g/d和41g/d，料肉比降低5.26%（P<0.05）。

章世元等（2008）研究发酵豆粕对断奶仔猪生长性能、养分消化率和胃肠道发育的影响，选择90头26日龄的断奶仔猪，随机分为对照组、试验Ⅰ组（日粮中添加17.5%发酵豆粕）和试验Ⅱ组（日粮中添加35%发酵豆粕）。结果表明，试验Ⅰ、Ⅱ组仔猪日增重分别增加13.90%（P<0.05）、50.55%（P<0.01），料重比分别降低4.21%（P>0.05）、19.47%（P<0.05）。试验Ⅱ组、试验Ⅰ组仔猪腹泻率均极显著（P<0.01）、（P<0.05）低于对照组。试验Ⅰ、Ⅱ组仔猪粗脂肪、粗蛋白质的消化率均显著高于对照组（P<0.05），钙、磷的消化率差异不显著。两试验组仔猪胃内容物pH、胃黏膜和胃壁厚度极显著优于对照组（P<0.01），试验Ⅱ组的肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度比值显著高于对照组（P<0.05），隐窝深度和肠壁厚度显著降低。

冯杰等（2007）选择60头35日龄的同窝杜×长×大断奶仔猪来研究微生物发酵豆粕对其生长及血清指标的影响，并且根据肠道组织形态学的微观变化，评价了不同处理的豆粕对早期断奶仔猪肠道形态的影响。试验结果表明，饲喂微生物发酵豆粕使仔猪料重比降低8.39%（P<0.05），腹泻指数降低39.96%（P<0.01），血清尿素氮含量降低39.47%（P<0.01），血清IgG含量降低6.35%（P<0.05）。豆粕经微生物发酵后减轻饲粮中大豆蛋白对肠道的过敏损伤，使肠道维持良好的结构。

卢亚萍等（2007）研究了微生物处理豆粕对60日龄的杜×长×大断奶仔猪生长性能及消化道酶活性的影响。结果表明，饲喂微生物处理过的豆粕仔猪的料重比降低4.20%（P<0.05）；肠黏膜中蔗糖酶、麦芽糖酶、乳糖酶及淀粉酶的活性比对照组分别提高25.88%（P<0.01）、85.26%（P<0.05）、15.11%（P<0.05）和22.31%（P<0.01）；十二指肠内容物脂肪酶、淀粉酶及总蛋白水解酶活性比对照组提高27.15%（P<0.01）、53.74%（P<0.01）和13.8%（P<0.05）。

郑云峰等（2006）选用240头40日龄的杜×大×长三元杂交仔猪来研究发酵豆粕对断奶仔猪生产性能的影响，试验Ⅰ组为对照组，试验Ⅱ组添加6%的大豆浓缩蛋白（SPC），试验Ⅲ组添加8%的发酵豆粕某商品。结果表明，发酵豆粕提高了断奶仔猪的日增重和日采食量，试验猪的腹泻率和死淘率显著降低，经济效益得到明显提高。

刘春雪等（2006）用发酵豆粕以5%、10%、15%、20%的添加量等氮代替未发酵豆粕饲喂32日龄的断奶三元杂交仔猪，结果表明，随着发酵豆粕在断奶仔猪日粮中用量的增加，断奶仔猪的日增重提高，饲料转化率也得到改善，试验猪的腹泻率降低，经济效益提高。

潘木水等（2005）在断奶仔猪日粮中添加10%的发酵豆粕取代代乳粉，其在日增重、日采食量、饲料报酬上，分别改善22.22%、4.67%、16.77%，差异显著（P<0.05），腹泻率方面差异不显著（P>0.05）。

2.2 发酵豆粕在鸡生产中的应用

肉用仔鸡的饲养期只有6～7周，对饲粮营养的要求较高，而且其消化道较短，对大豆蛋白的消化和吸收效果不佳，发酵豆粕蛋白质较容易消化，且有功能性小肽，可以对肉鸡的生长和健康起到良好的作用。

夏素银等（2010）研究发酵蛋白质饲料替代豆粕对肉仔鸡生长性能、养分消化率及肠道菌群的影响。试验选用6周龄AA肉仔鸡200只，随机分为4组，对照组饲喂基础日粮，试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组用发酵蛋白饲料分别替代基础日粮中90%、60%和30%的豆粕。结果表明，发酵蛋白质饲料替代30%的豆粕未显著影响肉仔鸡的日增重和料重比（P>0.05），对其粗蛋白质、粗脂肪、钙和总磷的消化率及肠道内乳酸杆菌的数量的影响也均不显著（P>0.05）。试验Ⅱ、Ⅲ组肉仔鸡的直肠大肠杆菌数量和腹泻率显著降低（P<0.05）。

王龙昌等（2010）采用多菌种混合二次发酵工艺生产的新型发酵豆粕替代部分鱼粉，研究其对21日龄AA肉鸡生产性能、器官指数、血清指标及粪便营养成分的影响。结果表明，饲料中添加1%、2%的发酵豆粕，对肉鸡生产性能无明显作用，但3%发酵豆粕组肉鸡平均增重略有提高，料重比显著改善（P<0.05）；各试验组对器官发育和养分排泄等均无明显影响；添加1%发酵豆粕的组肉鸡血清TP、ALB和G水平均显著降低（P<0.05），BUN含量显著提高（P<0.05），添加2%发酵豆粕的组血清GLU含量显著降低（P<0.05），添加3%发酵豆粕的组血清指标均无显著影响。可见，肉鸡日粮中添加3%发酵豆粕时效果较好，能起到替代部分优质鱼粉、促进肉鸡生长的作用。

刘宁等（2009）研究5%、10%和15%比例的微生物蛋白酶水解豆粕对1～21日龄肉鸡生长性能和养分消化率的影响。结果表明，酶解豆粕显著提高了肉鸡采食量（12%～21%）和增重（8%～16%）（P<0.05），降低料重比（3%～7%）（P<0.05）；试验组对干物质、粗蛋白质、能量、钙和磷的消化率也具有显著的提高作用（P<0.05）；各试验组之间生产性能和干物质、粗蛋白质、钙消化率差异显著（P<0.05），但能量和磷的消化率差异不显著（P>0.05）。

刘媛媛（2008）研究微生物发酵豆粕（FSBM）对肉仔鸡生长性能和免疫性能的影响，结果表明，豆粕经微生物发酵后，其中粗蛋白质含量比发酵前提高13.48%（P<0.01），粗灰分含量提高13.27%（P<0.01），粗脂肪含量提高18.18%（P<0.01），磷含量提高55.56%（P<0.01），氨基酸含量提高11.49%，钙的含量稍有降低，但差异不显著。豆粕中的胰蛋白酶抑制因子和其他抗营养因子得到了彻底消除。发酵后豆粕中高分子蛋白含量比发酵前下降75.57%，中分子蛋白含量较发酵前降低了86.77%，低分子氮物质含量比发酵前提高了2.25倍。与对照组相比，日增重提高20.64%（P<0.01），日采食量提高11.92%（P<0.01），料重比降低7.58%（P<0.05）。发酵豆粕提高了肉仔鸡血清中IgA、IgM的含量和鸡法氏囊、胸腺和脾脏指数，提高了外周血淋巴细胞转化率，提高了肉仔鸡的免疫功能。通过电镜光镜观察，发现发酵豆粕组仔鸡小肠绒毛生长良好，绒毛长度高于对照组，隐窝深度变浅，且V/C值得到了提高。

柯祥军等（2008）研究了在玉米-豆粕型基础日粮中添加5%、10%和15%比例发酵豆粕对肉鸡生产性能及营养素表观消化率的影响，结果表明，试验各组与对照组比较日增重依次分别提高14.13%、14.55%、10.13%，差异均极显著（P<0.01）；日采食量分别提高6.24%（P<0.01）、4.81%（P<0.01）、3.88%（P<0.05）；料肉比分别下降7.03%、8.65%、5.94%，差异均极显著（P<0.01）。添加10%发酵豆粕的组与对照组比较粗蛋白质的表观消化率提高12.20%（P<0.05），差异显著；试验各组与对照组比较钙的表观消化率分别提高5.67%、10.12%、6.37%，但差异均不显著（P>0.05）。有机物、总磷的表观消化率无差异。结论：本试验以添加10%的发酵豆粕为最佳。

刘欣等（2007）研究发酵豆粕对肉仔鸡生长性能及免疫功能的影响，结果表明，与对照组比较，FSBM改善了肉仔鸡的生长性能与免疫功能，日增重和日采食量提高6.78%（P<0.05）和3.09%（P<0.05），饲料转化率提高2.98%（P<0.05）；血清IgA、IgM含量增加45%（P<0.05）和33.33%（P<0.05），法氏囊和胸腺指数分别提高44.27%（P<0.01）和10.57%（P<0.05），外周血液的T淋巴细胞转化率提高11.59%（P<0.05）。

2.3 水产

鱼虾类配合饲料的蛋白质水平高，为30%～50%，饲料配方中都必须使用鱼粉。然而，随着近年来鱼粉价格的攀升，寻求替代品势在必行。发酵豆粕含有营养丰富的小肽，还存在多种生物活性成分。研究表明，发酵豆粕可部分或完全替代鱼粉。不同的水产动物品种对于饲料中蛋白质的含量有着不同的要求，发酵豆粕替代鱼粉的比例也应随之改变，但是以现有的研究概况来看，研究还不够全面，一些有代表性的水产动物还缺乏具体的研究。

杨耐德等（2008）用0、6.50%、13.00%、19.50%和26.00%发酵豆粕相应替代基础饲料中0（对照组）、16.67%、33.33%、50.00%和66.67%的鱼粉饲喂凡纳滨对虾，结果表明，发酵豆粕替代小于33.33%的鱼粉蛋白对凡纳滨对虾生长性能和饲料利用率无显著影响，过高的替代水平会降低对虾的生长性能和饲料利用率；饲料中发酵豆粕替代鱼粉对虾体水分、蛋白和灰分含量影响不显著，但当发酵豆粕替代鱼粉蛋白50.00%以上，随着发酵豆粕替代量的增加而脂肪含量则显著降低。

黄峰等（2008）以发酵豆粕替代基础日粮中25%、50%、75%和100%的鱼粉饲喂斑点叉尾?。结果显示，发酵豆粕替代鱼粉组斑点叉尾?增重率、特定生长率、饲料系数与对照组没有显著性差异（P>0.05）；试验组斑点叉尾?胃蛋白酶活性与对照组无显著性差异（P>0.05），肝胰脏和肠道的蛋白酶活性随着替代比例的提高而呈不明显的上升趋势（P>0.05）；各试验组鱼淀粉酶活性均高于对照组，其中以替代50%鱼粉组最高，但差异不显著（P>0.05）。

陈萱等（2005）将经微生物混菌发酵的豆粕与未经发酵的豆粕依不同比例混合，按30.0%的比例添加在某种市售鲫鱼饲料中投喂异育银鲫，结果表明，与未经过发酵的豆粕相比，发酵豆粕具有一定的促进生长、增强非特异性免疫功能和改善肝功能的作用。

程成荣等（2004）在杂交罗非鱼饲料中用发酵豆粕替代鱼粉，结果表明，发酵豆粕替代40%以下的鱼粉蛋白对杂交罗非鱼的增重率、特定生长率、饲料效率和蛋白质效率无显著影响。发酵豆粕替代80%以上鱼粉蛋白显著降低全鱼蛋白质含量，而肝脏中的脂肪、灰分含量随着发酵豆粕替代量增加而升高，当替代比例为100％时肥满度显著降低。根据折线回归模型分析，确定杂交罗非鱼饲料中发酵豆粕替代鱼粉蛋白的适宜量为34.3%。

罗智等（2004）报道，在石斑鱼饲料中添加14%发酵豆粕，其增重率、特定生长率、饲料效率和蛋白质效率与对照组没有显著性差异（P>0.05），以后随着发酵豆粕添加量的上升，这些指标都显著下降（P<0.05）。用折线模型分析增重率随白鱼粉替代水平的变化关系，结果表明在石斑鱼配合饲料中，发酵豆粕替代白鱼粉的最适量为10%。从实际生产的经济效益出发，建议在饲料中添加14%发酵豆粕，对石斑鱼的生长和鱼体组成不会造成显著影响。

3 结语

豆粕是目前养殖业中应用最为广泛的蛋白质饲料资源，研究表明，豆粕中含有的抗营养因子及抗原蛋白的存在会损伤动物体小肠的形态结构，影响营养物质的吸收，进而影响动物体的健康。近年来的研究表明，生物发酵可以改善大豆及豆粕的营养品质，降低抗营养因子和抗原蛋白的水平，有利于实现豆粕的高效利用，在蛋白质资源相对不足的条件下，对我国养殖业可持续发展有着重要意义。

然而发酵豆粕在动物上的应用研究还不够细致，发酵产品的差异也比较大，产品稳定性没有经过细致考察，尽快形成权威的或行业内公认的饲料用发酵豆粕标准势在必行。针对养殖生产者对其认识不足，要从多个方面加强对发酵豆粕的宣传和普及，发酵豆粕在饲料工业上的应用还有很长的路要走。

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