發酵豆粕的優點及在動物生產中的應用

李少寧，宋春陽*，崔 超

（1.青島農業大學動物科技學院，山東 青島 266109；2.膠州市畜牧獸醫局，山東 膠州 266300）

發酵豆粕的優點及在動物生產中的應用

李少寧1，宋春陽1*，崔 超2

（1.青島農業大學動物科技學院，山東 青島 266109；2.膠州市畜牧獸醫局，山東 膠州 266300）

發酵豆粕是一種多功能優質蛋白質原料，富含多種生物活性因子，其所含抗營養因子明顯低于常規豆粕，因而成為近幾年飼料行業的研究熱點。本文就發酵豆粕優點、制作加工工藝以及在畜牧業生產中的應用做一綜述，以期為發酵豆粕在飼料生產和動物養殖實踐中應用提供參考。

發酵豆粕；抗營養因子；現狀；應用

我國是養殖生產大國，同時也是蛋白質原料的需求消耗大國。目前我國蛋白質飼料供應不足，尤其是魚粉等動物性蛋白質原料。在我國魚粉等高品質動物蛋白原料主要依賴進口，盡管魚粉有著眾多的優點，但是由于近幾年魚粉價格的上漲，許多飼料企業考慮生產成本還是將魚粉的添加量降低，選擇使用價格相對低廉的植物性蛋白飼料。正是在這種情況下發酵豆粕的使用得到了長足的發展。豆粕是飼料工業中應用最為廣泛的植物性蛋白原料，但其中存在多種抗營養因子，降低了動物對豆粕營養物質的吸收和利用。近幾年發酵豆粕的研究提高了發酵豆粕的營養價值，降低了其中的抗營養因子的含量，同時富含多種生物活性因子。具有較高的利用價值與較廣的發展空間。

1 發酵豆粕的優點

1.1 適口性好,蛋白質吸收利用率高

發酵能夠使豆粕的風味改善。如在利用乳酸菌發酵生產過程中能夠產生大量乳酸，使發酵后的豆粕散發一定的酸香味，具有一定的誘食作用，從而能增加仔豬的采食量。同時，發酵過程中蛋白質水解產生的可溶性肽類和游離氨基酸都會提高發酵豆粕的適口性，也有利于幼齡動物對其的消化吸收。發酵能夠降解大豆蛋白使其產生可溶性蛋白、小肽及游離氨基酸等小分子。這些小分子更有利于幼齡動物對其的吸收能夠提高蛋白質利用率[1]。

1.2 發酵豆粕能夠有效去除豆粕中的抗營養因子

大豆中包含多種抗營養因子，眾多抗營養因子降低了豆粕的營養價值。其中的抗營養因子主要包括：熱敏性胰蛋白酶抑制因子、脲酶、大豆凝集素、熱不敏性大豆球蛋白、脹氣因子、植酸、非淀粉多糖等。尹慧君等[2]研究發現利用微生物發酵技術，可使豆粕中的抗營養因子含量下降至飼用水平，可作為優質的飼料原料。

1.3 發酵豆粕富含多種生物活性因子

豆粕經過微生物發酵，產物中生物活性因子的含量大大提高。小肽具有很好的溶解性、抗凝膠形成性和低黏度等特性，在動物體內吸收快、耗能低、不易飽和，各種小肽之間的轉運無競爭性抑制，轉化利用率高。大豆蛋白經過酶解產生許多小肽和大豆多肽。比大豆蛋白更容易吸收，能夠快速為機體供能，無蛋白質變性和豆腥味且具有母體蛋白所沒有的生物活性[3]。大豆異黃酮含量增加，抗菌和抗氧化活性增強。在發酵過程中，大豆異黃酮的葡萄糖苷會轉化為葡萄糖苷元，使得發酵豆粕中的異黃酮抗菌活性明顯增強，其抗菌活性甚至優于目前普遍使用的化學合成防腐劑苯甲酸鈉。

1.4 豆粕來源廣泛，價格相對低廉

與通常所見的動物性蛋白原料如魚粉、血漿蛋白粉、肉骨粉等相比，豆粕經發酵生產的產品均具有多方面的營養優勢和資源優勢。豆粕來源廣泛并且質量穩定，能夠進行大批量的生產，并且加工工藝相對簡單。原料價格相對低廉，在動物生產中應用能夠在不降低動物生產性能的情況下節約大量成本，同時也緩解我國動物性蛋白原料短缺的問題。

2 發酵豆粕的制作及加工工藝

目前我國發酵豆粕的生產工藝制作方法五花八門，有產量較少的人工接種發酵生產，也有大規模生產的自動化生產線。微生物發酵豆粕的技術方法主要包括固態發酵技術和液態發酵技術。基于環保和經濟方面的綜合考慮，對于低質的豆粕發酵，目前多采用的是固體發酵，而液體發酵雖然能夠保證產品的優良品質和穩定性，但是設備造價高，發酵過程中的廢液排放易造成環境污染，處理成本高，不易被采用。與液體發酵相比，固體發酵存在以下優點：微生物發酵，在實際生產中只需定期對菌種進行復壯活化，菌種成本低；多菌種協同發酵，發揮各自優勢，抑制雜菌滋生；開放式曲種發酵，對無菌程度的要求較低，可節約設備投資；固體發酵，水分含量低，后處理成本降低。

固體發酵多數采用開放式發酵。按照生產模式，可分為淺層發酵和深層發酵。淺層發酵的物料厚度一般在 5 cm 以下，采取水泥地面平鋪式發酵，適合好氧發酵。物料厚度薄，利于氧氣擴散，但由于其厚度低，占地面積大導致其生產率低。深層發酵的物料厚度高，多在100 cm左右，甚至有高達200 cm采取水泥池自然堆放式發酵，該模式適合多菌種混合發酵，前期好氧菌活動頻繁、中后期兼性厭氧發酵。這種方法能夠大大提高生產率。生產過程中的工藝條件對發酵豆粕產品的性能也有很大影響，需要對原料的狀態如含水量、pH、底物組成、料水比以及發酵條件、發酵時間、菌種的組成和接種量、溫度、通氣量等進行優化。以取得優質的發酵產品。

3 發酵豆粕菌種的選擇

研究的初期，主要是以單一菌種來發酵豆粕，發酵豆粕生產常選用的菌種有芽孢桿菌、霉菌、酵母菌和乳酸菌等，這些微生物在發酵過程中產生蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶等活性較高的酶，能夠有效降解豆粕中的大分子蛋白質，消除抗營養因子。隨著研究的進行，現在的發酵豆粕主要是多菌種配合發酵。研究表明，多菌種配合發酵能夠更好地提升豆粕的營養價值。

3.1 乳酸菌

乳酸菌是指以糖為原料，發酵產生大量乳酸的一類細胞。這些菌都和乳酸發酵有密切關系，其中乳酸桿菌和雙歧桿菌與人畜機體保健更為密切[4]。國內外研究文獻中對利用乳酸菌發酵豆粕的效果進行了很多研究，首先，乳酸桿菌能夠改善發酵豆粕的口感，其次，乳酸菌可以降低豆粕中抗營養因子含量，提高營養素的含量[5]。Stale等[6]研究表明，用乳酸桿菌發酵大豆粕，其中的脲酶含量降低了80.63%，棉籽糖含量降低了73.51%，蔗糖含量降低了87.19%，粗蛋白質含量提高了8.70%。

3.2 酵母菌

酵母菌在自然界分布廣泛，主要生長在偏酸性的潮濕的含糖環境中，在飼料發酵過程中具有十分重要的作用。酵母菌的菌體本身蛋白含量很高，大約為45%～65%。能夠分泌出很多種水解酶。酵母菌含有豐富的B族維生素，并且去氨基酸組成非常合理。能夠將非蛋白氮轉化為蛋白氮，最重要的是酵母菌能夠分泌一種生物活性物質促進細胞的分裂。此外，其在動物生產中也有重要應用，能夠提高養分的消化率，增加免疫能力，起提升生產性能的作用。據吳勝華等[7]研究表明，酵母菌發酵豆粕，發酵豆粕中的胰蛋白酶抑制因子含量大幅度下降，達到了51.2%的降解率，然而豆粕中小肽的含量卻提高了3.4倍。

3.3 枯草芽孢桿菌

枯草芽孢桿菌本身含有很高的蛋白質，能夠產生一系列體內的消化酶，包括蛋白酶、纖維素酶、淀粉酶等。并且可以消除大豆粕中大部分的抗營養因子，芽孢桿菌菌種具有不易致死的芽孢，可以以活菌的狀態進入動物的消化系統，進而抑制腸道中有害菌的生長繁殖。通過尹慧君等[2]的研究表明，用枯草芽孢桿菌發酵豆粕，豆粕中含的胰蛋白酶抑制因子和凝集素與對照組相比都顯著降低。

3.4 米曲霉

米曲霉(Aspergillus oryzae)是一類產復合酶的菌株，除產蛋白酶外，還可產淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、植酸酶等。在淀粉酶的作用下，將原料中的直鏈、支鏈淀粉降解為糊精及各種低分子糖類，如麥芽糖、葡萄糖等；在蛋白酶的作用下，將不易消化的大分子蛋白質降解為蛋白胨、多肽及各種氨基酸，而且可以使輔料中粗纖維、植酸等難吸收的物質降解，提高營養價值、保健功效和消化率，廣泛應用于食品、飼料、生產曲酸、釀酒等發酵工業，并已被安全地應用了1 000多年。

陳中平等[8]通過米曲霉固態發酵處理豆粕，粗蛋白質總量無顯著變化，但改變了豆粕中蛋白質的組成，降低了大、中分子蛋白水平，提高了小肽和游離氨基酸的水平，同時產生了微生物蛋白；有效地消除了豆粕中抗營養因子及抗原蛋白質，改善了大豆蛋白質的營養價值；有效地降低了豆粕中耐酸性洗滌纖維ADF（acid detergent fiber）和中性洗滌纖維NDF（neutral detergent fiber）的含量，提高了粗脂肪的量，但豆粕發酵后底物量、蛋白質和總能分別有所損失。

4 發酵豆粕在斷奶仔豬日糧中的應用

目前發酵豆粕在豬養殖中主要應用在仔豬階段。斷奶仔豬又稱保育豬，是指生后3～5周齡斷奶到10周齡階段的仔豬。斷奶后仔豬體內各種消化酶的活性下降，抗病能力和免疫能力下降，并且血液中免疫球蛋白數量急劇下降，造成對疾病的抵抗能力下降。斷奶仔豬的消化酶系統尚未發育完全，對于植物蛋白質的消化能力弱。

飼喂發酵豆粕后可顯著提高仔豬生產性能，與普通豆粕相比，發酵豆粕降低了仔豬的料重比[9，10]。章世元等[11]用發酵豆粕替代仔豬飼料中17.5%和35.0%的豆粕后發現，試驗仔豬的生長性能顯著提高。用酵母菌和乳酸菌混合發酵豆粕飼喂肉豬，結果表明發酵豆粕可以改善平均增重、料重比[12]。發酵豆粕在斷奶仔豬濃縮料中也得到了廣泛的應用。陳瑜等[13]研究表明，在斷奶仔豬濃縮料中使用發酵豆粕部分替代豆粕可提高斷奶仔豬的日增重、日采食量及飼料利用率。另外鄭云峰等[14]研究表明，以8%的發酵豆粕代替魚粉和膨化大豆設計等氮飼糧飼喂40日齡斷奶仔豬，結果發現生產性能與對照組無顯著差異，但試驗組的腹瀉率和死淘率顯著降低。

5 小結

近幾年發酵豆粕發展迅速，在一定程度上緩解了我國優質植物性蛋白原料短缺的現狀。但在快速發展的同時也存在一些問題：其營養特性作用機理等方面需要進一步深入研究；不同菌種和不同發酵工藝生產出的產品質量差異很大，優良菌種的選擇與配合以及發酵工藝有待于進一步摸索；目前我國還沒有發酵豆粕產品相關的行業標準，各生產企業的菌種選擇、生產工藝的不同也就導致了發酵豆粕品質的差異，應盡快統

一和規范其質量指標和分級標準。

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2015-07-04）

山東省良種工程重大課題項目(?2011LZ013-04);山東省現代農業產業技術體系生豬創新團隊資助(?SDNY201226)

李少寧（1990—），男，山東萊陽人，碩士研究生，從事單胃動物營養與飼料科學研究。

宋春陽，教授，碩士生導師，E-mail:?songchunyang2006@163.com