劉虎,方熱軍
(1.湖南農業大學動物科技學院,湖南長沙410128;2.湖南畜禽安全生產協同創新中心,長沙410128)
發酵豆粕在動物生產中的應用
劉虎1,2,方熱軍1,2
(1.湖南農業大學動物科技學院,湖南長沙410128;2.湖南畜禽安全生產協同創新中心,長沙410128)
發酵豆粕是一種重要的植物性蛋白質飼料原料,在動物生產中具有很重要的作用。文章就發酵豆粕的營養成分以及在動物生產中的應用進行綜述。
發酵豆粕;應用;動物
豆粕是主要的蛋白質飼料,但由于其含有非蛋白類抗營養因子(如植酸、低聚糖等)和蛋白類抗營養因子(如胰蛋白酶抑制因子、大豆抗原蛋白、脲酶等),易導致動物消化道功能障礙,尤其是斷奶的動物。將普通豆粕通過微生物或酶制劑發酵后能降低抗營養因子,改善其適口性。本文就豆粕發酵前后營養成分的變化以及在動物生產中的應用進行綜述,旨在為豆粕的加工提供一定的參考。
1.1 發酵豆粕常規營養成分的變化
豆粕通過微生物發酵后,在發酵罐中微生物大量繁殖,將非蛋白氮等物質轉化為菌體蛋白,從而提高發酵豆粕的蛋白質水平;微生物還能降低大、中蛋白質分子含量,提高小肽和游離氨基酸水平,從而改善豆粕的蛋白質營養水平。通過發酵還能夠提高鈣、磷含量,具體見表1。

表1 豆粕發酵后常規營養成分變化
1.2 發酵豆粕抗營養因子的變化
豆粕中含有很多抗營養因子。目前,消除或鈍化豆粕中抗營養因子的方法有物理方法、化學方法以及生物學方法。通過發酵,蛋白質在蛋白酶作用下水解為氨基酸和小肽[7-8],植酸水解為無機磷酸酶[9],低聚糖水解為單糖[10],具體酶及其降解的抗營養因子見表2。

表2 豆粕發酵后抗營養因子變化
1.3 發酵豆粕其他營養物質的變化
豆粕發酵后還能夠改善其他營養物質。研究表明發酵豆粕能提高維生素E[19]、異黃酮[20]的含量,分別提高89%、240%,還能夠提高豆粕的抗氧化能力[21],也能夠增加游離氨基酸含量,大約增加21倍[4]。與未發酵豆粕比較,發酵豆粕提取物在天門冬氨酸、谷氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸及脯氨酸含量方面占明顯優勢,總氨基酸含量提高3%,發酵豆粕提取物包含人體所必需的8種氨基酸,尤其亮氨酸、賴氨酸、色氨酸含量較高[5]。
2.1 發酵豆粕在單胃動物中的應用
發酵豆粕在單胃動物尤其是斷奶仔豬中的應用較多,不僅可以提高生長性能,而且還能夠改善斷奶仔豬胃腸道功能,提高營養物質消化率,降低腹瀉率,提高免疫功能等作用。劉欣等[22]研究發現,飼喂微生物發酵豆粕能顯著降低仔豬料重比,下降5.56%,血清IgG顯著降低21.43%,腸系膜淋巴結指數顯著提高2.08%,分別在刀豆素A、脂多糖的刺激下,血液中刺激指數極顯著下降63.73%、47.67%。劉春雪等[23]分別用5%、10%、15%和20%的商品發酵豆粕等氮替代未發酵豆粕飼喂32日齡斷奶三元雜種仔豬后發現,隨著發酵豆粕用量的增加,斷奶仔豬的日增重提高,飼料轉化率也得到改善。潘木水等[24]研究表明,用發酵豆粕等量替代代乳粉飼喂斷奶仔豬后,仔豬的生長性能與對照組相比均差異不顯著,但卻可以降低飼養成本。蔡國林等[25]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。
2.2 發酵豆粕在家禽中的應用
許麗惠等[26]在基礎飼糧中分別添加3%、6%、9%發酵豆粕替代部分普通豆粕飼喂黃羽肉雞,結果表明,黃羽肉雞生長前期用9%發酵豆粕替代部分普通豆粕能夠提高體增重,改善料重比,提高血清中堿性磷酸酶活性并降低尿酸含量,同時提高十二指腸絨毛高度,穩定肥大細胞和SlgA陽性細胞數量,增強腸道黏膜免疫功能,并降低盲腸大腸桿菌數量,增加乳酸菌數量,改善腸道微環境。林麗花等[27]研究表明,發酵豆粕替代9%普通豆粕能夠提高1~4周齡黃羽肉雞的消化酶活性、抗氧化能力和免疫力,促進養分的吸收,減少糞便中氮和粗灰分的排出。黃藝偉等[28]研究表明,飼糧中添加6%發酵豆粕可顯著降低櫻桃谷肉鴨的料重比,提高體增重,增加胸肌率,提高經濟效益。楊衛兵等[29]研究發酵豆粕飼喂櫻桃谷肉鴨后,能改善其生產性能、肉品質,并促進肌肉蛋白和脂肪的沉積。
2.3 發酵豆粕在其他動物中的應用
李云蘭等[30]研究結果表明,發酵豆粕替代豆粕后對鯉魚的生長性能沒有明顯的促進作用,但有利于保證腸道組織結構的正常。梁曉芳等[31]研究表明,相比魚粉,發酵豆粕和棉籽濃縮蛋白均顯著增加了膨化飼料的徑向膨脹度,使加工能耗增加顯著;棉籽濃縮蛋白的容重低于發酵豆粕和魚粉,利于加工浮性飼料,不利于加工沉性飼料。吳文靜等[32]研究表明,發酵豆粕可作為中華鱉幼鱉較好的植物性蛋白質源。陳曉明等[33]研究表明,南美白對蝦飼料中使用不超過15%的發酵豆粕替代魚粉和豆粕是可行的。何玉華等[34]研究乳酸菌發酵豆粕營養特性及其對斷乳幼貂的飼糧營養物質的采食量和消化率的影響,結果表明有機物、粗脂肪的采食量與對照組相比顯著升高,可消化粗脂肪的采食量與對照組相比顯著升高。
隨著蛋白質飼料原料的日益緊缺,豆粕發酵后不僅可以提高其蛋白質含量,而且還能夠降低其抗營養因子,改善其適口性,提高營養價值。微生物發酵菌種較多,針對豆粕發酵后飼喂的動物品種和階段需要篩選出相對應的菌種,同時需要制定生產工藝和添加標準。發酵豆粕使豆粕這一優質的植物蛋白質飼料在動物生產中得到更加充分的利用,同時還可以緩解我國優質蛋白質飼料的不足,減少依賴動物蛋白質飼料,降低生產成本。
[1]馬文強,馮杰,劉欣,等.微生物發酵豆粕營養特性研究[J].中國糧油學報,2008,23(1):121-124.
[2]Hong K J,Lee C H,Kim S W.Aspergillus oryzae GB-107 fermentation improves nutritional quality of food soybeans and feed soybean meals[J].Journal of Medicinal Food,2004,7:430-435.
[3]陳中平,周安國,王之盛,等.米曲霉發酵豆粕營養特性的研究[J].中國畜牧雜志,2011,47(9):40-44.
[4]陳京華.微生物發酵、外源酶制劑和促攝食物質對牙鲆(Paralichthys olivaceus)利用豆粕蛋白的影響[D].青島:中國海洋大學,2006.
[5]楊學娟.納豆芽孢桿菌固體發酵低溫豆粕的功能活性及機制研究[D].鎮江:江蘇大學,2013.
[6]辛小召.濕態發酵豆粕及發酵濃縮料研制及對泌乳母豬生產性能、血液生化指標、糞便微生物菌群的影響[D].鄭州:河南農業大學,2014.
[7]Kavitha C,Predeepa R J.Antibiosis of bacteriocins with domestic lactobacilli isolated from prepared curd.Emir[J].J Food Agric,2010,2(5):398-405.
[8]Amadou I J,Sun M T,Kamara Y H,et al.Characterization,in vitrotrypsin digestibility and antioxidant activity of fermented soybean protein meal with Lactobacillus plantarum Lp6[J].Am J Food Technol,2009,4(3):268-276.
[9]Rehms H,Barz W.Degradation of stachyose,raffinose,melibioseandsucrosebydifferenttempe-producingRhizopus fungi[J]. Appl Microbiol Biotechnol,1995,44:47-52.
[10]Sutardi K A,Buckle.Characterization of extra-and intracellular phytases from Rhizopus oligosporus used in tempeh production[J].Int J Food Microbiol,1988,6:67-79.
[11]付弘赟,李呂木,蔡海瑩,等.菌種和發酵條件對發酵豆粕中抗營養因子的影響[J].畜牧與獸醫,2009,41(6):32-35.
[12]嚴鶴松.黑曲霉發酵豆粕的研究[D].武漢:華中農業大學,2009.
[13]鄺哲師,葉明強,丘銀清,等.豆粕抗營養因子的微生物發酵降解試驗[J].中國飼料,2007(22):16-18.
[14]Egounlety M,Awuorh O C.Effect of soaking,dehulling,cooking and fermentation with Rhizopus oligosporus on the oligosaccharides,trypsin inhibitor,phytic acid and tannins of soybean (Glycine max Merr.),cowpea(Ygnaunguiculata L.Walp)and groundbean(Macrotyloma geocarpa Harms)[J].Journal of Food Engineering,2003,56:249-254.
[15]Hiranayashi M T,Yano H.Fermentation of soybean meal with Aspergillus tusamii reduces phosphorus excretion in chicks[J]. Poultry Science,1998,77:552-556.
[16]劉海燕.乳酸菌發酵豆粕及其功效研究[D].長春:吉林農業大學,2012.
[17]考書娟,張鋒,張彬.絲狀真菌YW-7與乳酸菌共同培養發酵豆粕的研究[J].家禽科學,2008(6):9-12.
[18]胥九兵,余曉斌,王麗菊.利用蛋白酶產生菌固態發酵去除豆粕中抗原蛋白[J].生物加工過程,2008,6(3):48-50.
[19]Rebeca F O,Juana F,Rosario M,et al.Fermentation as a bioprocess to obtain functional soybean flours[J].Joumal of Agricultural and Food Chemistry,2007,55:8972-8979.
[20]Kuo L C,Cheng W Y,Wu R Y,et al.Hydrolysis of black soybean isoflavone glycosides by Bacillus subtilis natto[J].Applied Biochemistry and Biotechnology,2006,73:314-320.
[21]Zhu Y P,Fan J F,Cheng Y Q,et al.Improvement of the antioxidantactivity of Chinese traditional fermented okara (Meitauza)using Bacillus subtilis B2[J].Food Control,2008, 19:654-661.
[22]劉欣,劉樹全.微生物發酵豆粕對仔豬生長性能及免疫功能的影響[J].糧食與飼料工業,2007(4):39-40.
[23]劉春雪,李紹章,楊雪海,等.不同梯度發酵豆粕對斷奶仔豬生產性能的影響[J].中國飼料,2006(10):14-16.
[24]潘木水,付暢國,周風珍,等.斷奶仔豬日糧中發酵豆粕替代代乳粉的研究[J].廣東飼料,2005,14(4):30-31.
[25]蔡國林,楊旭,曹鈺,等.微生物發酵對豆粕營養價值的影響[J].中國油脂,2008,33(10):21-24.
[26]許麗惠,祁瑞雪,王長康,等.發酵豆粕對黃羽肉雞生長性能、血清生化指標、腸道黏膜免疫功能及微生物菌群的影響[J].動物營養學報,2013,25(4):840-848.
[27]林麗花,謝麗曲,王長康,等.發酵豆粕對1-4周齡黃羽肉雞生長性能、消化酶活性、抗氧化能力和免疫器官指數的影響[J].福建農林大學學報(自然科學版),2013,42(4):403-409.
[28]黃藝偉,王全溪,陳文忠,等.發酵豆粕對櫻桃谷肉鴨生長性能和屠宰性能的影響[J].福建農林大學學報(自然科學版),2012,41(5):534-537.
[29]楊衛兵,章竹巖,祝溢鍇,等.發酵豆粕對肉鴨生產性能、肌肉成分、肉品質及血清指標的影響[J].中國糧油學報,2012,27(2):71-75.
[30]李云蘭,高啟平,帥柯,等.發酵豆粕替代豆粕對鯉魚生長性能和腸道組織結構的影響[J].動物營養學報,2015(2):469-475.
[31]梁曉芳,李軍國,薛敏,等.不同蛋白質源對高蛋白質水產飼料膨化工藝參數和加工質量的影響[J].動物營養學報,2016,28(5):1496-1505.
[32]吳文靜,王愛民,高強,等.中華鱉幼鱉對4種飼料原料中粗蛋白質和氨基酸的表觀消化率[J].動物營養學報,2014(12):3843-3849.
[33]陳曉明,華雪銘,朱偉星,等.大豆抗原蛋白對南美白對蝦生長、消化及非特異性免疫的影響[J].動物營養學報,2015,27(7):2115-2127.
[34]何玉華,劉忠軍.乳酸菌發酵豆粕對水貂日糧消化的影響[J].吉林農業科技學院學報,2009,18(4):6-9.
(編輯:郭玉翠)
S828.5
A
1002-1957(2016)05-0020-03
2016-07-31
劉虎(1992-),男,湖南益陽人,在讀碩士研究生,研究方向為動物營養與飼料科學.E-mail:1511140674@163.com
方熱軍,教授,博士生導師.E-mail:fangrj63@126.com