簡談發酵豆粕的應用

張志斌

（河南省安陽市林州市農業畜牧局，河南 安陽 456550）

1 起源與發展歷程

1.1 豆粕

豆粕是大豆提取豆油后得到的一種副產品，廣泛用于畜禽養殖業（圖1），按國家標準可分為3個等級：一級（蛋白質46%、48%），二級（蛋白質43%），三級（蛋白質小于43%，目前很少使用）。

圖1 豆粕在養殖業中的應用

1.1.1 優勢 1）氨基酸比例平衡。2）原料充足，是目前使用量最多的植物蛋白源。

1.1.2 豆粕的局限性（表1）

表1 豆粕抗營養因子的缺點

1.2 改良方法與手段

1.2.1 物理方法：加熱、膨化 缺點：對熱穩定抗營養因子（大豆抗原、低聚糖）等無效，加熱過度引起的美拉德反應，會降低蛋白質的營養價值。

1.2.2 化學方法：酸堿、乙醇等 缺點：化學物質殘留，產生毒副作用，造成營養價值降低，成本高，后期處理麻煩。

1.2.3 作物育種：基因改良、培育低抗的大豆品種缺點：作物抗病能力降低，周期長，成功率不高，成本高。

1.2.4 生物方法：微生物發酵、酶解 優點：降解抗原、不良寡糖效果顯著，成本低，污染小等。

1.3 發酵豆粕發展階段

發酵豆粕產業化始于歐洲，20世紀90年代經中國臺灣傳入大陸（圖2）。2005年底開始的魚粉漲價讓諸多飼料養殖企業認可了這一產品，生產商迅速增加，產品良莠不齊，2011年以后逐漸建立、完善了檢測方法，2013年劃入農業部《飼料原料目錄》（2013）。近一兩年來國內發酵飼料企業紛紛創立，不同品牌產品在市場隨處可見。以發酵豆粕為代表的飼料到底有哪些特點，它同益生素有何異同，生產者如何確定產品生產方向，使用者如何評定和有效利用這類產品等問題需要共同探討闡明。

圖2 發酵豆粕發展過程

2 工藝介紹

2.1 發酵方式

2.1.1 液態（體）發酵 以液體（含碳源、氮源、無機鹽等營養物質）作為菌株的培養基，通過發酵罐為主體，控制發酵溫度、pH、通氧量、轉速等參數，讓微生物迅速繁殖。一般用于生產微生態產品或其代謝物產品（酶、肽類、抗生素等）。

2.1.2 固態（體）發酵 廣義上講固態發酵是指一類使用不溶性固體基質來培養微生物的工藝過程，既包括將固態懸浮在液體中的深層發酵，也包括在沒有（或幾乎沒有）游離水的濕固體材料上培養微生物的工藝過程。多數情況下是指在沒有或幾乎沒有自由水存在下，在有一定濕度的水不溶性固態基質中，用一種或多種微生物發酵的一個生物反應過程。

狹義上講固態發酵是指利用自然底物作碳源及能源，或利用惰性底物作固體支持物，其體系無水或接近于無水的任何發酵過程。與液態培養方式相比，固態發酵具有如下優點：1）培養基簡單且來源廣泛；2）投資少，能耗低；3）高底物濃度可以產生高產物濃度；4）基質含水量低，可大幅減少生物反應器的體積，不需要廢水處理，環境污染較少，后處理加工方便；5）發酵過程一般不需要嚴格的無菌操作。

固態發酵中，微生物是在接近于自然條件的狀況下生長的，越來越多的研究證明，固態發酵會產生一些通常在液體培養中不產生的酶和其他代謝產物，所以固態發酵以其獨特的優勢，越來越引起人們的關注和重視，像酒類、醬油等具有特殊風味的產品，都是固態發酵的產品。

2.2 發酵豆粕—固態發酵

（1）淺層發酵（一般指好氧發酵）。

（2）深層發酵（全厭氧、兼性厭氧）。

2.3 固態發酵豆粕的生產流程圖（圖3）

圖3 固態發酵豆粕生產流程

3 產品功效

3.1 發酵豆粕的價值

去除：1）抗原蛋白：β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白；2）不良寡糖：水蘇糖、棉籽糖；3）胰蛋白酶抑制因子；4）凝集素。

增加：1）粗蛋白質；2）小肽含量；3）酶類；4）維生素；5）益生菌；6）乳酸。

3.2 發酵豆粕的功能

產品功效：1）高蛋白質含量（50%以上），增加了飼料配方空間；2）蛋白質消化率在95%以上，極大地減少了飼料在大腸中的異常發酵，從而降低或消除營養性腹瀉；3）小肽含量豐富，提高飼料利用率，降低料重比；4）產品中的益生菌和乳酸，能抑制腸道中的有害菌繁殖，調節腸道微生態環境，改善動物小腸機能，改善養殖環境；5）微生物發酵過程中產生的酶類（蛋白酶、淀粉酶等）、B族維生素、未知生長因子等，可提高飼料消化率，增加飼料營養成分；6）特殊的活性肽成分，可降低抗生素使用，治療與預防動物腸道疾病；7）產品溶解度高、黏度低、抗凝膠形成性好等優良物理特性，可緩解動物飼糧中因黏性組分（次粉、小麥麩等）引起的抗營養作用；8）發酵產品中特殊的酸、香味，可改善適口性，增加動物采食量。發酵豆粕主要功能見圖4。

圖4 發酵豆粕的主要功能

4 質量評價標準

4.1 外觀指標

1）顏色；2）氣味；3）粒度；4）均勻度。

4.2 常規及理化指標

（1）粗蛋白質與水分。粗蛋白質≥50%，水分≤12%。在水分一定范圍內，蛋白質不夠或是過高，都是不正常的產品；或者說，在蛋白質一定的情況下，水分過高或是過低，也是不正常的產品。

（2）酸溶蛋白（小肽）。營養關鍵性指標（占粗蛋白質量）。豆粕中含量：1%～2%；一般產品：4%左右；優質產品：8%以上。

（3）水蘇糖。豆粕中不良寡糖代表。判斷經發酵后，豆粕中不良寡糖的降解水平＜0.5%。

（4）抗原蛋白質含量（定性與定量）。大豆球蛋白：120～180 mg/g；β-伴大豆球蛋白：110～150 mg/g；優質發酵豆粕：50 mg/g以下。建議與蛋白溶解度聯合判斷。

（5）蛋白溶解度。營養性指標之一，小于50%一般認為不能被利用吸收，可作為鑒別豆粕是否經過“處理”的指標。

（6）乳酸含量。乳酸菌發酵產物≥2.5%。

（7）揮發性鹽基氮。合理范圍：20～60 mg/100 g。

（8）其他輔助甄別指標。大豆異黃酮含量、氨基酸組成、有益菌、pH等。

5 結論

通過比較，用發酵豆粕替代魚粉在哺乳母豬和早期斷奶仔豬養殖中，母豬產仔數情況變化不大，仔豬初生重和斷奶體重略有增加；對降低料重比，改善生豬腹瀉方面有較好效果；豬舍臭味明顯降低；采用發酵豆粕的早期斷奶仔豬采食量已接近采用進口魚粉的水平，并超過了采用國產魚粉的水平；降低飼料成本，增加了養殖場戶的養殖效益。