不同加工方式對羽毛粉品質的影響

陳 明 朱愛萍 周 慧 吳 家

江蘇農牧科技職業學院，江蘇泰州225300

隨著人們生活水平的提高，對肉食產品的需求量不斷提高，所以飼料工業在過去的幾十年里迅猛發展，同時也導致了對飼料原料的需求量大大提升[1-2]。研究[3]表明，我國近幾年禽類年出欄量約1 600 萬t，以產羽量5%～7%計算，則年產羽毛粉在96 萬t 左右。羽毛粉蛋白質含量85%以上，有“天然蛋白質之冠”之稱。我國作為畜牧業大國，飼料原料種類繁多，但是缺乏優質的蛋白質原料。因此，研究羽毛粉中的蛋白質利用率，找到最佳的加工方式顯得尤為重要，這不僅能改善對蛋白質飼料原料的短缺，而且還能有效地解決因大量羽毛粉的廢棄而出現的環境污染。

雖然羽毛粉中的蛋白質含量高達85%以上，各種氨基酸的含量也在75%以上，但是羽毛中富含大量的角蛋白以及纖維蛋白，動物體內的胰蛋白酶和胃蛋白酶以及其他的水解酶并不能對其進行很好地水解。直接飼喂的話，可能會導致動物的消化系統出現不良狀況。目前我國對于羽毛粉的加工方式主要有酶解、酵解以及水解等，這幾種方式可以很好地破壞羽毛蛋白中結構穩定的二硫鍵，以此形成富含容易消化的粗蛋白質和必需氨基酸以及生長因子，可以提高在動物體內的消化利用率[4]。在實際生產中，用羽毛粉來替代一些價格昂貴的蛋白質飼料，可以降低飼料成本。本試驗以不同加工方式的羽毛粉為研究對象，探究其粗蛋白含量以及胃蛋白酶消化率，尋求最佳的加工方式，為羽毛粉的合理開發利用提供理論依據[5]。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

試驗選取普通羽毛粉、水解羽毛粉、酶解羽毛粉、酵解羽毛粉4 種不同加工方式的羽毛粉，均購于泰州正大飼料有限公司。

1）主要儀器。電子天平（FA1104，上海舜宇恒平科學儀器有限公司）、消化爐（KDY-08，蘇州市天威儀器有限公司）、凱氏蒸餾裝置、電陶爐（H22-X3-C1，Joyoung 九陽）、索氏提取器、水浴鍋（HH-S，金壇市城東新瑞儀器廠）、干燥箱（DHG-9101，常州邁科諾儀器有限公司）、離心機（DL-5C，上海安亭科學儀器廠）、恒溫式搖床（SHZ-82A，常州金壇友聯儀器研究所）。

2）主要試劑[6]。混合催化劑、NaOH 溶液、甲基紅溴甲酚綠混合指示劑、20%硼酸溶液、0.02 mol/L 鹽酸標準溶液、石油醚、1∶10 000 胃蛋白酶溶液、0.075 mol/L 鹽酸溶液；其中胃蛋白酶試劑購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 試驗方法

1）試驗設計。本試驗選用普通羽毛粉、水解羽毛粉、酶解羽毛粉、酵解羽毛粉4 組不同加工方式的羽毛粉，分別測定粗蛋白含量及胃蛋白酶消化率。每組做5 次試驗，每次做4 個重復，同時做空白測定。

2）試樣脫脂。試驗中所有樣品脫脂的方法步驟均參考國標GB/6433-2006[7]。

3）測定蛋白質含量。試驗中測定試驗蛋白質的方法步驟均參考國標GB/T6432-2018[8]。

4）測定胃蛋白酶消化率含量。測定試樣中的胃蛋白酶消化率的方法步驟均參考國標GB/T17811-2008[9]。

5）數據分析。將試驗數據先用Excel 初步整理，然后使用SPSS 20.0 軟件處理，再用Duncan’s 法進行多重分析比較，以“平均值±均值標準誤（SEM）”表示，以P<0.05 為顯著性標準進行比較[10]。

2 結果與分析

2.1 不同加工方式對羽毛粉粗蛋白含量的影響

由表1 可知，4 種不同加工方式的羽毛粉中，普通羽毛粉的粗蛋白含量最高，為97.34%，酶解和水解羽毛粉的粗蛋白含量在87%以上，酵解羽毛粉的粗蛋白的含量最低，為39.20%；經酶解、水解、酵解處理以及普通羽毛粉間的粗蛋白含量差異顯著（P<0.05）。

表1 不同加工方式羽毛粉粗蛋白的含量 %

2.2 不同加工方式對羽毛粉胃蛋白酶消化率的影響

由表2 可知，4 種不同加工方式的羽毛粉，經酵解處理的羽毛粉胃蛋白酶消化率最高，為97.17%，水解和酶解羽毛粉在92%以上，而普通羽毛粉的胃蛋白酶消化率為88.79%；經酶解、水解、酵解處理以及普通羽毛粉間的粗蛋白含量差異顯著（P<0.05）。

表2 不同加工方式羽毛粉胃蛋白酶消化率含量 %

3 討論

3.1 不同加工方式對羽毛粉粗蛋白含量的影響

目前，我國的飼料加工企業普遍采用的方式是高溫高壓水解法、酶解法以及酵解法，其中，酶解法和微生物發酵法多與水解法相結合。高溫高壓水解羽毛粉利用蒸氣將羽毛粉水解成蛋白凝膠，烘干后粉碎再飼喂，但是參數控制不好的話容易造成氨基酸消化率低或者蛋白質嚴重變性[4]。酶解羽毛粉采用現代水解酶工程，形成優質高效復合型酶解蛋白質飼料原料，酵解法則是利用菌種對羽毛粉進行發酵，進一步提高羽毛粉的品質。其他的方式如酸堿解法和膨化法，則因為投資成本高、生產效率低以及對氨基酸的破壞較為嚴重，在我國并沒有進行推廣應用[11]。

從試驗結果中可以看出，不同的加工工藝會對羽毛粉的粗蛋白含量產生不同程度的影響，李曉燕等[12]試驗表明，經過水解后的羽毛粉粗蛋白含量為77.91%，酶解羽毛粉的粗蛋白含量為85.58%，在本次試驗中水解羽毛粉粗蛋白含量為87.36%，而酶解羽毛粉粗蛋白含量則與其差不多，在88.55%左右，酶解羽毛粉中粗蛋白含量比水解羽毛粉中粗蛋白含量高，這是一致的。酵解羽毛粉的粗蛋白整體偏低，其原因可能是羽毛粉中有摻假現象。但是高溫高壓水解法易造成熱敏氨基酸的損失，同時耗能大，容易對環境產生污染。而經過酶解法處理的羽毛粉粗蛋白含量高于水解法，這可能是因為酶解羽毛粉加工溫度低，對熱敏性氨基酸的破壞少，增加了可消化氨基酸的含量，從而提高了羽毛粉蛋白質消化利用率[11]。

3.2 不同加工方式對羽毛粉胃蛋白酶消化率的影響

禽類羽毛通過加工可處理成粉狀，充分破壞了角蛋白的空間結構，使角蛋白轉化成易消化吸收的氨基酸，從而提高蛋白質的消化率。本試驗結果顯示，在這4 種不同加工方式的羽毛粉中，胃蛋白酶消化率最高的是酵解羽毛粉，為97.17%。程福亮等[13]研究發現，采用米曲霉和乳酸桿菌聯合發酵羽毛粉60 h，聯合發酵的羽毛粉胃蛋白酶消化率可達82%，而本試驗中得到的酵解羽毛粉的胃蛋白酶消化率較高。崔艷紅等[14]研究發現，用加入賴氨酸1%的生物發酵羽毛粉可完全代替豬飼料中的魚粉，也可替代肉雞飼料中的70%的魚粉。李曉燕等[12]通過試驗得出，經角蛋白酶處理的羽毛粉的胃蛋白酶消化率為90.25%，而水解羽毛粉的胃蛋白酶消化率為78.22%，酶解羽毛粉的胃蛋白酶消化率顯著高于水解羽毛粉。但在本試驗中，水解羽毛粉的胃蛋白酶消化率為95.37%，酶解羽毛粉胃蛋白酶消化率為92.24%，并沒有出現酶解羽毛粉高于水解羽毛粉的情況，其原因可能是酶解羽毛粉在消化過程中粗蛋白有損耗，導致最后的結果偏低。

4 結論

不同加工方式羽毛粉的生產和應用對當前蛋白質飼料原料短缺的情況有一定的緩解，但是羽毛粉的營養價值取決于其加工方式，所以在實際生產中應使用合理的加工方式，減少在加工過程中造成的養分損失，提高加工產品的胃蛋白酶消化率，使之成為一種優質的動物性蛋白質飼料。但在應用過程中也要注意添加量和調節氨基酸平衡，同時也要進一步研究開發羽毛粉的加工方式，使羽毛粉的飼喂價值發揮到最大。目前我國飼料市場上，應用最廣泛的是水解和酶解羽毛粉，酵解羽毛粉還有很大的發展前景和市場。本次試驗，4 種不同加工方式的羽毛粉胃蛋白酶消化率從大到小依次為酵解、水解、酶解、普通，含量依次為：97.17%、95.31%、92.24%、88.79%。由此可知，酵解羽毛粉的品質最好。