發(fā)酵豆粕在仔豬日糧中的應(yīng)用研究進(jìn)展

田冬冬，張 穎，劉志強(qiáng)，肖淑華

（湖南九鼎科技（集團(tuán)）有限公司技術(shù)中心，湖南 長沙 410007）

發(fā)酵豆粕在仔豬日糧中的應(yīng)用研究進(jìn)展

田冬冬，張 穎，劉志強(qiáng)，肖淑華

（湖南九鼎科技（集團(tuán)）有限公司技術(shù)中心，湖南 長沙 410007）

近年來，由于豆粕、魚粉等蛋白飼料資源日益短缺，價(jià)格上漲迅速，研究者開始高度重視新蛋白質(zhì)資源的開發(fā)和利用，同時(shí)也關(guān)注豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)如何消除提高其利用率等問題。而研究發(fā)現(xiàn)，利用微生物發(fā)酵處理豆粕可有效地去除抗?fàn)I養(yǎng)因子，降解大分子蛋白質(zhì)生成，有利于畜禽吸收的小肽和氨基酸，同時(shí)還可生成多種益生菌，同時(shí)含特殊的芳香氣味和鮮味，適口性好，具有一定誘食作用，是仔豬日糧中動(dòng)物性蛋白的理想替代品。本文主要介紹發(fā)酵豆粕的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及其在斷奶仔豬日糧中的應(yīng)用效果，為斷奶仔豬日糧配制時(shí)選用發(fā)酵豆粕這類優(yōu)質(zhì)蛋白原料提供理論依據(jù)。

發(fā)酵豆粕；抗?fàn)I養(yǎng)因子；營養(yǎng)價(jià)值；仔豬

隨著畜牧業(yè)和飼料工業(yè)的發(fā)展，造成豆粕、魚粉等蛋白飼料資料日益短缺，價(jià)格上漲迅速，研究者開始高度重視新蛋白質(zhì)資源的開發(fā)和利用，同時(shí)也開始關(guān)注豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)如何消除提高其利用率的問題。微生物發(fā)酵處理是降低豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子含量、提高豆粕在斷奶仔豬日糧中應(yīng)用的方法。微生物法生產(chǎn)發(fā)酵豆粕可提高豆粕的營養(yǎng)價(jià)值和適口性，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，尤其是抗原蛋白水平，對(duì)緩解早期斷奶仔豬的應(yīng)激和腹瀉有益。由于發(fā)酵豆粕中含有豐富的植物源性蛋白多肽，易被幼齡動(dòng)物消化吸收，某些小肽具有特殊的生理作用，對(duì)斷奶仔豬生長發(fā)育和健康有利[1]，因此，發(fā)酵豆粕可作為早期斷奶仔豬日糧配制時(shí)供選用的一種優(yōu)質(zhì)蛋白原料。

1 豆粕營養(yǎng)價(jià)值及限制因素

豆粕粗蛋白含量高，氨基酸組合比較合理是其作為優(yōu)質(zhì)的植物性蛋白質(zhì)飼料而廣泛應(yīng)用到畜禽飼料中的最主要原因，但其含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，影響蛋白質(zhì)的吸收和利用[2]，限制其在仔豬日糧中的使用[3]，尤其是對(duì)幼齡動(dòng)物影響更大，因?yàn)橛g動(dòng)物消化系統(tǒng)發(fā)育尚不完善，自身調(diào)節(jié)能力有限。近年來，豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的消除以及蛋白質(zhì)的有效吸收利用一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

目前，消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的方法較多，主要有物理法、化學(xué)法、酶水解法、微生物發(fā)酵法。豆粕中對(duì)熱穩(wěn)定的抗?fàn)I養(yǎng)因子（大豆抗原、植酸、低聚糖等）很難通過物理方法去除，且成本太高；利用化學(xué)法會(huì)產(chǎn)生物質(zhì)殘留，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生毒副作用；酶解法會(huì)產(chǎn)生苦味和臭味，影響適口性；微生物發(fā)酵法可有效去除豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時(shí)微生物發(fā)酵產(chǎn)生多種有益菌和芳香氣味，提高飼料適口性和吸收利用率，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

2 發(fā)酵豆粕概述

發(fā)酵豆粕，就是利用微生物對(duì)豆粕進(jìn)行發(fā)酵處理，利用其在生長過程中產(chǎn)生的水解酶，消除豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，從而提高畜禽消化吸收的一種有效方法。豆粕在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生蛋白酶、非淀粉多糖酶、植酸酶等，能消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，把大分子蛋白質(zhì)分解為多肽、寡肽、小肽和氨基酸，提高蛋白質(zhì)水溶性，利用畜禽消化吸收利用[4]。

2.1 發(fā)酵豆粕生產(chǎn)工藝 大豆——脫脂加熱——生物技術(shù)處理——低溫干燥——粉碎——包裝——成品。

2.2 發(fā)酵豆粕種類及其營養(yǎng)價(jià)值 根據(jù)發(fā)酵豆粕菌種的不同，可將發(fā)酵豆粕分為乳酸菌類、酵母菌類、芽孢桿菌類、小型絲狀真菌類、混合型發(fā)酵豆粕等5類。利用不同菌種生產(chǎn)發(fā)酵豆粕，其營養(yǎng)價(jià)值各異：利用乳酸菌對(duì)豆粕進(jìn)行發(fā)酵時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量乳酸，改善飼料風(fēng)味，有利于維持畜禽腸道微生物平衡[5]；總糖含量有所降低，但易吸收的還原性糖含量增加[6]；抗胰蛋白酶下降57.1%，粗蛋白含量增加6.4%，脲酶活性下降83.3%[7]。酵母菌可利用碳水化合物將非蛋白氮合成蛋白質(zhì)，消除胰蛋白酶抑制因子，同時(shí)富含B族維生素，具有強(qiáng)化營養(yǎng)、促進(jìn)生長、抗病等功能。芽孢桿菌可產(chǎn)生一些促進(jìn)營養(yǎng)成分分解的酶類，如蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶和淀粉酶等；消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，抑制腸道有害菌，提高免疫力。小型絲狀真菌類可產(chǎn)生各種酶，有效降解大分子蛋白質(zhì)，提高蛋白質(zhì)的消化利用率，同時(shí)對(duì)粗纖維有一定降解能力，提高飼料利用價(jià)值?；旌闲桶l(fā)酵是利用2種及2種以上的菌種混合發(fā)酵豆粕，可有機(jī)結(jié)合各種有益菌特點(diǎn)，充分對(duì)豆粕進(jìn)行發(fā)酵，有效降解抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高飼料利用率和免疫力等[8]。

2.3 菌種選擇 根據(jù)發(fā)酵豆粕的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值選擇動(dòng)物益生菌作為發(fā)酵菌種。選擇酵母發(fā)酵代謝豐富的微生物酶類，改善豆粕的營養(yǎng)價(jià)值；選擇芽孢桿菌代謝多種消化酶，消除豆粕的抗?fàn)I養(yǎng)因子和抗原蛋白選擇乳酸菌代謝乳酸，抑制腸道有害微生物繁殖，改善飼料風(fēng)味。

發(fā)酵菌種不同代謝產(chǎn)物不同，不同的代謝產(chǎn)物又會(huì)導(dǎo)致不同的產(chǎn)品風(fēng)味。以乳酸菌為主的發(fā)酵會(huì)具有明顯的酸香味，以釀酒酵母和啤酒酵母為主的發(fā)酵會(huì)有醇香味，以枯草芽孢桿菌為主的發(fā)酵會(huì)有分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生的硫化氫和脫羧基產(chǎn)生的糞臭素形成的臭味。

2.4 發(fā)酵豆粕應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.4.1 抗?fàn)I養(yǎng)因子大量降解或消除 許多研究表明豆粕經(jīng)過發(fā)酵處理后，可大大降低抗?fàn)I養(yǎng)因子含量如胰蛋白酶抑制因子、大豆抗原蛋白等，產(chǎn)生多種小肽和鈣、維生素A、維生素B等多種營養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)仔豬生長有促進(jìn)作用。李旋等（2010）[9]用米曲霉、酵母、乳酸菌聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵豆粕，抗?fàn)I養(yǎng)因子經(jīng)發(fā)酵得到有效去除，蛋白質(zhì)的含量和質(zhì)量均提高?；菝鞯龋?009）[10]用枯草芽孢桿菌和乳酸菌組合發(fā)酵豆柏，顯著提高了小肽含量，用米曲霉和枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆粕，游離氨基酸含量顯著提高，基本去除了抗原，顯著提高了小肽含量。馬文強(qiáng)等（2008）[11]通過枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌、乳酸菌對(duì)豆粕進(jìn)行發(fā)酵，蛋白質(zhì)、粗脂肪、磷、氨基酸的含量分別比發(fā)酵前提高了13.48%、18.18%、55.56%、11.49%，高分子蛋白和中分子蛋白分別降低了75.57%和86.77%，低分子蛋白提高了2.25倍，去除了全部胰蛋白酶抑制因子。鄺哲師等（2007）[12]用乳酸菌、酵母菌和芽孢桿菌發(fā)酵豆粕，豆粕經(jīng)微生物發(fā)酵后，抗?fàn)I養(yǎng)因子得到了有效降解，粗蛋白質(zhì)含量升高到50%以上，蛋白質(zhì)分子也由大分子量降解為小分子多肽。

2.4.2 營養(yǎng)價(jià)值顯著改善 豆粕經(jīng)微生物發(fā)酵處理后，對(duì)飼料營養(yǎng)成分的影響和破壞小，大大降低了豆粕中蛋白分子量，產(chǎn)生多種小肽，提高豆粕蛋白的溶解度，豆粕中一些多糖分子在發(fā)酵過程中得到充分分解，一些脹氣因子也在發(fā)酵過程中逐步降解，利于仔豬消化吸收，對(duì)仔豬生長有促進(jìn)作用[13]。蘇愷等（2014）[14]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂發(fā)酵豆粕可顯著改善斷奶仔豬前期生長性能和提高蛋白質(zhì)的表觀消化率。

2.4.3 提高誘食性和適口性 豬的采食是一個(gè)非常復(fù)雜的神經(jīng)調(diào)控行為，涉及到神經(jīng)生物學(xué)、動(dòng)物行為學(xué)、生理學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)。豆粕經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，產(chǎn)生了大量乳酸，不僅具有酸香味，還具有一定的誘食性，從而增加仔豬的采食量[15]。同時(shí)，在發(fā)酵過程中，蛋白質(zhì)水解會(huì)產(chǎn)生可溶性肽類和游離氨基酸，兩者都會(huì)增加發(fā)酵豆粕的適口性，利于仔豬的消化吸收。

2.4.4 改善腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)，降低腹瀉 豆粕經(jīng)微生物發(fā)酵后可減輕大豆蛋白對(duì)腸道的過敏性損傷，使腸道維持良好的結(jié)構(gòu)形態(tài)，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，調(diào)節(jié)腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)，可降低仔豬腹瀉[14]。馮杰等（2007）[16]研究了微生物發(fā)酵豆粕對(duì)斷奶仔豬生長、血液指標(biāo)及腸道形態(tài)的影響，結(jié)果表明，用發(fā)酵豆粕替代豆粕，料重比顯著降低8.39%，腹瀉指數(shù)降低39.96%。聞愛友等（2009）[17]用發(fā)酵豆粕替代25%、50%、100%豆粕，結(jié)果表明，試驗(yàn)組仔豬腸道中大腸桿菌數(shù)量比對(duì)照組均有一定程度的下降，而乳酸桿菌數(shù)量則呈現(xiàn)增長的趨勢(shì)；早期斷乳仔豬日糧中使用不同比例的發(fā)酵豆粕可一定程度調(diào)節(jié)腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)，減少腹瀉，替代豆粕比例達(dá)到10%以上時(shí)效果較明顯。

2.4.5 改善仔豬血液生化指標(biāo)和免疫功能 研究發(fā)現(xiàn)，仔豬日糧中添加發(fā)酵豆粕，可提高血液中堿性磷酸酶、總蛋白、白蛋白含量，顯著降低血清尿素氮含量，顯著提高血清抗氧化能力和免疫功能[14，18]。

3 發(fā)酵豆粕在仔豬日糧中的應(yīng)用

3.1 發(fā)酵豆粕對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響 目前，發(fā)酵豆粕主要應(yīng)用于斷奶仔豬。在早期斷奶仔豬日糧中采用發(fā)酵豆粕替代普通豆粕，可提高斷奶仔豬生長性能和飼料利用率。劉海燕等（2012）[18]研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬日糧中用發(fā)酵豆粕替代一半豆粕和全部替代豆粕時(shí)，可顯著提高仔豬的生長性能，日采食量、日增重分別顯著提高20.10%和19.41%、24.43%和29.47%，料肉比分別降低3.45%和7.88%，腹瀉率極顯著降低67.76%和100%。陳如水等（2014）[19]研究了發(fā)酵豆粕和植物精油對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬平均日采食量顯著提高6.84%，末重和日增重極顯著提高14.81%和19.51%，料肉比顯著降低10.71%腹瀉率降低50.67%，單位增重成本降低7.67%。徐述亮等（2013）[20]研究表明，仔豬教槽料中添加發(fā)酵豆粕對(duì)7～21日齡仔豬生產(chǎn)性能無顯著影響，可顯著提高22～35日齡仔豬的平均日增重，極顯著降低料肉比降低腹瀉率。單達(dá)聰?shù)龋?013）[21]研究表明，在斷奶仔豬日糧中用發(fā)酵豆粕替代普通豆粕，日增重提高14.5%，料比降低9.5%，腹瀉率降低29.1%，死淘率降低50%，血清白蛋白和白球比分別提高18.73%和11.11%。

研究發(fā)現(xiàn)，隨發(fā)酵豆粕在仔豬日糧中用量的增加，其生長性能呈現(xiàn)提高趨勢(shì)。Kim等（2007）[22]在斷奶仔豬日糧中用20%、40%、60%比例等量替代豆粕結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨發(fā)酵豆粕在日糧中用量的提高，斷奶仔豬的生長性能也顯著提高，干物質(zhì)、總能、粗蛋白和磷的全腸道表觀消化率也顯著提高。Min等（2004）[23]在斷奶仔豬日糧中添加2.5%、5%、7.5%的發(fā)酵豆粕研究其對(duì)斷奶仔豬生產(chǎn)性能和營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，結(jié)果表明，隨發(fā)酵豆粕在日糧中用量的提高，仔豬全期平均日采食量、日增重顯著提高，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)可提高干物質(zhì)和氮的全腸道表觀消化率。劉春雪等（2006）[24]研究不同梯度發(fā)酵豆粕對(duì)斷奶仔豬生長性能的影響結(jié)果表明，隨發(fā)酵豆粕在斷奶仔豬日糧中用量的增加（5%、10%、15%），斷奶仔豬日增重顯著提高，飼料轉(zhuǎn)化效率改善，腹瀉率降低，經(jīng)濟(jì)效益提高。章世元等（2008）[25]試驗(yàn)用17.5%發(fā)酵豆粕和35%發(fā)酵豆粕替代一半和全部豆粕，結(jié)果表明，日增重分別比對(duì)照組提高13.9%和50.55%，日采食量隨發(fā)酵豆粕添加量增加有增加的趨勢(shì)，料肉比分別降低4.21（P＞0.05）和19.47%（P＜0.05），腹瀉率顯著降低，其中以發(fā)酵豆粕完全替代豆粕時(shí)，對(duì)26～46日齡斷奶仔豬的促生長效果最佳。聞愛友等（2009）[17]在斷奶仔豬日糧中用發(fā)酵豆粕分別替代25%、50%、100%豆粕，結(jié)果表明，仔豬的平均日增重、料重比和平均日采食量均隨發(fā)酵豆粕劑量的增加而逐漸改善，其中以試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組的仔豬日增重顯著增加；試驗(yàn)Ⅱ組和試驗(yàn)Ⅲ組與對(duì)照組相比均可極顯著降低仔豬的腹瀉率，而試驗(yàn)Ⅰ組與對(duì)照組相比仔豬的腹瀉率有所降低，但差異不顯著。

以上研究結(jié)果均表明，發(fā)酵豆粕應(yīng)用在仔豬日糧中可提高其生長性能，其原因可能是豆粕經(jīng)微生物發(fā)酵處理后，能夠引起斷奶仔豬腸道損傷和腹瀉的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白的含量顯著降低，有機(jī)酸含量提高，易吸收的小肽含量提高[13]，最終促進(jìn)了斷奶仔豬生長性能的提高。

但也存在相反報(bào)道，Cho等（2007）[26]研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加5%、10%、15%發(fā)酵豆粕替代等量豆粕時(shí)，仔豬的平均日采食量和日增重并未顯著提高，同時(shí)干物質(zhì)表觀消化率和氮全腸道表觀消化率無顯著提高。王園（2014）[27]研究發(fā)現(xiàn)，用發(fā)酵豆粕替代斷奶仔豬日糧中的25%的豆粕顯著提高了斷奶仔豬的ADG和ADFI，發(fā)酵豆粕替代日糧中50%的豆粕對(duì)斷奶仔豬生長性能無顯著影響。楊玉芬等（2014）[28]研究表明，仔豬生長性能的改善并未隨發(fā)酵豆粕用量的增加而提高，其中5%發(fā)酵豆粕取代豆粕可顯著提高仔豬日增重，降低料肉比，降低單位增重的飼料成本，顯著降低糞便中氮含量、粗灰分和鈣含量，10%和15%發(fā)酵豆粕在改善生產(chǎn)性能和降低糞便中養(yǎng)分含量方面沒有明顯優(yōu)勢(shì)。不同研究者得出的研究結(jié)果并不一致，可能與發(fā)酵豆粕的來源、營養(yǎng)價(jià)值、替代比例及試驗(yàn)動(dòng)物的生長階段不同等因素有關(guān)。

3.2 可替代昂貴的動(dòng)物蛋白原料 發(fā)酵豆粕與其他動(dòng)物性來源的蛋白（如魚粉、代乳粉等）相比較，價(jià)格上有很大優(yōu)勢(shì)，可降低配方飼料成本，是動(dòng)物性蛋白很好的替代品。一些研究報(bào)道也證實(shí)，在仔豬日糧中用發(fā)酵豆粕替代魚粉或代乳粉，對(duì)仔豬生長性能無顯著影響。劉敏（2012）[29]用發(fā)酵豆粕替代魚粉，結(jié)果表明，仔豬日采食量和日增重分別提高5.11%和2.76%，料比略有升高，腹瀉率無明顯變化；用發(fā)酵豆粕替代魚粉與高蛋白乳清粉，日采食提高4.01%，日增重降低5.07%，料比略有升高。俞曉輝（2008）[30]試驗(yàn)選用發(fā)酵豆粕替代部分魚粉，研究對(duì)斷奶仔豬生長性能、腹瀉率和腸道主要菌群的影響，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，發(fā)酵豆粕B可顯著提高斷奶仔豬末重、日增重，料肉比顯著降低，采食量差異不大；可明顯促進(jìn)腸道乳酸菌生長，抑制大腸桿菌的生長。吳昌征（2007）[31]用發(fā)酵豆粕替代部分魚粉和全部魚粉，結(jié)果表明，隨發(fā)酵豆粕替代魚粉比例的增加，日糧干物質(zhì)和粗蛋白表觀消化率顯著提高，發(fā)酵豆粕顯著提高小腸空腸絨毛高度，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收；發(fā)酵豆粕替代魚粉對(duì)斷奶仔豬日增重、采食量和料肉比差異不顯著（日采食量分別提高0.5%和1.72%，日增重降低3.37%和1.87%）。鄭云峰等（2006）[32]研究表明，添加8%發(fā)酵豆粕，膨化大豆用量從18%降低到13%，進(jìn)口魚粉從4%降到1%時(shí)，可顯著提高斷奶仔豬日增重和日采食量，顯著降低腹瀉率和死淘率，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。潘木水等（2005）[33]研究了發(fā)酵豆粕替代代乳粉對(duì)斷奶仔豬生長性能的影響，探討發(fā)酵豆粕在斷奶仔豬日糧中替代代乳粉的可行性，結(jié)果表明在斷奶仔豬日糧中使用發(fā)酵豆粕替代代乳粉對(duì)仔豬生長性能無顯著影響，可完全取代代乳粉，在技術(shù)上可行。

4 存在問題

目前，我國關(guān)于生產(chǎn)發(fā)酵豆粕獨(dú)特菌種的篩選和技術(shù)工藝未出臺(tái)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，抗?fàn)I養(yǎng)素是否降低到仔豬的安全水平，以及在配合日糧時(shí)對(duì)其他營養(yǎng)素的影響，有待今后進(jìn)一步深入探討。未來還需進(jìn)一步在發(fā)酵工藝改進(jìn)，發(fā)酵后干燥工藝的優(yōu)化及發(fā)酵豆粕中小肽組成和含量，研究小肽與發(fā)酵豆粕的促生長作用的關(guān)系，闡明發(fā)酵豆粕促生長作用等方面開展研究。

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Research progress of application of fermented soybean meal in the diet of piglets

Tian Dongdong,Zhang Ying,Liu Zhiqiang,Xiao Shuhua
（Technology research center of Hunan Jiuding Technology(Group)Co.,LTD,Hunan Changsha 410007）

In recent years,researchers focused on the development and uti l ization of new protein resources due to the decrease of protein feed resources such as soybean meal and f ish meal and the price inf lation of these ingredients.Moreover,they also focused on the el imination of anti-nut ritional factors in soybean meal to improve it’s util ization rate.Studies revealed that microbial fermentation could el iminate the anti-nut ritional factors ef fectively,degrade large molecular proteins to smal l peptides and amino acids which can be absorbed by livestock and could generate mul tiple probiotics.The fermented products,with the characteristics of aromatisch, umami and good palatabi lity,are good animal protein feed replacement.This paper aimed to int roduce the appl ication advantages of fermented soybean meal and the ef fects of fermented soybean meal uti lization in the diet of weaned piglets,and to provide theory basis for the appl ication of fermented soybean meal in formula of weaned piglets.

Fermented soybean meal;Anti-nut ritional factors;Nutritional value;Piglets

S816.5

1672-9692(2015)06-0049-05

2015-04-20

田冬冬（1985-），男，碩士研究生，主要從事仔豬營養(yǎng)研究。