發(fā)酵豆粕在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

張娜娜，曹洪戰(zhàn)，蘆春蓮（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河北　保定　071000）

發(fā)酵豆粕在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

張娜娜，曹洪戰(zhàn)，蘆春蓮
（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河北保定071000）

摘要：豆粕營(yíng)養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量高，氨基酸組成比例合理，是飼料工業(yè)中常用的一種優(yōu)質(zhì)植物蛋白原料，但是豆粕中含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，阻礙了畜禽對(duì)其營(yíng)養(yǎng)的吸收和利用，而豆粕經(jīng)過發(fā)酵處理，能有效去除抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，并且提高其適口性，在畜禽生產(chǎn)中發(fā)揮了很大作用。文章就發(fā)酵豆粕在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用作以簡(jiǎn)述。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵豆粕；畜禽；營(yíng)養(yǎng)；應(yīng)用

隨著畜禽業(yè)集約化發(fā)展，對(duì)飼料原料的要求越來越高。豆粕是重要的植物蛋白質(zhì)來源，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但是含有胰蛋白酶抑制因子、脂肪氧化酶、大豆凝集素等抗?fàn)I養(yǎng)因子，限制了其在畜禽飼料中的利用水平。研究發(fā)現(xiàn)，微生物會(huì)分泌一些能降解豆粕中蛋白類抗?fàn)I養(yǎng)因子的蛋白酶，采用微生物發(fā)酵則會(huì)提高豆粕蛋白質(zhì)的消化率。近年來，發(fā)酵豆粕作為一種高蛋白飼料資源應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中，可降低成本，提高效益。

1　豆粕的固體發(fā)酵工藝

發(fā)酵豆粕的生產(chǎn)工藝各有不同，導(dǎo)致發(fā)酵豆粕的品質(zhì)也相差甚遠(yuǎn)。我國(guó)目前關(guān)于發(fā)酵豆粕的加工處理方式從比較簡(jiǎn)單但工作量大的手工操作到比較省工省力的自動(dòng)化流水線順序生產(chǎn)方式不盡相同，但主要有兩種，分別是微生物發(fā)酵法和酶解法。由于利用微生物發(fā)酵的方法更加便利且成本較低，所以目前人們?cè)谏a(chǎn)中更多地選擇微生物發(fā)酵法。微生物發(fā)酵法現(xiàn)在主要有固態(tài)和液態(tài)兩種發(fā)酵技術(shù)。而由于利用液態(tài)發(fā)酵技術(shù)成本較高，且在發(fā)酵過程中排出的液體會(huì)給環(huán)境帶來很大污染，發(fā)酵之后進(jìn)行再加工時(shí)需要的成本也相對(duì)較高，所以結(jié)合環(huán)境和成本兩方面，一般低質(zhì)的豆粕發(fā)酵還是利用固態(tài)發(fā)酵技術(shù)。

1.1發(fā)酵劑

1.1.1種類

發(fā)酵劑分為真菌類和細(xì)菌類兩種，其中主要的霉菌和酵母菌屬于真菌類；乳酸菌和芽孢桿菌屬于細(xì)菌類。以上菌種均是經(jīng)過純培養(yǎng)或是單一和復(fù)合培養(yǎng)的菌種。此外還有曲種，其不是純培養(yǎng)的發(fā)酵劑，而是利用傳統(tǒng)制曲技術(shù)制作的。

1.1.2劑型

發(fā)酵劑的類型主要有兩種：液體和固體。相對(duì)而言，液體劑型是單純培養(yǎng)發(fā)酵劑用的，生產(chǎn)菌種一般是開始于斜面保存，然后活化菌種、三角瓶、種子罐從小到大，最后再用來生產(chǎn)性能的接種。而生產(chǎn)批量產(chǎn)品時(shí)，發(fā)酵劑采用的是液體劑型的發(fā)酵劑。

1.2發(fā)酵模式

1.2.1淺層發(fā)酵

一般而言，淺層發(fā)酵時(shí)利用的發(fā)酵物料厚度約為5 cm，用來純好氧發(fā)酵。由于物料的厚度對(duì)物料的通氣性能有影響，物料厚度較高時(shí)，對(duì)氧氣的擴(kuò)散沒有益處。因?yàn)橛写罅康陌l(fā)酵面積才可進(jìn)行淺層發(fā)酵,所以只有淺盤架式生產(chǎn)才能被利用，所以，大多數(shù)需要利用手工來操作。

1.2.2深層發(fā)酵

對(duì)于深層發(fā)酵的物料厚度，一般>30 cm，有的甚至高達(dá)100 cm，前期主要是好氧，中后期兼性厭氧發(fā)酵，所以此時(shí)比較適用于菌種、曲種的復(fù)合發(fā)酵。

1.3發(fā)酵容器

從根本上來說，發(fā)酵容器與工藝是相輔相承的，應(yīng)用哪種發(fā)酵工藝就要使用相應(yīng)的發(fā)酵容器。一般，豆粕發(fā)酵利用的發(fā)酵容器主要有：水泥池/槽（池式或槽式）、箱式以及地板（堆式發(fā)酵）等。箱式發(fā)酵也可以是自動(dòng)化與其他方式結(jié)合的方法，如半機(jī)械化、手工式和機(jī)械化。因?yàn)椴煌萜髻|(zhì)地是不同的，所以對(duì)發(fā)酵過程來說有一定的影響，但對(duì)于發(fā)酵容器的質(zhì)地對(duì)發(fā)酵物的影響至今還未見報(bào)道。

2　發(fā)酵豆粕的研究意義

2.1微生物發(fā)酵豆粕的優(yōu)勢(shì)

與其他方法相比較，利用微生物來進(jìn)行豆粕發(fā)酵的方法，豆粕細(xì)胞壁被破壞地更加充分，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的釋放更容易，便于動(dòng)物更快、更好地吸收，不僅如此，飼料中的營(yíng)養(yǎng)成分被破壞的程度很小，不但未降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，反而使其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到了很大提高，例如在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生許多種小肽，而小肽具有很高的營(yíng)養(yǎng)利用價(jià)值，是目前動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的熱點(diǎn)；大幅消除多種抗?fàn)I養(yǎng)因子；成本較低，不需進(jìn)行加熱的大型儀器或者添加任何化學(xué)試劑，而且在發(fā)酵后沒有化學(xué)殘留，無毒副作用，較安全可靠。

2.2發(fā)酵豆粕營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到提高

經(jīng)過發(fā)酵后的豆粕蛋白質(zhì)及各種氨基酸含量進(jìn)一步得到提高。楊旭等通過利用固態(tài)法來發(fā)酵豆粕的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵后與發(fā)酵前豆粕相比較，發(fā)酵后的豆粕中賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸分別得到了提高，總氨基酸含量也被提高[ 1 ]。王德培等利用乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)豆粕進(jìn)行了生料混合菌發(fā)酵，制備了具有生物活性的飼料，經(jīng)優(yōu)化后的發(fā)酵條件使可溶性的氮三氯乙酸含量提高到近10%，益生菌數(shù)>109cfu·g-1[ 2 ]。豆粕經(jīng)過微生物發(fā)酵后，其蛋白質(zhì)可降解為各種有特殊的營(yíng)養(yǎng)功能的小肽，而且吸收快、耗能低、載體不易飽和、各肽之間相互運(yùn)轉(zhuǎn)無競(jìng)爭(zhēng)和抑制性。小肽在營(yíng)養(yǎng)代謝中有著非常重要的作用，幼齡動(dòng)物如要得到比較理想的生產(chǎn)性能，應(yīng)在日糧中添加適合量的完整小肽。劉建勝等給肉仔雞飼喂大豆活性肽飼料，結(jié)果表明，活性肽濃度逐漸提高，肉仔雞日增重得到加快，飼料轉(zhuǎn)化率相對(duì)也得到了提高[ 3 ]。同時(shí)，發(fā)酵豆粕能夠改善動(dòng)物消化吸收功能，降低腹瀉率。陳瑜等研究報(bào)道，當(dāng)采用發(fā)酵豆粕飼喂斷奶仔豬時(shí)，其生產(chǎn)性能得到了提高[ 8 ]。

2.3有效去除各種抗?fàn)I養(yǎng)因子

經(jīng)過微生物發(fā)酵能有效去除大豆中各種抗?fàn)I養(yǎng)因子，主要通過兩種方法：微生物在發(fā)酵過程中分泌的蛋白酶降解了豆粕中的蛋白類抗?fàn)I養(yǎng)因子；發(fā)酵過程中微生物需要利用非蛋白類抗?fàn)I養(yǎng)因子來大量繁殖。李旋等利用混合菌如乳酸菌、米曲霉、酵母菌等來發(fā)酵豆粕，通過優(yōu)化處理發(fā)酵條件，使豆粕中的大豆凝血素效價(jià)、胰蛋白酶抑制因子、致甲狀腺腫素含量得到了完全降解。Hi?rabayashi等利用曲霉進(jìn)行豆粕發(fā)酵，發(fā)酵后植酸被完全降解[ 5 ]。

2.4提高適口性及降低成本

利用微生物發(fā)酵豆粕會(huì)增加產(chǎn)品的風(fēng)味和香味，可引誘畜禽多采食，增強(qiáng)配方飼料的適口性，提高動(dòng)物的食欲。

3　發(fā)酵豆粕在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1豬

3.1.1促進(jìn)仔豬健康，提高生產(chǎn)性能

劉春雪等在斷奶三元雜交仔豬日糧中分別添加發(fā)酵豆粕5%、10%、15%、20%，研究發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬的日增重與發(fā)酵豆粕的添加量成正比，同時(shí)也改善了飼料轉(zhuǎn)化率；試驗(yàn)組仔豬的腹瀉率降低，經(jīng)濟(jì)效益得到提高[ 6 ]。Gebru等試驗(yàn)表明，用發(fā)酵豆粕飼喂仔豬能顯著提高仔豬的日增重和采食量（P< 0.05）[ 7 ]。陳瑜等試驗(yàn)表明，采用添加發(fā)酵豆粕的濃縮料飼喂斷奶仔豬能改善仔豬的生長(zhǎng)性能，且不同的發(fā)酵豆粕應(yīng)用效果不同[ 8 ]。

3.1.2提高抗氧化能力

劉海燕等試驗(yàn)表明，飼喂發(fā)酵豆粕能提高仔豬生長(zhǎng)，減少仔豬腹瀉，提高飼料利用率，并且使仔豬血清中尿素氮水平降低，蛋白質(zhì)的有效利用率提高，使仔豬血清中丙二醛的含量降低，仔豬的抗氧化能力提高[ 9 ]。單達(dá)聰?shù)冉o60頭長(zhǎng)×大雜交一代斷奶仔豬飼喂不同蛋白質(zhì)水解度和揮發(fā)性鹽基氮含量的發(fā)酵豆粕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用發(fā)酵豆粕可分別提高日增重9.9%～58%和采食量3.6%～32.2%，同時(shí)降低腹瀉率和料重比；血清白球比提高5.42%～42.62%，血清IgG水平降低0.77%～3.99%[10]。

3.1.3改善消化吸收功能，降低腹瀉率

章世元等給斷奶仔豬飼喂不同水平的發(fā)酵豆粕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩試驗(yàn)組仔豬胃內(nèi)容物pH均極顯著下降（P<0.01）；而胃黏膜及胃壁厚度極顯著提高（P<0.01）[11]。馮杰等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)微生物發(fā)酵后的豆粕可使大豆蛋白對(duì)腸道的過敏性損傷減輕，維持了腸道的良好結(jié)構(gòu)形態(tài)，有利于仔豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[12]。聞愛友等選擇21日齡斷乳仔豬120頭，隨機(jī)分為4組，分別用不同比例的發(fā)酵豆粕替代普通大豆粕配制的日糧飼喂，研究發(fā)酵豆粕對(duì)早期斷乳仔豬生長(zhǎng)性能的影響，結(jié)果表明，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)，減少早期斷乳仔豬的腹瀉發(fā)生，改善了早期斷乳仔豬的生產(chǎn)性能，以發(fā)酵豆粕添加量>10%效果較好[13]。

3.2家禽

祁瑞雪等研究表明，飼喂肉雞配合飼料時(shí)用發(fā)酵豆粕替代普通豆粕6%時(shí)最為合適，可使肉雞生長(zhǎng)性能得到提高，極顯著降低料重比（P<0.01）[14]。許麗惠等研究表明，在黃羽肉雞生長(zhǎng)前期用發(fā)酵豆粕9%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(shí)提高十二指腸絨毛高度，穩(wěn)定肥大細(xì)胞和sIgA陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量，增強(qiáng)腸道黏膜免疫功能，并降低盲腸大腸桿菌數(shù)量，增加乳酸菌數(shù)量，改善腸道微環(huán)境[15]。王龍昌等采用多菌種混合二次發(fā)酵工藝生產(chǎn)的新型發(fā)酵豆粕替代部分魚粉，研究其對(duì)21日齡AA肉雞生產(chǎn)性能、器官指數(shù)、血清指標(biāo)及糞便營(yíng)養(yǎng)成分的影響，將1日齡AA肉雞384羽隨機(jī)分成4組，分別為飼喂基礎(chǔ)日糧的對(duì)照組及添加發(fā)酵豆粕1%、2%、3%替代部分魚粉的試驗(yàn)組，試驗(yàn)結(jié)果表明，飼料中添加發(fā)酵豆粕對(duì)肉雞生產(chǎn)性能無顯著影響，但發(fā)酵豆粕3%組肉雞平均增重略有提高，料重比顯著改善（P<0.05）；各試驗(yàn)組對(duì)器官發(fā)育和養(yǎng)分排泄等均無顯著影響（P>0.05）[16]。楊衛(wèi)兵等在櫻桃谷肉鴨基礎(chǔ)日糧中用2%發(fā)酵豆粕替代普通豆粕（試驗(yàn)組），結(jié)果得出，全期日采食量、日增重分別提高了2.18%和1.46%、1.65%和1.44%，料肉比分別下降1.29%和1.44%；分別增加肉鴨的胸肌和腿肌粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量1.52% 和1.90%、1.17%和2.67%；腿肌pH顯著降低，胸肌24和48 h滴水損失分別降低11.26%和8.21%；血氨含量也得到降低，血糖含量增加1.96%，白球比升高4.22%[17]。吳俊鋒等分別給蛋雞飼喂添加枯草芽孢桿菌及含枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆粕的基礎(chǔ)日糧，結(jié)果表明，兩試驗(yàn)組產(chǎn)蛋率提高，平均蛋重比也相對(duì)增加，蛋黃顏色得到改善，蛋殼比例比對(duì)照組分別降低3.14%和4.98%[18]。而朱由彩等通過對(duì)淮南麻黃雞母雞進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組分別用3%、5%、7%發(fā)酵豆粕替代普通豆粕，結(jié)果表明，試驗(yàn)Ⅱ組蛋殼強(qiáng)度、蛋白高度分別得到了提高；與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅰ組種蛋合格數(shù)、試驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ組的孵化率和出雛率均顯著提高（P<0.05）；而這3組雞的產(chǎn)蛋率、采食量和料蛋比均無顯著影響（P>0.05）[19]。上述的結(jié)果不同可能是因發(fā)酵豆粕原料的菌種、發(fā)酵工藝及來源的不同所致。此外，陳國(guó)營(yíng)等試驗(yàn)表明，枯草芽孢桿菌及其發(fā)酵豆粕能減少日糧中大腸桿菌等有害菌群數(shù)量，顯著增加枯草芽孢桿菌和乳酸菌等有益菌群數(shù)量（P<0.05），降低pH（P<0.05）；飼喂56 d后，蛋雞胃腸道內(nèi)容物和新鮮糞便中大腸桿菌等有害菌群數(shù)量顯著下降（P< 0.05），乳桿菌、枯草芽孢桿菌和乳酸菌等有益菌群數(shù)量顯著增加（P<0.05），pH顯著下降；將糞便自然放置7 d后，其N損失顯著下降（P<0.05）[20]。

3.3反芻動(dòng)物

Gillis等研究表明，給肉牛飼喂含有發(fā)酵豆粕的日糧，其眼肌面積、組織脂肪含量和胴體重等均無顯著影響（P>0.05）[21]。王?；鄣妊芯勘砻鳎褂冒l(fā)酵豆粕能夠使?fàn)倥Ｆ骄赵鲋靥岣?.1 kg·頭-1，飼料轉(zhuǎn)化率提高0.04，降低配方成本3.60元·t-1，說明發(fā)酵豆粕能夠提高犢牛生產(chǎn)性能、降低養(yǎng)殖投入和生產(chǎn)成本，能夠在犢牛料中使用[22]。方飛等給黃淮白山羊公羔分別飼喂用2.5%、5%、7.5%共軛亞油酸發(fā)酵豆粕（試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組）等量代替普通豆粕的日糧，結(jié)果表明，試驗(yàn)Ⅲ組胴體骨重顯著高于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組（P<0.05），而試驗(yàn)Ⅲ組骨肉比極顯著高于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組（P<0.01），其他胴體性能無顯著不同（P>0.05），共軛亞油酸發(fā)酵豆粕對(duì)黃淮白山羊公羔的肉品質(zhì)及羔羊肌肉的化學(xué)指標(biāo)均無顯著影響（P>0.05）[23]。胴體骨重增加的原因可能是豆粕中的共軛亞油酸能促進(jìn)羔羊骨細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝。

4　展望

發(fā)酵豆粕是極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的動(dòng)物日糧蛋白源，已經(jīng)在全球得到了廣泛應(yīng)用，我國(guó)目前大面積推廣的微生物發(fā)酵法為發(fā)酵豆粕的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)，在飼料原料價(jià)格高漲的情況下，發(fā)酵豆粕較好的性價(jià)比也使其應(yīng)用前景廣闊。

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The Application of Fermented Soybean Meal in Livestock

ZHANG Nana, CAO Hongzhan, LU Chunlian
（College of Animal Science and Technologe, Agricultural University of Hebei, Baoding 071000, Hebei China）

Abstract:Soybean, which is rich in nutrition, high protein, reasonable composition of amino acid, is a commonly used high quality plant protein raw material of feed industry, but there are a variety of anti-nutritional factors in soy?bean meal, which is not conducive to the livestock on the nutrition absorption and utilization.And soybean meal through fermentation processing, can be effectively removed anti-nutrients and improved palatability, which plays a big role in livestock and poultry production. Therefore, the application of fermented soybean meal in poultry produc?tionwas briefly introduced in this paper.

Key words:fermented soybean; livestock and poultry; nutrition; apply

作者簡(jiǎn)介：張娜娜（1990-），女，河北邯鄲人，碩士研究生，研究方向?yàn)閯?dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)。

收稿日期：2015-04-01

中圖分類號(hào)：S816.43；S815

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-0084（2015）09-0023-04