飼用菜籽粕的研究進(jìn)展

朱 雷，郭冬梅

（錦州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，遼寧 錦州 121000）

1 我國(guó)蛋白質(zhì)飼料資源的供需矛盾

我國(guó)是牧業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，隨之帶動(dòng)了飼料產(chǎn)業(yè)的較快發(fā)展，也使本來(lái)蛋白質(zhì)資源短缺的形勢(shì)越來(lái)越明顯。如果按照植物性蛋白轉(zhuǎn)化為動(dòng)物性蛋白的效率為32%計(jì)算，我國(guó)全年需超過(guò) 8600萬(wàn)噸的植物蛋白資源和動(dòng)物蛋白飼料資源（按每人每日25g動(dòng)物蛋白的世界平均水平），如果從中減去能量飼料以及動(dòng)物蛋白，飼料行業(yè)大約每年需 6000萬(wàn)t以上的植物蛋白原料，存在 3000萬(wàn)t缺口，蛋白資源短缺已成為制約我國(guó)牧業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要“瓶頸”。

僅單純地依靠從發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料是難以維持畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的，解決這一難題的唯一途徑是國(guó)內(nèi)學(xué)者要積極尋找新的蛋白質(zhì)飼料。因此新的蛋白資源怎樣被迅速開(kāi)發(fā)出來(lái)，是飼料行業(yè)務(wù)須解決的問(wèn)題。

2 我國(guó)菜籽粕資源現(xiàn)狀

油菜是世界第二大油料作物，我國(guó)是世界上主要的油菜生產(chǎn)大國(guó)，種植面積和總產(chǎn)量均為世界第一，約占到全世界的1/3。自從 2000 年開(kāi)始，我國(guó)的油菜籽年產(chǎn)都是在 1000萬(wàn)t以上，占我國(guó)油料總量的一半以上，榨油以后獲得的餅粕在 700萬(wàn)t以上。當(dāng)前，中國(guó)、加拿大和歐盟的油菜籽產(chǎn)量占全球總量的五分之四左右。

3 油菜餅粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

3.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分

以油菜籽為原料經(jīng)過(guò)加工去油后的副產(chǎn)物稱(chēng)為油菜籽餅、粕，顏色一般呈現(xiàn)淡灰褐色。經(jīng)過(guò)壓榨后的稱(chēng)為餅，預(yù)榨或浸提后的的殘?jiān)Q(chēng)為粕。油菜籽餅、粕營(yíng)養(yǎng)價(jià)值均衡、全面，是一種潛力很大的植物蛋白質(zhì)飼料資源。油菜餅粕的品質(zhì)不僅受到油菜品種以及氣候因素的影響，而且榨油工藝也會(huì)影響餅粕內(nèi)各種成分的含量。與未經(jīng)破壞的原油菜籽相比較，經(jīng)過(guò)榨油工藝加工之后，餅粕中的粗蛋白質(zhì)、粗纖維等含量將升高，而脂肪含量會(huì)大幅度下降（見(jiàn)表1），油菜籽、粕中能量含量較低，最主要原因是因?yàn)橛筒俗褮ぶ泻休^多的粗纖維。去皮以后其有效能值大幅度提高，能值接近豆粕。油菜籽餅粗脂肪含量一般在6%左右；油菜籽粕中粗脂肪的含量一般在1%～2%，與大豆粕的含量相當(dāng)。油菜籽餅粕含有較多的磷、鈣，且磷要多于鈣，絕大部分是植酸磷，大豆餅粕中的磷、鈣含量不及油菜籽餅粕。

表1 油菜籽餅粕基本營(yíng)養(yǎng)成分表

3.2 油菜籽餅粕的蛋白質(zhì)品質(zhì)

油菜籽餅（粕）含有多種蛋白質(zhì)，所含的蛋白質(zhì)種類(lèi)以球蛋白和清蛋白為主，由于球蛋白和清蛋白容易被動(dòng)物消化道消化吸收利用，因此菜籽餅（粕）的蛋白質(zhì)容易被動(dòng)物吸收利用，油菜籽餅（粕）的粗蛋白質(zhì)的含量一般在35%～45%之間，含有比例適宜的氨基酸，含硫氨基酸的量超過(guò)大豆粕，其它氨基酸的量與大豆粕類(lèi)似，特別是賴(lài)氨酸與精氨酸之間的比值是總體相對(duì)平衡的，其中沒(méi)有限制性氨基酸，其品質(zhì)與聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦的理想蛋白質(zhì)模式不相上下（見(jiàn)表2）。

表2 油菜籽餅粕與大豆餅粕的蛋白質(zhì)各種氨基酸組成（%）

3.3 油菜籽餅粕各種礦物元素及維生素含量

許多的礦物質(zhì)元素存在于油菜餅粕中，除鉀元素以外，菜籽餅粕中含有大量的鈣、磷、鐵、銅、錳等元素，同時(shí)鉬的含量也較高（見(jiàn)表3），總含量大約在8%～9%之間，要超過(guò)大豆餅粕，菜籽餅、粕中含有大量的植酸，并與有些礦物質(zhì)形成了植酸鹽，而且是作為不溶狀態(tài)存在的，極大影響了礦物質(zhì)的利用率。

表3 油菜籽餅粕與大豆餅粕礦物質(zhì)含量表

油菜籽餅（粕）中含有許多的維生素，總體比大豆餅粕的含量還要豐富，除此之外，油菜籽餅（粕）還含有豐富的膽堿、生物素、煙酸、維生素B1和B2等物質(zhì)，含有較少的泛酸，所以說(shuō)在制作飼料配方時(shí)不能將油菜籽餅（粕）作為維生素的唯一來(lái)源。

4 油菜籽餅粕的加工工藝

目前，國(guó)內(nèi)外采用的榨油工藝普遍是壓榨或者預(yù)榨工藝，在圖 1-5 中我們看到的軟化、蒸炒步驟屬于預(yù)處理工序，其首要的意圖是使原油菜籽發(fā)生機(jī)械的、物理的變化，為壓榨制油準(zhǔn)備最為有利的條件。由此可見(jiàn)在這一過(guò)程中，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也在一定程度上下降。對(duì)細(xì)胞壁影響最大的步驟是高溫蒸炒，根本目的是讓原本混合的油與蛋白分開(kāi)，容易榨出菜籽油，但溫度過(guò)高對(duì)油菜籽粕營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響表現(xiàn)為粕中蛋白可消化性能下降和可利用氨基酸含量下降。一般情況下 80℃左右的溫度即可使油菜籽中的蛋白質(zhì)性質(zhì)發(fā)生改變，可是不管是預(yù)榨還是壓榨加熱全都在 120℃以上，特別是加熱壓榨這一過(guò)程的高溫甚至在 130℃以上。油菜餅是通過(guò)壓榨過(guò)程生產(chǎn)出來(lái)，多數(shù)溫度處于100℃，可是浸出過(guò)程卻需要溫度在 40～60℃范圍內(nèi)，預(yù)榨浸出工藝加入的脫油溶劑是六號(hào)溶劑，這種溶劑的沸點(diǎn)范圍是六十到九十?dāng)z氏度，所以在通過(guò)浸出過(guò)程之前菜餅溫度務(wù)必降到低于六十?dāng)z氏度。不然，脫油溶劑會(huì)被導(dǎo)致產(chǎn)生汽化作用，使得油脂無(wú)法脫除，減小了脫油的作用?，F(xiàn)在，我國(guó)乃至國(guó)外全都研制開(kāi)發(fā)脫殼冷榨榨油技術(shù)，制取高質(zhì)量的餅粕同時(shí)獲得高品質(zhì)的油脂是這種技術(shù)的根本目的，換句話(huà)說(shuō)菜油與餅粕同樣重要。進(jìn)入機(jī)器以前首先進(jìn)行脫殼過(guò)程則是脫殼冷榨技術(shù)首要的亮點(diǎn)，以前菜籽的生產(chǎn)技術(shù)是不除掉油菜籽殼，這樣具有不利的地方：油菜籽殼在整粒油菜籽中的比重能夠達(dá)到大約14%，以至于影響了生產(chǎn)能力；菜籽殼會(huì)加重生產(chǎn)機(jī)器的損耗，提升了動(dòng)力的消耗；會(huì)對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的餅、粕和油脂造成顏色上的影響；造成產(chǎn)品中粗蛋白含量的減小，而且消化率也相應(yīng)降低了；適口性較差也是不脫皮的后果之一。

因此，脫殼過(guò)程是生產(chǎn)油菜餅粕和菜籽油是不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)。皮粕的能量值大約在16MJ/KG 左右，這些皮粕可以為工業(yè)生產(chǎn)供給熱動(dòng)力作為鍋爐運(yùn)行的燃料。

不使用高溫?zé)嵴ナ敲摎だ湔ヅc以前的技術(shù)相異之處，使用最新的低溫冷榨，脫殼后的油菜籽仁表現(xiàn)為碎粒形態(tài)，幾乎沒(méi)有損傷細(xì)胞壁，維持了其中內(nèi)容物的形態(tài)。假如第一個(gè)目的是制造冷榨油，則可以控制油菜餅中剩余油脂在 9%以下，可使后來(lái)的生產(chǎn)步驟更加經(jīng)濟(jì)而且增加效率，菜餅中的剩余菜油量要保證在 15%～25%之間雖然增加了脫殼的過(guò)程，可是與以前的生產(chǎn)過(guò)程比較起來(lái)說(shuō)還是使得工序縮短。脫殼冷榨技術(shù)含有許多領(lǐng)先之處：油菜籽粕粗蛋白提高，與大豆粕不相上下，一般在 45%左右；與以前的技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品比較起來(lái)這一技術(shù)獲得的產(chǎn)品改善了顏色。

圖1 菜籽預(yù)榨浸出制油工藝流程圖

5 油菜籽餅粕中的纖維和毒素

5.1 纖維

傳統(tǒng)工藝一般整粒入榨，油菜籽殼大約占餅粕的 25%，使得產(chǎn)品中含有大量的纖維，纖維含量高是油菜籽餅粕的重要特點(diǎn)，也是致使其代謝能值與消化能值均有所下降的原因?！盁o(wú)法被哺乳動(dòng)物內(nèi)源酶消化的飼料組分”是 Mertens在 1998 年給纖維下的定義，根據(jù)這一定義，木質(zhì)素、非淀粉多糖（NSP）、果聚糖、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物都屬于纖維的范疇。植物細(xì)胞壁的主要部分是由木質(zhì)素和 NSP 組成的，依據(jù)文獻(xiàn)，卡奴拉粕中 NSP 的含量是 18%，纖維素在其中占到 5%，非纖維素 NSP 為 14%。不同種類(lèi)的油菜籽產(chǎn)品，差異很小，細(xì)胞壁結(jié)合蛋白較小。

5.2 毒素

圖2 硫代葡萄糖甙的基本結(jié)構(gòu)

5.2.1 硫代葡萄糖甙。硫代葡萄糖甙（俗稱(chēng)硫甙或芥子甙）是油菜餅粕中含有的主要有毒物質(zhì)，在油菜籽餅粕中含量近似 5%～9%左右，這種毒素容易在水中溶解，同樣容易在 methanol、alcohol、propyl alcohol 等有機(jī)溶液里溶解。從 1956 年開(kāi)始，科研工作者就已經(jīng)用 X 射線(xiàn)結(jié)晶法發(fā)現(xiàn)了幾乎全部的硫甙具有一樣的構(gòu)成（見(jiàn)圖2），唯一不同的是這種物質(zhì)的側(cè)鏈，相異的側(cè)鏈導(dǎo)致了水解以后的物質(zhì)不同。自從 170 多年前學(xué)者們第一次在白芥子里面檢測(cè)出了白芥子苷（又稱(chēng)芥子白）的物質(zhì)存在以來(lái)，因?yàn)榛?yàn)檢測(cè)方法的逐漸更新，尤其是光譜、液相色譜、氣相色譜檢測(cè)手段的迅猛發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的硫甙。直到今天已經(jīng)被檢測(cè)出的硫甙在120種以上。硫甙本身是沒(méi)有毒害作用的，可在油菜自身所含的芥子酶和動(dòng)物消化道中微生物的活動(dòng)下，在生產(chǎn)、保存和家畜攝取食物等過(guò)程里，能夠分解成為對(duì)家畜器官組織有毒有害的物質(zhì)，如異硫氰酸鹽、硫氰酸鹽、噁唑烷硫酮等。

5.2.2 異硫氰酸酯（ITC）。ITC 能夠強(qiáng)烈刺激家畜的胃腸粘膜，過(guò)量飼喂油菜籽餅粕時(shí)首先容易導(dǎo)致家畜腹瀉，繼而惡化成為出血性胃腸炎。ITC 是容易揮發(fā)的有毒物質(zhì)，能夠通過(guò)家畜肺部送出體外。抗甲狀腺的作用同樣是 ITC 含有的一個(gè)致病作用，容易使甲狀腺病變，影響家畜的生長(zhǎng)。異硫氰酸酯主要是利用在家畜體內(nèi)轉(zhuǎn)化成為硫氰化物以及與家畜機(jī)體內(nèi)的各種氨基酸互作而生成硫脲衍生物兩種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生致病作用。

5.2.3 噁唑烷硫酮（OZT）。OZT 能夠溶于水，但不能夠揮發(fā)，OZT 的毒性要大于 ITC。OZT 表現(xiàn)的是硫脲樣抗甲狀腺作用，可以減緩甲狀腺里碘的有機(jī)化過(guò)程，使得甲狀腺激素不能形成。OZT的致病作用是無(wú)法利用在飼糧里額外加入碘元素的手段去克服。

5.2.4 腈類(lèi)。在油菜餅粕的各種毒素當(dāng)中腈類(lèi)的毒性是最大的，通常是噁唑烷硫酮（OZT）的 5～10 倍，腈類(lèi)進(jìn)入家畜組織內(nèi)后，迅速析出氰根離子（CN-），致使細(xì)胞無(wú)法完成呼吸作用，影響家畜的生長(zhǎng)，甚至可使腎臟和肝臟受到損害，還會(huì)出現(xiàn)肝出血和肝壞死。

5.3 植酸、單寧、芥子堿

植酸在油菜籽餅粕中約占到 2.0%～5.0%，單寧大約為2.0%～4.0%的，芥子堿的比重大約是 0.6%～1.8%。降低礦物質(zhì)在家畜體內(nèi)的利用效率是植酸的主要負(fù)作用，油菜籽餅粕中的單寧抗?fàn)I養(yǎng)作用不是很強(qiáng)。影響褐殼蛋雞蛋的風(fēng)味的物質(zhì)主要是芥子堿。