飼用羽毛粉及其應(yīng)用的研究進(jìn)展

■楊可心 劉國華

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部生物飼料重點實驗室，北京 100081）

屠宰廢棄物是養(yǎng)殖業(yè)固廢的重要組成部分，其中羽毛是屠宰廢棄物治理的難點。除水禽羽毛可用于附加值較高的羽絨制品外，雞羽毛資源的利用水平還很低。據(jù)統(tǒng)計，我國每年肉雞出欄量約94.01億羽，蛋雞出欄量約10.1億只，羽毛約占禽體重總量的5%～7%，因此每年都能產(chǎn)生約100萬噸羽毛。羽毛富含蛋白質(zhì)，特別是含硫氨基酸，具有極高飼用潛力。高效開發(fā)利用羽毛資源，不但有利于解決養(yǎng)殖業(yè)固廢污染難題，更有利于解決我國飼料蛋白資源不足的問題。早在20世紀(jì)八九十年代就有人嘗試羽毛資源飼料化利用開發(fā)，初步形成了飼用羽毛粉加工產(chǎn)業(yè)，但近年來由于環(huán)保政策調(diào)整等的影響，羽毛資源飼料化利用面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，開發(fā)高效綠色的飼用羽毛產(chǎn)品加工技術(shù)成為當(dāng)前羽毛資源利用的熱點。

1 羽毛的理化特性和飼用價值

家禽羽毛由角蛋白為主的蛋白質(zhì)組成，蛋白質(zhì)含量通常在90%以上，此外還含有微量B族維生素和某些生長因子。角蛋白的一級結(jié)構(gòu)由半胱氨酸、脯氨酸、絲氨酸和蘇氨酸等18種氨基酸通過氫鍵、二硫鍵和其他交聯(lián)作用共聚形成[1]。角蛋白的二級結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)包括α-螺旋結(jié)構(gòu)和β-折疊片層結(jié)構(gòu)。具有α-螺旋結(jié)構(gòu)的角蛋白被稱為α-角蛋白，α-角蛋白有良好的伸縮延展性，哺乳動物的外皮、毛、蹄、角等部位主要含有α-角蛋白。具有β-折疊片層結(jié)構(gòu)的角蛋白被稱為β-角蛋白，β-角蛋白堅硬、伸縮性較差、抗張強(qiáng)度高，主要存在于禽類羽毛。β-角蛋白中折疊片層結(jié)構(gòu)富含小側(cè)鏈氨基酸殘基[包括甘氨酸（Gly）、絲氨酸（Ser）和丙氨酸（Ala）殘基等]。Gly和Ser在片層間形成鎖聯(lián)結(jié)構(gòu)，與共價鍵共同承擔(dān)張力，使β-角蛋白具有抗張性，β-折疊接近完全伸展?fàn)顟B(tài)，故其延伸性小[2]。因此，禽羽毛同時兼?zhèn)漤g性高和機(jī)械強(qiáng)度大的特點。羽毛角蛋白具有非常穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，很難被常見蛋白酶降解[3]。

即使羽毛具有難以降解的特點，但因其豐富的蛋白質(zhì)和氨基酸含量，也使其具有極大的飼用潛力，在進(jìn)行適當(dāng)加工后可替代傳統(tǒng)動物性蛋白質(zhì)飼料，比如魚粉、肉粉等。表1和表2比較了蒸煮水解羽毛粉和魚粉的營養(yǎng)成分。羽毛粉具有獨特的氨基酸組成，其胱氨酸（Cys）含量是魚粉的5倍，亮氨酸（Leu）、異亮氨酸（Ile）、苯丙氨酸（Phe）、蘇氨酸（Thr）、纈氨酸（Val）、精氨酸（Arg）等含量均明顯高于魚粉。表3顯示，羽毛粉中也含有少量的礦物質(zhì)元素和維生素。

表1 羽毛粉和魚粉概略養(yǎng)分比較（%）

表2 羽毛粉和魚粉中氨基酸含量比較（%）

表3 羽毛粉和魚粉中礦物質(zhì)及維生素含量比較

2 羽毛飼料化加工技術(shù)

羽毛中的蛋白質(zhì)穩(wěn)定性極強(qiáng)，很難在水、稀酸及鹽溶液中溶解，因此動物對其消化率幾乎為零。為了提高羽毛飼用價值，必須針對其特性采取特殊加工方法使之轉(zhuǎn)化為易消化、易吸收的飼用羽毛產(chǎn)品。目前常見的羽毛處理方法包括基于物理方法的高溫高壓水解法和膨化法，基于化學(xué)方法的酸堿處理法和基于生物技術(shù)的酶解法和微生物發(fā)酵法。

2.1 理化方法

2.1.1 高溫高壓水解法

高溫高壓水解法主要原理是角蛋白中的二硫鍵在高溫高壓條件下發(fā)生裂解致使其發(fā)生水解。此方法可根據(jù)所用設(shè)備不同將其細(xì)分為蒸汽高溫高壓水解法（蒸煮法）和導(dǎo)熱油高溫高壓水解法。前者利用高溫蒸汽對物料進(jìn)行加熱使之發(fā)生水解，工藝簡單、技術(shù)成熟，產(chǎn)品外觀疏松、品相較好，但生產(chǎn)過程中廢氣排放量大、受環(huán)保政策制約，逐漸被淘汰。后者利用導(dǎo)熱油對物料進(jìn)行加熱使之發(fā)生水解，俗稱焦化法，所制產(chǎn)品外觀發(fā)焦，廢氣易于治理，目前用于替代蒸煮法，但該法依然存在加工溫度較高、導(dǎo)致產(chǎn)品粗蛋白和氨基酸消化率較低、熱敏性氨基酸損失較大[4-5]的缺點。該類產(chǎn)品的胃蛋白酶消化率在70%～80%之間。

2.1.2 膨化法

膨化法原理是利用膨化機(jī)螺桿擠壓產(chǎn)生的高溫高壓和剪切力作用，使羽毛角蛋白通過模孔減壓膨化，破壞其空間結(jié)構(gòu)和β-角蛋白多肽鏈間的鎖狀結(jié)構(gòu)，打開二硫鍵，削弱氫鍵結(jié)合度，形成膨化物。膨化羽毛粉呈多孔狀，更易被畜禽消化吸收[6]，胃蛋白酶消化率可達(dá)90%以上。該方法相對其他物理和化學(xué)處理方法具有工藝相對簡單、污染排放易處理、產(chǎn)品消化率高等優(yōu)勢，因此是理化處理方法中最有前途的工藝[7-8]。

2.1.3 酸堿水解法

酸堿水解法原理是利用適當(dāng)濃度的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液破壞角蛋白中的二硫鍵和肽鍵，從而破壞其空間結(jié)構(gòu)，將其降解為游離氨基酸，此法常用于工業(yè)制取胱氨酸，但缺點是強(qiáng)堿對氨基酸破壞嚴(yán)重。實際生產(chǎn)中常用鹽酸和硫酸對羽毛進(jìn)行水解，所生產(chǎn)的酸水解產(chǎn)物俗稱多氨酸，理論上完全溶于水，胃蛋白酶消化率可達(dá)95%以上。但該工藝對設(shè)備耐腐蝕性要求高，涉及強(qiáng)酸的安全管理，要求嚴(yán)格，產(chǎn)物廢水排放量大，干燥成本高，產(chǎn)品鹽分高、易吸潮，反應(yīng)時間過長會造成氨基酸消旋等缺點，限制了該工藝的應(yīng)用，因此酸水解產(chǎn)品目前已經(jīng)基本退市[7-8]。

2.2 酶解法

羽毛角蛋白富含二硫鍵結(jié)構(gòu)的特點決定了常見蛋白酶直接降解的有效性。通常使用的方法是預(yù)先使用特異性角蛋白酶破壞二硫鍵再進(jìn)一步降解角蛋白。多項研究表明，角蛋白酶能還原角蛋白二硫鍵，在發(fā)酵液中能夠檢測到巰基和含硫離子[9-11]。涂國全等[12]發(fā)現(xiàn)，在粗制的角蛋白酶中含有二硫鍵還原酶活性成分和多肽水解酶活性成分，二硫鍵還原酶迫使二硫鍵裂解，角蛋白發(fā)生變性，在多肽水解酶作用下變性的角蛋白降解成多肽、寡肽或游離氨基酸；而精制角蛋白酶酶解產(chǎn)物不及粗制角蛋白酶酶解產(chǎn)物高，主要是因為精制角蛋白酶酶系成分單一，主要活性成分是二硫鍵還原酶，而多肽水解酶含量甚微，在發(fā)生二硫鍵裂解形成變性角蛋白后，只能利用微量的多肽水解酶或自然水解將其少量水解成多肽、寡肽或游離氨基酸。因此，羽毛經(jīng)過復(fù)合酶酶解或預(yù)處理后再酶解的降解效果比單酶處理的要突出。

姚清華等[13]利用胰蛋白酶、菠蘿蛋白酶、胃蛋白酶對羽毛粉堿解液進(jìn)行酶解，能制得含量更高的小分子羽毛蛋白肽。堿處理可破壞角蛋白中的二硫鍵，酶能降解羽毛角蛋白，破壞其結(jié)構(gòu)更易消化。崔艷紅等[14]用木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶酶解羽毛原粉，發(fā)現(xiàn)木瓜蛋白酶酶解液的氨基氮含量最高，顯然是因為木瓜蛋白酶具有的巰基蛋白酶活性起到了羽毛降解作用，而胃蛋白酶酶解由芳香族氨基酸或酸性氨基酸組成的肽鍵和胰蛋白酶只斷裂賴氨酸或精氨酸殘基組成的肽鍵對羽毛降解作用并不明顯。酶解法的加工能使羽毛粉的可溶蛋白含量增加，更易被消化利用。郝魯江等[15]利用角蛋白酶酶解羽毛粉，其可溶性蛋白含量和胃蛋白酶體外消化率可達(dá)225.7 mg/L和23%。而單春喬等[16]發(fā)現(xiàn)經(jīng)稀堿預(yù)處理后羽毛具有溶解性，在此基礎(chǔ)上角蛋白酶處理的羽毛粉不僅肽含量高而且約有70%的肽其分子質(zhì)量≤2 000 u，但賴氨酸和蛋氨酸含量的降低成為限制性氨基酸。李寶林等[17]也發(fā)現(xiàn)酶解法比高溫高壓水解法處理的羽毛體外消化率和肽含量高，約86.3%的肽分子質(zhì)量≤2 000 u，其中分子質(zhì)量在100～500 ku的超總量一半，同時發(fā)現(xiàn)酶解法處理羽毛能提高氨基酸表觀消化率。

總之，酶解法可直接降解羽毛角蛋白且作用優(yōu)于傳統(tǒng)的加工方法，其工藝作用更溫和、更具有針對性，能夠最大限度地保留氨基酸完整性，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜、后期濃縮和干燥工藝能耗高、廢水排放多等使其總體生產(chǎn)成本偏高，因而未大規(guī)模應(yīng)用于飼料原料羽毛粉生產(chǎn)。

2.3 微生物發(fā)酵法

發(fā)酵法是指在適宜的條件下利用微生物對基質(zhì)進(jìn)行特定的代謝，使底物基質(zhì)轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的過程。發(fā)酵法的生產(chǎn)水平高低主要取決于菌種和發(fā)酵工藝條件。

2.3.1 發(fā)酵的微生物

早在1899年H M Ward就發(fā)現(xiàn)角蛋白降解菌——馬爪甲團(tuán)囊菌（Onygena equina）。在后續(xù)研究中，研究者們發(fā)現(xiàn)了至少30種對羽毛及其角蛋白具有降解能力的微生物，主要包括兩大類：細(xì)菌、真菌。隨后根據(jù)技術(shù)發(fā)展誕生了工程菌。

2.3.1.1 真菌

自然界中可分泌角蛋白酶的真菌主要為皮膚癬菌（Dermatophytes），包括類金孢子菌屬（Chrysosporium）、枝孢屬（Cladosporium）、鏈格孢屬（Alternaria）、彎孢屬（Curvularia）、單格孢屬（Ulocladium）、鐮刀菌屬（Fusarium）、曲霉屬（Aspergillus）和地絲菌屬（Geotrichum）等。柳煥章等[18]發(fā)現(xiàn)尖孢鐮刀菌KDF-11（Fusarium oxysporumf.sp.CicerisKDF-11）有快速增殖生長、強(qiáng)力降解角蛋白的特性。耐熱金孢屬真菌H-49-2（Thermotolerant Chrysosporium spp.H-49-2）能降解人發(fā)及雞羽毛中的角蛋白[19]。張芝元等[20]從不同生活環(huán)境和狗的不同身體部位上分離得到真菌26個屬52個種均能夠利用雞羽毛培養(yǎng)基。研究發(fā)現(xiàn)，絲狀真菌能有效降解羽毛。涂國全等[12]從多年堆積毛發(fā)和羽毛的土壤中篩選出的絲狀真菌Pf-82能高效分解羽毛角蛋白。汪國和等[21]發(fā)現(xiàn)的新型絲狀真菌F2能在低溫條件下降解羽毛產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的羽毛肽，具有耐攪拌、降解高效性等優(yōu)勢。羊希等[22]發(fā)現(xiàn)在厭氧環(huán)境下角蛋白降解菌（Keratinibaculum paraultunense）也能高效降解羽毛并產(chǎn)生大量可溶性蛋白和高活力的角蛋白酶。楊剛等[23]發(fā)現(xiàn)米曲霉（Aspergillus oryzae）對羽毛的降解效果及產(chǎn)生可溶蛋白含量均優(yōu)于枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）。然而，目前發(fā)現(xiàn)的羽毛降解真菌多為致病性真菌，還需繼續(xù)尋找更安全、更高效的羽毛降解菌菌株以確保飼料生物安全。

2.3.1.2 細(xì)菌

用于降解羽毛角蛋白的細(xì)菌主要有地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）、巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)、短小芽孢桿菌（Bacillus brevis）、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)[24]、蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus）[25]、黃單胞菌（Stenotrophomonasmaltophilia）[26]、短黃桿菌（Flavobacterium breve）[27]和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophiles）[28]等。其中，地衣芽孢桿菌是目前研究最多、最為深入的產(chǎn)角蛋白酶的細(xì)菌。李金婷等[29]發(fā)現(xiàn)取自土壤、腐爛羽毛的地衣芽孢桿菌F4在2 d內(nèi)就能將羽毛分解到羽枝完全脫落，羽枝和羽梗大部分降解的程度。Haddar等[30]從蝦廢料得到地衣芽孢桿菌RP1對羽毛降解率可達(dá)75%，羽毛粉降解率達(dá)90%，所產(chǎn)粗酶在50℃下24 h可將整根羽毛完全降解。傅偉[31]也篩選出兩株具有羽毛降解能力的地衣芽孢桿菌?？紤]到安全性，目前芽孢桿菌的某些菌種應(yīng)用前景較好，尚需繼續(xù)挖掘降解效率更高的菌株。

2.3.1.3 放線菌

早在1958年，Noval等[32]首次發(fā)現(xiàn)自然界中可降解角蛋白的弗氏鏈霉菌（Streptomyces fradiae）可以利用羊毛產(chǎn)生角蛋白酶，并提出了有名的角蛋白復(fù)合酶學(xué)說。鏈霉菌（Streptomycete）是放線菌中可降解羽毛的最常見的一類菌。涂國全等[33]在多年堆積毛發(fā)、羽毛的土壤中發(fā)現(xiàn)兩株具有較強(qiáng)分解羽毛角蛋白能力的鏈霉菌。B?ckle等[34]研究發(fā)現(xiàn)密旋鏈霉菌（Streptomyces pactum）的羽毛降解液經(jīng)純化分離發(fā)現(xiàn)降解液中產(chǎn)生的絲氨酸蛋白酶具有降解羽毛作用。嗜熱放線菌（Thermoactinomyces sp）可以直接降解羽毛、羊毛等，從降解液中可提取出降解角蛋白的角朊酶[35-36]。鏈霉菌與地衣芽孢桿菌聯(lián)合也能有效使羊毛降解[37]。

2.3.1.4 工程菌

利用基因工程等生物技術(shù)手段可以在根本上改善菌株的產(chǎn)酶能力、增加角蛋白酶的分解能力。梁田等[38]利用誘變技術(shù)將其分離得到的嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌DHHJ（Stenotrophomonas maltophiliaDHHJ）用于羽毛固態(tài)發(fā)酵。以羊毛為底物將篩選出的菌FYM601進(jìn)行紫外誘變處理和微波處理，發(fā)現(xiàn)新菌產(chǎn)角蛋白酶活力均高于野生菌1.5倍以上，產(chǎn)可溶性蛋白能力也高于野生菌[39]。賴欣[40]從廢棄羽毛堆積處篩選出枯草芽孢桿菌B-3，在大腸桿菌上用pET-32α構(gòu)建角蛋白酶kerC重組表達(dá)載體，并檢測出大腸桿菌BL21（DE3）[E.coliBL21（DE3）]可產(chǎn)生降解羽毛粉的蛋白酶。目前所發(fā)現(xiàn)和轉(zhuǎn)化制造的工程菌多在產(chǎn)酶方向應(yīng)用。

2.3.2 發(fā)酵工藝

發(fā)酵是微生物、底物和環(huán)境條件間特殊作用后將復(fù)雜底物轉(zhuǎn)化為簡單化合物的動態(tài)過程。發(fā)酵底物（質(zhì)量、營養(yǎng)成分等[41]）、發(fā)酵條件（溫度、pH、底物性質(zhì)和組成、溶解O2和CO2、操作順序、混合程度等）、發(fā)酵過程以及周期可影響發(fā)酵速率和發(fā)酵后產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3.2.1 液態(tài)發(fā)酵工藝

液態(tài)發(fā)酵（Submerged Fermentation,SmF）是目前工業(yè)生產(chǎn)中較為常用的一種發(fā)酵方法，其優(yōu)點是發(fā)酵的營養(yǎng)物質(zhì)濃度和混合度均勻，發(fā)酵過程中接觸面積更充分，技術(shù)應(yīng)用更成熟，產(chǎn)物純化更簡單等[42]。研究表明，地衣芽孢桿菌PWD-1以3%的接種量接種于羽毛含量為4%的羽毛發(fā)酵培養(yǎng)基中，經(jīng)7 d厭氧液態(tài)發(fā)酵可將羽毛完全降解，可溶性蛋白含量可達(dá)34.375 g/L[43]。在羽毛好氧發(fā)酵中，單菌液態(tài)發(fā)酵羽毛可使羽毛降解率提高、角蛋白酶酶活增強(qiáng)、可溶蛋白含量增加[44-45]；同時也能在發(fā)酵液中檢測出多種游離氨基酸[46]。針對羽毛液態(tài)發(fā)酵的優(yōu)勢，在后續(xù)研究中發(fā)現(xiàn)，對羽毛使用混菌液態(tài)發(fā)酵可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)[47]。

2.3.2.2 固態(tài)發(fā)酵法

羽毛固態(tài)發(fā)酵(Solid State Fermentation,SSF)是將羽毛降解微生物接種于完整羽毛或羽毛粉制成的固態(tài)培養(yǎng)基上，經(jīng)一定時間和運用一定方式將羽毛降解成蛋白質(zhì)、肽和氨基酸的過程。由于基質(zhì)水分含量低，能進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵的微生物數(shù)量有限，主要是曲霉、根霉等真菌，也可以使用乳酸菌等細(xì)菌[48]。Azeredo等[49]發(fā)現(xiàn)利用鏈霉菌sp594可固態(tài)降解羽毛并表達(dá)出具有較高活性的角蛋白酶。楊婷等[50]發(fā)現(xiàn)酵母菌與淡紫擬青霉菌混菌固態(tài)發(fā)酵羽毛的降解效果優(yōu)于單菌發(fā)酵，是因為兩種菌間具有一定的協(xié)同作用。目前應(yīng)用市場的固態(tài)發(fā)酵成本投入少、生產(chǎn)效率高且操作簡易，底物發(fā)酵條件也更適于微生物生長，但固態(tài)發(fā)酵的堆積產(chǎn)熱、含水量控制以及產(chǎn)物處理方面的難度依然很高。因此如何控制發(fā)酵過程、提高產(chǎn)品穩(wěn)定性仍是羽毛固態(tài)發(fā)酵需要解決的主要問題。

3 飼用羽毛產(chǎn)品在畜牧中的應(yīng)用

3.1 飼用羽毛產(chǎn)品在家禽中的應(yīng)用

3.1.1 飼用羽毛粉產(chǎn)品在蛋雞、肉雞中的應(yīng)用

王箴林[51]發(fā)現(xiàn)在羅曼商品蛋雞飼料中添加2.5%的水解羽毛粉不僅能替代1/3的進(jìn)口魚粉縮減飼料成本，還能維持其生產(chǎn)性能和改善料蛋比。其他研究也發(fā)現(xiàn)，在蛋雞日糧中添加經(jīng)水解、蒸煮或是酶解加工的羽毛粉，均對蛋雞的生長性能和采食量無負(fù)面影響且提升產(chǎn)蛋率[52-53]。段明文[54]研究表明，海蘭蛋雞飼糧中膨化羽毛粉的添加量為不超過2%可增加蛋重、改善蛋品質(zhì)，否則影響飼料轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)蛋率。此外，在蛋雞飼料中適量添加2%～4%水解羽毛粉或5%酶解羽毛粉，在不影響產(chǎn)蛋率的基礎(chǔ)上可有效緩解蛋雞啄羽癖[55-56]。徐墨蓮等[57]發(fā)現(xiàn)海蘭商品代公雞飼用復(fù)合酶酶解的羽毛粉不僅羽毛中可溶蛋白含量和營養(yǎng)價值均優(yōu)于水解羽毛粉，而且肉雞氨基酸表觀消化率和真利用率也更勝一籌。朱建津等[58]研究發(fā)現(xiàn)，肉雞飼料中添加3%～5%水解羽毛粉可取得比較滿意的全期飼養(yǎng)效果；但在肉雞生長中后期需要添加補(bǔ)充日糧蛋氨酸才能維持良好的生長效果；而水解羽毛粉真可消化氨基酸賴氨酸、胱氨酸含量較低，蛋氨酸、異亮氨酸、精氨酸含量較高。在日糧氨基酸平衡的條件下添加液態(tài)發(fā)酵羽毛粉飼喂肉雞發(fā)現(xiàn)，飼用含有厭氧發(fā)酵羽毛粉日糧的肉雞生長性能優(yōu)于飼用含有好氧發(fā)酵羽毛粉日糧，更與飼用普通基礎(chǔ)日糧肉雞生長性能一致[43]。羽毛粉在加工過程中會損失掉一定量的必需氨基酸，因此在蛋雞肉雞飼糧中添加羽毛粉時應(yīng)充分考慮氨基酸平衡問題。

3.1.2 飼用羽毛粉產(chǎn)品在其他家禽中的應(yīng)用

與蛋雞肉雞研究類似，補(bǔ)充限制性必需氨基酸條件下，在鵝飼料中添加水解羽毛粉，不影響其生長性能，可降低飼料成本；如若單獨飼喂其水解羽毛粉，會因羽毛粉中賴氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸含量不足造成鵝的氨基酸不平衡，影響其生長速率；同時，有學(xué)者認(rèn)為將羽毛轉(zhuǎn)化為菌體蛋白更易被鵝利用[59]。張旭等[60]以添加復(fù)合酶制劑的羽毛粉飼喂臨武鴨提高了羽毛粉常規(guī)養(yǎng)分利用率、氨基酸和能量利用率，對部分氨基酸代謝利用提高顯著。研究發(fā)現(xiàn)，飼喂2.5%的水解羽毛粉或4%膨化羽毛粉對櫻桃谷肉鴨生長性能沒有不良影響，可替代部分蛋白飼料、降低飼料成本[61-62]。Balloun等[63]發(fā)現(xiàn)在0～4周齡火雞飼料中添加超過5%羽毛粉將導(dǎo)致氮存留率、蛋白質(zhì)和脂肪消化率線性下降；但在補(bǔ)充賴氨酸、蛋氨酸條件下，羽毛粉用量超過10%也不影響其氮存留率、蛋白質(zhì)和脂肪消化率。

在家禽飼養(yǎng)中，使用羽毛粉作為蛋白飼料時，除要充分考慮羽毛粉的添加量外，及時并精準(zhǔn)補(bǔ)充賴氨酸、蛋氨酸等限制性必需氨基酸維持飼料氨基酸平衡也是一重要考量項。

3.2 飼用羽毛產(chǎn)品在豬中的應(yīng)用

研究發(fā)現(xiàn)，羽毛粉可應(yīng)用于生長豬飼料中，在生長豬飼料中添加5%水解羽毛粉替代魚粉不會影響豬的生長性能，適當(dāng)補(bǔ)充賴氨酸和蛋氨酸，可以完全替代魚粉，降低生產(chǎn)成本[64]。而龍定彪等[65]在生長豬日糧中添加水解羽毛粉，發(fā)現(xiàn)其添加比例增加，會導(dǎo)致豬的平均日采食量、平均日增重降低，料重比升高。出現(xiàn)截然相反的兩種結(jié)果有可能是日糧配比不同導(dǎo)致，但更應(yīng)注意羽毛粉在豬日糧中的使用比例以及日糧氨基酸平衡問題。Van Heugten等[66]發(fā)現(xiàn)瘦肉型豬的生長育肥期飼料中添加8%水解羽毛粉能維持其生產(chǎn)性能、胴體特征正常，增加背膘厚度和P利用率，但影響了N利用率；水解羽毛粉添加量超過8%會影響其生長性能，但其背膘厚度以及N、P利用率會隨之增加，而糞中氮磷排泄量會隨之減少。金妙仁等[67]發(fā)現(xiàn)在斷奶仔豬飼糧中添加5%的酶解羽毛粉等量替代魚粉不影響仔豬生產(chǎn)性能。同樣，添加1.5%酶解羽毛粉飼喂保育仔豬可改善前腸形態(tài)和后腸揮放性脂肪酸(VFA)濃度，從而促進(jìn)保育仔豬生長性能提高和維持腸道健康[68]。而李曉燕等[69]發(fā)現(xiàn)以胃蛋白酶-胰酶水解法測定的酶解羽毛粉體外蛋白消化率高于水解羽毛粉。羽毛粉加工方式和豬所處生長期的不同使得羽毛粉的添加量有差異，在飼喂時酶解羽毛粉添加量較少，水解羽毛粉添加量較多，針對不同生長時期把握羽毛粉產(chǎn)品營養(yǎng)價值調(diào)整添加量尤為重要。

3.3 飼用羽毛粉產(chǎn)品在水產(chǎn)動物中的應(yīng)用

水產(chǎn)飼料蛋白質(zhì)含量較高，因此羽毛粉在水產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。Fowler[70]研究表明，日糧中添加15%水解羽毛粉飼喂大鱗大馬哈魚(Oncorhynchus tshawytscha)不僅不影響其生長性能和飼料轉(zhuǎn)化率，還能有效替代50%的魚粉用量。而南亞野鯪魚(Labeo rohita)水解羽毛粉添加量在25%～50%范圍內(nèi)，其生長性能以及飼料轉(zhuǎn)化率未見異常[71]。Campos等[72]發(fā)現(xiàn)添加12.5%水解羽毛粉替代76%魚粉飼喂歐洲海鱸幼魚不影響其生長性能和免疫功能，又能降低魚糞磷的排泄率。添加33.3%羽毛粉飼喂太平洋白對蝦（Penaeus vannamei）并補(bǔ)充添加限制性氨基酸可保證生長性能維持正常，但其生長速度隨羽毛粉添加量增加而降低，而蝦體內(nèi)粗蛋白含量有所增加[73]。在異育銀鯽魚（Carassius auratus gibeilo）飼養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)水解羽毛粉添加最大量為4.5%，對生長和體組構(gòu)成也無顯著影響，但出現(xiàn)生長下降趨勢[74]。同樣，在黑鯛魚（Sparus macrocephlus）日糧中添加5%酶解羽毛粉或膨化羽毛粉替代魚粉也不影響其生長性能和血液生化指標(biāo)[75]。這些研究結(jié)果的差異可能與水產(chǎn)動物品種及發(fā)育階段、養(yǎng)殖方式及飼料的配方組成等諸多因素有關(guān)。所以用羽毛粉產(chǎn)品飼喂水產(chǎn)動物時依舊會有由羽毛粉種類、用量等不同引起的差異結(jié)果。

3.4 飼用羽毛粉產(chǎn)品在其他動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

羽毛飼料產(chǎn)品在特種動物、毛皮動物飼料中的應(yīng)用也多見報道。曾秋輝等[76]以酸水解羽毛粉飼喂牛蛙，證明羽毛粉可提供維持牛蛙生長需要的蛋白質(zhì)。羽毛粉中胱氨酸、谷氨酸、絲氨酸含量豐富，尤適宜毛皮動物毛皮、毛絨的生長。金順丹等[77]通過消化試驗發(fā)現(xiàn)水解羽毛粉作為蛋白質(zhì)飼料添加在水貂日糧中其粗蛋白消化率可達(dá)33.86%，若常年或換毛期給予適量羽毛粉，則對預(yù)防水貂自咬癥也有一定效果。于振玲[78]認(rèn)為，在水貂養(yǎng)殖中冬毛生長飼料應(yīng)保持5%以下的羽毛粉添加量，并補(bǔ)充添加其他動物性飼料保證羽毛粉氨基酸平衡。水貂等毛皮動物由于含硫氨基酸、維生素或微量元素不足易導(dǎo)致食毛癖[79]，每日在飼料中添加3～5 g水解羽毛粉，并配合亞油酸、肌醇、維生素B2等添加，每天連續(xù)飼喂，3周以上可根除[80]。

4 結(jié)語

家禽養(yǎng)殖業(yè)中，羽毛廢棄物處理雖經(jīng)過多年研究取得了部分成果，但更加深入和適宜市場推行的技術(shù)問題尚未完全解決。依據(jù)全球環(huán)保局勢的變革和我國環(huán)保政策的新指示，原有的耗能大、污染嚴(yán)重的傳統(tǒng)加工方法將逐步被成本低、耗能低、更環(huán)保的生物法取而代之。就目前羽毛降解及應(yīng)用現(xiàn)狀來看，綠色環(huán)保、簡便的羽毛加工技術(shù)需進(jìn)一步研究，羽毛產(chǎn)品品質(zhì)和針對不同動物用量標(biāo)準(zhǔn)仍需進(jìn)一步統(tǒng)一和驗證。