蠶豆的營養(yǎng)價(jià)值及其在飼料中的應(yīng)用

◆作者：姜永杰張海濤姚仕斌楊慧姜大麗＊

◆單位：.1.廣東恒興飼料實(shí)業(yè)股份有限公司農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南水產(chǎn)與畜禽飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)；2.濱海縣漁業(yè)生產(chǎn)服務(wù)站

蠶豆（Vicia faba L.）又稱南豆、胡豆、佛豆、羅漢豆、蘭花豆、堅(jiān)豆等，屬一年生或越年生草本植物。蠶豆喜光照，對水要求高，極度不耐旱，起源于西伊朗高原到北非一帶，在我國已有2000多年的種植歷史（唐世明，2019），在我國各個(gè)省份均有種植，種植面積約1300萬畝，年產(chǎn)達(dá)180萬噸左右，占世界蠶豆種植面積的三分之一以上（劉玉皎等，2020），同時(shí)也是世界上最大的蠶豆生產(chǎn)國，且近幾年種植面積仍在擴(kuò)大，其中主要集中在江蘇、湖北、云南和四川等省份（李育軍等，2021）。蠶豆作為優(yōu)質(zhì)的豆類作物，其蛋白質(zhì)和淀粉含量高，脂肪含量低，用途廣泛，現(xiàn)主要被用于鮮食產(chǎn)業(yè)、原糧貿(mào)易、食品加工、副產(chǎn)品加工、飼用及綠肥等方面。

1 蠶豆的營養(yǎng)價(jià)值

蠶豆中營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，蛋白質(zhì)含量約25%～30%，其蛋白質(zhì)含量僅次于大豆，遠(yuǎn)高于小麥、大麥、玉米、高粱等谷物原料，是重要的蛋白質(zhì)原料之一。蠶豆中氨基酸含量較高，其中除了蛋氨酸含量較低外，其必需氨基酸種類和比例較為平衡，接近于魚體所需氨基酸比例。由于蠶豆中豐富的蛋白質(zhì)和氨基酸成分，在生產(chǎn)中常被用于提取蛋白質(zhì)，常用的提取方法有堿溶-酸沉法、鹽提法、超濾法及超聲波輔助提取法等（唐世明，2019）。蠶豆是低脂原料，其脂肪含量甚至低于小麥、玉米、大麥和高粱中脂肪含量，另外蠶豆皮較為堅(jiān)韌，不易發(fā)熱霉?fàn)€及酸敗，這有利于蠶豆的儲存。而蠶豆中所含脂肪酸主要是亞麻酸（12.8%）、亞油酸（30%）及油酸（45.8%），其中不飽和脂肪酸（88.6%）含量是遠(yuǎn)高于飽和脂肪酸的（夏明忠，2005）。蠶豆中含量最高的是碳水化合物，其含量達(dá)50%～60%，雖然其含量遠(yuǎn)低于小麥和大麥，但蠶豆中所含熱量是高于這兩種淀粉原料的，其中蠶豆粒中碳水化合物成分主要有淀粉、雙糖、單糖和低聚糖以及非消化細(xì)胞壁多糖類物質(zhì)。蠶豆中維生素和礦物質(zhì)等含量豐富，其中維生素A和胡蘿卜素及微量元素含量高于其他谷物原料，蠶豆也是動(dòng)物補(bǔ)充維生素C、維生素B類物質(zhì)的重要原料來源。蠶豆、小麥、大豆、玉米、小麥和高粱的營養(yǎng)成分表見表1（周俊玲等，2016；郁二蒙等，2013；王紅育等，2006；夏明亮等，2015），氨基酸成分表見表2（方唯微等，1994；徐玖亮等，2021）。

蠶豆中不僅富含蛋白質(zhì)、淀粉類營養(yǎng)物質(zhì)，還含有很多具有抗氧化、抗癌等生物活性物質(zhì)。蠶豆粒和皮中含具有抗氧化、降血糖和降血脂的黃酮類和花青素類等酚類物質(zhì)，張杰等（2021）在對比不同顏色種皮酚類物質(zhì)及抑菌活性研究中發(fā)現(xiàn)，蠶豆種皮尤其是深色種皮中富含兒茶素、沒食子酸和矢車菊素等酚類物質(zhì)，對大腸桿菌和沙門氏菌有較強(qiáng)的抑菌能力。而原花青素又稱縮合單寧，是一類單體黃烷-3-醇或3，4-二醇及其聚合體的多酚類物質(zhì)，植物中的原花青素多為不同聚合度原花青素的混合物（李雪琴等，2002），蠶豆中含有豐富的原花青素（6%~12%），主要在殼和皮中。有研究證明，蠶豆中的原花青素具有一定的抗氧化、抗菌、抗癌等作用，另外還可以增加血液中維生素C的含量（焦凌梅等，2004），因此在生產(chǎn)中會(huì)對蠶豆副產(chǎn)物進(jìn)行原花青素的提取，常用的提取方法有有機(jī)溶劑提取、微波輔助提取及超聲波提取等。蠶豆中含有比一般豆類還高的低聚糖，其含量占到總糖含量的37.22%，這些低聚糖雖然不能被人體消化吸收，但可以選擇性地增殖雙歧桿菌，產(chǎn)生醋酸和乳酸，促使腸道呈酸性，能一定程度抑制有害菌的繁殖，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡（唐杰等，2013）。

蠶豆作為一種豆類物質(zhì)，也含有多種抑制其利用的抗?fàn)I養(yǎng)因子，例如蛋白酶抑制劑在體內(nèi)能與相應(yīng)蛋白酶活性部位相結(jié)合，從而抑制蛋白酶的活性（夏明忠，2005）。而植酸則是通過與帶正電荷金屬離子結(jié)合成難溶物質(zhì)，一方面影響機(jī)體對金屬元素的吸收，另一方面抑制蛋白酶的活性，影響蛋白質(zhì)在體內(nèi)的消化利用。而存在于豆粒中的凝集素與消化酶結(jié)合，通過影響腸道細(xì)胞代謝及腸道菌群結(jié)構(gòu)來影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收（唐杰等，2013）。蠶豆中含有的巢菜堿苷是嘧啶葡萄糖苷和康蠶豆辛糖苷的統(tǒng)稱，會(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞膜破裂產(chǎn)生溶血反應(yīng)（焦凌梅等，2004）。針對蠶豆中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，目前主要應(yīng)用的去除方法有物理性和生物性的。具體有以下四種方法：（1）去殼法，大多數(shù)抗?fàn)I養(yǎng)因子存在于殼和皮中，去殼后的副產(chǎn)物也可用于提取其生物活性物質(zhì)；（2）水泡法，能一定程度去除水溶性的抗?fàn)I養(yǎng)因子（例如單寧、有毒的β-糖苷），常用泡水方法有清水浸泡、鹽水浸泡、堿水浸泡等。羅曉妙等（2012）發(fā)現(xiàn)對蠶豆低溫長時(shí)間浸泡（25℃，10h）去除單寧、棉籽糖、水蘇糖及胰蛋白酶抑制劑效果好；（3）加熱法，很多抗?fàn)I養(yǎng)因子是不耐高溫的，羅曉妙等（2012）發(fā)現(xiàn)高溫漂燙（90℃，150s或95℃，120s）有利于抗?fàn)I養(yǎng)因子的去除和營養(yǎng)素的保持，而水煮30min或高壓水煮20min能有效降低蠶豆中的胰蛋白酶含量；（4）添加其他物質(zhì)。例如添加蛋氨酸能有效彌補(bǔ)蠶豆中蛋氨酸不足的缺陷，添加酶類物質(zhì)使一些抗?fàn)I養(yǎng)因子失活從而減少其對營養(yǎng)物質(zhì)的負(fù)面影響。

表1 蠶豆與其他谷物原料的營養(yǎng)成分對比表（g/100g）

表2 蠶豆與其他谷物原料的氨基酸成分對比表（g/100g）

2 蠶豆在飼料中的應(yīng)用

2.1 蠶豆在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

2.1.1 蠶豆對水生動(dòng)物生長和消化性能的影響

用蠶豆直接飼喂草魚發(fā)現(xiàn)，蠶豆組相比于配合飼料組顯著降低了草魚的生長性能和飼料利用率（付兵，2019；李寶山等，2008；肖調(diào)義等，2004；秦志清等，2011；），降低了草魚前腸蛋白酶活性，提高了前腸淀粉酶活性（李寶山等，2008），而小規(guī)格魚體的消化功能不完善，因此對于小草魚的影響遠(yuǎn)大于大草魚（李寶山等，2008），這與羅非魚（倫峰等，2007）、鯉魚（李忠銘，2011）、異育銀鯽（李寶山等，2007）和斑點(diǎn)叉尾鮰中（朱耀強(qiáng)，2011）結(jié)論一致。這主要原因有：（1）蠶豆中氨基酸含量的不平衡，蠶豆中含有較高的賴氨酸，但其蛋氨酸含量極低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于魚體生長所需從而抑制魚體的生長。李忠銘（2011）在蠶豆配合飼料中加入蛋氨酸后，相比于蠶豆配合飼料組能顯著改善草魚的生長性能；（2）蠶豆高淀粉、低脂肪，當(dāng)其作為唯一飼料源時(shí)會(huì)影響魚體生長，尤其在非草食性魚類中影響更大，蠶豆中1%脂肪含量遠(yuǎn)不能滿足斑點(diǎn)叉尾鮰的脂肪需求，李寶山等（2007）也發(fā)現(xiàn)直接飼喂蠶豆對于異育銀鯽生長抑制作用遠(yuǎn)大于草魚；（3）蠶豆中含有的部分抗?fàn)I養(yǎng)因子，會(huì)直接影響適口性，降低魚體攝食從而影響魚體生長性能。姜維波（2019）用浸泡蠶豆飼喂草魚發(fā)現(xiàn)魚攝食慢，甚至有些魚出現(xiàn)了吐食現(xiàn)象，F(xiàn)rancis等（2001）發(fā)現(xiàn)當(dāng)蠶豆中縮合單寧含量達(dá)到2.04%時(shí)會(huì)影響魚體攝食。另一方面一些抗?fàn)I養(yǎng)因子會(huì)破壞腸道組織結(jié)構(gòu)，對腸道內(nèi)容物的菌群產(chǎn)生影響（吳康等，2014），影響魚體對蠶豆中營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。毛盼等（2014）分別用蠶豆配合飼料和去皮蠶豆配合飼料飼喂草魚，發(fā)現(xiàn)雖然生長都比對照組差，但去皮蠶豆組的生長性能是比蠶豆組要好，這主要是由于去皮蠶豆中抗?fàn)I養(yǎng)因子含量比蠶豆少。而李寶山等（2007）將蠶豆在淺水中經(jīng)過發(fā)芽后，相比于直接喂蠶豆能一定程度提高異育銀鯽的生長性能，這也是由于水中浸泡能去除部分水溶性抗?fàn)I養(yǎng)因子，且蠶豆發(fā)芽過程中酶含量會(huì)提高，促進(jìn)了魚體的消化吸收。

蠶豆作為蛋白質(zhì)含量僅次于大豆的豆類原料，直接投喂會(huì)顯著影響魚體的生長性能，但將其添加量控制在一定范圍或者與其他物質(zhì)混合制成飼料能有效減少蠶豆所帶來的不利影響。姜維波（2019）在草魚中發(fā)現(xiàn)直接飼喂浸泡蠶豆顯著降低魚體生長，而以蠶豆為主（80%）制成飼料能提高19.06%的增重率，在蠶豆配合飼料中添加一定蛋氨酸則能提高27.85%，在此配方基礎(chǔ)上再添加維生素、礦物質(zhì)、氯化膽堿和磷酸二氫鈣后則能提高66.14%，與對照組沒有顯著差異。毛盼等（2014）在草魚中也發(fā)現(xiàn)添加80%蠶豆或去皮蠶豆，與豆粕、菜粕和棉籽粕等混合制成配合飼料后與配合飼料組相比增重率和飼料系數(shù)無顯著差異。梁萍（2017）用蠶豆和復(fù)合維生素、礦物質(zhì)等制成飼料飼喂網(wǎng)箱中草魚，對其生長沒有不利影響。徐家歡等（2020）在蠶豆粉中添加豆油、杜仲和大蒜素，用面粉制成飼料后顯著提高了斑點(diǎn)叉尾的生長性能。Gaber等（2006）在羅非魚中發(fā)現(xiàn)，飼料中添加蠶豆低于50%不會(huì)影響魚體生長，而在斑點(diǎn)叉尾中其添加量可能要控制在25%以下（Page等，1973）。

2.1.2 蠶豆對水生動(dòng)物肌肉品質(zhì)的影響

飼喂蠶豆可能會(huì)一定程度降低魚體的生長性能，但在改善魚體肉質(zhì)方面有顯著效果，且蠶豆中的部分抗?fàn)I養(yǎng)因子對于肌肉品質(zhì)沒有影響。毛盼等（2014）發(fā)現(xiàn)去皮蠶豆雖然在水產(chǎn)動(dòng)物生長性能上是優(yōu)于蠶豆的，但在肌肉品質(zhì)指標(biāo)上沒有顯著差異，側(cè)面反映了蠶豆皮中含有的縮合單寧可能不會(huì)對草魚的肌肉品質(zhì)產(chǎn)生影響。評價(jià)肌肉品質(zhì)的指標(biāo)眾多，有物理性指標(biāo)（質(zhì)構(gòu)特征、肌肉纖維和肉色等）和化學(xué)性指標(biāo)（粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、氨基酸和脂肪酸組成）。一般肌肉中肌原纖維長度與耐折力、彈性、硬度成正比，也與失水率成正比，且隨著飼喂蠶豆時(shí)間越長，肌肉指標(biāo)變化越大，但這種變化也是有限度的，當(dāng)投喂時(shí)間過長，魚體也會(huì)出現(xiàn)過度脆化而死亡（譚乾開等，2006），因此在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中一般直接將蠶豆添加入飼料作為蛋白質(zhì)原料，或者用浸泡后蠶豆飼喂60-100d來改善魚體肉質(zhì)。膠原蛋白是一種重要的組織蛋白，在肌肉中主要分布在肌原纖維被膜的結(jié)締組織中，當(dāng)膠原蛋白含量越高時(shí)，能和Ca2+相互作用，肌原纖維被膜韌性越好，肌肉的硬度、耐折力和咀嚼性會(huì)提高（倫峰等,2008）。在草魚（李寶山等，2008；肖調(diào)義等，2004；秦志清等，2011；李 忠 銘，2011；梁 萍，2017）、羅非魚（倫峰等，2007）、鯉魚（李忠銘，2011）、異育銀鯽（李寶山等，2007）和斑點(diǎn)叉尾中（朱耀強(qiáng)，2011）中均發(fā)現(xiàn)飼喂蠶豆后，魚體肌肉硬度、彈性、咀嚼性、肌肉耐折力、膠原蛋白和Ca2+含量有不同程度提高，但相應(yīng)的肌肉失水性也有所增加。

蠶豆對肌肉粗蛋白和粗脂肪含量的影響，在不同實(shí)驗(yàn)、不同品種魚的結(jié)果不盡相同。肖調(diào)義等（2004）和秦志清等（2011）發(fā)現(xiàn)飼喂蠶豆后顯著提高了草魚肌肉粗脂肪含量，但對粗蛋白含量無顯著影響。但同樣在草魚中，李寶山等（2008）和姜維波（2019）卻發(fā)現(xiàn)飼喂浸泡蠶豆后能顯著降低肌肉粗脂肪含量，肌肉粗脂肪降低能使肌束之間摩擦力增大，從而增加肌肉的咀嚼性（Grigorakis等，2005）。李忠銘（2011）也在草魚中發(fā)現(xiàn)飼喂蠶豆和蠶豆配合飼料能顯著降低肌肉粗脂肪含量，且能顯著提高肌肉粗蛋白含量，這與吳康（2014）、梁萍（2017）在草魚上的結(jié)果一致。但在斑點(diǎn)叉尾鮰中卻發(fā)現(xiàn)飼喂蠶豆會(huì)顯著降低魚肌肉粗脂肪和粗蛋白含量（朱耀強(qiáng)，2011），李寶山等（2007）在異育銀鯽也有相同發(fā)現(xiàn)。倫峰等（2007）在羅非魚中發(fā)現(xiàn)蠶豆能顯著降低肌肉粗蛋白含量，但顯著提高了粗脂肪含量，這與在鯉魚上的結(jié)果一致（李忠銘，2011）。造成飼喂蠶豆對魚體肌肉品質(zhì)的影響差異除了不同實(shí)驗(yàn)條件、不同規(guī)格魚體、不同食性魚對營養(yǎng)物質(zhì)需求不同外，還有可能與飼喂蠶豆時(shí)間長短有關(guān)。相關(guān)研究表明，隨著蠶豆飼喂草魚時(shí)間的變長，魚體肌肉粗脂肪含量會(huì)先降低后上升，最后可能出現(xiàn)高于正常飼喂組的草魚（李道友，2011）。

劉邦輝等（2011）對比了普通草魚和飼喂蠶豆后草魚發(fā)現(xiàn)，蠶豆組肌肉中雖然總氨基酸含量是低于普通草魚的，但脯氨酸和多不飽和脂肪酸比例顯著增加，脯氨酸是機(jī)體合成膠原蛋白所必需的氨基酸，有助于膠原蛋白和軟骨組織對于鈣離子的凝聚，對于提高肌肉硬度有益，而多不飽和脂肪酸對于健康飲食有重要意義。根據(jù)FAO/WHO的理想氨基酸模型，必需氨基酸/總氨基酸（E/T）接近40%和必需氨基酸/非必需氨基酸（E/N）在60%以上才是合理氨基酸模型，當(dāng)用蠶豆和蠶豆配合飼料飼喂斑點(diǎn)叉尾后，魚體肌肉E/T可達(dá)40.98%和40.21%，E/N可達(dá)69.43%和67.23%（朱耀強(qiáng)，2011），是完全滿足理想氨基酸模型了，這也一定程度反映了蠶豆對于魚體肌肉品質(zhì)的改善作用。

2.1.3 蠶豆對水生動(dòng)物抗氧化和免疫方面影響

蠶豆中含有生物活性物質(zhì)對于抗氧化、抗癌、抗血脂等方面有益，但同時(shí)蠶豆中含有的大量抗?fàn)I養(yǎng)因子又限制蠶豆在水產(chǎn)中的應(yīng)用。李忠銘（2011）發(fā)現(xiàn)飼喂蠶豆后草魚血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性提高，堿性磷酸酶活性降低。付兵（2019）在草魚中也發(fā)現(xiàn)飼喂草魚120d后顯著提高血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶，降低堿性磷酸酶、溶菌酶和補(bǔ)體C3含量，同時(shí)發(fā)現(xiàn)蠶豆還會(huì)導(dǎo)致草魚肝臟H2O2超標(biāo)引起氧化應(yīng)激，損傷線粒體導(dǎo)致其數(shù)量減少，引起血脂異常，降低了肝臟中脂肪氧化代謝。而靳雅琦等（2019）發(fā)現(xiàn)飼喂蠶豆會(huì)降低草魚血清中超氧化物歧化酶活性，造成腸黏膜微絨毛斷裂，杯狀細(xì)胞增多，腸道上皮細(xì)胞空泡化嚴(yán)重，破壞腸道結(jié)構(gòu)的完整性，這些結(jié)果表明了長期攝食蠶豆會(huì)造成草魚產(chǎn)生氧化應(yīng)激，進(jìn)而對肝臟和腸道造成了一定程度的損傷，會(huì)逐漸導(dǎo)致草魚肝臟顏色變淺，魚體抗氧化能力和免疫能力下降。同樣在草魚上飼喂蠶豆會(huì)提高血清中的紅細(xì)胞和白細(xì)胞數(shù)量（李寶山，2007；論 峰，2006；毛 盼 等，2014），這種增加有可能是一種補(bǔ)償性增加，當(dāng)機(jī)體處于病態(tài)時(shí)，通過增加機(jī)體免疫反應(yīng)來保護(hù)自身（唐湘北等，2004）。在羅非魚也有相似結(jié)果，陳度煌（2016）發(fā)現(xiàn)飼喂浸泡蠶豆后一定程度降低了羅非魚肝臟抗氧化能力，損害肝臟細(xì)胞的膜功能。綜上所述，持續(xù)飼喂蠶豆會(huì)逐漸對魚體生理機(jī)制產(chǎn)生影響，各生理器官功能會(huì)逐漸發(fā)生病變，當(dāng)積累到一定程度時(shí)最終魚體會(huì)出現(xiàn)血液循環(huán)障礙而引起死亡（郁二蒙等，2013）。

2.2 蠶豆在畜禽飼料中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)如今養(yǎng)殖的擴(kuò)大和原料資料的緊張，尋找適宜的蛋白替代尤為重要。蠶豆中蛋白質(zhì)和氨基酸含量豐富，尤其是賴氨酸含量，且價(jià)格低廉，在豆粕和玉米價(jià)格波動(dòng)較大時(shí)，蠶豆替代在畜禽飼料具有一定性價(jià)比。蠶豆添加水平達(dá)到30%對肉仔雞（劉順德等，1996）和火雞（Marquardt等，1975）的生長和攝食量沒有影響，且能提高經(jīng)濟(jì)效率。而蛋雞中蠶豆的添加量可達(dá)50%，低于這個(gè)添加量能一定程度提高蛋雞產(chǎn)蛋性能，且能提高蛋黃含量和改善蛋黃顏色（Ward等，1977）。同樣在肉鵝中其可添加15%（羅富成等，1994），育肥豬中添加18%（龔千駟等，1987）對機(jī)體均沒有不利影響。在母豬飼料中添加13.39%～33%的蠶豆秸稈甚至能改善母豬的繁殖能力，提高了乳汁質(zhì)量，降低仔豬出現(xiàn)腹瀉情況（李淑娟等，2009）。在奶牛中也發(fā)現(xiàn)用菜粕：蠶豆（1∶2）替代豆粕時(shí)，對奶牛的產(chǎn)奶量和乳液成分沒有顯著影響（Crépon等，2010）。在育肥羔羊中發(fā)現(xiàn)用蠶豆添加量50%與豆粕組相比，羔羊的肉品質(zhì)沒有影響（Lestingi等，2015）。在育肥豬中添加適量的蠶豆能一定程度減少豬體內(nèi)脂肪含量，提高豬肉屠宰率、適口性（Castanon等，1987）、瘦肉顏色和背膘指標(biāo)（Sirtori等，2015）。以上結(jié)果表明，在畜禽飼料中蠶豆可作為優(yōu)質(zhì)蛋白源用來替代豆粕。

3 小結(jié)

蠶豆?fàn)I養(yǎng)價(jià)值高，富含豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、淀粉、維生素和微量元素，以及具有一定抗氧化和抗癌的生物活性物質(zhì)，是一種優(yōu)質(zhì)的飼料原料。在水產(chǎn)飼料中添加蠶豆能顯著改善魚體肌肉品質(zhì)，提高魚體肌肉硬度、咀嚼力、耐折力和膠原蛋白含量等，但其中含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子抑制了其在飼料中的應(yīng)用，過量的抗?fàn)I養(yǎng)因子會(huì)抑制機(jī)體的生長、降低機(jī)體抗氧化和免疫能力，而通過一定方法降低蠶豆中抗?fàn)I養(yǎng)因子含量、控制蠶豆的添加量或者與其他物質(zhì)混合制成飼料能有效緩解蠶豆的負(fù)面影響，從而大大提高蠶豆在飼料中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：（略）