发酵豆粕的优点及在动物生产中的应用

李少宁，宋春阳*，崔 超

（1.青岛农业大学动物科技学院，山东 青岛 266109；2.胶州市畜牧兽医局，山东 胶州 266300）

发酵豆粕的优点及在动物生产中的应用

李少宁1，宋春阳1*，崔 超2

（1.青岛农业大学动物科技学院，山东 青岛 266109；2.胶州市畜牧兽医局，山东 胶州 266300）

发酵豆粕是一种多功能优质蛋白质原料，富含多种生物活性因子，其所含抗营养因子明显低于常规豆粕，因而成为近几年饲料行业的研究热点。本文就发酵豆粕优点、制作加工工艺以及在畜牧业生产中的应用做一综述，以期为发酵豆粕在饲料生产和动物养殖实践中应用提供参考。

发酵豆粕；抗营养因子；现状；应用

我国是养殖生产大国，同时也是蛋白质原料的需求消耗大国。目前我国蛋白质饲料供应不足，尤其是鱼粉等动物性蛋白质原料。在我国鱼粉等高品质动物蛋白原料主要依赖进口，尽管鱼粉有着众多的优点，但是由于近几年鱼粉价格的上涨，许多饲料企业考虑生产成本还是将鱼粉的添加量降低，选择使用价格相对低廉的植物性蛋白饲料。正是在这种情况下发酵豆粕的使用得到了长足的发展。豆粕是饲料工业中应用最为广泛的植物性蛋白原料，但其中存在多种抗营养因子，降低了动物对豆粕营养物质的吸收和利用。近几年发酵豆粕的研究提高了发酵豆粕的营养价值，降低了其中的抗营养因子的含量，同时富含多种生物活性因子。具有较高的利用价值与较广的发展空间。

1 发酵豆粕的优点

1.1 适口性好,蛋白质吸收利用率高

发酵能够使豆粕的风味改善。如在利用乳酸菌发酵生产过程中能够产生大量乳酸，使发酵后的豆粕散发一定的酸香味，具有一定的诱食作用，从而能增加仔猪的采食量。同时，发酵过程中蛋白质水解产生的可溶性肽类和游离氨基酸都会提高发酵豆粕的适口性，也有利于幼龄动物对其的消化吸收。发酵能够降解大豆蛋白使其产生可溶性蛋白、小肽及游离氨基酸等小分子。这些小分子更有利于幼龄动物对其的吸收能够提高蛋白质利用率[1]。

1.2 发酵豆粕能够有效去除豆粕中的抗营养因子

大豆中包含多种抗营养因子，众多抗营养因子降低了豆粕的营养价值。其中的抗营养因子主要包括：热敏性胰蛋白酶抑制因子、脲酶、大豆凝集素、热不敏性大豆球蛋白、胀气因子、植酸、非淀粉多糖等。尹慧君等[2]研究发现利用微生物发酵技术，可使豆粕中的抗营养因子含量下降至饲用水平，可作为优质的饲料原料。

1.3 发酵豆粕富含多种生物活性因子

豆粕经过微生物发酵，产物中生物活性因子的含量大大提高。小肽具有很好的溶解性、抗凝胶形成性和低黏度等特性，在动物体内吸收快、耗能低、不易饱和，各种小肽之间的转运无竞争性抑制，转化利用率高。大豆蛋白经过酶解产生许多小肽和大豆多肽。比大豆蛋白更容易吸收，能够快速为机体供能，无蛋白质变性和豆腥味且具有母体蛋白所没有的生物活性[3]。大豆异黄酮含量增加，抗菌和抗氧化活性增强。在发酵过程中，大豆异黄酮的葡萄糖苷会转化为葡萄糖苷元，使得发酵豆粕中的异黄酮抗菌活性明显增强，其抗菌活性甚至优于目前普遍使用的化学合成防腐剂苯甲酸钠。

1.4 豆粕来源广泛，价格相对低廉

与通常所见的动物性蛋白原料如鱼粉、血浆蛋白粉、肉骨粉等相比，豆粕经发酵生产的产品均具有多方面的营养优势和资源优势。豆粕来源广泛并且质量稳定，能够进行大批量的生产，并且加工工艺相对简单。原料价格相对低廉，在动物生产中应用能够在不降低动物生产性能的情况下节约大量成本，同时也缓解我国动物性蛋白原料短缺的问题。

2 发酵豆粕的制作及加工工艺

目前我国发酵豆粕的生产工艺制作方法五花八门，有产量较少的人工接种发酵生产，也有大规模生产的自动化生产线。微生物发酵豆粕的技术方法主要包括固态发酵技术和液态发酵技术。基于环保和经济方面的综合考虑，对于低质的豆粕发酵，目前多采用的是固体发酵，而液体发酵虽然能够保证产品的优良品质和稳定性，但是设备造价高，发酵过程中的废液排放易造成环境污染，处理成本高，不易被采用。与液体发酵相比，固体发酵存在以下优点：微生物发酵，在实际生产中只需定期对菌种进行复壮活化，菌种成本低；多菌种协同发酵，发挥各自优势，抑制杂菌滋生；开放式曲种发酵，对无菌程度的要求较低，可节约设备投资；固体发酵，水分含量低，后处理成本降低。

固体发酵多数采用开放式发酵。按照生产模式，可分为浅层发酵和深层发酵。浅层发酵的物料厚度一般在 5 cm 以下，采取水泥地面平铺式发酵，适合好氧发酵。物料厚度薄，利于氧气扩散，但由于其厚度低，占地面积大导致其生产率低。深层发酵的物料厚度高，多在100 cm左右，甚至有高达200 cm采取水泥池自然堆放式发酵，该模式适合多菌种混合发酵，前期好氧菌活动频繁、中后期兼性厌氧发酵。这种方法能够大大提高生产率。生产过程中的工艺条件对发酵豆粕产品的性能也有很大影响，需要对原料的状态如含水量、pH、底物组成、料水比以及发酵条件、发酵时间、菌种的组成和接种量、温度、通气量等进行优化。以取得优质的发酵产品。

3 发酵豆粕菌种的选择

研究的初期，主要是以单一菌种来发酵豆粕，发酵豆粕生产常选用的菌种有芽孢杆菌、霉菌、酵母菌和乳酸菌等，这些微生物在发酵过程中产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶等活性较高的酶，能够有效降解豆粕中的大分子蛋白质，消除抗营养因子。随着研究的进行，现在的发酵豆粕主要是多菌种配合发酵。研究表明，多菌种配合发酵能够更好地提升豆粕的营养价值。

3.1 乳酸菌

乳酸菌是指以糖为原料，发酵产生大量乳酸的一类细胞。这些菌都和乳酸发酵有密切关系，其中乳酸杆菌和双歧杆菌与人畜机体保健更为密切[4]。国内外研究文献中对利用乳酸菌发酵豆粕的效果进行了很多研究，首先，乳酸杆菌能够改善发酵豆粕的口感，其次，乳酸菌可以降低豆粕中抗营养因子含量，提高营养素的含量[5]。Stale等[6]研究表明，用乳酸杆菌发酵大豆粕，其中的脲酶含量降低了80.63%，棉籽糖含量降低了73.51%，蔗糖含量降低了87.19%，粗蛋白质含量提高了8.70%。

3.2 酵母菌

酵母菌在自然界分布广泛，主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中，在饲料发酵过程中具有十分重要的作用。酵母菌的菌体本身蛋白含量很高，大约为45%～65%。能够分泌出很多种水解酶。酵母菌含有丰富的B族维生素，并且去氨基酸组成非常合理。能够将非蛋白氮转化为蛋白氮，最重要的是酵母菌能够分泌一种生物活性物质促进细胞的分裂。此外，其在动物生产中也有重要应用，能够提高养分的消化率，增加免疫能力，起提升生产性能的作用。据吴胜华等[7]研究表明，酵母菌发酵豆粕，发酵豆粕中的胰蛋白酶抑制因子含量大幅度下降，达到了51.2%的降解率，然而豆粕中小肽的含量却提高了3.4倍。

3.3 枯草芽孢杆菌

枯草芽孢杆菌本身含有很高的蛋白质，能够产生一系列体内的消化酶，包括蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等。并且可以消除大豆粕中大部分的抗营养因子，芽孢杆菌菌种具有不易致死的芽孢，可以以活菌的状态进入动物的消化系统，进而抑制肠道中有害菌的生长繁殖。通过尹慧君等[2]的研究表明，用枯草芽孢杆菌发酵豆粕，豆粕中含的胰蛋白酶抑制因子和凝集素与对照组相比都显著降低。

3.4 米曲霉

米曲霉(Aspergillus oryzae)是一类产复合酶的菌株，除产蛋白酶外，还可产淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶等。在淀粉酶的作用下，将原料中的直链、支链淀粉降解为糊精及各种低分子糖类，如麦芽糖、葡萄糖等；在蛋白酶的作用下，将不易消化的大分子蛋白质降解为蛋白胨、多肽及各种氨基酸，而且可以使辅料中粗纤维、植酸等难吸收的物质降解，提高营养价值、保健功效和消化率，广泛应用于食品、饲料、生产曲酸、酿酒等发酵工业，并已被安全地应用了1 000多年。

陈中平等[8]通过米曲霉固态发酵处理豆粕，粗蛋白质总量无显著变化，但改变了豆粕中蛋白质的组成，降低了大、中分子蛋白水平，提高了小肽和游离氨基酸的水平，同时产生了微生物蛋白；有效地消除了豆粕中抗营养因子及抗原蛋白质，改善了大豆蛋白质的营养价值；有效地降低了豆粕中耐酸性洗涤纤维ADF（acid detergent fiber）和中性洗涤纤维NDF（neutral detergent fiber）的含量，提高了粗脂肪的量，但豆粕发酵后底物量、蛋白质和总能分别有所损失。

4 发酵豆粕在断奶仔猪日粮中的应用

目前发酵豆粕在猪养殖中主要应用在仔猪阶段。断奶仔猪又称保育猪，是指生后3～5周龄断奶到10周龄阶段的仔猪。断奶后仔猪体内各种消化酶的活性下降，抗病能力和免疫能力下降，并且血液中免疫球蛋白数量急剧下降，造成对疾病的抵抗能力下降。断奶仔猪的消化酶系统尚未发育完全，对于植物蛋白质的消化能力弱。

饲喂发酵豆粕后可显著提高仔猪生产性能，与普通豆粕相比，发酵豆粕降低了仔猪的料重比[9，10]。章世元等[11]用发酵豆粕替代仔猪饲料中17.5%和35.0%的豆粕后发现，试验仔猪的生长性能显著提高。用酵母菌和乳酸菌混合发酵豆粕饲喂肉猪，结果表明发酵豆粕可以改善平均增重、料重比[12]。发酵豆粕在断奶仔猪浓缩料中也得到了广泛的应用。陈瑜等[13]研究表明，在断奶仔猪浓缩料中使用发酵豆粕部分替代豆粕可提高断奶仔猪的日增重、日采食量及饲料利用率。另外郑云峰等[14]研究表明，以8%的发酵豆粕代替鱼粉和膨化大豆设计等氮饲粮饲喂40日龄断奶仔猪，结果发现生产性能与对照组无显著差异，但试验组的腹泻率和死淘率显著降低。

5 小结

近几年发酵豆粕发展迅速，在一定程度上缓解了我国优质植物性蛋白原料短缺的现状。但在快速发展的同时也存在一些问题：其营养特性作用机理等方面需要进一步深入研究；不同菌种和不同发酵工艺生产出的产品质量差异很大，优良菌种的选择与配合以及发酵工艺有待于进一步摸索；目前我国还没有发酵豆粕产品相关的行业标准，各生产企业的菌种选择、生产工艺的不同也就导致了发酵豆粕品质的差异，应尽快统

一和规范其质量指标和分级标准。

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2015-07-04）

山东省良种工程重大课题项目( 2011LZ013-04);山东省现代农业产业技术体系生猪创新团队资助( SDNY201226)

李少宁（1990—），男，山东莱阳人，硕士研究生，从事单胃动物营养与饲料科学研究。

宋春阳，教授，硕士生导师，E-mail: songchunyang2006@163.com