棉粕的营养组成及其在畜禽生产中的应用

刘少娟，陈家顺，姚 康，印遇龙

（1.中国科学院亚热带农业生态研究所 中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室 湖南省畜禽健康养殖工程技术中心农业部中南动物营养与饲料科学观测实验站，湖南 长沙 410125；2.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南 长沙410128）

棉粕的营养组成及其在畜禽生产中的应用

刘少娟1，陈家顺2，姚 康1，印遇龙1

（1.中国科学院亚热带农业生态研究所 中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室 湖南省畜禽健康养殖工程技术中心农业部中南动物营养与饲料科学观测实验站，湖南 长沙 410125；2.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南 长沙410128）

棉粕是棉籽经过压榨、浸出等工艺得到的一种微红色或黄色的颗粒状物品，其粗蛋白的含量可达40%以上，仅次于豆粕，是优良的植物蛋白源之一。因此，常被人们当做饲料原料应用于养殖业中。但因棉粕中含有很多抗营养因子，如游离棉酚、单宁、植酸、环丙烯脂肪酸等，会对动物产生一定的毒害作用，使得棉粕在动物中的利用受到限制。对棉粕的营养组成及其在畜禽生产中的应用进行了综述，以期为棉粕在畜禽生产中的合理利用提供参考。

棉粕；营养组成；畜禽生产

随着我国养殖业规模化、集约化的发展，对蛋白质饲料资源的需求已经是供不应求，甚至严重不足。一直以来，鱼粉、豆粕、菜粕、肉骨粉等是常用的蛋白质饲料来源，然而这些饲料大部分依靠进口，且价格较高，安全性较低，严重制约了我国养殖业的可持续发展。因此，寻求更合适的蛋白质资源已经成为一个亟待解决的问题。我国棉花产量居世界第一，棉花库存达到全球棉花库存总量的60%，年产棉籽粕量可达600万t［1］，且其价格相对于豆粕、鱼粉等其他饲料蛋白源较低，来源广泛，供大于求。棉粕的粗蛋白含量可达40%以上，仅次于豆粕，若在养殖业中广泛应用则能大大降低饲料生产成本，并带来一定的经济效益，同时，也可缓解饲料蛋白质资源短缺的问题。据报道，棉粕在水产养殖业中应用最为广泛，是其重要的饲料蛋白源之一；在畜禽养殖业中主要应用在反刍动物，其次是鸡，而在单胃动物猪等的应用报道较少。因棉粕中含有游离棉酚等抗营养因子，对动物有一定的毒害作用，从而限制了其在畜禽中的应用。笔者针对棉粕的营养组成及其在畜禽生产中的应用进行了综述，以期为棉粕在畜禽生产中的合理利用提供参考。

1 棉粕的营养组成

棉粕是棉籽经脱壳、去绒，再经过榨油后得到的副产品。棉粕的蛋白质含量因脱壳程度、棉籽质量和品种以及加工方式的不同而存在一定差异。棉粕蛋白质含量高，仅次于豆粕，是优质的饲料蛋白质资源之一。棉粕的粗纤维含量在10%～14%，粗脂肪含量在3.5%～6.5%，粗灰分含量在5%～8%，另外还含有多种维生素和矿物质元素（如钙、磷、钾、镁等）。棉粕还含有丰富的氨基酸，但氨基酸组成不平衡，其中作为棉粕第一限制性氨基酸的赖氨酸含量仅为1.3%～1.5%，蛋氨酸含量仅为0.4%，分别与豆粕和菜粕相比，都仅为它们的50%。因此，在动物生产中若是将棉粕作为饲料蛋白源，为了保证动物氨基酸平衡和提高棉粕的利用率，通常还会再补充添加一定量的赖氨酸和蛋氨酸；但是精氨酸的含量却高达3.6%～3.8%，远高于豆粕和菜粕中精氨酸的含量。

此外，棉粕还含有许多抗营养因子，如棉酚、单宁、植酸、环丙烯脂肪酸等，其中，棉酚对动物的危害最大。棉酚主要因其含有的活性醛基和羟基易与其他物质发生各种化学反应而引起毒性，生成其他不易被动物消化吸收的物质，这些物质在动物体内排泄缓慢，容易蓄积在动物体内组织器官中，从而导致动物生长迟缓、食欲下降、体重减轻、繁殖率下降［2］、中毒及死亡等，对动物具有毒害作用。其作用机制有如下几方面：①可损伤心、肝、脾等实质性细胞。②改变毛细血管的通透性，引起血液循环障碍，亦能损害中枢神经系统导致机体调节机能紊乱。③游离棉酚在动物体内易与蛋白质、铁等结合，导致酶失活，使血红蛋白合成受阻，引起缺铁性贫血，降低蛋白质利用效率；其活性醛基也可与棉粕中赖氨酸的氨基结合，发生美拉德反应，使赖氨酸有效能降低。

环丙烯类脂肪酸（cyclopropenoid fatty acid，CPFA）的毒害作用主要是影响鸡、鱼和单胃动物的脂类代谢，如CPFA可以使卵黄膜的通透性增高，使铁离子渗透到蛋清中与其中的蛋白质结合形成红色复合物，使蛋清变红，即“桃红蛋”；还可以使蛋黄变色，加热产生“海绵蛋”，导致鸡蛋的受精率和孵化率降低［3］。CPFA还可影响脂肪的代谢和脂肪酸组成，从而引起一系列的病理反应，如肝细胞的坏死、糖原的不正常沉积、胆管的增生及纤维化等。

单宁的抗营养作用主要是通过与消化道中的蛋白质和消化酶结合，发生沉淀反应，降低消化酶活性，降低饲料中养分的消化率；还能与肠道表层细胞发生反应，使肠壁的渗透性降低导致养分难以通过而影响蛋白质等多种营养物质的消化吸收和利用；单宁可以在口腔中与唾液蛋白、糖蛋白相互作用产生苦涩味，影响饲料的适口性和家畜的采食量［4］。

植酸也是棉粕中主要的抗营养因子之一，它是一种强螯合剂，在低pH值环境下，能与带正电的金属离子和蛋白质分子牢固地黏合在一起，形成难溶的螯合物，阻碍多种矿物质元素的吸收利用，使动物产生厌食、生长受阻，抑制消化酶活性，如胰酶、淀粉酶、胃蛋白酶等［5］；另外，还能阻碍有效磷的利用［4］。所以，棉粕中的植酸对动物利用棉粕型饲粮也有阻碍作用。

2 棉粕在畜禽生产中的应用

2.1 反刍动物 棉粕中含有的游离棉酚对动物的毒害作用最大，从而限制了其在动物饲粮中的应用。但因反刍动物中的瘤胃具有发酵解毒功能，能够降解一定的棉酚，因此，反刍动物对棉粕中的棉酚耐受量大。研究表明，育成母牛每天饲喂高达5.8 g的棉酚，其繁殖性能并未受到不良影响，且在乳牛体内的残留量很低［6］。在奶牛饲粮中添加15%或12%以内的棉粕部分替代豆粕，能提高产奶量，且对乳成分无显著影响［7］。在添加水平合理的前提下，精料配方中的棉粕可代替豆粕，并能提高肉牛的育肥效益［8］。另外，用20%的低发酵棉粕等量替代日粮棉籽粕，对奶牛产奶量及乳成分并无显著影响，棉粕发酵与否，在一定范围内对反刍动物的影响并不大［9-10］。 张国民等［11］用兴牧一号发酵棉粕代替20%和40%豆粕饲喂犊牛，其适口性大大提高，并且对犊牛具有很好的保健作用。Kannan等［12］研究发现，在6～7月龄的羔羊日粮中添加40%的棉粕对羔羊的生产性能和血液指标无显著不良影响。

此外，发酵棉粕和普通棉粕的应用研究主要集中在全棉籽饲粮，全棉籽中的粗蛋白含量偏低，但其粗纤维、粗脂肪含量较高，粗纤维有助于饲料在瘤胃中的消化吸收，粗脂肪可以提高牛奶乳脂率。李坤等［13］研究表明，用7.1%、13.5%、22.0%的全棉籽等量替代棉籽饼和棉籽油，全棉籽可提高肉牛的生长速度，且以22.0%的高比例添加效果最佳，但却会降低其屠宰性能和胴体品质。钟荣珍［14］研究发现，在奶牛饲粮中添加10%全棉籽，可提高奶牛的产奶量、乳脂率和干物质采食量，还可提高NDF的表观消化率。在4～6月龄羔羊饲粮中添加5%～10%全棉籽，可以显著提高羔羊日增重，且经济效益最佳［15］。

2.2 猪 普通棉粕中含有游离棉酚等有毒物质，会造成家畜中毒，通常需对棉粕进行脱毒处理。在猪生产中使用脱毒处理过的发酵棉粕更具有利用价值。用发酵棉粕、未经发酵棉粕在猪的全价饲料中替代50%的豆粕，结果表明，发酵棉粕对猪的生长、健康和饲料利用率无明显影响，而未经发酵棉粕会显著降低猪的生长速度和饲料利用率［16］。在猪生长期和育肥期中添加不同比例的普通棉粕和发酵棉粕替代豆粕，结果表明，使用发酵棉粕饲喂生长育肥猪比普通棉粕效果显著，当发酵棉粕替代豆粕比例达15%时对猪生长性能无显著不良影响，且能降低单位增重饲料成本［17］。

棉粕在猪生产中的添加水平因猪的生长阶段和棉粕脱酚情况的不同而不同，而在实际生产中，大多使用脱酚棉籽蛋白，其添加水平可全部或部分替代豆粕，且不影响猪的生长健康，并能提高日增重。贾喜涵等［18］研究发现，添加5%发酵的棉籽蛋白能在一定程度上提高仔猪的生产性能，降低仔猪腹泻率。胡官波等［19］试验表明，在体重为（63.09±4.64）kg的猪育肥期日粮中用脱酚棉籽蛋白全部代替豆粕，对猪的胴体性能、肉质指标、感官评定肉风味指标都无显著影响。刘昌峨［4］以体重为15 kg左右的健康商品代PIC猪为研究对象的试验结果表明，在饲粮中用棉籽蛋白替代豆粕不影响猪的生长速度，并且日增重均在500 g以上，猪饲粮中添加0～15%的棉籽蛋白时不会影响猪的生产性能，并且以添加7.5%的棉籽蛋白综合效果最好。周维仁等［20］研究发现，在大麦—米糠—豆粕型饲粮基础上，用脱酚棉籽蛋白替代豆粕比例达16%时，不影响肉猪的正常生长，而且可取得日增重860 g的饲养效果。李敏［21］研究了脱酚棉籽蛋白对15～35 kg仔猪、35～60 kg生长猪、60～100 kg育肥猪3个阶段猪的生长性能的影响，试验结果表明，在生长育肥猪饲粮中，综合考虑其适宜添加比例在5%～15%为宜，对猪胴体性能及肉品质无显著影响；其研究还发现，用脱酚棉籽蛋白以50%、75%、100%比例替代基础日粮中豆粕提供的蛋白，可以取得育肥猪良好的综合生产性能，高剂量100%脱酚棉籽蛋白替代豆粕，其血液生化指标反映出猪机体新陈代谢机能正常［22］。黄帜［23］以20～40 kg阶段的仔猪为研究对象，在日粮中添加脱酚棉籽蛋白替代豆粕研究其对生长育肥猪的影响，结果表明，在满足猪主要营养水平的情况下，日粮中添加脱酚棉籽蛋白对仔猪的生长性能、肉品质和血液生化指标无影响，日增重都能达到600 g以上，考虑经济等各方面，以添加水平为4%～6%的脱酚棉籽蛋白为宜。刘耕等［24］以15～35 kg生长猪为研究对象，用脱酚棉籽蛋白替代饲粮中豆粕的20%、40%、60%，研究结果显示，其对猪的生长性能无不利影响，且日增重均达到600 g以上，但其料重比受到一定影响，并且随着脱酚棉籽蛋白的增加料重比有升高趋势。丁超等［25］以33 kg左右的生长猪为研究对象，用发酵棉粕25%和50%替代豆粕饲粮，结果发现，猪的生长性能不仅没有受到影响，而且还降低了增重成本，其中以50%的替代比例时其生产性能和饲料报酬最高。马丽等［26］在生长猪（30～60 kg阶段）日粮中添加5%、7.5%、10%发酵棉粕代替豆粕试验中，其结果表明，生长猪（30～60 kg阶段）日粮中可使用5%～10%发酵棉粕替代豆粕，对生长猪的日增重、采食量和料重比等生产性能无明显影响；对腹泻率的影响则是随发酵棉粕添加量的增加而有增加趋势，其中添加5%发酵棉粕效果最好。敖维平等［27］选取体重约50 kg生长肥育猪为研究对象，在生长肥育猪日粮中添加4%、6%的脱酚棉籽蛋白代替等量豆粕，结果表明，其生长肥育性能没有受到明显影响，且能降低饲料成本、增加经济效益。

综合以上大量的研究结果可得出，在猪生产中添加适量的棉粕替代豆粕是可行的。在仔猪阶段，脱酚棉籽蛋白除了能提高仔猪的生产性能外，还能降低腹泻率，其添加量在4%～6%是可行的；在不同阶段的生长猪中，添加0～15%的棉籽蛋白全部或部分替代豆粕都不会影响生长猪的生产性能。

2.3 鸡

2.3.1 蛋鸡：鸡摄入棉酚后，因其排泄缓慢，极易在鸡体内和鸡蛋中蓄积，并且随着含量的增加和时间的延长而呈现明显的上升趋势，尤其会对蛋鸡的产蛋性能和鸡蛋的内在品质产生极为不利的影响，如产蛋率下降、蛋黄蛋白变色、鸡蛋口感变差等。饲料卫生标准规定，为保证蛋鸡的产蛋率和蛋品质，蛋鸡配合饲料中游离棉酚的允许使用量不可超过20 mg/kg，所以在实际生产中，棉粕在蛋鸡上的使用量也受到了一定限制。研究表明，当饲粮中游离棉酚含量高于70 mg/kg小于150 mg/kg时，会极显著降低蛋鸡的平均蛋重、产蛋率和日采食量，但对蛋鸡的料蛋比、体重变化和死淘率影响不显著［28］。焦洪超［29］研究表明，蛋鸡长期饲喂含棉酚日粮会导致棉酚在肝脏中的蓄积，引起肝脏损伤和脂肪代谢异常，造成蛋鸡平均蛋重下降，死淘率升高；长期饲喂低棉酚水平（20 mg/kg和40 mg/kg）不会引起蛋鸡生产性能和产蛋性能的显著性变化，但蛋鸡生产后期死淘率显著升高，而且蛋黄颜色明显加深，并导致肝脏内与脂肪代谢相关的基因表达显著下调；高棉酚水平（200 mg/kg）可使蛋鸡肝脏损伤和肝细胞脂肪沉积加重，显著增加了生产后期蛋鸡死淘率，造成蛋重的显著下降、蛋形变小，蛋黄颜色显著加深，蛋黄所占的比例增加。杨茹洁［30］试验结果也表明，从产蛋鸡的生产性能，蛋品质，蛋、肉、肝中FG的残留来综合考虑，建议在可消化氨基酸平衡的基础上蛋鸡饲粮中游离棉酚的含量以不超过107 mg/kg为宜。

近年来，棉粕在蛋鸡上的应用主要集中在游离棉酚对蛋鸡生产性能、蛋品质、血液生化指标、内脏器官的损害及脱毒棉酚饲喂效果的研究上，大量试验报道表明，棉粕在蛋鸡饲料中的适宜添加量为3%～8%，而在实际生产中，棉粕的使用量会根据棉粕的脱毒情况而有所差异，其中，对棉粕进行脱毒处理能降低其游离棉酚等抗营养因子含量，提高棉粕在蛋鸡饲料中的使用量和饲喂效果。韩富［31］比较了在蛋鸡生产后期饲料中添加5%和8%水平棉粕的饲喂效果，结果发现，添加8%的棉粕能降低蛋鸡的死淘率，提高受精率和孵化率，并且基本不影响产蛋率，在经济效益上还能使每只健母雏的种蛋成本降低0.03元。徐岩等［32］研究也发现，在蛋种鸡饲料中添加4%～6%的棉粕，其产蛋率不变，但受精率、孵化率显著下降，适合在商品蛋鸡中应用。张爱婷等［33］研究发现，对棉籽粕进行膨化处理能降低游离棉酚含量，有效提高棉籽粕的饲喂效果，并且表明在蛋鸡饲粮中添加8%膨化棉籽粕为最适宜添加量，该添加量对其生产性能、蛋品质和血清生化指标均无明显影响。冷青文等［34］在蛋鸡饲粮中添加3%～13%的未脱毒棉粕时发现，添加3%未脱毒棉粕替代部分蛋白质饲料，对成年蛋鸡的生殖器官无损伤作用，但添加量达到13%及以上时，则会明显降低蛋鸡的生产性能，蛋品质也会下降。禚梅等［35］试验也发现，在产蛋后期的蛋鸡饲粮中添加5%的发酵棉粕组的饲喂效果要优于添加棉仁蛋白和发酵棉粕+能量组的效果。刘珍等［36］在蛋鸡饲粮中添加发酵棉粕，发现添加量在9%～12%时，对蛋鸡的生产性能和健康无不良影响，并能降低饲料成本。

2.3.2 肉鸡：棉粕在肉鸡生产中的应用主要集中在对肉鸡肉品质、生产性能、屠宰性能和血液指标等的研究上。大量试验研究结果表明，适宜添加量在3%～9%，且不同类型的发酵棉粕以添加6%为最适宜［37-40］。而贾喜涵等［41］在肉鸡饲粮中添加3%～12%的脱酚棉籽蛋白替代豆粕，结果发现，脱酚棉籽蛋白可以在一定程度上替代部分豆粕，且在肉鸡生产中前期日粮中添加6%的脱酚棉籽蛋白和生产中后期添加9%的脱酚棉籽蛋白不影响其各项生产性能。有研究表明，对棉粕进行脱毒处理，其在肉鸡中的使用量只要不超过15%，就不会影响肉鸡的生长，并且将棉粕与其他粕类混合使用，可以达到营养平衡、提高棉粕营养价值和利用率的效果［42-43］。何涛［44］研究发现，发酵棉粕（添加量15%～30%）未对肉仔鸡产生任何不良影响，当添加量为20%时，显著增加了肠道乳酸杆菌数量，降低了大肠杆菌数量，且经济效益最显著。综合考虑，最佳添加量为20%。

3 小结

棉粕营养价值高，且在我国产量高、生产成本低，尽管棉粕中含有的抗营养因子对动物有毒害作用，但若对棉粕进行适宜量的添加或进行脱毒处理、与其他粕类混合使用和补充相应的营养物质等措施，规避危害，扬长避短，便能大大促进棉粕在畜禽生产中的应用。我国作为蛋白质资源严重缺乏的国家，如果将棉粕普遍应用于畜禽生产中则可缓解蛋白质资源匮乏的问题，并能降低饲料成本，带来极大的经济效益。

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Nutritional Composition of Cottonseed Meal and Its Application in Poultry and Animal Production

LIU Shao-juan1，CHEN Jia-shun2，YAO Kang1，YIN Yu-long1
（1.Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region，Institute of Subtropical Agriculture，Chinese Academy of Sciences，Hunan Engineering and Research Center for Animal and Poultry Science，Scientific Observing and Experimental Station of Animal Nutrition and Feed Science in South-central，Ministry of Agriculture，Changsha 410125，China；2.College of Animal Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，China）

Cottonseed meal,the light red and yellow granular articles,is obtained from cottonseed by processing technics of press and extraction.The crude protein content of cottonseed meal is second only to soybean meal and reaches above 40%.Accordingly, cottonseed meal is one of the good resources of plant protein and is widely applied in livestock breeding industry as feedstuff. However,there are a series of anti-nutritional factors in cottonseed meal,including free gossypol,tannin,phytic acid, cyclopropane fatty acid,etc.These anti-nutritional factors show toxic effect to animals,which constricts the application of cottonseed meal in animals production.With the goal of providing references for the rational application of cottonseed meal in animal production,we reviewed the nutritional composition of cottonseed meal and its application in poultry and animal production.

cottonseed meal；nutritional composition；poultry and animal production

S816.7

A文章顺序编号：1672-5190（2016）09-0045-05

2016－08－11

项目来源：国家自然科学基金面上项目（31472107）。

刘少娟（1991—），女，硕士研究生，主要研究方向为单胃动物营养。

姚康（1981—），男，研究员，博士，博士生导师，主要研究方向为单胃动物营养。

（责任编辑：慕宗杰）