发酵豆粕在畜禽生产中的应用-张娜娜

2015年第9期饲料博览AnimalNutrition动物营养收稿日期：2015-04-01作者简介：张娜娜（1990-），女，河北邯郸人，硕士研究生，研究方向为动物营养与饲料科学。随着畜禽业集约化发展，对饲料原料的要求越来越高。豆粕是重要的植物蛋白质来源，具有极高的营养价值，但是含有胰蛋白酶抑制因子、脂肪氧化酶、大豆凝集素等抗营养因子，限制了其在畜禽饲料中的利用水平。研究发现，微生物会分泌一些能降解豆粕中蛋白类抗营养因子的蛋白酶，采用微生物发酵则会提高豆粕蛋白质的消化率。近年来，发酵豆粕作为一种高蛋白饲料资源应用于畜禽生产中，可降低成本，提高效益。1豆粕的固体发酵工艺发酵豆粕的生产工艺各有不同，导致发酵豆粕的品质也相差甚远。我国目前关于发酵豆粕的加工处理方式从比较简单但工作量大的手工操作到比较省工省力的自动化流水线顺序生产方式不尽相同，但主要有两种，分别是微生物发酵法和酶解法。由于利用微生物发酵的方法更加便利且成本较低，所以目前人们在生产中更多地选择微生物发酵法。微生物发酵法现在主要有固态和液态两种发酵技术。而由于利用液态发酵技术成本较高，且在发酵过程中排出的液体会给环境带来很大污染，发酵之后进行再加工时需要的成本也相对较高，所以结合环境和成本两方面，一般低质的豆粕发酵还是利用固态发酵技术。1.1发酵剂1.1.1种类发酵剂分为真菌类和细菌类两种，其中主要的霉菌和酵母菌属于真菌类；乳酸菌和芽孢杆菌属于细菌类。以上菌种均是经过纯培养或是单一和复合发酵豆粕在畜禽生产中的应用张娜娜，曹洪战，芦春莲（河北农业大学动物科技学院，河北保定071000）摘要：豆粕营养丰富，蛋白质含量高，氨基酸组成比例合理，是饲料工业中常用的一种优质植物蛋白原料，但是豆粕中含有多种抗营养因子，阻碍了畜禽对其营养的吸收和利用，而豆粕经过发酵处理，能有效去除抗营养物质，并且提高其适口性，在畜禽生产中发挥了很大作用。文章就发酵豆粕在畜禽生产中的应用作以简述。关键词：发酵豆粕；畜禽；营养；应用中图分类号：S816.43；S815文献标志码：A文章编号：1001-0084（2015）09-0023-04TheApplicationofFermentedSoybeanMealinLivestockZHANGNana,CAOHongzhan,LUChunlian（CollegeofAnimalScienceandTechnologe,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071000,HebeiChina）Abstract:Soybean,whichisrichinnutrition,highprotein,reasonablecompositionofaminoacid,isacommonlyusedhighqualityplantproteinrawmaterialoffeedindustry,butthereareavarietyofanti-nutritionalfactorsinsoy⁃beanmeal,whichisnotconducivetothelivestockonthenutritionabsorptionandutilization.Andsoybeanmealthroughfermentationprocessing,canbeeffectivelyremovedanti-nutrientsandimprovedpalatability,whichplaysabigroleinlivestockandpoultryproduction.Therefore,theapplicationoffermentedsoybeanmealinpoultryproduc⁃tionwasbrieflyintroducedinthispaper.Keywords:fermentedsoybean;livestockandpoultry;nutrition;apply23饲料博览2015年第9期动物营养AnimalNutrition培养的菌种。此外还有曲种，其不是纯培养的发酵剂，而是利用传统制曲技术制作的。1.1.2剂型发酵剂的类型主要有两种：液体和固体。相对而言，液体剂型是单纯培养发酵剂用的，生产菌种一般是开始于斜面保存，然后活化菌种、三角瓶、种子罐从小到大，最后再用来生产性能的接种。而生产批量产品时，发酵剂采用的是液体剂型的发酵剂。1.2发酵模式1.2.1浅层发酵一般而言，浅层发酵时利用的发酵物料厚度约为5cm，用来纯好氧发酵。由于物料的厚度对物料的通气性能有影响，物料厚度较高时，对氧气的扩散没有益处。因为有大量的发酵面积才可进行浅层发酵,所以只有浅盘架式生产才能被利用，所以，大多数需要利用手工来操作。1.2.2深层发酵对于深层发酵的物料厚度，一般30cm，有的甚至高达100cm，前期主要是好氧，中后期兼性厌氧发酵，所以此时比较适用于菌种、曲种的复合发酵。1.3发酵容器从根本上来说，发酵容器与工艺是相辅相承的，应用哪种发酵工艺就要使用相应的发酵容器。一般，豆粕发酵利用的发酵容器主要有：水泥池/槽（池式或槽式）、箱式以及地板（堆式发酵）等。箱式发酵也可以是自动化与其他方式结合的方法，如半机械化、手工式和机械化。因为不同容器质地是不同的，所以对发酵过程来说有一定的影响，但对于发酵容器的质地对发酵物的影响至今还未见报道。2发酵豆粕的研究意义2.1微生物发酵豆粕的优势与其他方法相比较，利用微生物来进行豆粕发酵的方法，豆粕细胞壁被破坏地更加充分，使营养物质的释放更容易，便于动物更快、更好地吸收，不仅如此，饲料中的营养成分被破坏的程度很小，不但未降低其营养价值，反而使其营养价值得到了很大提高，例如在发酵过程中会产生许多种小肽，而小肽具有很高的营养利用价值，是目前动物营养学研究的热点；大幅消除多种抗营养因子；成本较低，不需进行加热的大型仪器或者添加任何化学试剂，而且在发酵后没有化学残留，无毒副作用，较安全可靠。2.2发酵豆粕营养价值得到提高经过发酵后的豆粕蛋白质及各种氨基酸含量进一步得到提高。杨旭等通过利用固态法来发酵豆粕的试验研究发现，发酵后与发酵前豆粕相比较，发酵后的豆粕中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸分别得到了提高，总氨基酸含量也被提高[1]。王德培等利用乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌对豆粕进行了生料混合菌发酵，制备了具有生物活性的饲料，经优化后的发酵条件使可溶性的氮三氯乙酸含量提高到近10%，益生菌数109cfu·g-1[2]。豆粕经过微生物发酵后，其蛋白质可降解为各种有特殊的营养功能的小肽，而且吸收快、耗能低、载体不易饱和、各肽之间相互运转无竞争和抑制性。小肽在营养代谢中有着非常重要的作用，幼龄动物如要得到比较理想的生产性能，应在日粮中添加适合量的完整小肽。刘建胜等给肉仔鸡饲喂大豆活性肽饲料，结果表明，活性肽浓度逐渐提高，肉仔鸡日增重得到加快，饲料转化率相对也得到了提高[3]。同时，发酵豆粕能够改善动物消化吸收功能，降低腹泻率。陈瑜等研究报道，当采用发酵豆粕饲喂断奶仔猪时，其生产性能得到了提高[8]。2.3有效去除各种抗营养因子经过微生物发酵能有效去除大豆中各种抗营养因子，主要通过两种方法：微生物在发酵过程中分泌的蛋白酶降解了豆粕中的蛋白类抗营养因子；发酵过程中微生物需要利用非蛋白类抗营养因子来大量繁殖。李旋等利用混合菌如乳酸菌、米曲霉、酵母菌等来发酵豆粕，通过优化处理发酵条件，使豆粕中的大豆凝血素效价、胰蛋白酶抑制因子、致甲状腺肿素含量得到了完全降解。Hi⁃rabayashi等利用曲霉进行豆粕发酵，发酵后植酸被完全降解[5]。2.4提高适口性及降低成本利用微生物发酵豆粕会增加产品的风味和香味，可引诱畜禽多采食，增强配方饲料的适口性，提高动物的食欲。3发酵豆粕在畜禽生产中的应用3.1猪3.1.1促进仔猪健康，提高生产性能刘春雪等在断奶三元杂交仔猪日粮中分别添加242015年第9期饲料博览AnimalNutrition动物营养发酵豆粕5%、10%、15%、20%，研究发现，断奶仔猪的日增重与发酵豆粕的添加量成正比，同时也改善了饲料转化率；试验组仔猪的腹泻率降低，经济效益得到提高[6]。Gebru等试验表明，用发酵豆粕饲喂仔猪能显著提高仔猪的日增重和采食量（P0.05）[7]。陈瑜等试验表明，采用添加发酵豆粕的浓缩料饲喂断奶仔猪能改善仔猪的生长性能，且不同的发酵豆粕应用效果不同[8]。3.1.2提高抗氧化能力刘海燕等试验表明，饲喂发酵豆粕能提高仔猪生长，减少仔猪腹泻，提高饲料利用率，并且使仔猪血清中尿素氮水平降低，蛋白质的有效利用率提高，使仔猪血清中丙二醛的含量降低，仔猪的抗氧化能力提高[9]。单达聪等给60头长×大杂交一代断奶仔猪饲喂不同蛋白质水解度和挥发性盐基氮含量的发酵豆粕，结果发现，使用发酵豆粕可分别提高日增重9.9%~58%和采食量3.6%~32.2%，同时降低腹泻率和料重比；血清白球比提高5.42%~42.62%，血清IgG水平降低0.77%~3.99%[10]。3.1.3改善消化吸收功能，降低腹泻率章世元等给断奶仔猪饲喂不同水平的发酵豆粕，结果发现，两试验组仔猪胃内容物pH均极显著下降（P0.01）；而胃黏膜及胃壁厚度极显著提高（P0.01）[11]。冯杰等试验发现，经微生物发酵后的豆粕可使大豆蛋白对肠道的过敏性损伤减轻，维持了肠道的良好结构形态，有利于仔猪对营养物质的消化吸收[12]。闻爱友等选择21日龄断乳仔猪120头，随机分为4组，分别用不同比例的发酵豆粕替代普通大豆粕配制的日粮饲喂，研究发酵豆粕对早期断乳仔猪生长性能的影响，结果表明，早期断乳仔猪日粮中使用不同比例的发酵豆粕可一定程度调节肠道微生物菌群结构，减少早期断乳仔猪的腹泻发生，改善了早期断乳仔猪的生产性能，以发酵豆粕添加量10%效果较好[13]。3.2家禽祁瑞雪等研究表明，饲喂肉鸡配合饲料时用发酵豆粕替代普通豆粕6%时最为合适，可使肉鸡生长性能得到提高，极显著降低料重比（P0.01）[14]。许丽惠等研究表明，在黄羽肉鸡生长前期用发酵豆粕9%替代部分普通豆粕能够提高体增重，改善料重比，提高血清中碱性磷酸酶活性并降低尿酸含量，同时提高十二指肠绒毛高度，稳定肥大细胞和sIgA阳性细胞数量，增强肠道黏膜免疫功能，并降低盲肠大肠杆菌数量，增加乳酸菌数量，改善肠道微环境[15]。王龙昌等采用多菌种混合二次发酵工艺生产的新型发酵豆粕替代部分鱼粉，研究其对21日龄AA肉鸡生产性能、器官指数、血清指标及粪便营养成分的影响，将1日龄AA肉鸡384羽随机分成4组，分别为饲喂基础日粮的对照组及添加发酵豆粕1%、2%、3%替代部分鱼粉的试验组，试验结果表明，饲料中添加发酵豆粕对肉鸡生产性能无显著影响，但发酵豆粕3%组肉鸡平均增重略有提高，料重比显著改善（P0.05）；各试验组对器官发育和养分排泄等均无显著影响（P0.05）[16]。杨卫兵等在樱桃谷肉鸭基础日粮中用2%发酵豆粕替代普通豆粕（试验组），结果得出，全期日采食量、日增重分别提高了2.18%和1.46%、1.65%和1.44%，料肉比分别下降1.29%和1.44%；分别增加肉鸭的胸肌和腿肌粗蛋白质、粗脂肪含量1.52%和1.90%、1.17%和2.67%；腿肌pH显著降低，胸肌24和48h滴水损失分别降低11.26%和8.21%；血氨含量也得到降低，血糖含量增加1.96%，白球比升高4.22%[17]。吴俊锋等分别给蛋鸡饲喂添加枯草芽孢杆菌及含枯草芽孢杆菌发酵豆粕的基础日粮，结果表明，两试验组产蛋率提高，平均蛋重比也相对增加，蛋黄颜色得到改善，蛋壳比例比对照组分别降低3.14%和4.98%[18]。而朱由彩等通过对淮南麻黄鸡母鸡进行试验，试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别用3%、5%、7%发酵豆粕替代普通豆粕，结果表明，试验Ⅱ组蛋壳强度、蛋白高度分别得到了提高；与对照组相比，试验Ⅰ组种蛋合格数、试验Ⅱ和Ⅲ组的孵化率和出雏率均显著提高（P0.05）；而这3组鸡的产蛋率、采食量和料蛋比均无显著影响（P0.