羽毛粉、血粉加工方法综述及展望

刘冰许，李 黎，赵志鹏，赵文珍，张光宇，赵海鹏⋆

（1.河南省郑州市动物园，河南 郑州 450002；2.河南大学生命科学学院，河南 开封 475001；3.黄淮学院生物工程系，河南 驻马店 463000；4.河南省野生动物救护中心，河南 郑州 450000；5.河南省郑州市城区河道管理处，河南 郑州 450002）

羽毛粉、血粉加工方法综述及展望

刘冰许1，李 黎2，赵志鹏3，赵文珍4，张光宇5，赵海鹏2⋆

（1.河南省郑州市动物园，河南 郑州 450002；2.河南大学生命科学学院，河南 开封 475001；3.黄淮学院生物工程系，河南 驻马店 463000；4.河南省野生动物救护中心，河南 郑州 450000；5.河南省郑州市城区河道管理处，河南 郑州 450002）

为更好地在饲料中利用羽毛粉、血粉等动物源性蛋白原料，本文对相关研究文献进行了总结和回顾，比较了各种羽毛粉、血粉加工方法的优劣。复合饲料中添加一定比例的羽毛粉或血粉以替代部分或全部的鱼粉以降低饲养成本是可行的。当前要做的是针对各种方法中的缺点进行改进，开展多种原料组合配伍并结合后期氨基酸添加实现氨基酸平衡，如此则可在一定程度上缓解我国饲料原料资源匮乏的局面。

羽毛粉；血粉；应用；展望

羽毛粉、血粉等动物源性蛋白原料，在当前鱼粉产量逐年下降价格不断增长的实际情况下，受到越来越多的关注。《饲料工业十二五发展规划》建议应针对动物源性蛋白，以动物血以及其他动物副产品开发优质蛋白与活性肽设立专项进行投入；利用动物加工副产品深加工生产优质蛋白，部分替代鱼粉，结合氨基酸平衡技术，缓解我国蛋白饲料原料不足压力。我国羽毛、血粉等非鱼粉动物源性蛋白原料十分丰富，本文拟就其应用相关研究进行总结和展望，以期为其更好地被利用开发提供参考。

1 羽毛粉、血粉用作饲料原料的生化理论基础

羽毛粉和血粉中的蛋白质由于其化学结构或组织结构使然，动物直接摄入无法消化吸收或消化吸收率极低。采用一定方式将其分解成多肽、小肽甚至单个氨基酸或破坏其阻碍吸收的组织结构以提高其利用率，再通过后期调节实现氨基酸平衡或相对平衡后进行饲喂，就可能达到或超过鱼粉的饲喂效果，此为其作为饲料原料替代鱼粉的生化理论基础。

2 羽毛粉的加工方法及应用

羽毛是畜禽表皮细胞衍生物，含有大量角蛋白和纤维蛋白，因其内存有大量二硫键和氢键多肽链而致密难溶，未经过加工的羽毛粉，消化率30%左右[1]。二硫键结构是影响羽毛消化的基本原因，但高温湿热能将其破坏，若能找到合适的加工条件，包括添加物（酶试剂或化学试剂等）、时间、温度和压力等，破坏其紧密结构而提高消化吸收率，就能实现在饲料中添加替代鱼粉的目的。国内外对提高羽毛粉利用率的方法有化学、生物学方法以及膨化法等数种，分述如下。

2.1 化学或物理方法 用酸或碱进行处理，可以使羽毛蛋白的结构崩解实现提高吸收率的目的。早期探讨中，失败的例子是有人用高浓度的硫苷醇钠和淡化硫化钠处理后的羽毛添加饲喂青年鸡而导致其生长抑制[2]，但Han（1990）[3]用低浓度上述药物处理羽毛后饲喂，并添加其他几种氨基酸（蛋氨酸、甘氨酸、赖氨酸及组氨酸）进行一定调节，结果发现试验组和对照组产蛋量无明显差异，可见添加物的浓度是影响到产物效果的一个重要因素。几乎同一时期，Poel等（1990）[4]和Wi l l iams等（1991）[5]将用化学方法处理后的羽毛分别按比例添加饲喂蛋鸡均取得不错的效果，均能维持甚至促进蛋鸡正常生长。在处理时的反应条件上，压强不同效果差异明显，200～240 Kpa明显不如275～415 Kpa压强下的效果[2，6]。

2.2 生物学方法 考虑到化学方法处理羽毛粉的弊端，有人开始转向采用生物学方法来处理羽毛粉。有报道表明在适宜的温度压力用植物素水解羽毛所得产品添加到猪鸡饲料，发现猪的日增重和鸡的产蛋率都有所提高[7]。Sangali等（2000）[8]从厌氧消化系统中分离得到的Vibrio sp.s t rain kr2菌株能降解羽毛，这种菌在25～30℃生长良好，2 d内使羽毛包括羽小枝和羽轴均完全降解，包括未煮熟的羽毛，也有人发现弗氏链霉菌和细黄链霉菌以及发癣菌可分解角蛋白的酶，能断裂二硫键，使蛋白质裸露，羽毛便基本水解[9]。酶解羽毛粉氨基酸基本不会被破坏，8种必需氨基酸含量均高于普通高温高压水解羽毛粉，氨基酸的平衡性好[1，6]，进一步的研究发现该法处理的羽毛粉胃蛋白酶消化率可达到85%以上[10]。

2.3 膨化法 膨化法是一种集混合、揉合、剪切、加压、加热、冷却等多种作业于一体的复杂加工过程。对非鱼粉动物源性蛋白进行膨化处理过程中，非鱼粉动物源性蛋白受高温、高压及强烈的机械剪切力作用而变性，表面电荷重新分布且趋向均一，分子结构伸展、重组，分子间氢键、二硫键等次级键部分断裂，可导致蛋白质变性，适度的蛋白质变性，使蛋白酶更加易于进入蛋白质内部，从而能提高消化率[11]。

已有大量证实膨化血粉、膨化羽毛（猪毛）粉等部分替代其他动物性蛋白尤其鱼粉是可行的报道，饲喂对象包括畜禽及水产动物等。殷肇君（1998）[12]膨化加工所得的鸡毛粉、猪毛粉的蛋白质含量分别为81.4%、83.5%，可消化率分别为82.8%、75%。何武顺等（1999）[13]膨化的羽毛粉的氨基酸真消化率母鸡为88.9%±0.049%，公鸡为83.6%±0.050%；胱氨酸的真消化率依次为86.8%±0.021%、83.1%±0.025%；真代谢能依次为13.53 MJ/kg、13.11 MJ/kg。林东康等（2001）[14]膨化的羽毛粉，粗蛋白含量在79%以上，而且精氨酸、异亮氨酸和胱氨酸含量相对较高，用蛋鸡公鸡进行试验，测得其表观代谢能为15.1 MJ/kg，蛋白质消化率可达78.37%。段明文（2008）[15]在海兰蛋鸡的日粮中添加膨化羽毛粉1%～2%发现蛋壳的破损率能降低。

2.4 血粉的加工方法及应用 血粉是一种非常规动物性蛋白质饲料原料，蛋白质含量高于鱼粉和肉粉，达80%～95%，富含氨基酸、免疫球蛋白和多种微量元素。传统上生产纯血粉时，多采用晒晾法、蒸煮法及喷雾干燥法等，此类方法对血细胞外层硬质蛋白破坏有限，产品实际营养价值低、适口性差且消化吸收率低；而发酵处理血粉，虽可一定程度上改善其适口性和氨基酸平衡，但工艺流程繁琐且耗时长，生产成本高，未能广泛应用[16]。上述方法的另一个突出的弊端是安全无法得到保障。鉴于此，膨化法进入了人们的视线。

殷肇君（1998）[12]膨化加工所得的血粉的蛋白质含量为72.2%，可消化率更是达到97.6%。桂志成和董初生（1995）[17]研究发现血粉经膨化后在体外消化率可达97.6%，饲喂肉鸡效果生长性能优于普通血粉。刘运枫等（2007）[18]也得到了一致的结果，并进一步指出“2%”是最佳添加比例，该比例添加组与2%鱼粉组的体重和消化率均无显著差异。周华（1998）[19]在肉鸡日粮中分别添加4.5%的膨化血粉和喷雾干燥血粉，结果表明前者成活率为98.33%，高于后者93.33%成活率，且前者料肉比提高6.25%，平均体重提高4.64%。另外，范宏刚等（2003）[20]报道，在生长犬日粮中添加5%～10%的膨化血粉可以替代一定比例鱼粉，达到较好的饲喂效果，经济效益显著。刘延贺和苑会珍（2009）[21]报道认为，随着膨化血粉在生长猪日粮中用量的增加，猪生产性能明显提高，最佳用量为5%，相同基础日粮配方条件下，膨化血粉等量代替鱼粉是可行的。

除在畜禽养殖中应用外，研究标明膨化血粉也可应用在水产动物饲喂。桂志成（1994）[22]认为膨化血粉在淡水鱼类饲料中的用量可高达10%，用以部分替代鱼粉和蚕蛹。鲤鱼对膨化血粉的表观消化率高于鱼粉组和普通血粉，膨化血粉干物质和粗蛋白的可消化含量分别为81.68%和90.17%，明显高于普通血粉的54.8%和83.61%[23]。

3 各种加工方法的优劣

除膨化法外，羽毛粉加工处理方法包括高温高压水解法、酶解法以及微生物发酵法，多存在耗时长，工艺繁琐、氨基酸不平衡、吸收率低、存异味，影响适口性等弊端[7，24-25]，而且生产过程中会对环境产生污染。利用膨化工艺加工羽毛粉和血粉，可明显提高消化吸收率，加工过程中的高温高压及高剪切力等都可以有效杀灭原料中的病原菌，安全卫生方面高于其他处理方法。当然，膨化加工时需要考虑膨化对象的选择和搭配组合问题。以羽毛粉为例，其氨基酸中含量较高的是甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸和缬氨酸；而赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量低[26-27]，若单一膨化不经过后期调节就加以饲喂，则氨基酸不平衡的缺点就会暴露，根据“木桶理论”可知其饲喂效果会受到影响。

4 建议和展望

已有的研究表明在复合饲料中添加一定比例的膨化羽毛粉或血粉，可替代一部分或全部的鱼粉，大幅度降低饲养成本[28-29]。我国地域辽阔，畜禽养殖业资源丰富，而各种动物加工副产品包括羽毛、毛发、血液以及和羽毛蛋白结构类似的蹄角等是十分巨大动物源性蛋白资源，深入探讨研究其加工工艺以提高消化吸收率，针对各种方法中的缺点进行针对性改进提高；尤其是针对单一原料存在的氨基酸不平衡的缺陷，开展多种原料组合配伍的研究工作，必要时进行后期氨基酸直接添加尽可能使其氨基酸平衡。一旦上述问题得到妥善解决，羽毛粉或血粉等动物源性蛋白将得到更充分的开发利用并产生巨大的效益，可在一定程度上缓解我国饲料原料资源严重匮乏的局面，扭转依赖进口的不利形势。

[1]Paradopoulos MC. The ef fect of enzymatic treatment on amino acid content and nit rogen characteristics of feather meal[J]. Animal Feed Science and Technology,1986,16(1/2): 151-156.

[2]何天培，王玉江.羽毛粉生产加工技术[J].国外畜牧科技，1993，20（4）：32-34.

[3]Han Y.Determination of avai lable amino acids and energy in al fal fa meal, feather meal, and poul try by-product meal by various methods[J]. Poul t ry science, 1990, 70(4) :812-822.

[4]Poel ABF Vander, EL-Boushy AR. Processing methods for feather meal and aspects of quality[J].Nether land J of Agri.Sci,1990,38 (4):681-695.

[5]Wi l l iams CM,Lee CG.Evaluation of a bacterial feather fermentation product,feather-lysate,as a feed protein[J].Poul t ry Science Association,1991,70(1):85-94.

[6]Paradopoulos MC,Boushy EL.Ef fect of di f ferent processing conditions on amino acid digestibi l ity of feather meal determined by chicken assay[J].J of the sci.of food and agricul ture,1985,36(12):1219-1226.

[7]何武顺.饲用羽毛粉的加工方法[J].粮食与饲料工业，2001（2）：22-24.

[8]Sangal i S,Brandel li A.Feather keratin hydrolysis by a Vibro sp.st rain kr2[J].J Addl. Microbiol,2000,89:735-743.

[9]Lyons P.From waste to feed through Enzyme Technology[M].Feed Int,1992.

[10]张昕，杜德伟.羽毛粉的生物转化[J].吉林粮食高等专科学校学报，2003，8（3）：1-3.

[11]L.A.Coul ter,K.Lorenz.Ext ruded Corn Gritsquinoa Blends:II.Physical Characteristics of Extruded Products[J].Journal of Food Processing and Preservation,1991,15(4):243-259.

[12]殷肇君.废弃蛋白源膨化技术的研究农业机械学报[J].1998，29（2）：111-115.

[13]何武顺，陈志华，呙于明，等.肉仔鸡对膨化羽毛粉氨基酸消化率、代谢能的测定[J].粮食与饲料工业，1999，（3）：43-44.

[14]林东康，聂芙蓉，崔朝霞，等.膨化羽毛粉营养价值的评定[J].河南畜牧兽医，2001，22（9）：5-6.

[15]段明文.不同用量的膨化羽毛粉饲喂海兰蛋鸡的效果观察[J].云南畜牧兽医，2008，（3）：15-16.

[16]王征南,范润梅.我国动物血深加工产业发展状况及对策[J].饲料与畜牧，2011，1：60-68.

[17]桂志成，董初生.饲用血粉的新生产工艺及采用膨化血粉喂养试验的效果[J].水产学报，1995，19（2）：159-165.

[18]刘运枫，王洪斌，刘焕奇.膨化血粉饲喂效果研究[J].畜牧兽医科技信息，2007，2：32-34.

[19]周华.膨化猪血粉的研究[J].现代渔业化，1998，3： 39-41.

[20]范宏刚，王洪斌，刘焕奇，等.膨化血粉饲喂生长犬的效果试验[J].黑龙江畜牧兽医，2003，9：8-9.

[21]刘延贺，苑会珍.不同水平的膨化血粉对生长猪生产性能的影响[J].安徽农业科学，2009，37（21）：9995-9996，10016.

[22]桂志成.膨化猪血粉加工方法与设备的研究[J].渔业机械仪器，1994，21（112）：9-11，8.

[23]许建刚，李国富.鲤鱼对四种动物性蛋白原料的表观消化率测定[J].安徽农业科学，2008，36（27）：11782-11784.

[24]冯景贤.羽毛粉蛋白饲料的开发利用[J].河南畜牧兽医，2000，21（1）：28-29.

[25]Bertsch A,Coel lo N.A biotechnological process for t reatment and recycl ing poul t ry feathers as a feed ingredient[J]. Bioresource Technology,2005,96:1703-1708.

[26]Har rap BS,Woods EF.Soluble derivatives of feather keratin. Isolation, f ractionation and amino acid composition[J].J. Biochem, 1964,92:8-18.

[27]Cher ry JP,Young CT,Shewfel t AL.Characterization of protein isolates f rom keratinous material of poul t ry feathers[J].J. Food Sci.,1975,40,331-335.

[28]Hyun CK, Shin HK. Util ization of bovine blood plasm a proteins for the production of angiotensinⅠ conver ting enzyme inhibitory peptides[J].Process Biochemist ry, 2002, (36):65-71.

[29]Han Y,Parsons CM.Determination of avai lable amino acids and energy in al fal fa meal, feather meal,and poul t ry by-product meal by various methods[J].Poul t ry Science,1990,69 (9):1544-1552.

App lication and Outlook of the Processing Method of FeatherMealand Blood Meal

Liu Bingxu1,Li Li2,Zhao Zhipeng3,Zhao Wenzhen4,Zhang Guangyu5,Zhao Haipeng2*
(1.Zhengzhou Zoo,Henan Zhengzhou 450008; 2.Col lege of Li fe Science,Henan University,Henan Kaifeng 475004; 3.Department of Biological Engineering,Huanghuai Col lege,Henan Zhumadian 463000; 4.River Management Of f ice of Zhengzhou,Henan Zhengzhou 450000; 5.Wildli fe Rescue Center of Henan Province,Henan Zhengzhou 450000）

For the purpose of bet ter use of feather meal and blood meal in animal husbandry as a new source of protein,the processing method of feather meal and blood meal was overviewed and summarized,and the pros and cons of processing methods was also emphasized.It is found that the partial replacement of fish meal to feather or blood meal is feasible,i f the disadvantage of the later ones can be improved.Once the formula of mul ti-source meal which have a balanced amino acid composition was formed,to some extent,it would al leviate the protein shor tage of animal feed in China.

Feather meal;Blood meal;Application;Out look

S816.34

1672-9692(2015)07-0055-04

2015-06-03

刘冰许（1969-），男，本科，高级畜牧师，主要从事野生动物保护与利用研究。

赵海鹏（1980-），男，博士，副教授，主要从事动物学研究。

河南省重大科技攻关项目132102110066和河南省科技攻关项目132102110112