蚕豆的饲用现状和饲用改良技术发展趋势

■黄 洁 王 超闫景彩祝 贺邢艳霞祝远魁 陈思宇 陈 东*

（1.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙410128；2.山东农业工程学院，山东济南250100；3.湖南天华实业有限公司，湖南娄底417100）

蚕豆(Vicia faba L.)别名胡豆、佛豆、罗汉豆等，直立，不分枝，花色带红，固氮能力强、营养价值高，为蔬菜、粮食、饲料和绿肥兼用作物。在我国已有两千年的栽培史，蚕豆收获面积约为92.5万公顷，总产量约为159.5万吨，分别占世界蚕豆种植面积和总产量的38.6%和36.7%[1]。蚕豆性喜温暖而湿润的气候，不耐高温，蚕豆全生长期为210 d左右，北方及西北地区的春蚕豆在3月上旬到4月中旬播种；南方秋蚕豆区在10月下旬播种，表1为不同蚕豆品种采荚期和收获期的亩产量。

表1 鲜食、饲草兼用型蚕豆采荚期和收获期的产量[2]

目前我国蛋白质饲料资源比较有限，有限的资源使得蛋白质饲料价格相对走高，寻求新型的蛋白质饲料原料显得尤为重要。蚕豆的营养价值较高，每千克带皮蚕豆含消化能12.60 MJ，可消化粗蛋白质189 g，为大米可消化粗蛋白质的三倍多。其粗蛋白含量介于24%～30%之间，且蛋白质品质较好，限制性氨基酸中赖氨酸含量较高，除蛋氨酸相对缺乏外，其他氨基酸相对平衡。同时蚕豆与花生麸、鱼粉等蛋白质饲料相比，具有来源广，成本低等优点。继国家“粮改饲，米改豆”政策的出台，开发利用蚕豆、蚕豆秸秆或蚕豆全株饲喂家畜，既可以缓解农副作物造成的环境压力，又可以降低农场（户）的成本。本文从以下几个方面综述蚕豆的饲用现状和饲用改良技术发展趋势。

1 蚕豆的营养特点

1.1 蚕豆籽粒营养特点

蚕豆籽粒蛋白质含量比小麦、玉米、薯类等都高，是动物饲料重要的蛋白质来源之一，蛋白质含量占总量的25%～33%，并且淀粉含量占总量的40%～48%，氨基酸种类和比例接近动物理想氨基酸比例[3]；同样蚕豆籽粒维生素和矿物质含量丰富。蚕豆与小麦、大豆、玉米、大麦、高粱的营养成分比较见表2[1,4-6]。

表2 蚕豆与其他谷物的营养成分比较(每100 g食物中含量)

蚕豆蛋白质在动物体内转化的多少，取决于其氨基酸组成和可溶性蛋白的比重以及蚕豆中的抗营养因子。蚕豆籽粒中还含有几种有生理活性的有害化学成分，主要包括缩合单宁、胰蛋白酶抑制剂、低聚糖、植酸和凝集素，虽然含量极微却严重制约着动物对蚕豆营养的充分吸收利用。

1.2 蚕豆秸秆营养

秸秆是农作物收获籽实后剩余的部分。蚕豆秸秆含有丰富的粗蛋白、纤维素、木质素和微量元素等成分，相比其他种类的秸秆，蚕豆秸秆的营养成分更均衡，用蚕豆秸秆饲喂动物有更高的营养价值和经济价值。陈君琛等[2]研究发现蚕豆秸秆的粗蛋白及蛋白质消化率分别为12.0%和76.2%，都高于其他6种秸秆（水稻秸秆、玉米秸秆、高粱秸秆、大小麦秸秆和大豆秸秆）。而席冬梅等[7]的研究表明，蚕豆秸秆中钙、磷、钾和镁的含量也十分丰富，见表3。研究发现[8-10]，与其他秸秆营养成分含量(干基)和体外干物质消化率（in vitro digestibility of dry matter，IVDMD）等指标相比，蚕豆秸秆的营养价值处于较高水平。

2 蚕豆的饲用现状

2.1 蚕豆在水产养殖业的饲用现状

草鱼饲喂蚕豆以后细胞密度增加，细胞壁变厚，胶原蛋白的含量比普通的草鱼增加了几十倍，肉质也比其他草鱼结实、鲜嫩、爽口，肉味清新；在综合生长性能和肌肉组成方面，蚕豆饲料(75%蚕豆)较巢菜籽饲料、苦瓜籽饲料和浸泡蚕豆在脆化草鱼养殖生产中更具有可行性[11]。给罗非鱼饲喂蚕豆，能改善鱼肉品质，极大地增加了肌肉的粗脂肪含量和胶原蛋白含量，降低了粗蛋白含量，但水分和粗灰分的含量并没有明显的变化[12]。日粮中添加15%的蚕豆粉能使虹鳟鱼生长性能最突出（与30%组和45%组相比），在虹鳟鱼苗养殖中蚕豆粉添加的上限为30%[13]。在海水鲑鱼日粮中用蚕豆部分代替（20%）鱼粉或大豆，能使鲑鱼体重显著增加，肠道炎症发病率显著降低[14]。需要注意的是，蚕豆赖氨酸含量高，蛋氨酸缺乏，需配合其他饲料以补充蛋氨酸来提高鱼类对蚕豆中蛋白的利用率。根据不同鱼种，在日粮中添加适量比例的蚕豆，对鱼的生长性能起到积极的作用。然而蚕豆的内源性抗营养因子在一定程度上会妨碍鱼类对营养物质的吸收，并对其免疫能力造成不良的影响，这是蚕豆在水产饲用中亟待解决的一个问题。

2.2 蚕豆在生猪养殖业的饲用现状

在猪日粮中加入适量蚕豆能改善日粮中必需氨基酸比例，提高蛋白质质量。蚕豆作为猪饲粮蛋白质补充料时，可大大降低成本，在青年猪日粮中不推荐使用超过200 g/kg的蚕豆添加量[15]。在母猪饲粮中添加适量的蚕豆秸秆，能够明显改善繁殖性能[16]。研究发现，饲喂添加蚕豆的饲粮可提高猪的屠体品质和屠宰率，减少生猪体内脂肪率的含量，如低单宁蚕豆部分代替豆粕能使育肥猪肉质更多汁可口，适口性显著性提高[17]。与大豆日粮相比，在琴塔猪日粮中添加蚕豆，瘦肉颜色和背膘的指标更优等，生产性能无显著差异[18]，育肥猪日粮中用蚕豆代替1/3的豆粕，生产性能，屠宰率和肉品质都无显著差异[19-20]。由此可见，以蚕豆为主要蛋白质原料进行饲喂，在日增重、饲料报酬、屠宰率、瘦肉率等各项指标上与以鱼粉或大豆为主要蛋白质原料无显著差别，经济效益明显。蚕豆在日后作为我国生产配合饲料的主要蛋白质来源是可行的。

2.3 蚕豆在禽类养殖业的饲用现状

研究发现，用添加量低于50%的蚕豆日粮饲喂蛋鸡后，能明显地降低日粮的消耗，产蛋性能有提高的趋势，蛋黄含量显著增加，而饲料的转换率并无差异[21]，产蛋的哈夫单位值和蛋黄颜色评分也显著提高[22]。在肉鸡日粮中添加蚕豆，低单宁蚕豆组（1.3 g/kg）与高单宁蚕豆组（9.8 g/kg和5.8 g/kg）相比，极显著降低表观代谢能（P＜0.01），更有利于肉鸡的生长[23]。在饲养鸭鹅方面，除大豆饼粕、花生饼粕、菜粕和棉籽粕等可作为常规植物源蛋白质饲料，蚕豆经过加热熟化后，抗营养因子含量降低，可用于鸭鹅的饲养[24-25]。研究发现，在火鸡的育肥日粮中添加蚕豆（高达30%）对火鸡的生长速率没有影响，其中缩合单宁含量低的蚕豆试验组（1/10倍于缩合单宁含量高的蚕豆试验组）能显著提高（P=0.014）饲料转化率[26]。由此可见，在消除抗营养因子的条件下，蚕豆完全可以作为家禽养殖中的优质蛋白质饲料，可以在家禽专业户和种禽场中应用和推广。

表3 不同秸秆各养分、常量元素含量（干基）和体外干物质消化率比较（%）

2.4 蚕豆在草食动物养殖业的饲用现状

黄光红等[27]用蚕豆荚壳饲喂奶牛，与不添加蚕豆荚壳组相比，奶牛头均日产奶量、乳糖率、乳蛋白和乳脂率都比对照组有明显的增加，明显提高养殖的经济效益，搭配青绿饲料效果更佳。从表3可知蚕豆秸秆的粗蛋白含量为12.29%，完全满足草食动物对蛋白质的需求，并且体外干物质消化率(IVDMD)高达40.80%[8]。蚕豆秸秆的营养价值高于黑麦草和青草，价格比黑麦草和青草更实惠，在营养搭配均衡的前提下，用其饲喂奶牛可增加产奶量，提高乳蛋白含量。在相同的蛋白和能量水平下，用菜粕和蚕豆（1∶2）代替豆粕饲喂奶牛，产奶量和乳成分差异不显著。这表明蚕豆可以作为奶牛日粮的一部分[28]。在育肥羔羊的日粮中，羽扇豆对肌内脂肪酸组成产生不利影响，但可以通过羽扇豆+蚕豆缓解不利影响，用分别添加蚕豆（50%）与豆粕的日粮育肥羔羊，肉品质无显著差异[29]。经过氨化处理蚕豆秸秆，适口性和消化率会得到改善，相应的粗蛋白含量可提高4%以上，采食量提高20%以上。研究表明，饲料中蚕豆秸秆和精料各占50%去饲养细毛羊，采食量提高41%，能获得理想的收益[30]。

蚕豆在南方的播种期，恰好为冬闲田的时间，在冬闲田期间种植蚕豆，不仅可以提高土地的利用率，还可解决草食动物冬季饲草缺乏的问题。初花期全株蚕豆的营养价值很高，本课题组测定结果表明，其中粗蛋白含量可达20.45%，然而尚未有给草食动物饲喂全株蚕豆的相关报道。将新鲜蚕豆植株青贮后，可去除涩味，增加适口性且易消化，增加了草食动物的采食量。因此可选择在蚕豆的初花期进行刈割直接饲喂或者青贮饲喂，这是补充蛋白质饲草的一个有效途径。

3 蚕豆饲用改良技术现状

蚕豆中抗营养因子是影响动物采食量和饲料转化率的主要因素，目前，为降低或消除抗营养因子的作用，一般都是采用物理、化学和生物的方法进行钝化处理，国内外在这些方面做了大量研究。

3.1 去壳法

蚕豆中的大部分抗营养因子存在于蚕豆壳中，AT Ward等[22]用去壳的生蚕豆（含量＞25%）喂鸡，能使鸡的饲料转化率和增重率都有所提高，效果明显。该种方法能有效地去除大部分抗营养因子，而废弃的蚕豆壳可作为药材进行保健饮品的开发利用[34]，笔者认为通过发挥蚕豆壳的药用价值，结合去壳法能高效利用蚕豆籽实。

3.2 水浸法

部分抗营养因子如非淀粉多糖等可溶于水，将蚕豆浸泡于水中，能有效地去除一部分抗营养因子。罗晓妙等[31]将干蚕豆放入25、35、45、55、65 ℃水中分别浸泡2、4、6、8、10 h，结果表明在25 ℃、10 h浸泡更有利于去除抗营养因子，增加适口性和动物的采食量。水浸法去除蚕豆中抗营养因子效果没有去壳法明显，同时会有部分可溶性蛋白、微量元素和维生素等营养物质损失，生产中一般不推荐采用这种方法。

3.3 高温处理

在高温条件下，部分抗营养因子能被分解失去活性。J I R Castanon等[17]用含有90%蚕豆的日粮饲喂来航鸡雏，发现在121℃，20 min条件下处理后，实验组的鸡体重提高9%～14%，饲料消耗率下降4%，干物质的滞留提高13%。但在同样处理条件下的蚕豆（日粮中＞25%)饲喂蛋鸡，其蛋重没有明显的变化[22]。与高温处理相比，漂烫处理与之有异曲同工之妙，但一般漂烫处理只是作为加工工艺预处理，处理的时间也不会太长，处理效果不理想。

3.4 添加蛋氨酸等特殊营养物质

氨基酸能与抗营养因子结合成特殊营养物质，减少抗营养因子的毒性作用。R R Marquardt等[26]研究表明，用含90%蚕豆的日粮喂养雏鸡，再添加0.24%的蛋氨酸，与对照组比较，体增重明显增加，料重比下降42%。生产中，在考虑经济效益的前提下，此方法操作简单，效果明显。

3.5 添加酶制剂

酶可以相应地将蚕豆中大分子营养物降解为小分子，利于动物消化吸收，同时起到降低抗营养因子的作用。J I R Castanon等[17]在90%蚕豆的雏鸡日粮中添加0.25%蛋白酶，体重比对照组提高10%，料重比降低5%。需要注意的是，添加的酶量要在一定范围内，过少达不到效果，过量容易造成营养性腹泻，因此在不同畜种使用此法之前，应先进行添加量的预实验。

3.6 甲醛处理法

甲醛能使抗营养因子的化学结构发生改变而失活。用甲醛分别处理0.5%、1.0%、1.5%的蚕豆，饲养羔羊，发现处理组蚕豆的干物质和粗脂肪消化率显著提高。1.0%和1.5%试验组羔羊体重显著提高，但饲料转化率与对照组相比有所降低，甲醛处理蚕豆有利于生长期的羔羊对氮的同化以及体重的增加[32]。这种方法对大多数抗营养因子都有作用，但最大的问题是甲醛残留，降低了饲料的适口性；并且处理后的有毒废液，不经恰当处理会污染环境，危及动物和人类健康，不符合国家提倡的绿色环保概念，生产中一般不提倡使用。

目前改良饲用蚕豆的技术不尽相同，但最终的目的都是为了降低蚕豆中抗营养因子的含量，提高蚕豆的营养价值，在考虑环境因素、成本降低和可操作的前提下，合理开发利用蚕豆来达到改善水产、家畜的肉蛋品质，提高养殖企业的经济效益，符合我国畜牧业的发展趋势。

4 蚕豆秸秆饲用改良技术现状

目前秸秆加工处理有很多种方法，但现在常见的加工处理方法是以下几种。

①青贮法是解决蚕豆秸秆适口性差的常见技术之一，利用环境中的厌氧性微生物发酵，不仅改善秸秆饲料的适口性，还能有提高秸秆饲料营养成分。隋雁南等[13]用青贮蚕豆秸秆代替20%、40%、60%的稻草-玉米秸秆饲喂育肥公羔的结果表明，40%和60%试验组育肥公羔日增重分别极显著提高了18.23%和7.39%（P＜0.01），料重比分别降低了11.72%和5.50%，经济效益分别提高了27.21%和8.26%，替代量为40%效果最佳。生产中，在把握蚕豆秸秆青贮时水分含量（60%左右）的前提下，可在青贮的过程中，添加酸化剂和微生物制剂，来加快和改善青贮的质量。

②微贮发酵法和酶解法处理蚕豆秸秆，能有效分解秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素，可明显提高反刍动物对粗纤维的消化率，并且在单胃动物（尤其母猪）的生产中能适量添加处理后的蚕豆秸秆，来平衡日粮中的能量水平。此法操作简单，在农场（户）中易推广，符合我国现代牧畜业节能增效的发展趋势。

③氨化法是利用秸秆中的有机物质与尿素分解后的氨发生化学反应，然后将其饲喂家畜。可明显提高蚕豆秸秆粗蛋白含量4%～6%，改善适口性和消化率，提高牛的采食量20%～40%[33]。在饲喂的过程中需要注意的是，用氨化处理的秸秆饲喂牛羊，需要均衡饲喂动物的营养需要。

蚕豆在我国的种植范围广泛，秸秆被利用的程度不高，方式较粗放。应该将有效利用蚕豆秸秆的方法编写成可供养殖户操作的规范手册，在蚕豆主产区或周边的养殖场(户)，尤其是草食动物养殖企业，联合政府、高校的力量推广，着实为解决家畜的饲草料贡献一份力量。

5 蚕豆饲用改良技术发展趋势

在蚕豆籽实饲用改良技术方面，近年来尚未有突破性发展。笔者认为要降低或消除抗营养因子的影响，可利用现代生物技术，通过选育或转基因技术，培育无抗营养因子或低抗营养因子的蚕豆品种，这种方法能从根本上解决抗营养因子的问题，它的不足是投资大、周期长；如使用生物脱毒技术，可在原有技术上，从时间、温度的控制以及微生物反应的程度等方面进行改进和加强，从而更好的去除蚕豆中不利于营养吸收的因子，这个方法见效快，是今后一段时间内主要的脱毒方法。

蚕豆秸秆中粗纤维（如纤维素、木质素）含量较高，在自然条件下很难将其分解完全，导致反刍动物对其利用不充分。目前最有效的方法是生物处理技术（青贮法、微贮法、酶解法等），这些方法易操作、成本低，处理后明显改善蚕豆秸秆的适口性，不受季节的限制可长时间保存。对于粗纤维利用不充分的问题，笔者认为在发酵过程中可结合多菌种组合微生物发酵降解剂提高在储存过程中纤维素和木质素的降解率，提高蚕豆秸秆的利用率。除了生物处理蚕豆秸秆提高其利用率之外，笔者认为可结合秸秆爆破技术，通过设置爆破的时间、温度、压力来破坏植物组织结构，提高蚕豆秸秆的消化利用率，目前尚未见蒸汽爆破技术处理蚕豆秸秆的文献报道。

综上所述，蚕豆作为我国传统豆科植物，种植面积广泛，但由于蚕豆籽实和秸秆中存在的限制因素及加工工艺的不完善，阻碍了蚕豆大范围的使用和推广。未来应加大力度开发消除抗营养因子的技术方法，将秸秆变废为宝，提高其营养价值，结合不同畜禽的营养需要，合理利用蚕豆。同时，可通过开发对蚕豆全株的综合利用，并随着影响消化吸收的各种因素被解决，我国蛋白质饲料原料的组成比例将发生改变，蚕豆饲用的状况也将得到改善，但形成完整权威的有关蚕豆有效多重利用的研究仍需要大量的探索和试验。