简谈发酵豆粕的应用

张志斌

（河南省安阳市林州市农业畜牧局，河南 安阳 456550）

1 起源与发展历程

1.1 豆粕

豆粕是大豆提取豆油后得到的一种副产品，广泛用于畜禽养殖业（图1），按国家标准可分为3个等级：一级（蛋白质46%、48%），二级（蛋白质43%），三级（蛋白质小于43%，目前很少使用）。

图1 豆粕在养殖业中的应用

1.1.1 优势 1）氨基酸比例平衡。2）原料充足，是目前使用量最多的植物蛋白源。

1.1.2 豆粕的局限性（表1）

表1 豆粕抗营养因子的缺点

1.2 改良方法与手段

1.2.1 物理方法：加热、膨化 缺点：对热稳定抗营养因子（大豆抗原、低聚糖）等无效，加热过度引起的美拉德反应，会降低蛋白质的营养价值。

1.2.2 化学方法：酸碱、乙醇等 缺点：化学物质残留，产生毒副作用，造成营养价值降低，成本高，后期处理麻烦。

1.2.3 作物育种：基因改良、培育低抗的大豆品种缺点：作物抗病能力降低，周期长，成功率不高，成本高。

1.2.4 生物方法：微生物发酵、酶解 优点：降解抗原、不良寡糖效果显著，成本低，污染小等。

1.3 发酵豆粕发展阶段

发酵豆粕产业化始于欧洲，20世纪90年代经中国台湾传入大陆（图2）。2005年底开始的鱼粉涨价让诸多饲料养殖企业认可了这一产品，生产商迅速增加，产品良莠不齐，2011年以后逐渐建立、完善了检测方法，2013年划入农业部《饲料原料目录》（2013）。近一两年来国内发酵饲料企业纷纷创立，不同品牌产品在市场随处可见。以发酵豆粕为代表的饲料到底有哪些特点，它同益生素有何异同，生产者如何确定产品生产方向，使用者如何评定和有效利用这类产品等问题需要共同探讨阐明。

图2 发酵豆粕发展过程

2 工艺介绍

2.1 发酵方式

2.1.1 液态（体）发酵 以液体（含碳源、氮源、无机盐等营养物质）作为菌株的培养基，通过发酵罐为主体，控制发酵温度、pH、通氧量、转速等参数，让微生物迅速繁殖。一般用于生产微生态产品或其代谢物产品（酶、肽类、抗生素等）。

2.1.2 固态（体）发酵 广义上讲固态发酵是指一类使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，既包括将固态悬浮在液体中的深层发酵，也包括在没有（或几乎没有）游离水的湿固体材料上培养微生物的工艺过程。多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程。

狭义上讲固态发酵是指利用自然底物作碳源及能源，或利用惰性底物作固体支持物，其体系无水或接近于无水的任何发酵过程。与液态培养方式相比，固态发酵具有如下优点：1）培养基简单且来源广泛；2）投资少，能耗低；3）高底物浓度可以产生高产物浓度；4）基质含水量低，可大幅减少生物反应器的体积，不需要废水处理，环境污染较少，后处理加工方便；5）发酵过程一般不需要严格的无菌操作。

固态发酵中，微生物是在接近于自然条件的状况下生长的，越来越多的研究证明，固态发酵会产生一些通常在液体培养中不产生的酶和其他代谢产物，所以固态发酵以其独特的优势，越来越引起人们的关注和重视，像酒类、酱油等具有特殊风味的产品，都是固态发酵的产品。

2.2 发酵豆粕—固态发酵

（1）浅层发酵（一般指好氧发酵）。

（2）深层发酵（全厌氧、兼性厌氧）。

2.3 固态发酵豆粕的生产流程图（图3）

图3 固态发酵豆粕生产流程

3 产品功效

3.1 发酵豆粕的价值

去除：1）抗原蛋白：β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白；2）不良寡糖：水苏糖、棉籽糖；3）胰蛋白酶抑制因子；4）凝集素。

增加：1）粗蛋白质；2）小肽含量；3）酶类；4）维生素；5）益生菌；6）乳酸。

3.2 发酵豆粕的功能

产品功效：1）高蛋白质含量（50%以上），增加了饲料配方空间；2）蛋白质消化率在95%以上，极大地减少了饲料在大肠中的异常发酵，从而降低或消除营养性腹泻；3）小肽含量丰富，提高饲料利用率，降低料重比；4）产品中的益生菌和乳酸，能抑制肠道中的有害菌繁殖，调节肠道微生态环境，改善动物小肠机能，改善养殖环境；5）微生物发酵过程中产生的酶类（蛋白酶、淀粉酶等）、B族维生素、未知生长因子等，可提高饲料消化率，增加饲料营养成分；6）特殊的活性肽成分，可降低抗生素使用，治疗与预防动物肠道疾病；7）产品溶解度高、黏度低、抗凝胶形成性好等优良物理特性，可缓解动物饲粮中因黏性组分（次粉、小麦麸等）引起的抗营养作用；8）发酵产品中特殊的酸、香味，可改善适口性，增加动物采食量。发酵豆粕主要功能见图4。

图4 发酵豆粕的主要功能

4 质量评价标准

4.1 外观指标

1）颜色；2）气味；3）粒度；4）均匀度。

4.2 常规及理化指标

（1）粗蛋白质与水分。粗蛋白质≥50%，水分≤12%。在水分一定范围内，蛋白质不够或是过高，都是不正常的产品；或者说，在蛋白质一定的情况下，水分过高或是过低，也是不正常的产品。

（2）酸溶蛋白（小肽）。营养关键性指标（占粗蛋白质量）。豆粕中含量：1%～2%；一般产品：4%左右；优质产品：8%以上。

（3）水苏糖。豆粕中不良寡糖代表。判断经发酵后，豆粕中不良寡糖的降解水平＜0.5%。

（4）抗原蛋白质含量（定性与定量）。大豆球蛋白：120～180 mg/g；β-伴大豆球蛋白：110～150 mg/g；优质发酵豆粕：50 mg/g以下。建议与蛋白溶解度联合判断。

（5）蛋白溶解度。营养性指标之一，小于50%一般认为不能被利用吸收，可作为鉴别豆粕是否经过“处理”的指标。

（6）乳酸含量。乳酸菌发酵产物≥2.5%。

（7）挥发性盐基氮。合理范围：20～60 mg/100 g。

（8）其他辅助甄别指标。大豆异黄酮含量、氨基酸组成、有益菌、pH等。

5 结论

通过比较，用发酵豆粕替代鱼粉在哺乳母猪和早期断奶仔猪养殖中，母猪产仔数情况变化不大，仔猪初生重和断奶体重略有增加；对降低料重比，改善生猪腹泻方面有较好效果；猪舍臭味明显降低；采用发酵豆粕的早期断奶仔猪采食量已接近采用进口鱼粉的水平，并超过了采用国产鱼粉的水平；降低饲料成本，增加了养殖场户的养殖效益。