发酵棉籽蛋白的研究进展及在动物生产中的应用

魏莲清，许 芸，张凯丽，葛文霞，宋显明

（新疆农业职业技术学院，新疆昌吉831199）

目前，畜牧业正迅速朝向规模化集约化发展，但同时也面临蛋白饲料资源紧缺的问题。因此，寻找非常规的蛋白质饲料对畜牧业的发展具有重要的意义。

中国是世界产棉大国，拥有丰富的棉籽蛋白资源。棉籽蛋白是一种优质的蛋白质饲料，但由于含有有害物质游离棉酚，若直接饲喂动物可影响动物的生产性能[1]。有研究表明，利用微生物发酵技术可有效降低棉酚含量；且棉籽蛋白经过微生物发酵后，其中所含有的有机酸、消化酶、小肽含量均显著提高，营养价值也有所改善[2-3]。近年来，发酵棉籽蛋白部分代替豆粕已广泛应用于动物生产中。研究表明，在肉鸡饲料中添加发酵棉籽蛋白能够减少脂肪沉积，并增加肌肉中蛋白质的沉积[4-5]。主要原理是棉籽蛋白通过微生物发酵降低棉酚含量，提高其营养价值，从而提高棉籽的饲用价值[6]。本文对发酵棉籽蛋白在动物生产中的应用进行了综述，以期为合理利用和开发棉籽蛋白提供理论参考。

1 发酵棉籽蛋白的研究进展

中国棉花种植面积大，产量约占全球总产量的25%。从棉花纤维中分离出的未经加工的种子被称为棉籽，棉籽经过压榨处理后所得到的产物被称为棉籽饼或棉籽蛋白。棉籽蛋白的营养价值受到压榨工艺、种植环境等的影响，其中主要影响棉籽蛋白利用价值的因素是游离棉酚和其他抗营养因子的含量。因此，棉籽蛋白的脱毒处理是动物营养学家深入研究的热点问题。

近年来，大量学者对棉籽蛋白的脱毒方法及效果进行了广泛而深入的研究，已取得了显著的研究成果。原始的棉籽蛋白的脱毒方法包括物理法和化学法；至20 世纪80年代，吴小月等[7]、钟英长等[8]创立了微生物发酵法。微生物发酵法不仅可降低棉籽蛋白中棉酚的含量，还能够在一定程度上提高棉籽蛋白的营养价值[9]。张文举等[10]利用黑曲霉ZD-8和热带假丝酵母ZD-3进行复合发酵，结果表明，经发酵后游离棉酚的脱毒率可达91.64%。洪振[11]采用枯草芽孢杆菌酵母菌、酵母菌和乳酸菌，将其按一定比例混合进行发酵，脱毒率达85.11%。杨文婷[12]利用热带假丝酵母和酶制剂混合发酵棉籽蛋白，结果显示，棉酚的脱毒率显著降低。上述研究结果表明，通过微生物发酵可有效降低棉粕中游离棉酚的含量。

刘俊[13]利用枯草芽孢杆菌和黑曲霉对棉籽蛋白进行复合发酵，结果显示，可测的底物中小肽含量可提高至15.36%，平均肽链长度可降至5.16，显著改善了棉粕的营养价值。金红春等[14]利用复合芽孢杆菌为发酵菌种固态发酵棉粕，结果发现，发酵产物中淀粉酶活力提高至766 U/g，脂肪酶活力提高至299 U/g。聂存喜等[15]采用酿酒酵母和热带假丝酵母复合发酵棉籽蛋白，经检测，发酵后琥珀酸含量显著增加。上述研究表明，棉籽蛋白经微生物发酵可增加其消化酶和有机酸的含量。由此可见，经过微生物发酵后，棉籽蛋白的营养价值和利用率显著提高。

2 发酵棉籽蛋白在动物生产中的应用

2.1 在养猪生产中的应用

近年来，微生物发酵饲料在养猪中应用广泛。魏炳栋等[16]利用乳酸菌发酵杂粕，其中包括棉籽蛋白，发酵产物部分替代豆粕添加至猪饲料；结果表明，在猪饲料中添加发酵杂粕，可显著提高蛋白质合成，提高机体的抗氧化酶的活性，有助于蛋白质和氨基酸的利用。秦金胜等[17]研究发现，在猪饲料中添加15%的发酵棉籽蛋白替代豆粕可提高猪的生产性能，降低饲料成本。王春芳[18]在对育肥猪健康生长性能方面的研究也表明，添加普通棉粕代替豆粕对猪无明显消极影响。因此，在饲料日粮中添加发酵棉籽蛋白可降低生产成本，增加猪场经济效益。

在生长育肥猪的饲料中梯度添加发酵棉籽蛋白，结果表明，与对照组相比，当添加量为5%量时，生长猪的平均日增重有所提高，料重比显著下降；此外，添加发酵棉籽蛋白组猪的腹泻率显著降低[19]。上述研究结果表明，棉籽蛋白经微生物发酵后，其中所含有的有机酸、有益微生物等显著提高；微生物发酵后的棉籽蛋白饲喂动物，可调节其肠道的菌群平衡和pH值，减少有害菌的增长繁殖，保证肠道的健康。棉籽蛋白经微生物发酵后，可部分替代豆粕应用于生长育肥猪的饲料生产。

2.2 在养鸡生产中的应用

抗生素使用过度，造成耐药菌、药物残留等问题日益严重。大量研究表明，益生菌可改善畜禽肠道健康，发酵饲料在鸡的养殖中应用广泛。有研究表明，在肉鸡饲料中添加6%的发酵棉粕，可显著提高肉鸡的生产性能、屠宰性能，提高血液白蛋白和球蛋白的含量[20]。在肉鸡饲料中添加发酵棉籽蛋白，可提高饲料的转化效率[21]。罗远琴等[22]研究表明，在AA肉鸡饲料中添加发酵棉籽蛋白，可提高肉鸡生长性能，增强免疫功能。经微生物发酵后的棉籽蛋白有机酸含量升高，可调节动物肠道的pH值，抑制大肠杆菌等有害菌的生长繁殖，促进动物的健康。添加发酵棉籽蛋白可改善肉鸡的肠道菌群结构，保证肠道健康[23]。在肉鸡饲料中添加发酵棉籽蛋白，可减少腹部脂肪的沉积，增加蛋白沉积，提高品质[4-5]。也有研究表明，在肉鸡饲料中添加发酵棉籽蛋白可增加免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白G（IgG）的含量，提高机体的免疫功能[24-25]。

2.3 在反刍动物生产中的应用

反刍动物具有特殊的消化系统，对棉籽蛋白的利用率较高。有研究表明，在奶牛饲料中添加发酵棉粕，发酵棉粕中含有益生菌可协同瘤胃微生物加强奶牛对饲料的消化利用率，从而增加其产奶性能[26]。梁敏等[27]在安格斯肉牛的饲料中添加适量的棉籽蛋白，结果表明，与对照组相比，添加棉籽蛋白组肉牛的生长速度显著提高，平均日增重和胸围均有所提高；此外，在肉牛饲料中添加发酵棉籽蛋白，还可增加其对饲料中粗蛋白和粗纤维的消化率，且与对照组相比，添加发酵棉籽蛋白组血清中的总蛋白含量极显著提高。由此可见，发酵棉籽蛋白对肉牛机体蛋白质代谢具有一定的调节作用。

张国民等[28]采用部分发酵棉籽蛋白替代豆粕饲喂犊牛，结果表明，与对照组相比，饲喂发酵棉籽蛋白组犊牛腹泻率显著下降，粪便颜色正常且粪便中氨气等有害气体减少，被毛平顺且有光泽。结果表明，饲喂发酵棉籽蛋白可改善犊牛的肠道菌群结构，从而达到良好的饲喂效果。也有研究表明，在奶牛饲料中添加20%的发酵棉粕，对奶牛的产奶性能无影响[26]；因此，在奶牛饲养过程中可采用部分发酵棉粕替代部分蛋白饲料，节约饲料成本。

2.4 在水产养殖中的应用

在水产动物养殖中常采用鱼粉作为蛋白质饲料，随着水产养殖的规模化发展，对鱼粉的需求量增加，其高昂的价格对水产养殖也造成了一定的经济压力。因此，找到鱼粉的优质替代产品是水产养殖中急需解决的问题之一。

有研究在中华绒螯蟹的饵料中梯度添加发酵棉籽蛋白和普通棉籽蛋白替代鱼粉，结果表明，16%未发酵的棉籽蛋白替代鱼粉饲喂中华绒螯蟹对其生产性能无影响；发酵棉籽蛋白可添加至24%时，与未发酵棉籽蛋白组相比，添加发酵棉粕组中华绒螯蟹的生产性能显著提高[29]。

张秀敏[30]在室外网箱和室内循环水的养殖条件下，采用11.0%和5.5%的发酵棉籽蛋白替代饲料中的鱼粉和豆粕，通过测定鲫鱼的生长速度以及水质判断发酵棉籽蛋白替代豆粕和鱼粉的饲喂效果。结果表明，添加发酵棉籽蛋白组鲫鱼的日增重有所提高；检测水质发现，水体中的氨氮等污染物有所降低，说明采用发酵棉籽蛋白部分替代豆粕和鱼粉饲喂鲫鱼可提高鲫鱼对饲料的消化吸收率，减少氨氮对水质的污染。金红春[31]研究发酵棉籽蛋白在青鱼养殖中的应用，结果发现，与对照组相比，添加发酵棉籽蛋白组青鱼的存活率和增重率显著高于对照组。

3 结论

随着畜牧业的快速发展，饲料资源的紧缺问题日益严重，尤其是蛋白饲料。因此，寻找低价安全的优质蛋白质饲料是畜牧业发展的必由之径。发酵棉籽蛋白不仅可降低游离棉酚的含量，还可提高棉籽蛋白的营养价值。采用发酵棉籽蛋白替代豆粕应用于畜禽饲料，对缓解蛋白饲料资源的紧缺、生产绿色健康的动物产品、降低养殖成本具有重要的现实意义。