中國飼料質(zhì)量的調(diào)查研究

■丁宏標(biāo)

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081）

2015年我國飼料產(chǎn)量達(dá)到2億噸，連續(xù)多年是世界最大飼料生產(chǎn)國。飼料工業(yè)經(jīng)過幾十年高速發(fā)展，已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。然而，在飼料產(chǎn)量不斷提高的同時(shí)，飼料質(zhì)量及相關(guān)畜牧業(yè)的發(fā)展面臨著眾多問題。原料谷物需要大量進(jìn)口，飼料原料及養(yǎng)殖產(chǎn)品質(zhì)量不高、不穩(wěn)定，飼料添加抗病、防病的抗生素等藥物引發(fā)的畜產(chǎn)品殘留問題等均成為制約飼料工業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的主要因素。要增加畜禽水產(chǎn)品產(chǎn)量以滿足日益增加的肉食需求，保障食品安全，只能依靠飼料轉(zhuǎn)化效率的提高，飼料原料和飼料產(chǎn)品的質(zhì)量便成為生產(chǎn)力的決定因素。要提高飼料質(zhì)量與安全、提高畜產(chǎn)品品質(zhì)，我們需要及時(shí)地掌握飼料質(zhì)量的現(xiàn)狀和動態(tài)變化，才有可能對飼料進(jìn)行精準(zhǔn)管理，達(dá)到可持續(xù)利用的目的。

什么是飼料質(zhì)量？飼料質(zhì)量是飼料物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反映。飼料產(chǎn)品原料來源廣、加工環(huán)節(jié)多、精度要求高，影響產(chǎn)品質(zhì)量安全的因素十分復(fù)雜。飼料原料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)包括原料的通用名稱、主成分指標(biāo)驗(yàn)收值、衛(wèi)生指標(biāo)驗(yàn)收值等內(nèi)容。飼料及原料的主成分指標(biāo)驗(yàn)收值、衛(wèi)生指標(biāo)驗(yàn)收值應(yīng)當(dāng)符合有關(guān)法律法規(guī)和國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1 豆粕的飼用質(zhì)量

豆粕是最常用的飼料原料，是畜禽重要的蛋白質(zhì)營養(yǎng)來源，多年來一直占我國蛋白質(zhì)飼料原料的70%以上。豆粕由大豆加工而來。近年來我國大豆進(jìn)口量增長迅速，2001年成為全球最大的大豆進(jìn)口國，2002年大豆進(jìn)口總量為1 040萬噸，2014年大豆進(jìn)口總量增長至7 140萬噸，進(jìn)口總量經(jīng)常創(chuàng)歷史最高?，F(xiàn)在進(jìn)口大豆占國內(nèi)豆粕加工原料的比例達(dá)70%以上，對外依存度高，資金花費(fèi)大。

豆粕不僅蛋白含量高（約44%），還具有氨基酸平衡（賴氨酸含量高達(dá)2%以上）、適口性好、消化率高（85%）等特點(diǎn)。但豆粕中含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子如胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素、尿素酶等，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子在大豆的加工過程中通過加熱可以失活去除。但加熱法無法去除豆粕中熱穩(wěn)定性的抗原蛋白（致敏原）。大豆抗原蛋白會引起仔豬和妊娠母豬、犢牛、雛雞、養(yǎng)殖魚類等動物過敏反應(yīng)，導(dǎo)致小腸絨毛萎縮、隱窩增生，腸內(nèi)組胺釋放量增加等過敏性損傷，進(jìn)而導(dǎo)致消化吸收障礙和過敏性腹瀉等（Rist等，2014；Rist等，2013；李德發(fā)等，1990）。

大豆中的抗原蛋白有很多種，到2016年5月15日，致敏原數(shù)據(jù)庫（http：//www.allergenonline.org/）已收錄42種大豆過敏原。根據(jù)以蛋白質(zhì)沉降系數(shù)為基礎(chǔ)的超速離心分類法，大豆蛋白分為4個(gè)組分，即2S、7S、11S和15S。其中11S組分為大豆球蛋白（glycinin），是大豆蛋白中最大的單體成分，占大豆可浸出蛋白總量的33%和總球蛋白的40%（李德發(fā)，2003），15S組分為多聚體glycinin，占大豆可浸出蛋白總量的10%，2S組分占大豆可浸出蛋白總量的20%，主要包括胰蛋白酶抑制因子和細(xì)胞色素；其余部分為7S組分，主要含大豆伴球蛋白（conglycinin）、α-淀粉酶、脂肪氧化酶和凝集素（趙威棋，2003）。免疫電泳法可將conglycinin分離純化為αconglycinin、β-conglycinin和γ-conglycinin三種大豆伴球蛋白。

11Sglycinin含糖基較少，是一種六聚體寡蛋白，分子質(zhì)量320～360 kD，每個(gè)亞基都由一個(gè)酸性多肽鏈（A）和一個(gè)堿性多肽鏈（B）通過二硫鍵連接形成，單聚體亞基結(jié)構(gòu)為：A-S-S-B（S-S代表二硫鍵），6個(gè)AS-S-B單體的酸性和堿性多肽交互對應(yīng)形成比較穩(wěn)定的六聚體結(jié)構(gòu)形式（Hou等，2004）。Gagnon等（2009）認(rèn)為大豆中致敏性最強(qiáng)的蛋白是11Sglycinin的A3多肽。

β-conglycinin是大豆的一種主要儲藏蛋白，占大豆種子總蛋白質(zhì)10%～12.7%和總球蛋白30%，是一種高豐度蛋白質(zhì)（Mujoo等，2003），是主要大豆致敏蛋白之一。β-伴球蛋白為熱穩(wěn)定抗原蛋白，含4%～5%糖基，分子質(zhì)量140～170 kD，為三聚體糖蛋白，由α、α′、β三種亞基構(gòu)成，分子質(zhì)量分別為67、71、50 kD（Poysa等，2006）。三亞基都富含天冬氨酸/天門冬酰胺、谷氨酸/谷氨酰胺、亮氨酸、精氨酸，熱穩(wěn)定性為β＞α′＞α（Maruyama 等，2003）。Gly m Bd 60K是β-conglycinin的α-亞基，是豆粕中主要致敏蛋白。

豆粕中其他重要過敏原包括Gly m Bd 30K和Gly m Bd 28K，它們均是7S組分中的兩種低豐度蛋白，其含量均不到大豆蛋白質(zhì)總含量1%（Herman等，2003）。Gly m Bd 30K能被65%大豆過敏患者血清識別（Helm等，2000），是大豆中致敏性最強(qiáng)的儲藏蛋白之一。Gly m Bd 28K屬于Cupin蛋白家族，是未知的Asn糖蛋白，大小為26 kD。Gly m Bd 28K與其C-末端23 kD片段都具免疫原性（Xiang等，2004）。

飼料中的部分抗原蛋白會穿過小腸上皮細(xì)胞間隙或空隙完整進(jìn)入血液和淋巴，刺激腸道免疫組織，產(chǎn)生包括特異性抗原抗體反應(yīng)和T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的遲發(fā)性過敏反應(yīng)，前者刺激肥大細(xì)胞釋放組胺，引起上皮細(xì)胞通透性增加和黏膜水腫，后者引起腸道形態(tài)變化。過敏反應(yīng)將使幼齡動物血清中大豆抗原特異性抗體滴度升高，小腸絨毛萎縮，隱窩細(xì)胞增生，同時(shí)導(dǎo)致消化吸收障礙、生長受阻以及過敏性腹瀉（李德發(fā)等，1990）。譙仕彥等（1999）研究發(fā)現(xiàn)，膨化加工可降低仔豬血清中抗大豆球蛋白的抗體效價(jià)。

近年來，我國生豬的全程死亡率偏高，達(dá)到10%～20%。在無特定新疫病發(fā)生的情況下，國內(nèi)多次發(fā)生批量死豬事件，如2013年3月上海黃浦江松江段水域大量漂浮死豬，打撈的死豬數(shù)量超過13 000頭，事件調(diào)查結(jié)果表明當(dāng)?shù)匚窗l(fā)生重大疫情，死豬為腹瀉等常見多發(fā)病死亡。近年國內(nèi)其他省市亦未發(fā)生重大新疫情，腹瀉下痢為病豬主要死因。飼料來源的抗?fàn)I養(yǎng)因子、過敏原可能導(dǎo)致群發(fā)性疾病。

豆粕中殘留的大豆抗原蛋白對畜禽的危害很大。李德發(fā)院士認(rèn)為，大豆抗原蛋白引起的遲發(fā)型過敏反應(yīng)是仔豬斷奶綜合征的重要原因。張建中等（2010）發(fā)現(xiàn)，仔豬料中使用30%常規(guī)蒸汽處理的大豆粉，日均采食量降低了25.88%，日增重下降了28.70%，腹瀉率提高了58.77%。國內(nèi)外很多專家認(rèn)為，斷奶綜合征不但影響仔豬生長性能，而且病程后期導(dǎo)致采食仔豬批量死亡（李德發(fā)，2003；Rist等，2014；Rist等，2013）。

仔豬對大豆抗原蛋白的短暫過敏反應(yīng)引起的腸道損傷是腹瀉的原發(fā)性病因，大腸桿菌在腸道的附著和增殖最終導(dǎo)致仔豬下痢和腸炎，這一理論已被許多試驗(yàn)所證實(shí)。Kenworthy（1976）報(bào)道，仔豬腹瀉最初幾天，典型的損傷是腸絨毛嚴(yán)重萎縮，酶水平下降，養(yǎng)分吸收率下降，但微生物檢查并未發(fā)現(xiàn)大腸桿菌的增殖。譙仕彥等（1996）的研究認(rèn)為，仔豬斷奶后第8 d腸道中致病性大腸桿菌與血清抗大豆glycinin和β-conglycinin抗體效價(jià)成正比，仔豬腹瀉的元兇是機(jī)體對日糧抗原發(fā)生的過敏反應(yīng)。

酶制劑和發(fā)酵豆粕可以消除日糧致敏原等，包括熱處理后豆粕中殘留的抗?fàn)I養(yǎng)因子如胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素、抗原蛋白等。發(fā)酵豆粕本質(zhì)上也是利用微生物生長發(fā)酵產(chǎn)生的酶消解致敏原。應(yīng)用酶制劑不僅能有效消除飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用,而且能全面促進(jìn)養(yǎng)分的分解和吸收利用,提高飼料轉(zhuǎn)化效率和營養(yǎng)價(jià)值；有利于減少畜禽糞便中有機(jī)物、氮和磷的排出量,從而減少排泄物對土壤和水源的污染。

近年來，飼用酶制劑的研究取得巨大進(jìn)展。我們主持研制的復(fù)合酶制劑及參加研制的飼用植酸酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶等非淀粉多糖降解酶類已經(jīng)廣泛使用于飼料中，提高飼料原料的營養(yǎng)價(jià)值效果顯著，但這些工作主要集中于植酸酶和非淀粉多糖降解酶類研究。酶解法可有效分解和破壞豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高豆粕的營養(yǎng)價(jià)值，具有產(chǎn)品安全性高、生產(chǎn)條件溫和、水解易控制、可定位生產(chǎn)特定的大豆肽等優(yōu)點(diǎn)（Rist等，2014；Rist等，2013）。而物理、化學(xué)及發(fā)酵法脫敏技術(shù)，或者脫敏效果差，或者既有水溶性物質(zhì)的損失,又有產(chǎn)品烘干耗能的弊端,生產(chǎn)成本偏高，不宜在實(shí)際生產(chǎn)中推廣。酶解法是有前途的一種改善豆粕營養(yǎng)價(jià)值的手段，符合健康養(yǎng)殖的要求，其技術(shù)關(guān)鍵是高降解效率的適宜酶種的選擇及配合，以及降低酶制劑的生產(chǎn)成本。

研究發(fā)現(xiàn)蛋白酶可提高幼齡和青年動物對飼料中蛋白成分的消化吸收率，預(yù)防腹瀉，促進(jìn)生長（肖競，2003）。Yu等（2007）發(fā)現(xiàn)，在玉米-豆粕型日糧中添加蛋白酶，具有提高飼料轉(zhuǎn)化率的功能。Angle等（2011）發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充外源蛋白酶（RONO-ZYMERProAct，200 mg/kg及以上劑量），可以改善低蛋白日糧飼料轉(zhuǎn)化效率，節(jié)約豆粕用量。

植物源性木瓜蛋白酶具有很強(qiáng)的分解蛋白質(zhì)能力，并且有水解酰胺鍵和酯鍵的特性，日糧中添加木瓜蛋白酶可提高飼料利用效率（馮定遠(yuǎn)，2011；何霆等，1992）。菠蘿蛋白酶能分解蛋白質(zhì)、肽、酯和酰胺，水解蛋白的比活性比木瓜蛋白酶高10倍以上，具有良好的助消化功能（趙武玲等，1999；Gibbons等，1977；Chandler等，1998）。Mynott等（1996）、Erhard等（1996）、Marguardt等（1999）研究結(jié)果均表明，口服菠蘿蛋白酶，對防治豬的腹瀉具有良好效果。

酶制劑消除大豆抗原蛋白可能是其促進(jìn)生長，提高飼料轉(zhuǎn)化效率的機(jī)理。王俊等（2012）發(fā)現(xiàn)，β-conglycinin在胃蛋白酶、胰蛋白酶的連續(xù)消化下產(chǎn)生大量肽段，其中有3條主要的抗酶解肽段，均具有免疫活性，說明β-conglycinin具有較高的抵制內(nèi)源消化酶降解的能力，內(nèi)源酶不能消除其致敏性。Rooke（1998）報(bào)道，酸性蛋白酶P2和堿性蛋白酶P1都能不同程度的降低大豆蛋白的抗原性；賈振寶（2002）采用Alcalase水解豆粕，當(dāng)總蛋白水解度達(dá)到25%時(shí)，β-conglycinin被徹底分解。祁宏偉等（2004）發(fā)現(xiàn)使用飼用酶制劑可顯著提高生大豆和豆粕的真蛋白質(zhì)消化利用效率。王之盛等（2003）發(fā)現(xiàn)，復(fù)合酶制劑能極顯著提高含豆粕日糧18日齡斷奶仔豬生長速度和飼料利用效率。Hocine等（2007）報(bào)道蛋白酶可以降低大豆蛋白的抗原致敏性。

大豆抗原蛋白的致敏機(jī)理研究亦取得一些進(jìn)展。游金明（2007）用免疫親和層析、郭鵬飛（2007）用基因表達(dá)的方法分別獲得了純度大于93%和99%的β-conglycinin及其α亞基，隨后以大鼠為實(shí)驗(yàn)動物建立了過敏反應(yīng)模型，將體內(nèi)與體外試驗(yàn)相結(jié)合，系統(tǒng)研究了β-conglycinin及其α亞基對大鼠的致敏作用。腸黏膜免疫反應(yīng)最終引起炎癥及上皮細(xì)胞變性壞死，造成組織損傷及消化吸收不良。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年我國飼用酶制劑總產(chǎn)量13.25萬噸，總產(chǎn)值約26億元，但沒有豆粕專用酶制劑。2013年我國飼料中添加酶制劑的飼料占比約為32%～50%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐美80%～95%的添加水平。

豆粕中存在的過敏原和抗?fàn)I養(yǎng)因子，使其消化率和生物學(xué)效價(jià)遠(yuǎn)不及魚粉等動物源性蛋白質(zhì)；同時(shí)動物試驗(yàn)已證實(shí)大豆抗原是造成幼齡動物腹瀉、生長遲緩等營養(yǎng)性疾病的主要原因。零抗原或低抗原豆粕的營養(yǎng)價(jià)值與動物蛋白相當(dāng)，且能顯著降低成本，在飼料工業(yè)上具有廣闊的應(yīng)用前景，探尋經(jīng)濟(jì)高效的消除抗原的方法是當(dāng)務(wù)之急。

秦貴信等（2008、2014）認(rèn)為，需要在抗原識別的基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定大豆抗原蛋白在不同種屬動物消化道內(nèi)的分布及通透規(guī)律，揭示大豆抗原的致敏機(jī)制；需要建立新方法揭示大豆抗原蛋白在不同動物消化道內(nèi)的免疫原性的變化規(guī)律，評價(jià)不同加工處理技術(shù)對大豆抗原蛋白免疫原性的影響；深入了解抗原蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及酶解機(jī)理是問題關(guān)鍵。

大豆浸出油脂后如果豆粕蒸汽熟化不夠，殘留的大豆抗原與抗?fàn)I養(yǎng)因子能夠?qū)е伦胸i、犢牛群發(fā)性腹瀉。豆粕生產(chǎn)中另一問題是現(xiàn)行的溶劑浸出工藝除去了大豆中脂溶性維生素、天然色素抗氧化劑、大豆磷脂，導(dǎo)致營養(yǎng)缺失。

2 玉米的飼用質(zhì)量

影響玉米營養(yǎng)價(jià)值的因素包括品種、產(chǎn)地與氣候、加工工藝和儲存條件。降低玉米淀粉沉積的因素都會降低玉米作為飼料的營養(yǎng)價(jià)值。我國飼料用玉米品種營養(yǎng)價(jià)值相似，大部分玉米的育種方向是提高淀粉含量，因此蛋白會降低，有效能值增加；玉米儲存過程經(jīng)歷后熟化、陳化等過程；經(jīng)歷后熟化的玉米營養(yǎng)價(jià)值最高；由于內(nèi)源酶被破壞，高溫烘干玉米沒有后熟化過程；120℃以下低溫烘干不影響玉米飼用質(zhì)量。

3 米糠的飼用質(zhì)量

稻谷是我國第一大糧食品種，目前年產(chǎn)2.06億噸左右，占全國糧食總產(chǎn)量的42%。世界上稻谷產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的37%。稻谷在加工成精米的過程中要去掉外殼和占總重10%左右的果皮、種皮、外胚乳、糊粉層和胚，傳統(tǒng)的米糠也就是現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)米糠主要是由果皮、種皮、外胚乳、糊粉層和胚加工制成的，在加工過程中會混進(jìn)少量的稻殼和一定量的灰塵和微生物，所以主要用于飼料，是稻谷加工的主要副產(chǎn)品。由于加工米糠的原料和所采用的加工技術(shù)不同，米糠的組成成分并不完全一樣。一般來說，米糠中平均含蛋白質(zhì)15%，脂肪16%～22%，糖3%～8%，水分10%，熱量大約為125.1 kJ/g。脂肪中主要的脂肪酸大多為油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸，并含豐富的B族維生素、植物醇、膳食纖維、氨基酸及礦物質(zhì)等。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 10371—89飼料用米糠），要求米糠的水分含量不超過13.0%。

適宜的糙米碾白水分為13.5%～15.0%。糙米水分低，加工中產(chǎn)生的碎米多。采用糙米霧化著水并潤糙一段時(shí)間，增加糙米表層的摩擦系數(shù)，有利于糙米皮層的碾削和擦離，可降低碾白壓力，減少碾米過程中的碎米，提高出米率，同時(shí)有助于成品大米均勻碾白。民營大米加工企業(yè)約占90%左右，采用這樣工藝的企業(yè)較多，但是這樣的工藝生產(chǎn)的大米和米糠含水量偏高，保質(zhì)期縮短，易于霉變。

4 青綠飼料的應(yīng)用

青綠飼料是處于青綠狀態(tài)的飼料。我國的青綠飼料資源豐富，有60億苗草地和果實(shí)收獲后的鮮秸稈及廣泛的山區(qū)或平原的閑散青綠飼料植物。青綠飼料種類多、數(shù)量大、分布廣，是飼料中的一個(gè)大家庭。不同種類的青綠飼料之間營養(yǎng)特性差別很大；就是同一種青綠飼料在不同生長階段，其營養(yǎng)價(jià)值也有很大不同，一般來說青飼料粗纖維含量較低，消化率比較高；青飼料粗蛋白含量高，多在20%以上，而粗飼料（豆科干草除外）多在10%以下。青飼料維生素含量很高，以青飼料為基礎(chǔ)日糧，通常無需補(bǔ)充維生素；青飼料礦物元素含量也高。

傳統(tǒng)養(yǎng)殖較多飼喂青綠飼料，自然生態(tài)下豬牛羊禽等動物均采食較多青綠飼料。近年規(guī)模化養(yǎng)殖中基本不用青綠飼料，不但豬雞不用，集約化牛羊養(yǎng)殖中也基本不用青綠飼料，只補(bǔ)充一些青貯飼料。采食青綠飼料可以提高母豬繁殖力，改善肉奶品質(zhì)和風(fēng)味，防范和減少疾病。

飼料原料及飼料產(chǎn)品的第一質(zhì)量指標(biāo)是水分含量。水分含量偏高可能導(dǎo)致飼料保質(zhì)期縮短，營養(yǎng)價(jià)值很快下降。飼料及原料的營養(yǎng)價(jià)值首先需要考察其能值及粗蛋白水平。飼料原料加工工藝中添加水分和蒸汽的做法可能大幅度降低糧食及飼料原料的保質(zhì)期和質(zhì)量，必須規(guī)范后續(xù)緊接的烘干工藝，或者禁止廢除此類濕法工藝，采用干法加工工藝。糧食和飼料加工產(chǎn)品含水量偏高，如果高于13%（有些種糧食的人甚至苛刻地認(rèn)為糧食和飼料的含水量要不超過11%），就是食品安全的第一危害。

要利用好飼糧資源，實(shí)現(xiàn)畜牧產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就要及時(shí)了解飼料及原料質(zhì)量的變化情況。我國畜禽發(fā)病率和病死率高，飼料生物轉(zhuǎn)化率低于世界平均水平。病從口入，飼料來源的病因具有導(dǎo)致群發(fā)性疾病的特征。近年來國內(nèi)畜禽全程死亡率偏高，需要研究飼料來源的群發(fā)型疾病致病機(jī)制，調(diào)查研究驗(yàn)證疾病發(fā)生與飼料水分偏高、抗?fàn)I養(yǎng)因子殘留高及維生素營養(yǎng)缺失的關(guān)系。查明飼料原料來源的維生素缺乏程度及危害，建立消除能值偏低、維生素缺乏癥的措施，嚴(yán)格管理，防范飼料質(zhì)量問題導(dǎo)致的群發(fā)性疾病，改善畜禽養(yǎng)殖效益。