發(fā)酵豆粕與脂肪酶的飼料應(yīng)用

，，，

(內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，內(nèi)蒙赤峰 024031)

豆粕是大豆經(jīng)過(guò)浸提脫油后的副產(chǎn)品，是目前使用最廣泛的優(yōu)質(zhì)植物性蛋白質(zhì)飼料原料。具有蛋白含量高、氨基酸組成合理、消化吸收率高等特點(diǎn)，是畜禽飼料的主要原料。大豆粕的蛋白質(zhì)含量占40%～48%，賴氨酸含量占2.5%～3.0%，色氨酸含量占0.6%～0.7%，蛋氨酸含量占0.5%～0.7%，但由于豆粕中含有抗?fàn)I養(yǎng)因子，使其應(yīng)用效果和范圍受到限制，這其中包括胰蛋白酶抑制因子(TI)、大豆抗原、大豆凝集素、非淀粉多糖、植酸、酚類化合物、胃腸脹氣因子、脲酶等。

1 豆粕的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子

1.1胰蛋白酶抑制因子 胰蛋白酶抑制因子在腸道與胰蛋白酶和糜蛋白酶結(jié)合成穩(wěn)定的復(fù)合物而使酶失去活力，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)消化率下降，外源氮損失，腸道中胰蛋白酶和糜蛋白酶含量下降，反饋性刺激胰腺合成和分泌這兩種酶，而這些酶蛋白含有豐富的含硫氨基酸，當(dāng)其在腸道中與胰蛋白酶抑制因子形成復(fù)合物而從糞中排除時(shí)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)源氮和含硫氨基酸大量流失，內(nèi)源氮和內(nèi)源氨基酸損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外源氮和飼料氨基酸的損失。大豆蛋白本來(lái)就缺乏含硫氨基酸，因此會(huì)更加劇了飼糧中氨基酸的不平衡，從而阻礙動(dòng)物生長(zhǎng)。

1.2大豆抗原 大豆蛋白中的抗原有大豆球蛋白，α-、β-和γ-聚大豆球蛋白。斷奶仔豬日糧中的抗原引起腸道的短暫過(guò)敏反應(yīng)是斷奶后腹瀉的主要原因。大豆中存在的抗原物質(zhì)會(huì)引起仔豬腸道過(guò)敏性損傷，從而引起仔豬營(yíng)養(yǎng)性腹瀉。引起斷奶仔豬過(guò)敏反應(yīng)的主要抗原是大豆球蛋白和β-聚大豆球蛋白。

2 發(fā)酵豆粕與脂肪酶的關(guān)系

發(fā)酵豆粕又名生物肽、生物豆粕、生物活性小肽、大豆肽，是利用現(xiàn)代生物工程發(fā)酵菌種技術(shù)與傳統(tǒng)的固體發(fā)酵技術(shù)相結(jié)合，以豆粕為主要原料，通過(guò)接種微生物菌產(chǎn)生發(fā)酵，最大限度地消除豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，有效降解大豆蛋白為優(yōu)質(zhì)小肽蛋白源，并可產(chǎn)生益生菌、寡肽、谷氨酸、乳酸、維生素、UGF(未知生長(zhǎng)因子)等活性物質(zhì)。具有提高適口性，改善營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)、減少腹瀉的功效，而這些功效是豆粕不具備的。其中益生菌包括：芽孢桿菌、酵母、曲霉、乳酸菌等幾大類。這些通過(guò)誘導(dǎo)、篩選、純化的益生菌在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的消化酶，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、植酸酶等，這些消化酶不僅能將豆粕所含的抗?fàn)I養(yǎng)因子予以分解去除，而且隨著飼料中的添加作為動(dòng)物體內(nèi)外源酶的大量補(bǔ)充，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用效率。微生物在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸如乳酸、乙酸、小分子脂肪酸等，發(fā)酵豆粕可以減少酸化劑的用量。微生物的發(fā)酵過(guò)程可以看作營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體外的預(yù)消化過(guò)程，大豆中大分子蛋白質(zhì)被分解成相對(duì)較小分子蛋白質(zhì)和部分小肽，利于動(dòng)物吸收，減少能量消耗。同時(shí)大量未知生長(zhǎng)因子(UGF)的產(chǎn)生給動(dòng)物生產(chǎn)性能的提高帶來(lái)極大的幫助。動(dòng)物采食添加發(fā)酵豆粕的飼料后，消化道內(nèi)補(bǔ)充大量益生菌和消化酶。飼料轉(zhuǎn)化率和氮的利用率提高，動(dòng)物排泄物中氨和吲哚類化合物大幅減少，養(yǎng)殖欄舍內(nèi)臭味減輕、養(yǎng)殖水體水質(zhì)更穩(wěn)定。

2.1發(fā)酵豆粕的優(yōu)勢(shì) 發(fā)酵豆粕具有獨(dú)特的發(fā)酵芳香味，適口性好，可以改善飼料風(fēng)味，增加動(dòng)物食欲，長(zhǎng)期使用可以提高動(dòng)物采食量，促進(jìn)生長(zhǎng)、降低料耗，同時(shí)可以提供天然的酸化劑—乳酸、醋酸，從而不必添加飼料酸化劑，降低飼料成本，無(wú)抗原和抗?fàn)I養(yǎng)因子，能解決動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)性腹瀉，可調(diào)理和激活細(xì)胞和機(jī)體的整體活性，促進(jìn)動(dòng)物腸道絨毛的發(fā)育，促進(jìn)幼齡動(dòng)物胃腸道功能，提高防病抗病能力，促進(jìn)動(dòng)物的健康生長(zhǎng)發(fā)育。高含量生物活性小肽蛋白可以通過(guò)腸道粘膜直接吸收，轉(zhuǎn)運(yùn)速度快、吸收率高、不易飽和，不存在與氨基酸吸收競(jìng)爭(zhēng)，還能促進(jìn)游離氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)，小肽吸收耗能低，節(jié)省能量，提高蛋白利用率，同時(shí)補(bǔ)充大量活性益生菌，增強(qiáng)有益微生物的生長(zhǎng)繁殖，抑制大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等有害菌的生長(zhǎng)，改善腸道的微生態(tài)平衡，提高動(dòng)物機(jī)體的免疫功能，減少疾病的發(fā)生，減少抗生素的用量或替代部分抗生素，具有營(yíng)養(yǎng)和提高免疫力的雙重作用。

2.2脂肪酶的提取 脂肪酶是采用大豆粕接種黑曲霉菌種發(fā)酵和先進(jìn)的后提取工藝制備而成的酶制劑。它對(duì)油脂α鍵和β鍵均可催化，將脂肪催化水解為甘油、脂肪酸，也能催化酯合成和酯交換反應(yīng)，具有反應(yīng)高效、條件溫和、無(wú)毒副作用等優(yōu)點(diǎn)。可以補(bǔ)充畜禽內(nèi)源消化酶的不足，完善動(dòng)物消化酶系，滿足畜禽對(duì)高能量日糧的要求，能提高飼料脂肪消化利用率，提高飼料轉(zhuǎn)化率，減少飼料中油脂的添加量，節(jié)約成本，減少仔豬斷奶應(yīng)激，顯著降低仔豬腹瀉率，減少仔豬消化道疾病，提高仔豬成活率，保障動(dòng)物健康，提高日增重和生產(chǎn)性能，改善肉產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)脂溶性維生素和其他微量元素的吸收利用，改善種禽的均勻度，提高產(chǎn)蛋性能與繁殖性能，降低腸道疾病風(fēng)險(xiǎn)，提升動(dòng)物健康水平。

3 脂肪酶的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1食品工業(yè) 脂肪酶具有良好的乳化性能，增強(qiáng)面團(tuán)的穩(wěn)定和耐發(fā)酵效果，蒸煮品質(zhì)強(qiáng)度提高，增大食品體積，而且具有增白作用，改善饅頭等面制品表皮質(zhì)量和內(nèi)部色澤。能夠改善饅頭制品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，明顯改善口感。

3.2飼料工業(yè) 飼料中添加脂肪酶可以釋放出短鏈脂肪酸，提高油脂類飼料原料的能量利用率，改善畜禽食欲和飼料適口性。幼年動(dòng)物分泌的內(nèi)源酶較少，成年動(dòng)物處于病理、應(yīng)激狀態(tài)時(shí)內(nèi)源酶也會(huì)發(fā)生分泌障礙或分泌減少，因此對(duì)畜禽局部炎癥有一定的治療功效。

脂肪酶為動(dòng)物體生長(zhǎng)和繁殖提供能量，部分中鏈脂肪酶能抑制腸道有害微生物，改善腸道菌落環(huán)境，從而促進(jìn)消化，起到類似抗生素的作用，脂肪酶在常溫常壓下反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率高，具有優(yōu)良的立體選擇性，不易產(chǎn)生副產(chǎn)物，避免因化學(xué)催化法而帶來(lái)的有害物質(zhì)，不會(huì)造成環(huán)境污染。微生物脂肪酶菌種的研究主要集中在真菌，包括根霉、黑曲霉、黃曲霉、紅曲霉、毛霉、青霉、犁頭霉、須霉、核盤(pán)菌、白地霉、鐮孢霉、木霉，其次是細(xì)菌，如假單胞菌、枯草芽抱桿菌、大腸桿菌工程菌、無(wú)色桿菌、小球菌、發(fā)光桿菌、粘質(zhì)賽氏桿菌、無(wú)色桿菌、非極端細(xì)菌和洋蔥伯克霍爾德菌等，另外還有解酯假絲酵母和放線菌?？勰覕M內(nèi)孢霉是從酒精廢醪中分離出的一株酵母菌，在固態(tài)基質(zhì)上的好氧條件下可大量繁殖，并可達(dá)到較高的細(xì)胞數(shù)。用固體菌種地面鋪層發(fā)酵曬干，以豆粕為主原料，無(wú)毒性問(wèn)題，產(chǎn)品質(zhì)量易于控制，只要適當(dāng)平衡賴氨酸、蛋氨酸、鈣磷，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值就可接近進(jìn)口魚(yú)粉。用少孢根霉RT-3菌絲作發(fā)酵劑發(fā)酵豆粕新工藝，使發(fā)酵時(shí)間縮短了24～36 h。主要工藝流程是先將豆粕置高壓鍋115℃、20 min，取出加適量水,加10%麩皮,再用乳酸酸化基質(zhì)混勻,在無(wú)菌操作臺(tái)接種發(fā)酵菌株,再混勻置39℃培養(yǎng)。待菌絲將豆粕完全覆蓋結(jié)成塊后,40℃～50℃真空干燥,粉碎成顆粒飼料。利用菌種對(duì)豆粕進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)大豆異黃酮甙元。也有的采用多菌種作發(fā)酵劑對(duì)豆粕進(jìn)行混合發(fā)酵，如用酵母菌y-021、y-028、乳酸菌Lc三種菌株共同作用于豆粕中。發(fā)酵過(guò)程可以使豆粕中的大分子蛋白降解為小分子寡肽和活性肽，徹底破壞大豆蛋白中的抗?fàn)I養(yǎng)因子(如脲酶、抗胰蛋白酶)、大豆過(guò)敏源，豐富豆粕的營(yíng)養(yǎng)，充分提高豆粕的可溶性蛋白、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物利用率。菌株產(chǎn)生的非淀粉多糖酶可分解豆粕中的纖維素、非纖維素多糖和果膠多糖，并進(jìn)一步發(fā)酵生成有機(jī)酸，進(jìn)而被畜禽和水產(chǎn)動(dòng)物充分利用。發(fā)酵過(guò)程中還產(chǎn)生大量有益微生物，這些有益菌可以在畜禽腸道中定植并不斷繁殖，維持腸道微生態(tài)系統(tǒng)平衡。選用優(yōu)質(zhì)的大豆或高蛋白豆粕，將豆粕進(jìn)行多菌混合發(fā)酵，起到消化、分解、轉(zhuǎn)化、脫毒(脫除有害成分)、消除抗?fàn)I養(yǎng)因子等作用。發(fā)酵過(guò)程在凈化環(huán)境中進(jìn)行，無(wú)任何雜菌污染，是一種優(yōu)質(zhì)的、功能性、易消化的高蛋白原料。可替代日糧中控制腹瀉的抗生素和化學(xué)藥品，它具有刺激動(dòng)物生長(zhǎng)，提高免疫力，抑制有害菌，刺激有益菌生長(zhǎng)，促進(jìn)功能性營(yíng)養(yǎng)素吸收代謝(如蛋白質(zhì)、類胡蘿卜素等)、促進(jìn)胰島素功能，調(diào)節(jié)脂肪和蛋白質(zhì)代謝，提高飼料轉(zhuǎn)化利用率的功能。含生物活性小肽，其中15～50 KD的小肽約占40%以上，5～15 KD的小肽約占30%，小于5 KD的約占20%～30%，水溶性好，可以通過(guò)腸道粘膜直接吸收，轉(zhuǎn)運(yùn)速度快、吸收速度快、不易飽和，不存在與氨基酸吸收競(jìng)爭(zhēng)的情況，還可以促進(jìn)游離氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)，小肽吸收耗能低，節(jié)省能量，提高蛋白利用率，無(wú)抗原和抗?fàn)I養(yǎng)因子，不含任何導(dǎo)致乳豬消化道過(guò)敏的活性物質(zhì)，解決畜禽發(fā)生營(yíng)養(yǎng)性腹瀉的問(wèn)題，避免高鹽分日糧對(duì)乳仔豬生長(zhǎng)的影響。其中以乳酸為主的有機(jī)酸含量達(dá)8%左右，不必另行添加飼料酸化劑，增加乳仔豬的食欲，能夠代替飼料配方中的香料和酸化劑，降低飼料成本，提高飼料環(huán)保要求和健康養(yǎng)殖要求，有利于降低乳仔豬日糧系酸力，明顯提高乳仔豬胃蛋白酶的活性。調(diào)理和激活細(xì)胞和機(jī)體的整體活性，促進(jìn)動(dòng)物腸道絨毛的發(fā)育，促進(jìn)幼齡動(dòng)物胃腸道功能，提高防病抗病能力，促進(jìn)動(dòng)物的健康生長(zhǎng)發(fā)育，含有乳酸菌(包括雙歧桿菌)、益生芽孢桿菌、靈芝新桿菌、酵母菌等多種有益菌，進(jìn)入畜禽腸道后可快速定植，不斷繁殖優(yōu)化動(dòng)物腸道微生態(tài)系統(tǒng)，抑制大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等有害菌生長(zhǎng)，從根本上解決乳仔豬等幼齡畜禽腹瀉問(wèn)題。提高動(dòng)物機(jī)體的免疫力和抗病力，部分或全部代替日糧中抗生素、氧化鋅、高銅，降低長(zhǎng)期使用抗生素、高劑量氧化鋅和高銅所導(dǎo)致的乳仔豬生長(zhǎng)受阻和環(huán)境污染，具有提高營(yíng)養(yǎng)和增強(qiáng)免疫力的作用。含有大量消化酶，可提高乳仔豬等畜禽和水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)飼料的消化、吸收，可顯著降低氨、胺、硫醇、硫化氫，改善養(yǎng)殖環(huán)境。有效提高種母豬產(chǎn)仔數(shù)、泌乳量和仔豬健壯度，減少母豬便秘，提高種禽的受精率、產(chǎn)蛋率，并減少弱雛率。

4 發(fā)酵豆粕存在的問(wèn)題

4.1發(fā)酵豆粕是以大豆粕為原料經(jīng)發(fā)酵后接種特殊菌種并經(jīng)現(xiàn)代工藝處理的產(chǎn)品，其特性已經(jīng)不再受到畜禽特定階段抗?fàn)I養(yǎng)因子限制的困擾，已成為畜禽配方設(shè)計(jì)時(shí)可自由選用的新型常規(guī)蛋白原料，提取脂肪酶是發(fā)酵豆粕最好的深入研究。雖然發(fā)酵豆粕在氨基酸組成與含量上有一定的改善，但與優(yōu)質(zhì)進(jìn)口魚(yú)粉相比差距還是比較大的。但由于發(fā)酵豆粕在價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，加上潛在的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值，因此在大部分飼料配方中，可以取代進(jìn)口魚(yú)粉，這樣既能保證畜禽的飼養(yǎng)效果，又能降低養(yǎng)殖成本。

4.2發(fā)酵豆粕的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要較高的設(shè)備配備和成熟的技術(shù)水平，生產(chǎn)過(guò)程不易控制，要求產(chǎn)品的質(zhì)量必須達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)酵豆粕的檢測(cè)指標(biāo)是酸性蛋白含量(三氯乙酸)，小肽含量，氨基酸總量、氫氧化鉀蛋白質(zhì)溶解度、粗蛋白、揮發(fā)性鹽基氮，根據(jù)這些指標(biāo)可以檢測(cè)其品質(zhì)和質(zhì)量，接種的菌株需有嚴(yán)格檢疫和正規(guī)實(shí)驗(yàn)室的資質(zhì)證明。發(fā)酵豆粕屬于新概念、新技術(shù)集中應(yīng)用的產(chǎn)品，用戶對(duì)其各方面特性和作用的認(rèn)識(shí)還不夠，加之生產(chǎn)廠商眾多，資質(zhì)參差不齊，質(zhì)量表現(xiàn)也不盡相同，會(huì)導(dǎo)致用戶選擇的盲目性，因此利用發(fā)酵豆粕提取脂肪酶技術(shù)是廣大飼料研發(fā)人員新的課題，需要共同研究和加以充分利用。