發酵豆粕在母豬日糧中的應用研究進展

殷曉風，丁瑞志，徐建雄

（上海交通大學農業與生物學院，上海市獸醫生物技術重點實驗室，上海 200240）

發酵豆粕在母豬日糧中的應用研究進展

殷曉風，丁瑞志，徐建雄*

（上海交通大學農業與生物學院，上海市獸醫生物技術重點實驗室，上海 200240）

發酵豆粕可利用微生物發酵過程中產生的酶降解抗營養因子，降低抗營養因子成分；同時，微生物大量繁殖，蛋白質被分解為具有特殊營養功能的小肽，營養價值含量提高；微生物發酵后，分泌β-葡萄糖苷酶，分解糖苷的β-葡萄糖苷鍵，使糖苷型大豆異黃酮幾乎全部轉化為易被吸收的苷元型異黃酮，抗氧化能力提高，有助于母豬腸道的吸收及機體抗氧化平衡。本文就發酵豆粕的特點及在母豬日糧中的應用研究進展作綜述。

發酵豆粕； 抗營養因子； 營養價值； 母豬； 生產性能

表1 豆粕中主要抗營養因子對動物機體的損害

0 引言

豆粕是大豆在生產食用油過程中的副產品，是豬基礎日糧的主要組成成分，具有較高的蛋白質含量、良好的氨基酸組成，是一種優質的植物性蛋白來源，又因為其具有產量大、成本低等特點，被廣泛應用于飼料生產行業。然而由于豆粕中存在著各種各樣的抗營養因子且適口性較差等問題，降低了消化率，限制了某些必須氨基酸的吸收。因此，如何提高豆粕利用率成為研究熱點。異黃酮是大豆生長過程中的次生代謝產物，是造成大豆苦澀味的主要原因之一，具有與雌激素相似的結構。天然的大豆異黃酮有2種，分別為苷元型異黃酮（約占異黃酮總量的 2%～3%）和糖苷型異黃酮（約占異黃酮總量的 97%～98%）。而糖苷型大豆異黃酮只有經過水解或微生物發酵轉化為苷元型大豆異黃酮才能被人或動物體吸收利用。有研究顯示，熱處理和微生物發酵技術有利于減少抗營養因子，然而發酵豆粕還可以有效地降解高分子蛋白成為多肽和游離的氨基酸等小分子物質，并且可以產生大量的有益菌、乳酸和未知生長因子，應用較為廣泛。此外，發酵豆粕還具有較高的抗氧化能力，是一種良好的抗氧化劑。本文主要論述發酵豆粕的營養特點及其在母豬日糧中的應用研究進展。

1 發酵豆粕特點

1．1 抗營養因子下降

豆粕中存在著眾多抗營養因子，例如抗原蛋白、胰蛋白酶抑制劑、大豆凝血素、低聚糖、植酸等，不同抗營養因子對動物體的傷害見表1。微生物發酵技術是降低豆粕中抗營養因子的有效手段，利用微生物發酵中過程中產生的酶降解抗營養因子，并同時積累對機體有益的代謝產物。Jane等人用乳酸菌發酵豆粕48 h，發現皂苷含量降低了85．81%。姜丹研究顯示利用酵母A菌發酵豆粕后，胰蛋白酶抑制劑因子降低了60．38%，植酸含量降低了76．08%。高有領等人研究顯示，米曲霉是一種有效的植酸降解菌種，利用米曲霉發酵后豆粕中植酸含量最低可達2．38 mg/g干物質。Hirabayashi等人采用固態發酵技術用Aspergillus usami發酵豆粕發現，植酸降解率達到100%。石慧等人研究發現枯草芽孢桿菌能很好的降解2種抗原蛋白。在發酵24 h內，枯草芽孢桿菌把11S抗原蛋白的酸性亞基及堿性亞基降解到20．0 kDa以下，把7S伴球蛋白3個亞基降解到34．0 kDa以下。乳酸菌對7S抗原蛋白有一定的降解作用。

1．2 營養價值提高

豆粕在微生物發酵過程中，不僅會降低豆粕中的抗營養因子，而且會提高其營養價值。由于微生物大量繁殖，豆粕中的非蛋白氮、培養基無機氮以及抗營養因子被分解利用轉化成為營養價值高的菌體蛋白。蛋白質被微生物進步一分解成具有特殊營養功能的小肽。研究發現，小肽具有溶解度高、吸收快、耗能低、載體不易飽和等特點。某些活性小肽具有免疫作用，能刺激小腸成熟、分泌消化酶，促進動物增長。此外，這些活性小肽能加速氮的同化和代謝，減少含氮物質的排放，并促進機體的脂質代謝等功能。同時，在大豆蛋白降解的過程中，產生的多種生物活性因子，能改善動物腸道微生物區系，促進動物消化。馬文強等研究表明，發酵豆粕中大分子蛋白與普通豆粕相比降低了75．57%，中分子蛋白降低了86．7%，小分子蛋白提高了2．25倍。考書娟等發現，用絲狀真菌和乳酸菌混合發酵豆粕，粗蛋白含量大于53%，肽含量為23%。Song 等發現用釀酒酵母菌液態發酵豆粕 ，粗蛋白含量增加了 23．4%。Teng等人研究顯示，利用枯草桿菌和曲米菌發酵豆粕，蛋白質含量分別增加了8．37%和0．34%，小分子蛋白分別從5%增加到63%和 35%，大分子蛋白濃度從40%降低至2%和8%。阿布都如蘇力 艾爾肯研究表明用嗜酸乳桿菌發酵豆粕，粗蛋白含量比發酵前提高了10．53%，粗脂肪含量提高了12．03%，粗纖維含量有所降低；鈣含量降低了5．56%；磷含量提高了52．14%。研究表明，利用微生物固態發酵技術對豆粕發酵后，胱氨酸、纈氨酸、精氨酸分別比發酵前提高了19．22%、20．05%和19．65%，氨基酸總量提高了9．89%。Song等人研究發現，發酵后的豆粕，總蛋白質含量和氨基酸水平顯著提高。

1．3 抗氧化能力提高

大豆異黃酮是大豆有效的抗氧化成分，占大豆總量的0．1%～0．5%，但其中97%～98%是糖苷型大豆異黃酮而無法被動物體吸收利用，只有游離的苷元性大豆異黃酮能被小腸上皮吸收利用，具有更廣泛的生物活性。研究顯示，通過微生物發酵，分泌β-葡萄糖苷酶，分解糖苷的β-葡萄糖苷鍵，使糖苷型大豆異黃酮幾乎全部降解為苷元型異黃酮。楊守鳳等人研究發現，利用枯草芽孢桿菌ATCC 6633發酵豆粕，其苷元含量占到大豆異黃酮總量的64．56%。大豆異黃酮的抗氧化作用可用通過清除自由基、減輕自由基對DNA的損傷和抑制脂質過氧化反應產生。研究表明，大豆異黃酮可以通過羥基基團參與F-OH + R·→F-O·+ R H (F ： 代表黃酮類化合物)清除自由基，提高抗氧化能力。由于大豆異黃酮抗氧化能力的差異主要由于A環上5、6、7位置取代基的不同，苷元型異黃酮A環上酚羥基較多，其抗氧化能力高于糖苷型。Wei等人研究發現，染料木黃酮和大豆苷元對由12-0-十四烷酰佛波醇-13-乙酯（TPA）和黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶系統引發HL-60細胞產生H2O2和超氧陰離子均有抑制效果。由于8-羥基-2’-脫氧鳥苷（8-OHdG）是DNA中鳥嘌呤被某些活性氧攻擊而產生的修飾堿基，研究顯示染料木黃酮能抑制Fenton體系引起的小牛胸腺DNA中8-OHdG的形成。此外，大豆異黃酮不僅可以清除引發階段自由基，而且可以阻止或延緩已發生的自由基反應。

1．4 品質優，價格低

與普通蛋白質飼料相比，發酵豆粕中的可溶性小肽無須再降解可直接在腸道中被吸收。由于發酵豆粕中大部分抗營養因子已被除去，營養價值被充分發揮，節約了生產成本，提高了養殖的經濟效益。且由于發酵豆粕中含有小肽、氨基酸和乳酸，使其散發出香味，提高了適口性。

2 在母豬日糧上的應用

2．1 對母豬生產性能的影響

豆粕在發酵后，大分子蛋白被分解成容易被動物體吸收利用的小肽，提高了機體對蛋白質的吸收利用。且研究顯示，母豬在繁殖過程中，體內的抗氧化劑被大量消耗，因此，需要在母豬日糧添加適量的外源性抗氧化劑平衡體內的自由基，提高母豬抗氧化能力。豆粕中的大豆異黃酮是良好的抗氧化劑，發酵后豆粕中糖苷型大豆異黃酮被分解成游離的苷元型大豆異黃酮，更容易被小腸壁吸收利用。目前我國關于發酵豆粕在母豬生產上的研究較少。辛小召利用發酵豆粕飼喂品種相同的、體重體況相近的妊娠110 d左右的母豬，發現母豬飼喂發酵豆粕能顯著提高采食量、斷奶仔豬重和斷奶成活率，縮短母豬斷奶后發情間隔。樊春光選用妊娠80 d母豬（大白×長大）32頭，隨機分成4組，分別用5%、10%、15%的發酵豆粕替代普通豆粕，研究顯示發酵豆粕可提高母豬繁殖性能，仔豬成活率、初生重有一定程度提高，但不顯著。添加10%～15%的發酵豆粕可顯著提高仔豬斷奶重和成活率。此外，添加發酵豆粕可縮短母豬發情間隔，降低哺乳期間仔豬的腹瀉率。妊娠后期添加5%和10%發酵豆粕組母豬平均采食量與對照組相比顯著降低，哺乳期添加10%和15%發酵豆粕組母豬日均采食量顯著升高。

2．2 對母豬營養物質吸收利用及生化指標的影響

發酵后微生物大量繁殖，豆粕中抗原蛋白、胰蛋白酶抑制劑、植酸酶等抗營養因子被分解，且豆粕發酵后具有較強的抗氧化能力以及營養價值高、適口性好等優點，不僅減少了對機體腸道的過敏性損傷，也增加了采食量，提高了機體對營養物質的消化率。辛小召研究發現飼喂發酵豆粕促進母豬機體對粗蛋白、粗脂肪、鈣、磷等營養物質的消化吸收，在乳汁和血清生化指標方面，發酵豆粕改善了母豬乳汁成分，增加乳蛋白、乳糖、乳脂肪的含量，且飼喂發酵豆粕組母豬總膽固醇、尿素氮和谷草轉氨酶均顯著降低。樊春光研究發現，添加15%發酵豆粕促進母豬機體對粗蛋白、粗脂肪、鈣、磷等營養植物的消化率，添加發酵豆粕明顯改善母豬乳汁成分，增加乳蛋白、乳糖、乳脂肪及非脂固形物的含量。

3 生產中存在的問題

目前市場上發酵豆粕的種類繁多，質量良莠不齊，營養成分差異較大。因此，對發酵豆粕的工業化制作需要保證嚴格的工藝規范，優良的菌種選擇以及完善的配套設施，保證生產出符合規范的優質發酵豆粕；其次，發酵豆粕屬于植物性蛋白來源，其氨基酸組成與優質魚粉相差甚遠，需要對生產工藝進行改進，降低生產成本，提高飼料品質；再次，發酵豆粕在繁殖母豬上的研究應用較少，需進一步拓寬應用渠道，加強對發酵豆粕的利用和宣傳，減少浪費；最后，權威機構應盡快發布發酵豆粕的使用規范和標準，使國內發酵豆粕的利用走上正規化道路。

4 展望

發酵豆粕作為一種優質的植物性蛋白飼料，具有營養水平高，抗氧化能力強，品質優良，價格低廉等特點，然而在母豬繁殖過程中長期存在氧化應激水平較高，乳品質差等狀況，導致母豬生產性能低下。因此，隨著發酵豆粕市場的不斷擴大，發酵豆粕制備工藝日趨完善，高質量的發酵豆粕蛋白飼料在母豬養殖上的應用越來越廣泛，為發酵豆粕的開發利用提供了更為有效的途徑。

略，如需要可向作者索取。

2015-08-21)

上海市生豬產業技術體系建設[滬農科產字(2014)第6號]

殷曉風（1991-），女，江蘇南通人，碩士在讀，研究方向：動物營養與飼料科學。

*通訊作者：徐建雄（1962-），男，上海人，教授，研究方向：動物營養與飼料科學。