發酵棉籽蛋白的研究進展及在動物生產中的應用

魏蓮清，許 蕓，張凱麗，葛文霞，宋顯明

（新疆農業職業技術學院，新疆昌吉831199）

目前，畜牧業正迅速朝向規?；s化發展，但同時也面臨蛋白飼料資源緊缺的問題。因此，尋找非常規的蛋白質飼料對畜牧業的發展具有重要的意義。

中國是世界產棉大國，擁有豐富的棉籽蛋白資源。棉籽蛋白是一種優質的蛋白質飼料，但由于含有有害物質游離棉酚，若直接飼喂動物可影響動物的生產性能[1]。有研究表明，利用微生物發酵技術可有效降低棉酚含量；且棉籽蛋白經過微生物發酵后，其中所含有的有機酸、消化酶、小肽含量均顯著提高，營養價值也有所改善[2-3]。近年來，發酵棉籽蛋白部分代替豆粕已廣泛應用于動物生產中。研究表明，在肉雞飼料中添加發酵棉籽蛋白能夠減少脂肪沉積，并增加肌肉中蛋白質的沉積[4-5]。主要原理是棉籽蛋白通過微生物發酵降低棉酚含量，提高其營養價值，從而提高棉籽的飼用價值[6]。本文對發酵棉籽蛋白在動物生產中的應用進行了綜述，以期為合理利用和開發棉籽蛋白提供理論參考。

1 發酵棉籽蛋白的研究進展

中國棉花種植面積大，產量約占全球總產量的25%。從棉花纖維中分離出的未經加工的種子被稱為棉籽，棉籽經過壓榨處理后所得到的產物被稱為棉籽餅或棉籽蛋白。棉籽蛋白的營養價值受到壓榨工藝、種植環境等的影響，其中主要影響棉籽蛋白利用價值的因素是游離棉酚和其他抗營養因子的含量。因此，棉籽蛋白的脫毒處理是動物營養學家深入研究的熱點問題。

近年來，大量學者對棉籽蛋白的脫毒方法及效果進行了廣泛而深入的研究，已取得了顯著的研究成果。原始的棉籽蛋白的脫毒方法包括物理法和化學法；至20 世紀80年代，吳小月等[7]、鐘英長等[8]創立了微生物發酵法。微生物發酵法不僅可降低棉籽蛋白中棉酚的含量，還能夠在一定程度上提高棉籽蛋白的營養價值[9]。張文舉等[10]利用黑曲霉ZD-8和熱帶假絲酵母ZD-3進行復合發酵，結果表明，經發酵后游離棉酚的脫毒率可達91.64%。洪振[11]采用枯草芽孢桿菌酵母菌、酵母菌和乳酸菌，將其按一定比例混合進行發酵，脫毒率達85.11%。楊文婷[12]利用熱帶假絲酵母和酶制劑混合發酵棉籽蛋白，結果顯示，棉酚的脫毒率顯著降低。上述研究結果表明，通過微生物發酵可有效降低棉粕中游離棉酚的含量。

劉俊[13]利用枯草芽孢桿菌和黑曲霉對棉籽蛋白進行復合發酵，結果顯示，可測的底物中小肽含量可提高至15.36%，平均肽鏈長度可降至5.16，顯著改善了棉粕的營養價值。金紅春等[14]利用復合芽孢桿菌為發酵菌種固態發酵棉粕，結果發現，發酵產物中淀粉酶活力提高至766 U/g，脂肪酶活力提高至299 U/g。聶存喜等[15]采用釀酒酵母和熱帶假絲酵母復合發酵棉籽蛋白，經檢測，發酵后琥珀酸含量顯著增加。上述研究表明，棉籽蛋白經微生物發酵可增加其消化酶和有機酸的含量。由此可見，經過微生物發酵后，棉籽蛋白的營養價值和利用率顯著提高。

2 發酵棉籽蛋白在動物生產中的應用

2.1 在養豬生產中的應用

近年來，微生物發酵飼料在養豬中應用廣泛。魏炳棟等[16]利用乳酸菌發酵雜粕，其中包括棉籽蛋白，發酵產物部分替代豆粕添加至豬飼料；結果表明，在豬飼料中添加發酵雜粕，可顯著提高蛋白質合成，提高機體的抗氧化酶的活性，有助于蛋白質和氨基酸的利用。秦金勝等[17]研究發現，在豬飼料中添加15%的發酵棉籽蛋白替代豆粕可提高豬的生產性能，降低飼料成本。王春芳[18]在對育肥豬健康生長性能方面的研究也表明，添加普通棉粕代替豆粕對豬無明顯消極影響。因此，在飼料日糧中添加發酵棉籽蛋白可降低生產成本，增加豬場經濟效益。

在生長育肥豬的飼料中梯度添加發酵棉籽蛋白，結果表明，與對照組相比，當添加量為5%量時，生長豬的平均日增重有所提高，料重比顯著下降；此外，添加發酵棉籽蛋白組豬的腹瀉率顯著降低[19]。上述研究結果表明，棉籽蛋白經微生物發酵后，其中所含有的有機酸、有益微生物等顯著提高；微生物發酵后的棉籽蛋白飼喂動物，可調節其腸道的菌群平衡和pH值，減少有害菌的增長繁殖，保證腸道的健康。棉籽蛋白經微生物發酵后，可部分替代豆粕應用于生長育肥豬的飼料生產。

2.2 在養雞生產中的應用

抗生素使用過度，造成耐藥菌、藥物殘留等問題日益嚴重。大量研究表明，益生菌可改善畜禽腸道健康，發酵飼料在雞的養殖中應用廣泛。有研究表明，在肉雞飼料中添加6%的發酵棉粕，可顯著提高肉雞的生產性能、屠宰性能，提高血液白蛋白和球蛋白的含量[20]。在肉雞飼料中添加發酵棉籽蛋白，可提高飼料的轉化效率[21]。羅遠琴等[22]研究表明，在AA肉雞飼料中添加發酵棉籽蛋白，可提高肉雞生長性能，增強免疫功能。經微生物發酵后的棉籽蛋白有機酸含量升高，可調節動物腸道的pH值，抑制大腸桿菌等有害菌的生長繁殖，促進動物的健康。添加發酵棉籽蛋白可改善肉雞的腸道菌群結構，保證腸道健康[23]。在肉雞飼料中添加發酵棉籽蛋白，可減少腹部脂肪的沉積，增加蛋白沉積，提高品質[4-5]。也有研究表明，在肉雞飼料中添加發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，提高機體的免疫功能[24-25]。

2.3 在反芻動物生產中的應用

反芻動物具有特殊的消化系統，對棉籽蛋白的利用率較高。有研究表明，在奶牛飼料中添加發酵棉粕，發酵棉粕中含有益生菌可協同瘤胃微生物加強奶牛對飼料的消化利用率，從而增加其產奶性能[26]。梁敏等[27]在安格斯肉牛的飼料中添加適量的棉籽蛋白，結果表明，與對照組相比，添加棉籽蛋白組肉牛的生長速度顯著提高，平均日增重和胸圍均有所提高；此外，在肉牛飼料中添加發酵棉籽蛋白，還可增加其對飼料中粗蛋白和粗纖維的消化率，且與對照組相比，添加發酵棉籽蛋白組血清中的總蛋白含量極顯著提高。由此可見，發酵棉籽蛋白對肉牛機體蛋白質代謝具有一定的調節作用。

張國民等[28]采用部分發酵棉籽蛋白替代豆粕飼喂犢牛，結果表明，與對照組相比，飼喂發酵棉籽蛋白組犢牛腹瀉率顯著下降，糞便顏色正常且糞便中氨氣等有害氣體減少，被毛平順且有光澤。結果表明，飼喂發酵棉籽蛋白可改善犢牛的腸道菌群結構，從而達到良好的飼喂效果。也有研究表明，在奶牛飼料中添加20%的發酵棉粕，對奶牛的產奶性能無影響[26]；因此，在奶牛飼養過程中可采用部分發酵棉粕替代部分蛋白飼料，節約飼料成本。

2.4 在水產養殖中的應用

在水產動物養殖中常采用魚粉作為蛋白質飼料，隨著水產養殖的規?；l展，對魚粉的需求量增加，其高昂的價格對水產養殖也造成了一定的經濟壓力。因此，找到魚粉的優質替代產品是水產養殖中急需解決的問題之一。

有研究在中華絨螯蟹的餌料中梯度添加發酵棉籽蛋白和普通棉籽蛋白替代魚粉，結果表明，16%未發酵的棉籽蛋白替代魚粉飼喂中華絨螯蟹對其生產性能無影響；發酵棉籽蛋白可添加至24%時，與未發酵棉籽蛋白組相比，添加發酵棉粕組中華絨螯蟹的生產性能顯著提高[29]。

張秀敏[30]在室外網箱和室內循環水的養殖條件下，采用11.0%和5.5%的發酵棉籽蛋白替代飼料中的魚粉和豆粕，通過測定鯽魚的生長速度以及水質判斷發酵棉籽蛋白替代豆粕和魚粉的飼喂效果。結果表明，添加發酵棉籽蛋白組鯽魚的日增重有所提高；檢測水質發現，水體中的氨氮等污染物有所降低，說明采用發酵棉籽蛋白部分替代豆粕和魚粉飼喂鯽魚可提高鯽魚對飼料的消化吸收率，減少氨氮對水質的污染。金紅春[31]研究發酵棉籽蛋白在青魚養殖中的應用，結果發現，與對照組相比，添加發酵棉籽蛋白組青魚的存活率和增重率顯著高于對照組。

3 結論

隨著畜牧業的快速發展，飼料資源的緊缺問題日益嚴重，尤其是蛋白飼料。因此，尋找低價安全的優質蛋白質飼料是畜牧業發展的必由之徑。發酵棉籽蛋白不僅可降低游離棉酚的含量，還可提高棉籽蛋白的營養價值。采用發酵棉籽蛋白替代豆粕應用于畜禽飼料，對緩解蛋白飼料資源的緊缺、生產綠色健康的動物產品、降低養殖成本具有重要的現實意義。