我國飼料生產中豆粕減量替代技術探討分析

李 星 ，楊 潔 ，2 ，李軍國 ，2 ，薛 敏 ，李 俊 ，董穎超

1.中國農業科學院飼料研究所，北京 100081；

2.農業農村部動物產品質量安全飼料源性因子風險評估實驗室，北京 100081

我國人口基數較大，隨著人民生活水平的提高，對“肉蛋奶”畜產品的需求也越來越高，畜牧業迎來了更大的市場和光明的前景，應運而來的是飼料用糧量的不斷攀升。2022 年我國畜牧養殖業飼料消耗量高達3.8 億噸，飼料糧消費量占糧食總消費量的48%，比口糧消費量高15%（張婷等，2022），人畜爭糧矛盾日益突出。豆粕作為主要的蛋白飼料原料，同年消費量高達6580 萬噸，占飼料消耗總量的14.5%（李昱丞和丁蓉，2022）。然而，我國大豆產量較低，穩定在2000萬噸左右，我國大豆年消費量超過1 億噸，遠不能滿足需求。為滿足飼用和食用需求，我國大量進口大豆，2022 年大豆進口9108 萬噸，大豆年度進口量約占全球總量的60%（崔少彬等，2023），并且美國為最主要的進口國之一，成為中美貿易戰中受制于人的關鍵因素，嚴重影響國家糧食安全。同時，由于國際關系、全球氣候等影響，大豆原料供應不穩定，從而導致豆粕價格高漲，來源不定，2023 年上半年我國大部分地區豆粕價格突破5000 元/ 噸（張利靜等，2023），嚴重影響著飼料供應鏈的穩定，沖擊著畜牧業的經濟效益。

推進豆粕減量替代工作對保障國家糧食安全、提高畜牧業經濟效益、保護生態環境均有重要的現實意義。使用其他非常規蛋白源替代豆粕，降低豆粕在飼料中的添加量，可顯著減少豆粕消費量和進口量。自2021 年農業農村部正式發布《飼料中玉米豆粕減量替代工作方案》以來，我國豆粕減量替代工作取得顯著進展，豆粕年消費量從2020 年7178.2 萬噸到2021 年7093.51萬噸再到2022 年6580 萬噸（新華社，2022），連續三年呈現降低趨勢。到目前為止，豆粕在飼料中的占比已降到15%，相關數據顯示，我國進一步推進豆粕減量替代，如果在此基礎上再降低至10%，可減少約2000 萬噸，則可釋放出1100 公頃的耕地，大豆進口量可減少2500 萬噸（鄭愛榮等，2023），將大幅緩解人畜爭糧矛盾和糧食進口壓力。同時，應用非常規蛋白源替代豆粕可促進飼料原料多樣化發展，既能發揮不同飼料原料的互補作用，又可以使飼料來源多源化，解決豆粕的“卡脖子”問題。推進豆粕減量替代工作有利于保護生態環境，與豆粕相比，一些非常規蛋白源有著更高的氨基酸消化率以及氮沉積率，從而減少畜牧養殖業甲烷、氮氣等氣體的排放量，減少飼料中粗蛋白質的含量，這有利于進一步減少畜禽養殖業的氮排放量，保護生態環境，構建綠色養殖體系，符合可持續發展戰略。

1 非常規蛋白源替代豆粕

豆粕減量替代是在以玉米– 豆粕型為主的飼料結構基礎上，使用其他非常規蛋白源部分或全部替代豆粕，以實現減少豆粕消費量的目的。目前，豆粕減量替代主要是使用非常規蛋白源替代豆粕，包括植物性蛋白源、動物性蛋白源以及單細胞蛋白等其他非糧蛋白源。

1.1 植物性蛋白源

植物性蛋白源具有產量較大、價格低廉等優點，是替代豆粕的最主要蛋白源。植物性蛋白飼料粗蛋白質含量相對較低，且氨基酸不平衡，營養組成差異較大，含有抗營養因子，在應用時要注意氨基酸的合理搭配補充，以及蛋白源在不同動物日糧中的合理用量，對于某些蛋白源需進行加熱、脫毒等預處理再進行使用。目前，已經進入飼料行業的非常規植物性蛋白源主要有菜籽粕、棉籽粕、花生粕、DDGS、玉米蛋白粉、棕櫚粕、芝麻粕、花椒粕、葵花籽粕等。

菜籽餅粕粗蛋白質含量為39.09%～42.47%，低于豆粕，蛋氨酸含量高，賴氨酸和精氨酸含量低，消化率較差，含有較高硫葡萄糖甙類化合物，可與棉籽粕進行合理搭配使用，平衡氨基酸組成（朱文優，2009）。普通棉籽餅粕蛋白含量略低于豆粕，為40% 左右，氨基酸組成不平衡，精氨酸含量高，賴氨酸含量低，含有游離棉酚和環丙烯脂肪酸等抗營養因子。花生粕粗蛋白質含量可達48%，略高于豆粕，氨基酸組成不平衡，精氨酸含量很高，缺乏蛋氨酸、賴氨酸和色氨酸，代謝能可達10.88 MJ/kg，是含能值最高的一類餅粕類原料，含有黃酮類、鞣質等活性物質，但極易受污染產生黃曲霉毒素（周佳慧等，2021）。DDGS 粗蛋白質含量一般為24%～28%，脂肪含量較高，為6%～11% ；由于經過發酵處理，DDGS 所含能量低于玉米，有效磷含量高。此外，發酵后的酒糟含有更豐富的B 族維生素、酵母菌體、維生素E 和未知促生長因子（Zhang 等，2018）。玉米蛋白粉粗蛋白質可達60% 以上，纖維含量低，易消化，但氨基酸組成不平衡，蛋氨酸和谷氨酸含量高，賴氨酸和色氨酸缺乏，色素含量高，主要是玉米黃質，是家禽產品良好的著色劑，并且玉米蛋白粉中不含有毒有害物質，是優質的蛋白質飼料。

經研究證明，這些非常規性植物性蛋白源經過一定處理后，可作為蛋白質飼料在動物日糧中適量添加替代豆粕，對動物的生長性能無顯著的負面影響。倪海球等（2020）研究發現，膨化加工可顯著降低棉籽粕中的游離棉酚含量，降低率高達77.88%，普通棉籽餅粕可替代30%～40%的豆粕，脫酚處理后的棉籽蛋白替代比例可達60%～80% ；Yadav 等（2022）研究發現，使用4%、8% 和12% 的雙低菜籽粕替代豆粕添加到肉雞日糧中對肉雞的生產性能、腸道形態結構無顯著影響；李瑩等（2019）研究發現，在文昌雞日糧中添加25% 的雙低菜籽粕，未顯著影響其生長性能和肉品質；Mu 等（2019）研究發現，添加6% 和12% 的棉籽粕替代豆粕于海蘭褐蛋雞日糧中，并未顯著影響其生產性能和蛋品質；彭鵬等（2014）研究發現，在三黃雞日糧中添加3%～8% 花生粕，對其各個生長階段的生長性能均無顯著影響；Pacheco（2014）研究發現，在飼糧中添加DDGS 可提高顆粒飼料耐久性，但添加量達到30%時可降低顆粒飼料質量，這說明過量添加DDGS 對飼料的制粒成型有負面影響。魯春靈等（2021）研究發現，在1～21 日齡的肉雞飼糧中添加13.05% 的DDGS 對顆粒飼料質量和肉雞生產性能均無顯著影響。程媛媛等（2009）研究發現，在羅氏沼蝦日糧中添加5%、10% 的玉米蛋白粉替代魚粉對羅氏沼蝦的生長性能、氨基酸沉積率均無顯著影響。

除此以外，棕櫚粕、芝麻粕、花椒粕、葵花籽粕等非常規植物性蛋白源同樣具有良好的營養特點和飼用價值，經過酶解、發酵、膨化等加工處理方式，降低物料中所含的抗營養因子及毒素等有毒有害物質，可繼續提高這類蛋白質飼料的飼用價值，進而提供更多優質高效的豆粕替代蛋白源，進一步推進豆粕減量替代工作。

1.2 動物性蛋白源

動物性蛋白源蛋白質含量高，氨基酸組成平衡，吸收利用率高，粗纖維含量低，富含礦物質和維生素，有效磷含量高，且不含抗營養因子，是優質的蛋白質飼料原料。但由于動物性蛋白源生產工藝復雜，價格較高，易存在摻雜造假問題，還可能會攜帶有某些致病菌，所以可用來替代豆粕的動物性蛋白源并不多，主要有水解羽毛粉、蟲粉、骨粉等。

水解羽毛粉是由家禽羽毛經過清洗、高溫高壓水解、干燥、粉碎等工藝制成的蛋白飼料，其粗蛋白質含量可達85%，氨基酸組成不平衡，缺乏賴氨酸、蛋氨酸，鈣、磷含量同樣較低。水解處理破壞了羽毛粉蛋白的二硫鍵，使蛋白質結構發生變化并發生局部水解，提高了蛋白質的消化利用率，同時也改善了適口性（Bureau 等，2000）。黑水虻幼蟲粉粗蛋白質含量豐富，一般為35%～55%，氨基酸組成平衡，粗脂肪和粗灰分含量遠高于豆粕，鈣磷等礦物質含量豐富，不含抗營養因子，還含有幾丁質、甲殼素等功能性物質。

龍定彪等（2011）在生長豬日糧中添加2%的水解羽毛粉等蛋白替代豆粕，結果表明試驗組與對照組豬的生長性能無顯著差異，且試驗組降低了飼料成本。王殿純等（2023）在肉雞日糧中使用2% 的水解羽毛粉和1% 的玉米組合替代豆粕，結果表明該試驗組粗蛋白質、賴氨酸及總氨基酸的代謝率顯著上升。張放等（2018）研究結果表明，在生長豬日糧中添加25% 的黑水虻蟲粉替代豆粕對其生長性能無顯著影響。趙燕等（2021）研究表明，在肉雞日糧中添加黑水虻幼蟲干對其生長性能無影響，且可提高肌肉中粗蛋白質和氨基酸含量。Secci 等（2018）研究結果表明，使用黑水虻幼蟲粉在蛋雞日糧中全部替代豆粕，不影響蛋雞的生長性能，且蛋黃色澤顯著提高。

動物性蛋白飼料具有比豆粕更高的營養價值和飼用價值，且價格也遠高于豆粕，所以主要應用于高品質飼料中，如水產飼料、乳豬料以及寵物飼料。在保證達標的飼料營養成分及較低的飼料成本的前提下，于日糧中添加部分動物性蛋白飼料可大量減少豆粕的消耗量，一定程度上提高飼料中蛋白質的消化利用率，改善動物生長性能。

1.3 非糧新型蛋白源

新型蛋白源飼料是指利用工業技術提取、濃縮、合成的非糧蛋白資源，具有營養價值豐富、吸收利用率高、不含有抗營養因子并且綠色環保等特點，是資源循環利用、符合可持續發展戰略的新型蛋白原料，但生產工藝較為復雜，價格相對較高。目前主要的新型蛋白源有棉籽蛋白、乙醇梭菌蛋白、酵母蛋白、藻類蛋白、非蛋白氮飼料等。

棉籽蛋白是將棉籽進一步脫殼、脫絨，并經過低溫萃取和脫酚處理制成的高含量蛋白飼料，其粗蛋白質含量可高達60%，精氨酸含量高，賴氨酸含量缺乏，并且抗營養因子含量極低。乙醇梭菌蛋白是以一氧化碳和氨水為原料，乙醇梭菌為發酵菌劑，經過發酵、濃縮、干燥而制成的新型蛋白源，粗蛋白質含量高于80%，氨基酸組成平衡，蛋白質消化利用率高，且不含有抗營養因子，飼用價值遠高于豆粕。酵母蛋白及藻類蛋白主要是利用酵母、藻類等經過工業處理制成的新型蛋白飼料，粗蛋白質含量可達50%，且氨基酸組成平衡，含有豐富的B 族維生素，且含有未知促生長因子及核酸等功能性物質，具有較高的飼用價值。

相關研究已經證明非糧新型蛋白源飼料化應用的可行性。劉耕等（2014）在仔豬日糧中使用棉籽蛋白替代豆粕，比例分別為20%、40%、60%，結果顯示各試驗組與對照組仔豬的生長性能、血清指標均無顯著差異，但替代量為60% 的試驗組料重比顯著升高。Qin 等（2016）研究表明，使用棉籽蛋白替代豆粕對生長育肥豬的生長性能、氮利用效率、肉品質均無顯著影響，證明棉籽蛋白是理想的豆粕替代蛋白源。吳雨珊等（2021）研究表明，在肉雞日糧中添加4% 乙醇梭菌蛋白可大幅提高肉雞的生長性能、胸肌率、全凈膛率等。林廈菁等（2023）研究結果同樣證明乙醇梭菌蛋白替代豆粕對肉雞的生長性能、免疫功能、抗氧化功能均有改善作用。何永聚等（2018）使用釀酒酵母培養物替代10% 的育肥豬全價配合飼料，結果發現添加釀酒酵母培養物可降低育肥豬的料重比，提高飼養利潤。董力學等（2023）研究發現，使用小球藻作為草魚飼料中的單一蛋白源對草魚的生長性能無顯著影響，且與豆粕、棉籽濃縮蛋白、乙醇梭菌蛋白相比，飼喂小球藻蛋白的魚體表現出最高的肥滿度。

非糧新型蛋白源的研發與應用可擴寬飼料來源，有效減少豆粕消耗量的同時緩解人畜爭糧問題，而且符合綠色、環保的可持續發展戰略，是發展現代化畜牧養殖業的必由之路。

2 低蛋白日糧

2.1 低蛋白日糧概述

低蛋白日糧是基于理想蛋白質概念，在畜禽原有的飼養標準上降低2%～4% 的粗蛋白質含量，并補充工業合成氨基酸來平衡氨基酸組成，滿足畜禽對氨基酸的需要。低蛋白日糧直接地減少了蛋白飼料原料的添加量，提高了飼料中蛋白質的利用率，這不僅減少了豆粕這類蛋白質飼料的消耗量，降低了飼料成本，而且大量減少了畜禽養殖業中的氨氣、甲烷、硫化氫等有害氣體的排放量，對構建綠色養殖體系、保護生態環境有著積極作用。

2.2 低蛋白日糧的研究進展

目前，低蛋白日糧在反芻動物、單胃動物中均有應用研究。在反芻動物中，Brodrick 等（2009）研究結果表明，將奶牛日糧中粗蛋白質含量降低1.3%，對奶牛的采食量無顯著影響；趙若含等（2019）分別使用粗蛋白質含量為15.42%、16.28%、17.08% 的全價配合飼料并配以適量過瘤胃氨基酸來飼喂奶牛，結果表明三組奶牛的生產性能均無顯著差異，并且相較于粗蛋白質含量為17.08% 的試驗組，其他兩組奶牛的生產性能更高；Hynes 等（2016）研究結果表明，奶牛乳尿素氮排放量隨日糧中粗蛋白質水平降低而降低；Arriola Apolo 等（2014）研究結果表明，使用低蛋白日糧飼喂奶牛可顯著提高飼料中蛋白質的利用率，提高氮的沉積率。在單胃動物中，Torki 等（2015）研究表明，將蛋雞日糧中粗蛋白質水平由16.5% 降低至12%，并使用氨基酸補充劑，蛋雞仍能表現出較好的生產水平，并表現出較強的抗高溫應激能力；任冰等（2012）研究結果表明，在理想氨基酸模式下，將蛋雞日糧中粗蛋白質含量由17% 降至15%，未顯著影響產蛋性能，而氮排放量則表現出下降趨勢；陸艷鳳和孫國波（2023）研究結果表明，使用粗蛋白質含量低于標準1.5% 并平衡氨基酸的全價日糧飼喂肉雞，對其生長性能、血清指標均無顯著影響，并可顯著增大肌肉的剪切力，提升口感。田志梅等（2019）研究發現，仔豬日糧中粗蛋白質水平降低3% 時，可顯著提高腸道內腸肽酶、葡萄糖酶等消化酶的數量，改善腸道健康狀態，并減少糞便中氮的排放量；王東等（2020）研究發現，將育肥豬日糧中粗蛋白質水平由15.6% 降至14.6%，對豬的生長性能及肌間脂肪含量均無顯著影響。

綜上，低蛋白日糧在反芻動物、單胃動物中的應用都表現出了較好的效果。低蛋白日糧的重點在于蛋白質水平與氨基酸平衡，即要掌握畜禽的氨基酸需要量以及蛋白源的氨基酸組成，通過使用氨基酸補充劑，不斷接近理想氨基酸模式，精準地滿足不同動物在不同階段對蛋白質和氨基酸的需要。同時低蛋白日糧也存在一些問題，最主要的問題是低蛋白日糧需要精準的理想氨基酸模式。氨基酸種類繁多，且功能復雜，不同動物的不同階段對氨基酸的需求均有所不同，所以低蛋白日糧中除了補充賴氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸，一些非必需氨基酸也需要關注，避免因某種氨基酸缺乏所造成“木桶效應”，影響蛋白質的轉化吸收效率。這就需要有更加完善的飼料原料數據庫和更精準的動物氨基酸需要標準，同時配合科學的飼料配方及加工工藝，以及現代化精準養殖技術，綜合提高低蛋白日糧的飼喂效果，從而將低蛋白日糧降低飼料成本、保護生態環境的作用效果最大化。

3 無豆粕日糧

3.1 無豆粕日糧概述

無豆粕日糧是指在全價配合飼料中不使用或盡少地使用豆粕，而改用其他蛋白飼料全部替代豆粕，主要分為以下三類：一是高蛋白高氨基酸的預混料，按比例配以玉米、麩皮等，不需額外添加豆粕即可配合成全價飼料，這類預混料的粗蛋白質含量一般高于40%，添加量為10% 左右，該類預混料不一定不含豆粕；二是小比例濃縮料，這類飼料的原理和用法與第一種相同，蛋白、能量等營養含量略低，添加比例較高，為10.1%～15% ；三是無豆粕全價配合飼料，這類飼料是使用雜粕類蛋白源完全替代豆粕，將全價飼料中的豆粕添加量降為0，但因豆粕替代蛋白源蛋白質含量、組成與豆粕有較大差異，且部分植物性蛋白源含有抗營養因子等，此類飼料目前應用較少，且多用于100～150 斤后的育肥豬。無豆粕日糧可最大化地降低豆粕的消費量及進口量，降低飼料成本，緩解進口壓力，消除對美國大豆的依賴，保障國家糧食安全。

3.2 無豆粕日糧的研究進展

目前，關于無豆粕日糧的研究較少。張府等（2011）研究表明，與飼喂豆粕型日糧的蛋雞相比，飼喂無豆粕日糧的蛋雞產蛋性能及生長性能均無顯著差異，仍能表現出較好的飼養效果，但需要說明的是，該試驗中豆粕型日糧中豆粕添加量僅為10%，仍有棉籽粕、菜籽粕、蛋白粉等其他蛋白源，替代豆粕蛋白源也是使用了葵花餅、菌體蛋白、骨粉等多種蛋白源；李旭巧等（2023）用棉籽濃縮蛋白分別替代0、15%、30%、45%、75% 和100% 的豆粕飼喂草魚，結果發現各組草魚的生長性能均無顯著差異。

無豆粕日糧雖可最大化地減少豆粕的消耗量，但在生產實踐中卻難以實踐應用，最主要問題是豆粕替代蛋白源的選擇。豆粕因其蛋白質含量高，氨基酸組成平衡，多年來一直作為飼料中最主要的蛋白質來源，所以難以有某種蛋白質飼料在保證價格低、產量高的前提下，又能滿足營養上全部替代豆粕的需求，同時部分非常規蛋白源因適口性較差、含有抗營養因子、氨基酸組成不平衡等問題，在飼料中不能大量添加，《肉雞低蛋白低豆粕多元化日糧推薦典型配方》中給出的肉雞無豆粕日糧配方，是使用棉籽粕、菜籽粕、花生粕、DDGS 以及玉米蛋白粉等植物性蛋白源按照不同配比混合替代豆粕，可充分發揮不同蛋白源的互補作用。除蛋白源的選擇問題，氨基酸平衡也是無豆粕日糧應用的主要問題。無豆粕日糧在一定程度上也是低蛋白日糧，不僅降低了日糧中粗蛋白質水平，同時使用了多種非常規蛋白源，其部分蛋白源氨基酸組成不平衡，且氨基酸的轉化利用率較低，不能滿足動物對蛋白質及氨基酸的需要。所以無豆粕日糧的配方必須要根據飼喂動物的飼養標準加以調整，配合氨基酸補充劑，以保證日糧的營養平衡。

4 小結

我國畜牧業發展迅速，單一的玉米– 豆粕型日糧結構已不能滿足需求。將非糧資源飼料化，提高資源利用效率，促進飼料結構多元化發展，滿足畜牧行業發展需求，符合可持續發展戰略。豆粕替代、低蛋白日糧、無豆粕日糧的應用推廣可進一步降本增效，緩解進口壓力，保護生態環境，在應用過程中，需因地制宜地選擇豆粕替代蛋白源，合理搭配使用，精準滿足動物營養需求，從而實現豆粕減量替代的最終目標。