蛋白饲料研究
1 发酵豆粕的研究背景及意义
我国是世界上最大的养殖生产国之一，同时也是世界上饲料原料特别是蛋白质原料的需求大国。我国饲料工业生产中蛋白质饲料资源平动
的严重不足，鱼粉等高品质动物蛋白原料主要依赖国际进口，而目前全球性鱼类资源的日趋减少直接导致鱼粉价格直接上涨。尽管鱼粉被行业内人士认为是最优质的蛋白原料，但受其价格影响，鱼粉在饲料
中的使用比例还是趋于下降，动物蛋白价格高涨使得人们将视线逐渐转向了植物蛋白，通过生物技术的使用以及酶制剂在饲料原料生产加工中的广泛应用等，积极寻求一种新的替代品，使低质的蛋白原料转化为高质的蛋白原料。豆粕作为一种质量稳定的植物蛋白原料，一直是饼粕消费的主体，加之动物性蛋
发酵豆粕概述
北京科为博生物科技有限公司/姚 琨 李富伟 李兆勇
摘 要 豆粕是畜牧业中的优质植物蛋白原料，且氨基酸组成合理，但其中存在的多种抗营养因子，降低了畜禽
对豆粕的吸收和利用。利用微生物发酵法制备发酵豆粕一方面可以降解大分子蛋白质生产小肽，同时生成多种微生物及酶、酸、维生素、大豆异黄酮等多种活性因子；另一方面可以消除豆粕中的抗营养因子，提高豆粕的营养价值。结合近几年发酵豆粕研究进展以及市场动态，主要从发酵豆粕的研究意义、特点、制备工艺、品质评价、饲喂效果，以及发展前景等方面进行了全面综述。
关键词 发酵豆粕；
抗营养因子；营养价值 Abstract Soybean meal is the excellent vegetable protein raw material with reasonable amino acid composition in
the animal husbandry, but many inherent anti-nutritional factors impede its absorption and utilization in livestock .Fermented soybean meal is fermented by microorganisms, and on one hand, macro molecule protein can be degraded into small peptide, and at the same time fermented soybean meal
can product many active factors which are many microorganisms,enzyme, lactic acid, vitamin and soybean isoflavones, and so on, on the other hand, the anti-nutritional factors can be effectively eliminated, and finally the fermented soybean meal with higher nutritional value can be obtained .The significance of rearch, characteristics ，preparation technology, quality evaluation, feeding results and development prospects were totally overviewed.
Keywords fermented soybean meal; anti-nutritional factors; nutritional value
脱蜡中图分类号：
S816.73 文献标识码：A 文章编号：1006-6314(2011)12-0032-07 通讯作者：姚琨。 收稿日期：2011-10-28。
白资源日益短缺，价格居高不下，使其使用量受限，促使豆粕植物性蛋白原料需求的扩大。
但由于豆粕中抗营养因子的存在以及其适口性差等问题限制了豆粕的应用价值。目前，应用发酵技术处理豆粕，是有效提高豆粕品质的方法之一。发酵豆粕是指利用有益微生物发酵低值豆粕，去除多种实习医生格蕾第8季
抗营养因子，同时产生微生物蛋白质，丰富并平衡豆粕中的蛋白质营养水平，最终改善豆粕的营养品质，
零基础英语学习视频提高饲料效率。发酵豆粕含益生菌、
酶、水溶型维生素、肽、氨基酸、
大豆异黄酮等功能成分。这对动物
的生长十分有利。另外在发酵过程
中产生的酸味物质，对于幼龄动物，
具有明显的诱食效果。并且，由于
部分碳水化合物被降解，豆粕致密
结构变得疏松，适口性显著提高[1]。
由此可见，经过发酵后，豆粕的生
物学价值大大提高，在鱼粉价格猛
涨而资源匮乏的情况下，发酵豆粕
不失为一种理想的蛋白质资源，可
替代部分鱼粉的添加，对于当前饲
料行业缓解鱼粉紧张的局面具有积
极的意义。
2 微生物在发酵豆粕中的
作用机制
豆粕经过微生物发酵，产品中
含有大量的有益微生物，而发酵过
程产生的代谢产物以及对发酵底物表
1 豆粕中主要抗营养因子
蛋白饲料研究
的降解作用，使得发酵豆粕的成分非常复杂，极大改善了大豆蛋白的品质。其作用机制主要从以下几个方面体现出来：
⑴发酵大豆多肽中含有多种有益菌，这些有益菌包括乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌，酵母菌和芽孢杆菌等好(需)氧菌的存在为乳酸菌的生长繁殖创造了厌氧环境，而乳酸菌大量繁殖产生乳酸，降低了p H，不仅能抑制肠道中有害菌的繁殖，维持肠道菌群平衡，而且使得发酵豆粕具有浓郁的酸香味，从而改善适口性，提高动物采食量。
⑵产生多种酶，使蛋白质消化率高达95％以上，极大地减少了饲料在大肠中的异常发酵，从而降低或消除营养性腹泻，使抗营养因子降解，使不易降解的可溶性非淀粉多糖类物质降解率提高。
⑶具有生物活性的小肽能显著地提高动物血液中胰岛素水平，促
进淋巴细胞增生，提高动物免疫水平。⑷微生物代谢产生的未知生长因子、维生素等还有对动物有直接营养作用的营养因子的产生，对于促进动物生长和提高免疫具有重要作用。
⑸发酵豆粕产品具有溶解度高、黏度低、抗凝胶形成性好等优良物理特性，使日粮中由黏性组分(如次粉、小麦麸等麦类)引起的抗营养作
用消失，使得发酵豆粕的应用更加广泛。
3 发酵豆粕的优点
dead的英文是什么意思豆粕经过发酵产生了一减一增的双重功效：一减，是将豆粕中不能被动物的抗营养因子降解为动物可利用的营养素；一增，是较普通豆粕增加了活菌、肽、氨基酸、活性酶、乳酸、维生素、大豆异黄酮等活性因子。发酵等生物技术的应用，使低值的蛋白原料发酵为高质的蛋白原料，作为“生化养殖模式”的一种雏形，引起了许多研究者的兴趣，相比于普通豆粕，发酵豆粕具有以下优点：
3.1 能有效去除豆粕中的抗营养因子
豆粕中含有多种抗营养因子(表1)。通过微生物发酵技术，可将豆粕中目前已知的多种抗原进行降解，有效去除豆粕中的抗营养因
子(表2)[1]
。微生物发酵法降解豆粕
中抗营养因子主要通过微生物及其
产生的代谢产物对抗营养因子的降解来实现，部分对热敏感的抗营养因子，通过加热途径即可将其去除。
3.2 营养价值显著提高
豆粕在微生物作用下发酵，经过一系列的生物化学变化，在有效去除抗营养因子的同时，营养价值显著提高。
3.2.1 蛋白含量显著提高 豆粕发酵过程中，微生物大量繁殖，将豆粕培养基中的非蛋白氮、培养基无机氮(硫酸铵或尿素)及抗营养因子等各种物质分解利用转化为营养价值高的菌体蛋白。张红等[4]研究表明，豆粕固态发酵后的产品经检测其蛋白质含量都较先前有了提高。而且经过微生物酶的作用，使发酵豆粕较普通豆粕的必需氨基酸含量丰富，结构更加合理。汤红武等[5]推理这主要是因为在发酵过程中，酵母的呼吸作用消耗了部分有机物料(释放出C O 2和H 2O )，使产物总量减少，蛋白质含量相对提高，出现了蛋白质的“浓缩效应”；还有部分增加的蛋白质是酵母菌体含有的蛋白质和发酵过程中
硫酸铵经由酵母转化生
成的，是发酵产品蛋白质含量提高的真正有意义的部分。
3.2.2 产生多种小肽 豆粕通过微生物的降解，产生具有特殊功能的营养小肽。小肽吸收具有吸收快、能耗低、效率高、载体不易饱和等优点。大豆肽还能赋予产品特殊生理活性，如促生长、调节免疫、抗菌、抗病毒、催乳、抗氧化、刺激食欲、促进矿物质吸收和抗肿瘤等[3]。大豆肽的开发开创了动物营养的新纪元，丰富了大豆制品的种类，增加了大豆产品的附加值。肽较游离氨基酸的重要特性之一在于可提高动物对日粮氮利用率的巨大潜力，减少畜
禽含氮物质的排放，这对于节约蛋白质饲料、减轻环境污染具有重要的经济和社会意义。
3.2.3 富含多种生物活性因子 豆粕发酵中产生的益生菌和乳酸，一方面能抑制肠道中有害菌的繁殖，
表2 优质豆粕与发酵豆粕产品中抗营养因子含量对比
项目
优质豆粕发酵豆粕胰蛋白酶抑制因子(mg/g)
10～15≤1植酸(mg/g)10.60-大豆凝血素(mg/g) 1.93～7.58-不良寡糖(%)5～20＜0.9大豆球蛋白(mg/g)400＜0.02β-大豆伴球蛋白(mg/g)155＜0.01脲酶活性(mg/g•min)
0.4
0.02
另一方面促进动物消化，改善动物小肠机能，可以减少仔猪等幼畜酸化剂的用量。微生物代谢产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等各种消化酶，可促进豆粕中蛋白质和一些多糖类物质的降解，提高动物消化率。另外，微生物代谢物中还有对动物有直接营养作用的未知生长因子、维生素等，对促进营养物质消化，提高动物免疫机能有积极意义。occupation
3.3 豆粕原料来源广泛，品质优良
豆粕是大豆经提取豆油后得到的一种副产品，含蛋白质43%左右，赖氨酸2.5%～3.5%，色氨酸0.6%～0.7%，蛋氨酸0.5%～0.7%，胱氨酸0.5%～0.8%。豆粕含有所有的大豆蛋白。Ma(1996)[6]研究表明，大豆蛋白是植物性食物中氨基酸组成比例最合理、最接近于F A O/ WHO理想模式的一种蛋白质。
尤其豆粕经发酵生产的产品更具有多方面的营养优势和资源优势，具有独特的发酵芳香味，无化学残留，应用安全，非常适合于在畜牧和养殖业中推广使用。
3.4 产品适口性改善
豆粕发酵后由于可溶性肽类和游离氨基酸以及酸性物质增加，使得发酵产物气味醇香，动物适口性提高，增加采食。吴晖等[7]发现，豆粕在28℃～32℃下经枯草芽孢杆菌发酵后具有或淡或浓郁的醇香气味。
4 豆粕固体发酵工艺
目前我国豆粕生物降解的生产工艺五花八门，从简单的手工批次操作到复杂的自动化连续流水线生产，应有尽有。归纳起来主要有酶解法和微生物发酵法。酶解法可用特定
酶定位产生特定肽或氨基酸，酶解
过程和产物易控制，生产条件温和、
产品安全性高；但由于酶解后产物
需要脱苦；而且单一酶种降解产物
单一，复合酶降解又增加成本，因此，
人们越来越多地开始转向微生物发
酵降解豆粕。应用于微生物发酵豆
粕的技术方法目前主要有固态发酵
技术和液态发酵技术两种。液体发
酵使养分和微生物处于水溶状态，
充分的水分活度使微生物充分活化，
又是在物料消毒灭菌后密闭发酵，
保证了产品的优良品质和稳定性。
但鉴于液体发酵设备造价高，发酵
过程中的废液排放造成环境污染，
发酵后处理成本高，因此，基于环
保和经济方面的综合考量，对于低
值的豆粕发酵，目前多采用的是固
体发酵。
4.1 发酵菌种
常见的固体发酵菌种有细菌类
和真菌类：细菌类主要有芽孢杆菌、
乳酸菌；真菌类主要有酵母菌和霉
菌(根霉、毛霉、木霉、曲霉)。发
酵菌种的剂型主要有液体和固体2pian
种。一般来说，大多数纯培养的发
酵剂采用液体剂型，菌种的生产是
从斜面，菌种活化、三角瓶、小型
种子罐到大型种子罐，然后用于生
产发酵。固体剂型的菌种主要是曲
种，按传统固体制曲技术制作。不
同微生物对营养物质的各种理化因
子要求不同，而发酵过程是一个动
态过程，不会维持某一个恒定的状
态，因此，目前常见的豆粕固体发
酵是由多种微生物共同协同或按顺
序进行的。开始发酵时，表层的低
温耗氧微生物，例如芽孢杆菌和酵
母菌等，开始大量繁殖，导致发酵
料温持续上升和氧气的减少，为厌
氧微生物的生长提供了条件，有机
会大量繁殖，例如像乳酸菌等兼性
厌氧微生物，发酵产酸，致使发酵
物料pH下降，抑制杂菌生长，使得
嗜酸性微生物大量繁殖。
另外采用多菌种协同发酵，是
考虑到芽孢杆菌、霉菌、酵母菌和
乳酸菌等具有各自独特的发酵性质，
cur什么意思
如芽孢杆菌因为芽孢的存在使得耐catti
受性极强，可以保证大量繁殖；酵
母菌菌体本身蛋白质含量高，氨基
酸组成合理，而且极易利用非蛋白
氮合成优质的酵母菌体蛋白，提高
蛋白品质；乳酸菌在发酵过程中由
于其产酸作用，能降低物料pH值，
抑制杂菌滋生，同时改善物料风味
和适口性。实际生产中，如何对各
菌种进行组合，进行优势互补，对
于进行一个高品质的发酵极为重要。
4.2 发酵模式
固体发酵多数采用开放式发酵。
按照生产模式，可分为浅层发酵和
深层发酵。
(1)浅层发酵的物料厚度一般在
5cm以下，采取水泥地面平铺式发酵，
适合好氧发酵。物料厚度薄，利于
氧气扩散，需氧菌可以得以大量繁
殖。另外，由于是浅层发酵，也利
于菌种产生热量的扩散，使发酵始
终保持一个适合菌种生长的温度。
但由于浅层发酵占地面积大，不利
于高效率的发酵生产。
(2)深层发酵的物料一般在
30cm以上，多数在100cm左右，甚
至有高达200c m以上的，采取水泥
池自然堆放式发酵，这种物料堆放
模式适合混合菌种发酵，前期好氧
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菌活动频繁、中后期兼性厌氧发酵。4.3 发酵实例
菌种选定以后，发酵工艺条件对发酵豆粕产品的性能也有很大影响，需要对如发酵模式、料水比、菌种组成和比例、接种量、接种温度、p H 值、发酵时间、通气量等参数进行一系列优化。莫重文等[9]研究发酵豆粕的最适温度28℃，发酵料组成100∶6(豆粕/麸皮)，接种菌配比为l ∶3(米曲霉/酵母)，接种量6%，发酵时间为72h。发酵豆粕中粗蛋白含量可达49.10%，比原料中增加12.1%。杨旭等[10]在接种量7.5%，培养时间54h，料水比1∶1，硫酸铵添加量2％和葡萄糖添加量1%时，发酵豆粕的蛋白含量从43.78%提高到53.33%。王金斌等[11]研究发现最佳发酵条件为枯草芽孢杆菌M5094和热带假丝酵母C3161接种比例为1∶1，接种量为20%，基质初始含水量为52%，发酵温度为38℃，发酵时间为48h。在此条件下，基质粗蛋白由31.75%上升到49.27%。
5 发酵豆粕产品品质评价
5.1 常规营养成分
不论是发酵过程中产生了蛋白质的“浓缩效应”[5]还是因为菌体蛋白的合成作用导致，发酵豆粕的蛋白含量都较普通豆粕提高，而且氨基酸组成也有改善，赖氨酸和蛋氨酸的含量较常规豆粕有提高。蛋白质含量是衡量发酵豆粕发酵效果好坏的一个重要指标。程秋根等[12]报道，去皮豆粕经发酵后粗蛋白质含量提高12.38%。蔡国林等[13]用酵母菌和乳酸菌混合发酵豆粕后蛋白质
含量从46.2%提高到49.7%。氨基酸组成和含量也有一定变化和提高。
除蛋白质以外，普通豆粕经过发酵后的其它常规指标也发生了相应的变化。综合目前市场上的发酵豆粕产品，经过发酵后，其粗灰分含量≤10%，粗纤维含量≤7%，粗脂肪≤7%，水分含量≤12%；陈萱[15]报道，发酵过程中由于植酸的分解，豆粕有效磷含量由发酵前的3.57g /kg 增加到7.41g/kg。
5.2 抗营养因子
通过微生物发酵技术，可将豆粕中目前已知的大豆寡糖、大豆球蛋白、胰蛋白酶抑制因子、脲酶、植酸、非淀粉多糖(N S P )等多种抗原进行降解，使这些抗营养因子含量降低或被完全消除。郑裴等[14]采用植物乳杆菌固态发酵豆粕，对豆粕中抗营养因子进行降解，结果表明，豆粕中尿素酶活由原来的0.373U /g 降低到0.166U /g，胰蛋白酶抑制剂含量由原来的40.42m g /g 降低到18.01mg/g。Hirabayashi 等[16]使用宇佐美曲霉发酵大豆粕，发酵后植酸全部被降解。江永才[17]的研究表明，发酵可使基料粗纤维含量降低12%～16%。lullaby
5.3 其它活性因子
豆粕经微生物降解后，不仅常规营养成分得到改善，抗营养因子部分或全部被消除，而且发酵豆粕产品中还包括有益微生物及其代谢产物。由于在豆粕发酵过程中加入了很多有益微生物，因此，发酵结
束后，经测定发酵物料中含有大量的有益微生物种群，而种类主要取决于发酵前物料中所添加的微生物，常见有芽孢菌、酵母菌、乳酸
菌，这些益生性微生物对于改善畜禽肠道微生态环境具有非常重要的作用。陈文静[18]对发酵后的豆粕进行测定，发现乳酸菌数达到107c f u /g。除此之外，发酵豆粕还含有乳酸、各种酶等活性营养物质。康立新[19]研究发现，发酵过程中微生物代谢产生的乳酸含量为2.658%。目前国内发酵豆粕中乳酸含量多数大于2%。周伏忠等[20]研究发现乳酸杆菌、芽孢杆菌以及曲霉菌都能够利用发酵过程中自身分泌的蛋白酶来分解豆粕的大分子蛋白质，蛋白酶活性＞200U/g。
6 发酵豆粕在畜禽生产中
的应用
发酵豆粕在日粮中的添加比例可以依据饲养对象、饲养阶段以及生理状态(泌乳、抗应激、促生长等)的不同而异，就其功能而言：第一、可全部替代奶猪饲料中的乳清粉、代乳粉；第二，可全部替代畜、禽饲料中的优质鱼粉；第三，可全部取代肠膜蛋白粉及40%的血浆蛋白粉，且无病菌污染的危险。其具体用量可占相关动物日粮的：乳猪10%～25%；仔猪5%～15%；小猪5%～15%；中大猪5%～8%；怀孕母猪5%～8%；哺乳母猪5%～1%；肉小禽5%～10%；种蛋禽10%～20%；牛、羊5%～15%[21]。
6.1 发酵豆粕在猪上的应用
幼畜，特别是早期断奶仔猪，肠道消化系统尚未发育完全，对于豆粕等植物性蛋白原料中的抗营养因子较敏感，特别是里面含有的胀气因子和大豆球蛋白极易引起仔猪腹泻和发育不良。而豆粕发酵后，
