酶解豆粕和发酵豆粕的研究进展[1]

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为了减轻养殖中对抗生素、血浆蛋白等动物蛋白原料的依赖，国内外的科研人员经过大量研究：运用现代生物工程、代谢调控发酵技术、动物营养平衡吸收理论等一系列高新技术生产出富含生物活性多肽、蛋白酶以及大量益生菌的绿色生物饲料。

酶解豆粕和发酵豆粕即是利用现代生物技术将大豆蛋白通过蛋白酶酶解或微生物发酵降解为可溶性蛋白和小分子多肽的混合物。

经过酶解或发酵处理的蛋白由于比传统大豆中蛋白质更易于吸收、低抗原等特点，被认为是幼龄动物饲料的理想植物蛋白。

近几年酶解豆粕和发酵豆粕产品的研究开发
酶解豆粕和发酵豆粕的研究进展
范彦令，张士辉
（石家庄依欣饲料有限公司，河北石家庄０５００００）
３苜蓿的青贮与利用
苜蓿青贮或半干青贮，养分损失小，具有青绿饲料的营养特点，适口性好，消化率高，能长期保存，目前畜牧业发达国家大都以干草为重点的调制方式向青贮利用方式转变。

主要采用以下几种青贮方式。

３．１半干青贮
国外普遍采用青贮塔进行半干青贮保存苜蓿，青贮塔造价较高，我国一般采用青贮窑贮存苜蓿，无论采用哪种方式，关键首先使苜蓿迅速风干使含水量降到４０％～５０％再进行青贮。

这种青贮料兼有干草和青贮的优点。

３．２加甲酸青贮
这是近年来国外推广的一种是每吨青贮原料加８５％～９０％甲酸２．８～３千克，分层喷晒。

甲酸在青贮和瘤胃消化过程中，能分解成对家畜无毒的ＣＯ２和ＣＨ４，并且甲酸本身也可被家畜吸收利用，用这种青贮料饲喂乳用犊牛，平均日增重达０．７５７～０．８１７千克，比普通青贮料增重提高近１倍。

３．３拉伸膜青贮技术
这是近年来国外采用的一种新方法，全部机械化作业。

操作程序为：割草－打捆－出草捆－缠绕拉伸膜。

其优点主要是不受天气变化影响，保存时间长，一般可存放３～５年，使用方便。

４紫花苜蓿叶蛋白的利用
紫花苜蓿叶蛋白（ＡＬＰ）是将适时收割的苜蓿粉碎，压榨、凝固、析出和干燥而形成的蛋白质浓缩物。

一般粗蛋白５０％～６０％，粗纤维０．５％～２％，并含有丰富的维生素、矿物质等。

我国蛋白质资源严重缺乏，而叶蛋白的蛋白质含量可与豆粕和鱼粉相媲美，用替代猪、禽饲料中部分鱼粉和豆粕潜力巨大。

ＡＬＰ可替代蛋鸡５０％～７０％鱼粉或肉骨粉，蛋白质的消化率均有所提高。

用ＡＬＰ替代肉仔鸡日粮中２５％～５０％的鱼粉或肉骨粉对肉仔鸡增重影响不大。

当用此替代雏鸡日粮中５０％～７５％的鱼粉或肉骨粉时，其成活率可提高３．４％～４．２％，
ＡＬＰ可替代４０～６０日龄猪日粮中５０％的动物蛋白
和１／３的豆粕，可替代６１～１０５日龄生长猪８０％动
物蛋白，对猪生长无影响。

５紫花苜蓿产品对畜禽产品质量的影响
５．１对家禽产品质量的影响
蛋黄的颜色主要取决于饲料中叶黄素的含
量，如每千克饲料中含有６０毫克叶黄素，就会产
蛋黄颜色较深的蛋，苜蓿草粉中叶黄素含量丰富，
每千克草粉中约含有２４０毫克叶黄素，是黄玉米
的１０倍以上（２２毫克／千克），蛋鸡日粮中添加５％
的苜蓿草粉，结果添加组蛋黄颜色指数达到９．７，
比未添加组增加了３．４，差异极显著。

由于蛋中维
生素含量受饲料的影响，苜蓿中富含维生素，特别
是核黄素等，饲喂苜蓿的产蛋家禽，蛋中所含维生
素量增加。

在肉禽日粮中添加适宜的苜蓿产品，由
于叶黄素的作用可显著改善肉禽喙、爪、皮肤的颜
色，呈鲜黄色，并使肉质鲜美，提高商品价值。

５．２对猪胴体瘦肉的影响
由于饲料中粗蛋白水平不同会影响猪胴体瘦
肉率，紫花苜蓿产品属于高蛋白，低消化能（粗纤
维含量高）饲料，所以适当比例添加到生长育肥猪
日粮中，会增加胴体瘦肉率，肉质鲜嫩，但对猪生
产性能无影响。

用高水平苜蓿饲喂的猪后腿、腰部
和肩部肉较多，而腹部和背部脂肪都较少。

生长肥
育猪的日粮内用５％～１５％的优质苜蓿草粉可使生
长猪获得良好的生产性能。

５．３对牛奶品质和牛肉质量的影响
苜蓿对养牛业来说是优质牧草，即可以改善
乳脂率，还可以使牛乳中维生素含量增加，特别是
脂溶性维生素。

苜蓿可以替代乳牛部分精料，并能
提高乳脂率，而不影响乳产量。

在肉牛日粮中应适
当使用苜蓿产品，为了防止牛肉颜色变黄，肉牛肥
育饲料里不宜大量使用苜蓿粉。

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２００７年第７期
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日渐活跃起来，目前国内市场上的生物处理大豆产品有：台湾惠胜实业公
司生产的ＰＯＰＵＰ（比多福／饱素健），武汉邦之德生物科技有限公司生产的“肽黄金”，上海邦成生物科技有限公司生产的“肽多乐”，石家庄依欣饲料有限公司的“肽菌”，黑龙江乐能生物工程股份公司生产的“乐能肽”，东莞市银华生物科技有限公司的“普罗保”，广东市希普生物饲料有限公司的“普乐肽”，广东市名旗生物饲料有限公司的“肽白金”等等。

各种产品只讲是生物技术深加工大豆蛋白产品，其生产工艺和功能特性也存在不一致的结果。

１酶解豆粕的功能特点及其加工工艺
酶解豆粕首先是在食品上应用，生产大豆多肽的。

食品级大豆多肽是以大豆蛋白为原料经蛋白酶水解并经分离、精制所得到的，通常由３￣６个氨基酸组成的，相对分子质量低于１０００ｋｕ的低肽混合物。

１．１酶法生产大豆多肽具有许多独特的生理功能特性
１．１．１易消化吸收：现代生物代谢研究表明，动物摄食的蛋白质经消化道酶解后，主要是以小肽形式吸收，并且更易更快被机体吸收利用。

１．１．２低抗原性：大豆蛋白经水解分子量较小，这在一定程度上降低其抗原性。

酶联免疫测定发现，大豆肽的抗原性比大豆蛋白质的抗原性降低至
１／１００￣１／１０００。

大豆多肽可部分代替进口鱼粉、乳清粉、血浆蛋白粉应用在早期断奶仔猪料中。

１．２酶法生产大豆多肽的工艺进展酶解方法由于生产条件温和，水解容易控制，对氨基酸破坏小，安全性高等特点，成为食品上生产大豆多肽的主要方法。

酶解法生产中酶的选择和配方不同、酶解的豆粕中蛋白质含量不同所获得大豆多肽的品质、分子量分布和氨基酸组成不同。

１．２．１目前，酶解法降解大豆蛋白使用的动物蛋白酶有：胃蛋白酶、胰蛋白酶；植物蛋白酶：菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶、木瓜蛋白酶等；微生物蛋白酶：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉、放线菌等。

随着科技发展和生物酶技术的创新，还有很多酶将被不断发现和利用。

１．２．２酶法生产大豆多肽的工艺流程如下图所示：
处理：目的是提高酶解速率，因为大豆球分
子具有相当紧密的结构，这种极其紧密的结构对酶水解具有很强的抵抗力。

试验证明：在温度为９０℃条件下，加热１５分钟既可防止大豆蛋白黏度升高，又可提高水解度。

酶的选择：酶水解是一个复杂的生化反应过程，需要选择专一、高效的酶制剂。

下面介绍几种酶制剂的作用效果：
按照普通豆粕蛋白含量４６％计算，使用复合酶制剂生产大豆多肽，水解得到大豆多肽占豆粕中粗蛋白含量的５８．１７％，占成品的２６．７５％。

表中数据显示地衣芽孢杆菌即碱性蛋白酶豆粕中蛋白的水解能力最强，可以使水解度达到
４０％以上平均相对分子量１０００～２０００ｋｕ。

碱性蛋白酶来源广泛，价格便宜，但其对疏水性或碱性残基的ｃ末端多肽结合特异性较差，容易形成相对分子质量较低的苦味肽。

运用复合蛋白酶进行科学配方，不仅水解度提高，而且苦味减轻。

酶解豆粕生产大豆多肽，可得到分子量较小的小肽，且蛋白水解度较高。

但作为动物用饲料添加剂生产成本太高，对于苦味、腥味的处理，本实验室与江南大学实验证明：在水解产物中直接加入乳酸菌发酵，可明显改变大豆多肽的风味，将产物直接干燥，产品不仅含肽量高，而且具有乳香味，诱食性极佳。

２发酵豆粕的功能特点及其加工工艺
微生物发酵豆粕采用生物发酵工程技术，通过发酵过程中微生物分泌的酶将豆粕中的部分蛋白酶解为分子量３０００以上的大豆多肽。

２．１微生物发酵豆粕的功能特性
２．１．１发酵豆粕中的大分子蛋白质有序降解为多肽、小肽，降低植物蛋白的抗原性；２．１．２、微生物发酵过程中产生大量乳酸、蛋白酶、维生素等，产品具有天然乳香味或特有的发酵香味；２．１．３富含乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌活菌数在１０８ＣＦＵ／克以上。

２．２微生物发酵法生产大豆多肽的工艺进展微生物发酵豆粕把蛋白酶的发酵生产和大豆多肽的酶解生产有机地结合起来
２．２．１微生物发酵豆粕常用菌种：乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌等。

２．２．２发酵豆粕的生产工艺如下图：
由于不同种类菌种所需培养条件不一致，在实验室采用不同培养基进行培养，在进一步扩大液体培养。

将豆粕与菌液混合均匀保证每个豆粕颗粒都接种上菌种，避免因菌种不均造成的发酵不一致，或发酵失败。

好氧发酵：在发酵前期采用好氧发酵，促使芽孢杆菌、酵母菌等好氧微生物繁殖生长，同时芽孢杆菌、酵母菌分泌产生大量酶类、维生素等活性产
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复合酶制剂蛋白浸出率水溶性蛋白水解度肽含量平均分子量
地衣＋枯草＋木瓜６８．４９％８４．９３％５８．１７％７７１．４
表３三种复合酶的作用效果
双酶酶解蛋白浸出率水溶性蛋白水解度肽含量平均分子量
地衣＋木瓜蛋白酶６６．４０％６７．３７％４４．７３％７８９．８枯草＋木瓜蛋白酶４０．１６％８９．１２％３７．１５％７７７．０表２双酶酶解的作用效果单一酶制剂蛋白浸出率水溶性蛋白水解度肽含量平均分子量
地衣芽孢杆菌４７．９４％９１．６３％４３．９３％１０２０．４
枯草芽孢杆菌２９．９４％７８．６５％２３．５５％７４６．２
表１单一酶制剂的作用效果
物促进乳酸菌的生长。

厌氧发酵：后期的厌氧发酵，促进乳酸菌的
增殖，由于乳酸菌属厌氧菌，在无氧条件下产生
大量乳酸。

微生物在无氧条件下发生强制自溶，
细胞中的胞内酶及其他生物活性成分分泌出来。

厌氧发酵时蛋白酶发生酶解反应，并产生香味物
质。

综合好氧发酵和厌氧发酵的优缺点，将两者结合起来用于发酵豆粕基本可以达到以下指标：
发酵酶解产生小肽占豆粕中粗蛋白含量的３０％，占成品的
１０％。

产生乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌菌数达１０８ＣＦＵ／克。

发酵豆粕与酶解相比风味得到极大改善，且产生大量生物
活性成分，但分子量多在５０００～
１００００之间，属于多肽范畴，离大豆寡肽、小肽的生理活性、易吸收性距离很大，所以成本相
对也比较低。

大豆多肽产品源于大豆蛋白而营养品质优于大豆蛋白，使
资源丰富的优质饲料蛋白质原
料，以大豆多肽的形势提供蛋白源营养较之传统的养殖生产中
以豆粕为原料提供蛋白质营养技术而言，无疑是
一个重大进步。

酶解豆粕和发酵豆粕各有优缺
点，今后在生产中应该依靠新的生物技术改造生
产工艺，改善酶解豆粕的苦味、腥味，降低酶解豆
粕的生产成本；进一步提高发酵豆粕的蛋白消化
率、蛋白水解度、降低多肽分子量。

（０５Ｂ２６００）
磷是动物营养研究中不可忽视的矿物质元素之一，既是机体的重要结构成分，又参与体内许多生理生化过程，发挥着其他任何元素不能替代的作用。

但是磷不能在体内合成，只能由饮水和饲料供给。

单胃动物常用植物性饲料中６０％￣８０％的磷是以植酸及其盐类形式存在。

以这种形式存在的磷很难被单胃动物利用，而且植酸也影响其他养分的利用，所以植酸被视为一种抗营养因子。

植酸的抗营养作用主要表现在以下几个方面：降低磷的利用率；降低矿物质元素的利用率；影响蛋白质及氨基酸的利用率；影响消化酶的活性等几方面。

大量试验研究表明，日粮中添加植酸酶可显著提高饲料中磷的利用效率。

１植酸的化学结构与理化性质
植酸，又称六磷酸肌醇，是由一分子肌醇与六分子磷酸结合而成的高分子化合物，分子式为Ｃ６Ｈ１８Ｏ２４Ｐ６。

呈强酸性。

植酸是一种淡黄色或淡褐
色的黏稠性液体，易溶于水、乙醇、丙酮。

几乎不溶于苯、氯仿、醚和己烷，比重１．５６，分子量
６６０．０８。

当ＰＨ在３．５￣１０之间时，植酸的磷酸基团
上至少有一到两个氧负离子，通过阳离子将两个磷酸基团结合起来，所以植酸具有很强的络合阳离子的能力，并且由于植酸中含多个磷酸基团，所以植酸的络合要比ＥＤＴＡ更广泛，结构也更稳定。

２植酸酶的种类
植酸酶可以分为三种：２．１植物植酸酶许多作物籽实及其加工副产物中含有天然植酸酶，如小麦、玉米、大麦、黑麦等籽实中植酸酶已被分离、鉴定。

２．２动物植酸酶动物植酸酶存在于哺乳动物的小肠及脊椎动物的红血球和血浆原生质中。

动物植酸酶含量较少且活性低。

比起植物和微生物植酸酶，动物植酸酶方面的研究非常少。

２．３微生物植酸酶是目前应用最广泛的一类植酸酶。

自然界中许多微生物都产植酸酶。

随着生物
植酸酶及其在畜牧生产中的应用研究
王丽，刘强＊
（南京农业大学动物科技学院，江苏南京２１００９５）。