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发酵豆渣及其在畜禽养殖中的应用

    豆渣是做豆腐、豆奶等豆制品的下脚料,其营养成分高于其他糟渣,其中纤维素含量占干物质约50%[1]。另外,豆渣粗蛋白质含量约28%,粗纤维含量约6%。干豆渣含粗蛋白质27.7%,比稻谷多300%,是饲喂猪、鸡、鸭等的优质饲料[2]。豆渣不可直接生喂,需要经过煮熟或发酵处理,因为豆渣中含3种抗营养因子即胰蛋白酶抑制素、致甲状腺肿素、凝血素,其中胰蛋白酶抑制因子能阻碍猪体内胰蛋白酶对豆类蛋白质的消化吸收,造成腹泻,影响生长。豆渣经发酵处理后可提高粗蛋白质含量,尤其是粗蛋白质中的可消化蛋白质可提高5.8%,粗纤维含量降低约1/3,因此能促进动物的食欲并增加消化液的分泌;豆渣中蛋白质能得到有效降解,从而使豆渣中氨基酸态氮含量得以大量提高;还能除异味、改良口感、细化颗粒、纯化营养、阻碍因子等优点;发酵过程中豆渣中抗营养因子成分降解,能显著提升饲料的消化吸收率;发酵后饲料中大量有益因子能大幅提高畜禽抗病性[3-4]。此外,发酵后的豆渣其保存时间显著长于未发酵豆渣,如能经过烘干处理并严格密封可以保存0.5~1年。本文从豆渣发酵处理技术和发酵前后营养成分及其在畜禽养殖中的应用现状进行综述,并分析其在养殖过程中存在的问题。

    1豆渣发酵处理技术

    1.1豆渣发酵程序

    1.1.1配料

    配料:稻草或粉碎秸秆5%~30%,豆渣60%~70%,饲料发酵剂按0.1%~0.2%添加,其余可用玉米粉或米糠,豆渣的比例可根据豆渣水分等实际情况进行适当调整[5]。

    1.1.2饲料的混合

    先将饲料发酵剂用玉米粉或米糠稀释(比例1:5),然后与要发酵的物料充分拌匀,为了达到混匀的目的可以采用逐步稀释的办法,再加水拌匀,物料含水率一般控制在65%~75%。混合至将拌好的发酵物料紧抓一把,指缝见水印但不滴水,松开落地即能散开为适宜。若能挤出水汁,落地不散开,则含水率>75%,太干或太湿均不利,应及时调整。

    1.1.3密封发酵

    拌匀后随即装入盆、缸、池、塑料袋等容器中,用塑料薄膜覆盖好,在自然气温下密封发酵2~3d,待有香、甜、酒气时即可饲喂。大规模发酵时可直接堆放在干净的水泥地板或发酵池中,加盖塑料薄膜密封发酵即可。发酵配料时,加玉米粉越多,酒香味越浓厚,加的玉米粉越少,则酸香味比较突出,发酵产物烘干后色泽为深棕黄色或褐色,颜色均匀,并具有发酵特有的香味。

    1.2豆渣发酵方法比较

    王慧等用根霉、毛霉、米曲霉3种菌种作为发酵剂,分别在发酵0、3d(前发酵),发酵10、15、20、30d(后发酵)等不同时期取样,进行豆渣氨基酸态氮、可溶性总糖、脂肪、水分、蛋白质酶的活性以及淀粉酶活力等理化指标的分析,结果表明,在其主要发酵阶段豆渣中氨基酸态氮的含量都呈上升趋势,在后发酵阶段其含量较为稳定;可溶性总糖、脂肪和水分的含量在前发酵阶段均降低,到后发酵阶段含量逐渐上升直至平缓;随着发酵的进行,菌体产淀粉酶的能力先增大后减弱[6]。李艳芳等选用传统发酵豆酱时常用的米曲霉和黑曲霉对新鲜豆渣进行发酵,研究豆渣发酵前后渣感、口感、粒度分布以及豆渣颗粒的外部形态的变化情况,结果表明,利用黑曲霉和米曲霉在28℃、相对湿度为95%的条件下发酵,能使渣感减弱,吞咽变易,口感显著改善;对发酵10d后豆渣的外观形态、粒度分布进行显微镜观察,表现为发酵后豆渣颗粒显著变小(P<0.05);黑曲霉发酵豆渣对渣感的降低效果优于米曲霉发酵豆渣和未发酵豆渣[7]。胡耀辉等以米曲霉发酵豆渣与未发酵豆渣为试验材料,对豆渣中的总脂肪和可溶性总糖等指标进行测定,结果表明,豆渣的总脂肪含量由19.10%降低至18.77%(以干物质计),其各脂肪酸含量变化不同;可溶性总糖由7.46%增加到9.79%;氨基酸态氮由0.04%增加到0.266%;小肽含量由1.615%增加到5.741%,蛋白酶活力达345μg·mL-1[8]。莫重文等用米曲霉、黑曲霉和啤酒酵母混合菌株固态发酵豆渣生产饲料蛋白质,研究发酵料坯组成、接种菌配比、接种量及发酵温度对发酵豆渣中蛋白质含量的影响,结果表明,通过正交实验得到了在30℃最适温度下的发酵料坯组成为85?15,接种菌配比为1?2?1,接种量为12%的最佳工艺条件,发酵周期为72h,其发酵豆渣产品中粗蛋白质含量可达29.76%,增加43.07%,说明米曲霉发酵豆渣可显著改变其营养和功能性成分,改善其加工特性[9]。朱运平等用枯草芽孢杆菌、纳豆杆菌、少孢根霉、米曲霉和雅致放射毛霉发酵豆渣,结果表明,发酵豆渣与蒸煮豆渣相比,其蛋白质含量增加,脂肪含量减少,粗纤维含量基本保持不变[10]。

    2豆渣发酵前后的营养成分变化情况

    豆渣发酵前后的营养水平见附表。



    由附表可知,发酵后粗蛋白质含量提高,尤其是粗蛋白质中的可消化蛋白质率提高很多,差异显著,可消化蛋白质提高率达14.2%,粗纤维含量降低>1/3,降低率为35%。

    3发酵豆渣在畜禽生产中的应用

    经过发酵处理后的豆渣,其营养特性得到大幅提高。发酵过程中,由于产生了大量的蛋白酶,可促进动物胃肠对有机物的消化吸收,提高饲料的利用率,增加豆渣的营养价值,可被广泛用作各种饲料的蛋白质源。

    3.1在猪生产中的应用

    王美凤等用发酵豆渣饲喂体重约60kg(杜×长×大)杂交猪,试验组平均日增重比对照组提高12.78%,料重比降低0.37,饲料利用率提高10.36%。育肥猪以售价11元·kg-1计算,试验组育肥猪平均毛利润比对照组高22.77元·头-1,即提高12.78%[11]。隋开斌等采用发酵豆渣饲喂肉猪,肉猪生长快,成活率高,发病率低,且粪便臭味显著降低,该方法不仅解决了熟豆渣饲喂带来的麻烦,而且能大幅提高粗饲料的适口性和转化率,节约饲料成本>20%[12]。文优云等用酿酒发酵豆渣,同时寻求适当的酒曲用量,并观察发酵豆渣喂猪的效果,结果表明,添加不同剂量的豆渣对发酵成熟时间及保存时间有较大影响,以添加量约10%为宜;不同剂量的酿酒曲对发酵成熟时间及保存时间有影响,以添加酿酒曲1%为宜[13]。

    徐斌龙等把发酵豆渣直接掺入肥育猪全价饲料中,15~30kg的小猪饲喂发酵豆渣20%+小猪全价饲料80%;30~50kg的中猪饲喂发酵豆渣30%+中猪全价猪料70%;50~100kg的大猪饲喂发酵豆渣35%+玉米粉5%+大猪全价料60%,以上方法一般在育肥猪阶段能显著降低饲料成本,不用添加其他添加剂就能满足猪体在各种情况下的营养需求[14]。杨振燕等利用微生态制剂及酵母将豆渣进行发酵处理,用发酵后的豆渣饲喂莱芜黑猪,既能增加饲料营养,提高猪的抗病力,改善肉质,同时还能取得显著的经济效益[15]。

    3.2在鸡生产中的应用

    赵影等研究表明,豆渣发酵饲料可以完全取代鱼粉,不仅可以解决鱼粉短缺的问题,而且与鱼粉相比还具有浓郁的香味和增加畜禽适口性的优点[16]。蒋爱国等用市售全价饲料配合少量豆渣喂鸭,0~4周龄,全价饲料79.2%,发酵豆渣20%,4%预混料0.8%;4~10周龄,全价饲料68.8%,发酵豆渣30%,4%预混料1.2%;10周龄以上,全价饲料58.6%,发酵豆渣35%,玉米粉5%,4%预混料1.4%,可提高饲料利用率,显著降低饲料成本,增加豆渣的营养价值[17]。对于各种家禽,在饲喂时,还可以在饲料中加入粗饲料降解剂,对该饲料进行降解促进消化。

    3.3在牛生产中的应用

    根据蒋爱国等设计的肉牛饲料参考配方,得出发酵豆渣在肉牛日粮配方中含量20%~40%为宜[18]。对于泌乳期的奶牛,奶牛场宜准备一些用降解剂处理过的玉米秸秆和小麦秸秆等,与玉米青贮秸秆、干草等一起作粗饲料,另外还需准备豆粕、玉米粗粉、小麦麸、用降解剂处理后的糟渣、胡萝卜、薯秧苗等青绿饲料以及多种维生素、矿物质等预混料、磷酸氢钙、骨粉等。在泌乳高峰期,除了提供降解处理的优质秸秆饲料和干草、青贮玉米等,使其任意采食,还应适当增加精饲料比例,此时发酵豆渣配方比例调整到30%最佳。

    4存在问题及展望

    大豆豆渣价格低廉,营养成分丰富,是非常优秀的饲养原料,因此有广泛的开发应用价值,但目前并没有得到大规模的商业应用。但还有许多的限制性因素。鲜豆渣的水分含量高达80%,特别容易被微生物侵染和发酵而腐败变质[19]。因此,鲜豆渣的及时干燥是豆渣得到广泛应用的关键步骤。目前,鲜豆渣主要的干燥方式有热风烘干、螺旋挤压干燥、冷冻干燥及微波干燥等,但干燥的效率很低,能源消耗大,成本偏高。因此,具有高效、节能、环保特点的豆渣新型烘干工艺的开发和烘干设备的研制显得尤为重要。豆渣具有口感粗糙的特点,这是由于豆渣中含有大量纤维成分造成的[20-21]。因此,改善豆渣口感有助于其推广。目前,改善豆渣口感的主要方式有物理和化学方法,如超微粉碎即通过球磨机、胶体磨或均质机使产品的粒径小至微米级别,通过纤维素酶解方式,使其结构软化等。豆渣中不饱和脂肪酸容易发生化学变化产生特殊的豆腥味。传统的脱腥方法是以加热为基础、破坏酶活性的方式,然而并未得到满意的结果,而且存在耗时长、能耗大等缺陷。因此,合适的脱腥工艺是影响豆渣广泛利用的重要因素,目前我国关于这些方面的研究还不够成熟,还需要更系统的研究。

    (湖南农业大学动物科学技术学院,刘婷,肖定福*)

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