发酵豆粕在水产饲料中的应用研究

发酵豆粕在水产饲料中的应用研究

胡梦红王有基

熊邦喜

钱雪桥

胡梦红，华中农业大学水产学院，４３００７０，湖北武汉。王有基、熊邦喜（通讯作者），单位及通讯地址同第一作者。钱雪桥，广东海大畜牧水产研究中心。收稿日期：２００７－０３－２６

★湖北省“十一五”重大科技攻关项目，广东省科技计划项目

鱼粉因为其蛋白质含量高、氨基酸平衡、消化吸

收良好，以及ｎ－３高不饱脂肪酸和必需脂肪酸、维生素、矿物质含量充足，适口性良好而成为水产饲料长久以来最重要的蛋白源。然而，随着人口的增多以及捕捞压力的增大，全球鱼粉生产量在近１０年内急剧减少，但鱼粉的需求量却持续上升，鱼粉价格飙升，成为水产饲料中成本较高的原料。此外，鱼粉还含有的某些不能被水产动物利用的磷，如磷酸三钙，其排入水中将给水体带来氮、磷污染，随着富营养化问题受到越来越多的关注，优化水产饲料营养平衡、提高饲料效率以及减少水体污染非常必要。降低磷含量的主要方法就是通过选择含高效可利用磷的饲料原料来最小化水产饲料的磷含量。

水产营养学家开始关注各类可替代鱼粉的蛋白源，豆粕以其来源稳定，产量高而受到重视。与其它植物蛋白源相比，豆粕具有价格合理，消化率高，氨基酸配比较平衡、含磷量较低等优点，被誉为水产配合饲料中鱼粉的最佳替代物。

饲料的质量往往取决于原料的质量以及原料的加工途径，由于豆粕中存在抗营养因子、缺乏某些氨基酸、适口性差等众多的影响因素，使其不能在水产饲料中添加过多，因而寻求完善的加工工艺以改善这一问题成为当务之急。基于发酵豆粕出众的营养作用，有关研究者开始关注其在水产饲料中的应用，大量的试验数据显示，发酵豆粕作为优良的植物蛋白源，作为水产饲料中鱼粉的替代物具有广阔的应用前景。

１豆粕作为鱼粉替代物存在的问题及对策１．１现存问题

尽管豆粕是优质蛋白源，但是在水产饲料中其用量却受到一定的限制，这主要归结于以下几点原因。１．１．１抗营养因子

豆粕中含有多种抗营养因子，如抗原蛋白、非淀

粉多糖、植酸、胰蛋白酶抑制因子、凝集素、尿酶等，抗

原蛋白易导致水产动物消化道损伤；非淀粉多糖能增加食糜的粘度，降低营养物质的消化率；植酸降低磷利用率，且能降低蛋白质和金属离子的生物利用率；胰蛋白酶抑制因子作为豆粕中最主要的抗营养成分，一方面可使消化道的某些酶失活，另一方面导致含硫氨基酸的流失；凝集素可造成红细胞凝集，且能导致生长抑制。

１．１．２氨基酸不平衡

豆粕缺乏水产动物必需的氨基酸，如蛋氨酸、赖氨酸，对某些水产动物而言豆粕还缺乏苏氨酸、精氨酸等，必需氨基酸的缺乏将导致水产动物生长受阻，进而限制豆粕在水产饲料中的应用。ｎ－３高不饱和脂肪酸（ＨＵＦＡ）与ｎ－６多不饱和脂肪酸（ＰＵＦＡ）的比例低，这导致水产动物存活率下降以及生长受阻。１．１．３适口性差

导致豆粕适口性差的原因尚无定论，有人推测是由于缺乏某些氨基酸或者ｎ～３高不饱和脂肪酸而引起的，但没有得到进一步证实。纤维素以及不消化多糖的含量高，导致水产动物胃排空时间延长，不利于肠道对营养物质的吸收。１．１．４植酸

尽管豆粕相对于水产饲料的动物蛋白源而言，磷含量较少，但是植酸作为豆粕中磷元素的主要存在方式，不能被大多数水产动物利用，它们释放到水体中，易造成水体的富营养化；且其能结合金属离子、矿物质和蛋白质，降低水产动物机体的灰分含量。１．２对策

针对豆粕在水产饲料中利用的限制因子，当前主要有以下几种解决途径。１．２．１基因改良

随着分子生物学的发展，基因技术被用于去除豆粕中的抗营养因子，基因改良大豆制成的豆粕产品受到了关注。研究证明，经过基因改良的豆粕中的葡萄糖、果糖、棉籽糖、植酸、胰蛋白酶抑制因子等明显低于没有经过基因改良的豆粕。Ｈｅｍｒｅ等证实基因改良豆粕对大西洋鲑无毒副作用。但还没有得到大量的资料进一步证实，再加上水产动物品种繁多，为防止有害因素在水产动物中的积累和残留对人体造成危害，彻底地检测基因改良豆粕的安全性非常必要。

《饲料工业》?２００７年第２８卷第１２期

专题论述

１．２．２添加其它物质

①针对豆粕的氨基酸不平衡问题，添加其限制

性氨基酸非常必要。蛋氨酸是某些植物蛋白的第一限制性氨基酸，赖氨酸在许多水产动物的机体中含量较其它氨基酸含量高，因此，蛋氨酸和赖氨酸是以豆粕为主要蛋白源的水产配合饲料中主要添加的氨基酸。

②添加一些氨基酸（如氨基乙酸、

Ｌ型氨基酸）、诱食剂（如甜菜碱）、某些脂肪酸都可以显著提高豆粕的适口性。对于某些鱼类而言，豆粕混合其它的动物蛋白或植物蛋白也能很好地提高饲料的适口性。

③ｎ－３／ｎ－６脂肪酸比例低，可通过提高饲料中的ｎ－３不饱和脂肪酸来弥补，如添加鱼油或氨基酸，鱼油是ｎ－３高不饱和脂肪酸的来源，而良好的氨基酸配比则可显著提高日粮中必需脂肪酸的利用率。

④添加一些外源性酶，如木聚糖酶、

α－牛乳糖酶、β－葡聚糖酶等可以促进水产动物对非淀粉多糖的消化。

⑤通过添加无机磷或者其它不同来源的微生物植酸酶来增加磷的利用率，以减少磷对环境的污染。１．２．３采用不同的加工工艺

很多的研究开始关注豆粕部分或全部替代鱼粉对水产动物的不同影响，大多数学者都认为这种不同主要是由水产动物品种、大小、养殖条件、饲料组成以及所用豆粕的品质和加工途径的不同所造成的。饲料的质量往往取决于原料的质量以及原料的加工途径。当豆粕的品质优良时，以豆粕为原料的饲料质量就得到了保障，而加工工艺则能改善豆粕应用于饲料的不足。

采用不同的加工工艺能够生产出不同的豆粕产品，如生的全脂豆粕、溶剂浸提豆粕、压榨全脂豆粕、蒸汽全脂豆粕、脱脂豆粕、发酵豆粕等，各个产品的性能及品质都有较大的区别。２微生物发酵豆粕的特点２．１生产工艺绿色环保

通过多菌种、多温相、多重发酵等脱毒技术，可将豆粕中目前已知的多种抗原进行降解，不需要加热或者添加化学试剂，无化学残留。

２．２能有效去除豆粕中的抗营养因子

豆粕通过微生物发酵降解，能有效去除豆粕中的抗营养因子（尿素酶、棉籽糖和水苏四糖及伴大豆球

蛋白），降低对水产动物肠道的刺激。姚晓红等证实，

多菌种混合发酵法能完全将豆粕中含量为２％的胰蛋白酶抑制剂分解除去。发酵虽然不影响豆粕中的植酸含量，但乳酸菌的存在却能提高豆粕中磷的吸收性进而提高水产动物对矿物质的消化能力。２．３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，还能显著提高其营养价值，蛋白质的含量也会略微上升，且蛋白质发生很大程度上的分解，小分子蛋白含量的上升产生了多种小肽，有利于动物更加快速地吸收营养物质；最终产品中的游离氨基酸、水溶性脂肪酸、水溶性

矿物质、水溶性固形物、

ＶＢ２等显著提高，使大豆中营养成分被利用的可能性大大提高；且发酵过程中微生物代谢产生的乳酸含量为２．６５８％，有效菌数达到４．２０×１０８ＣＦＵ／ｇ，有利于动物肠道菌群的平衡。２．４产品富含多种生物活性因子

饲料大豆多肽是用多种有益微生物在特定工艺条件下发酵大豆蛋白研制的高技术产品，其产品不仅含有降解大豆蛋白的多种小肽，还含有生物发酵产生

的多种生物活性因子，如益生素高达１×

１０７ＣＦＵ／ｇ、乳酸≥２％等，

这些对改善幼龄、体弱、应激状态下水产动物的健康和发育十分有益。２．５抗菌能力增强

大豆异黄酮（Ｓｏｙｂｅａｎｉｓｏｆｌｌａｖｏｎｅｓ，简称ＩＳＯ）是一类从豆科植物大豆的成熟种子中分离提取的主要活性成分，是大豆中重要的生理活性物质。水洗加工可大大降低异黄酮的含量，而热处理和发酵只会改变异黄酮的存在形式，不会改变异黄酮的总量。

在发酵过程中，大豆异黄酮中的葡萄糖苷会转化为葡萄糖苷元，使得苷元成分大增，因此抗菌性能大大提高；且经过发酵后，其抗菌活性明显增强，甚至优于目前普遍使用的化学合成防腐剂苯甲酸钠。２．６原料资源绿色、价格低廉

无论与鱼粉、血浆蛋白粉、肠膜蛋白、肉骨粉等动物源性蛋白质饲料相比，还是与膨化大豆、豆粕、棉粕等植物类蛋白质饲料相比，大豆经发酵产生的大豆多肽具有多方面的营养优势和资源优势，且发酵豆粕成本不高，非常适合于畜牧生产上推广使用（见表１）。

表１

发酵豆粕多肽与常规饲料原料特性比较

被病原菌污染或氧化腐败的可能性

较大较小极小

含毒害物质的可能性（二英、生物胺）

较大有极小

动物蛋白饲料原料

植物蛋白饲料原料发酵豆粕多肽

常规原料无多微或无

抗营养因子较高较低高

动物消化利用率

不足充足充足

市场资源

３发酵豆粕对水产动物的营养生理学作用

水产动物对营养和饲料的要求与恒温动物最大的不同之处是配合饲料的蛋白质水平高，为３０％～５０％。但不论是对蛋白营养源选择广泛的普通鱼类，还是对蛋白源有特殊要求的特种养殖鱼类（鳗鱼、鳝鱼、虾类、甲鱼等），发酵豆粕都能替代部分甚至全部的鱼粉，其对水产动物生长与发育的影响表现在以下几个方面。

３．１提高动物的生产性能

发酵豆粕富含的小肽能够直接被动物吸收，参与机体的生理活动，很好的促进氨基酸吸收，提高蛋白质合成利用率，促进鱼类的生长；还能改善饲料风味和提高饲料适口性；增强鱼类免疫能力，提高成活率，从而促进动物生产性能的提高。

关于发酵豆粕替代水产饲料中鱼粉的可行性被目前的研究加以证实，在不同品种的水产动物饲料中，发酵豆粕替代的比例也应不同。罗智等在石斑鱼配合饲料中用发酵豆粕部分替代白鱼粉后发现，发酵豆粕是一种比豆粕更加优良的蛋白源，适合的替代比例为１０％。程成荣等报道，以发酵豆粕替代杂交罗非鱼饲料中４０％以下的鱼粉蛋白（鱼粉用量为２０％），对罗非鱼增重率、特定生长率、饲料效率和蛋白质效率无显著影响。冷向军等证实，在南美白对虾饲料中添加１２％发酵豆粕可替代饲料中鱼粉用量的１／３。田兴山和张玲华根据鳗鱼特殊的营养需求，利用１５％的发酵豆粕替代鳗鱼饲料中１０％的白鱼粉，并不影响鳗鱼生长。３．２对免疫功能的影响

发酵豆粕中的异黄酮具有较强的抗菌活性。陈萱等用经微生物混菌发酵的豆粕与未经发酵的豆粕以不同比例混合，连续投喂异育银鲫３０ｄ后，结果表明，随着饲料中发酵豆粕添加量的上升，供试异育银鲫不仅增重量有所提高，各项非特异性免疫指标也有所改善，ＳＧＰＴ的活性出现下降趋势，但是有关的作用机理尚不明了。

４发酵豆粕使用中现存的问题

４．１发酵豆粕产品的安全性问题

４．１．１原料的安全性

大豆作为发酵豆粕的主要原料其最大的安全隐患是可能产生黄曲霉毒素。黄曲霉毒素是迄今发现污染农产品最强的一类生物毒素，属于强致癌物质，可由大豆的生长、收获、晾干、加工和贮藏的任何环节产生，并能直接进入食物链，在大豆作为水产动物饲料原料受到黄曲霉毒素污染时，其多种加工成品中就都能发现黄曲霉毒素残留，从而造成水产动物，甚至人的连锁污染。

由于黄曲霉毒素污染已对人类健康构成了严重威胁，目前国际上将农产品中黄曲霉毒素含量的检测列为贸易中安检的项目。加强对发酵豆粕的原料——

—大豆中黄曲霉毒素检测是生产上必须把住的原料关。４．１．２发酵过程中所用微生物的安全性

发酵过程中主要优势微生物可以分为４大类：细菌型、毛霉型、根霉型、曲霉型。工业化生产用于发酵豆制品生产的主要微生物种类很多，主要是细菌、霉菌２大类，如枯草芽孢杆菌属，霉菌属中的毛霉、根霉、曲霉等。如果不注意对微生物的控制，生产出的发酵豆粕成品将含有大量的杂菌，其中不乏有害菌种，存在很大的安全隐患。

因此，发酵过程中应注意所用微生物的安全性，所选用的微生物要具有以下特点：不产生真菌毒素；符合水产饲料卫生要求；菌丝体长而白，有利于成形；有较多的酶系；生长温度宽，利于常年生产。

４．２发酵豆粕替代鱼粉的最适比例

不同的水产动物品种对于饲料中蛋白质的含量有着不同的要求，发酵豆粕替代鱼粉的比例也应随之改变，但是以现有的研究概况来看，研究还不够全面，一些有代表性的水产动物还缺乏具体的研究。因此选择典型的水产动物进行系统的研究，这项工作显得尤为重要。

５发酵豆粕在水产饲料中应用的前景展望

５．１改进产品和提高豆粕品质，有利于实现高效养殖在蛋白质资源相对不足的条件下，发酵豆粕作为高新技术研究开发的优质饲料蛋白质资源，具有广阔开发应用前景。以发酵豆粕的形式给水产动物提供蛋白源营养（可称为“肽营养”）与传统的养殖生产中以豆粕提供蛋白质营养技术相比，是一个重大进步，将产生巨大的经济效益和社会效益。

５．２产品安全无害，适应生产绿色饲料和健康食品的消费需求和市场的发展变化

发酵饲料作为继配合饲料、膨化饲料之后新的工业饲料形态将得到推广应用，它避免配合饲料污染、残留和膨化饲料高耗能以及高温、高压对饲料营养物质的损害等问题，以品质良好，高效安全取胜。

利用多菌种、多温相、多重发酵技术发酵生产的新型发酵豆粕在水产饲料中应用后，可明显抑制消化道疾病的发生；提高动物机体免疫力，促进动物生长；同时可大幅度减少疫苗、抗生素等药物使用量；提高水产动物的成活率；改善其产品品质；而且减少对环境的污染，社会效益和生态效益明显。

（参考文献７０篇，刊略，需者可函索）

（编辑：徐世良，ｆｉ－ｘｕ＠１６３．ｃｏｍ）