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经验 | 科学应对“豆粕减量替代”行动

经验 | 科学应对“豆粕减量替代”行动 安佰特
2023-05-10
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导读:饲料养殖业对优质植物蛋白需求巨大……

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饲料养殖业对优质植物蛋白的需求

蛋白是饲料最昂贵的原料,主要来源于动物(鱼粉、鸡肉粉),植物(豆粕、菜粕、棉粕、杂粕等)。目前国内自产大豆作为重要的饲料原料存在供应紧张,进口依存度高等问题,无法满足畜牧业发展需要。


来源:国家粮食和物资储备局科学研究院


作为饲料中最大宗的蛋白原料,美国大豆产量和出口量分别占世界的 73% 和 95%,垄断了全球市场。我国土地资源有限,适合大豆生长的土地更有限,加之豆类种业技术被美国垄断,造成中国豆粕极度依赖进口。我国粮食安全和肉类生产供应安全压力巨大。


农业农村部日前制定印发的《饲用豆粕减量替代三年行动方案》提出:到2025年饲料中豆粕用量占比从2022年的14.5%降至13%以下。


杂粕、粮食加工副产物、食用动物副产品和微生物蛋白等都是可利用的蛋白饲料资源,通过规范生产工艺,辅以酶制剂等添加剂,可作为豆粕的有效替代资源。初步测算,如果把国内各种替代蛋白资源利用起来,可增加饲料蛋白供应量约1735万吨,潜力巨大。

植物蛋白发酵工艺技术进展

理性看,并非所有的粮油加工工艺都能生产出优质的饼粕,尤其是对加热不敏感的抗营养因子。有些抗营养因子即使在高温下也难以被破坏,更谈不上利用,需要通过其他途径来解决。


通过现代生物工程技术,对影响杂粕蛋白利用的因素一一瓦解,低品质的蛋白也有可能成为动物可安心使用的高品质蛋白,缓解高质量饲料蛋白不足对养殖业发展的制约。


1)利用豆粕发酵替代鱼粉等动物蛋白质


豆粕在发酵过程中可以将其中的蛋白质进行分解产生小肽和游离的氨基酸,提高蛋白质在动物体内的吸收率;发酵中富集的有益微生物及其代谢产物还能够促进动物的肠道健康;此外,发酵可以使豆粕产生香气,改善适口性,吸引动物进食,提高采食量。发酵豆粕在水产动物、家畜、家禽等动物中大有潜力。


(2)利用杂粕发酵酶解替代豆粕


菜籽粕营养价值很高,蛋白质含量较高,氨基酸较为平衡,并且钙、铁、锰、磷、镁矿物质含量丰富。并且菜籽粕在国内的产量充足,是替代动物蛋白的优质原料。

但菜籽粕含有较多的植酸、单宁等抗营养因子,还有较多异硫氰酸酯、硫氰酸酯、恶唑烷硫酮、腈、芥子碱等有毒有害物质,不但影响日粮适口性、影响其他营养物质利用,还可引起动物甲状腺肿大,抑制动物生长。因此菜籽粕在动物日粮中的应用受到了极大的限制。

菜籽粕的抗营养物质去除方法可分为两类:一类是将有害物质从菜籽粕中提取出来,以达到去毒的目的,如用含有丙酮的提取液,有效的提取了菜籽粕中的酚类,即达到脱毒的目的;用脱毒液有效萃取出菜籽粕中的硫甙和其他抗营养因子另一类是使菜籽粕中含有的有害成分发生钝化、结合或破坏等作用,从而减轻或消除其危害。


棉粕粗蛋白含量可达40%以上,我国棉粕产量丰富。由于棉粕中含有大量的游离棉酚(有一定毒性),限制了其作为蛋白源在动物中的应用

现代生物技术不仅可以降低棉酚含量,还可以改变棉粕营养成分,提高饲料蛋白品质,将蛋白质分解成更多的小肽,积累必需氨基酸,更有利于机体吸收蛋白质和矿物质,有利于动物生长发育。研究表明,在猪生产过程中,可以用发酵棉粕来代替部分豆粕,在仔猪生长阶段,添加4%~6%的发酵棉粕代替豆粕,对仔猪生长无不利影响,还能降低仔猪腹泻率。

棕榈仁粕价格低廉,无霉性和副作用,蛋白和脂类含量都较高,作为饲料能同时为动物提供蛋白质和能量,且其他抗营养因子含量很少。但棕榈粕的氨基酸组成不合理,精氨酸的含量较高,赖氨酸和蛋氨酸的含量比较低;粗棕榈粕纤维含量高达15%以上,甘露聚糖占比大,这些都会影响动物对饲料的吸收转化,尤其是对于单胃动物而言,粗纤维的存在对其消化吸收十分不利。

如果能通过发酵的方法将棕榈粕中的粗纤维和非淀粉多糖降解,这将会在未来饲料发展中,拥有较为广阔的发展前景。有研究表明,在日粮中添加了4%的发酵棕榈粕,蛋鸡日产蛋重、哈氏单位和蛋白高度都有提高,蛋黄颜色等级、蛋鸡产蛋性能和蛋品质量均有不同程度的提升。

花生粕总黄酮含量高达1.095 mg/g,多糖含量为32.50%,CP含量达48%以上,能够作为优质蛋白质饲料替代豆粕使用。但花生粕在使用过程中需要注意:1)花生粕中CP含量虽高,但氨基酸组成不平衡,在应用中要进行氨基酸组合配比;2)花生粕极易受黄曲霉菌感染产生黄曲霉毒素,黄曲霉毒素具有极强致癌、致突变和致畸性,在使用中可通过发酵技术和防霉、霉解等综合手段降低花生粕中的黄曲霉毒素含量,同时将花生粕中的蛋白质降解为小肽,去除花生粕中的抗营养因子,获得有益代谢物和活性益生菌等物质,提高蛋白质消化利用率,改善饲用品质。

(3)酒糟等廉价蛋白质资源的开发


由于发酵的浓缩作用(原料淀粉被利用),酒糟中的蛋白质含量可达到20%左右(约高出玉米含量的2~3倍)。除蛋白质含量较高外,酒糟蛋白质的氨基酸组成比较平衡,基本上是全价的;酒糟中矿物质含量也很丰富,其中钙、铁等主要微量元素含量比较高;此外,还含有多种维生素,以及菌体自溶产生的各种生物活性物质(如嘌呤,嘧啶,类脂化合物,酶类)等。这是农作物秸秆所不能提供的。


酒糟作为反刍动物的饲料是一个很好选择。但是,直接用酒糟喂牛或其他动物不但营养价值得不到充分利用,而且口感还差。此外,酒糟也存在明显的营养上的缺陷和应用上的障碍。如,鲜酒糟水分大,酸度高,易腐烂变质,不易保管和运输;含有50%左右难于消化的稻壳(主要含有粗纤维,木质素),直接饲喂畜禽,影响动物的消化吸收等。


为提高白酒糟的饲用价值,通常将白酒糟中的稻壳离心筛除,以除去其中大部分粗纤维,或者使用微生物发酵法或者酶解法将白酒糟中的粗纤维降解为纤维二糖、葡萄糖等单胃动物能消化的小分子糖,同时使白酒糟中的部分粗蛋白降解为小分子肽,在一定程度上提高了白酒糟的营养价值。


但现有的微生物发酵法和酶解法仍然存在一些不足:首先,木质素与纤维素和半纤维素的降解机理不同,微生物对粗纤维的降解具有很强的针对性,有的只能有效降解木质素,有的只能有效降解纤维素和半纤维素,只选择其中任何一类微生物用于降解粗纤维,都不能得到较高的粗纤维降解率。如,若只选用能降解纤维素和半纤维素的木霉进行发酵,则稻壳中的木质素不能得到有效降解,而木质素粘结着纤维素和半纤维素,进而对纤维素和半纤维素的降解产生了抑制作用,使粗纤维整体降解率低;其次,没有对微生物发酵降解过程中的部分影响因素进行有效地控制,如碳源和氮源的选择和配比、降解中间产物和底物金属离子及其浓度;最后,用白酒糟发酵制得的高蛋白饲料只含有植物性蛋白,缺少动物性蛋白,营养不够全面,只能作为粗饲料,饲喂禽畜时必须配合其他营养饲料。


(4)多菌种、多原料复合发酵蛋白饲料的开发


单一原料发酵生产植物蛋白有诸多影响因素。从生产实际应用来看,针对不同种混合原料进行生物发酵不仅能有效利用各种杂粕等原料资源,还能促进不同原料中营成分互补


由于不同原料的限制因素和营养特点都不一样, 导致复合原料的混合发酵难度较大, 呈现一定程度的复杂性。


采用多菌种复合发酵多种饼粕类饲料成为研究的热点和重点。采用枯草芽孢杆菌、黑曲霉、酵母、乳酸菌等对豆粕、棉籽粕和菜籽粕组成的混杂粕进行混菌固态发酵,不仅能降解原料中大分子蛋白质和降低抗营养因子的含量, 同时使得发酵产品积累大量的还原糖和乳酸等生物活性物质,可以制得一种营养价值高、动物易于消化利用的发酵蛋白饲料。

发酵植物蛋白技术发展中存在的问题

无论食品领域,还是饲料养殖业界,替代蛋白成为最火热的创新领域。通常采用的技术路线包括植物蛋白调配、微生物发酵与细胞培养。其中最核心的技术就是发酵。


发酵植物蛋白目前在菌种筛选及发酵工艺上技术研究较多,进展较快,但在发酵方式的选择发酵降解效率方面还存在以下问题:


(1)高效率大规模固态发酵方式的限制;


(2)规模化固态发酵过程的控制困难;


(3)高粘度固态物料的自动化输送及清除困难;


(4)高粘度固态物料干燥效率及高能耗问题;


(5)固态发酵生产线的多产品兼容性不够;


(6)干燥和粉碎过程产品损失率高;


(7)生产过程控制技术薄弱,产品品质稳定性不够。


安佰特饲用复合酶——安得酶

安佰特饲用复合酶选择高效木聚糖酶、β-简聚糖酶、纤维素酶、甘露聚糖酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶及a-半乳糖苷酶等,根据原料特性、动物生长阶段和日粮类型等因素,针对动物消化生理特点及加工工艺,科学配比而成。


产品功效


1、直接降低成本。在配方系统中将主要饲养标准在原来基础上降低2% -3% ( 30-60Kcal, 0.2-0.5%CP),以期在达到相同饲养效果的情况下,降低配方成本消除饲料中的抗营养因子,降低食糜粘度,提高营养物质的消化吸收,改善饲料转化率,提高动物的生产性能,降低养殖成本。


2、提高非常规原料的用量。在饲料配方中可以使用更多的植物蛋白原料替代动物蛋白原料,加大了非常规饲料原料如菜粕、棉粕、次粉、稻谷、米糠、小麦、麸皮等在饲料中的用量,降低成本,提高效益。


3、减小原料品质变异造成的饲料质量波动。


4、提高质量。即使是保持现有的配方不变,通过直接添加,不仅能稳定产品质量,提高产品质量档次,还能有效改善幼、老龄动物的消化功能,提高动物的生产性能;并有助于动物建立和维持正常的肠道优势菌群,抑制病原菌的繁殖,降低腹泻率,达到防治疾病、促进健康及提高生产性能的作用。


产品特点


1、采用独特菌种发酵生产生物效率高,在动物消化道内作用迅速、效果好


2、pH范围宽。在动物消化道内,不同pH条件下能更好地发挥效果;


3、根据不同动物采用不同酶种、设计不同配方,极强的动物针对性;


4、采用独特的后处理技术。抗逆性强,具有较好的耐高温能力;


5、具有完善的质量管理体系,品质稳定。


产品系列及推荐用量



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