發(fā)酵豆粕在畜禽飼料中的應用
豆粕是一種優(yōu)異的植物蛋白飼料， 蛋白含量高，氨基酸組成合理，動物對其利用率高，是豬等單胃動物很好的日糧。豆粕中還存在胰蛋白酶抑制劑、大豆凝血素、大豆抗原蛋白(致敏因子)、脲酶、低聚糖、脂肪氧化酶、植酸及致甲狀腺腫素等多種抗營養(yǎng)因子，這些抗營養(yǎng)因子的存在，一方面使豆粕的消化率和利用率下降。另一方面對動物的生理、生長和健康造成不良的影響，限制了豆粕在畜禽和高檔水產(chǎn)飼料中的應用。
1 豆粕中的主要抗營養(yǎng)因子
胰蛋白酶抑制劑在豆粕中含量約為2 %。當動物采食未完全除去胰蛋白酶抑制劑的豆粕后，胰蛋白酶抑制劑一方面阻礙腸道內蛋白水解酶的作用使蛋白質消化率下降，引起惡心及嘔吐等腸胃中毒癥狀。另一方面，胰蛋白酶抑制劑還作用于胰腺本身，發(fā)生補償性反應，造成機能亢進，刺激胰腺分泌過多的胰腺酶，造成胰腺分泌的內源性必需氨基酸缺乏，引起消化吸收功能失調或紊亂，嚴重時出現(xiàn)腹瀉，抑制機體生長和造成胰腫大等現(xiàn)象。致甲狀腺腫素是一類有機小分子，在豆粕中含量極微，其前體物是硫代葡萄糖苷，單個硫代葡萄糖苷是無毒的，但在硫代葡萄糖苷酶的作用下會產(chǎn)生致甲狀腺腫的一系列小分子物質。大豆抗原蛋白為大分子蛋白質或糖蛋白，主要是大豆球蛋白(11S) 與伴大豆球蛋白(7S) ，具抗原性和致敏性。免疫系統(tǒng)對抗原蛋白特別敏感，可引起過敏反應和腸黏膜損害，現(xiàn)己證實，大豆抗原蛋白的過敏反應是引起仔豬腹瀉的主要原因之一，還可造成仔豬體質量下降和突然死亡等。脂肪氧化酶是一種含非血紅素鐵的蛋白質，只要遇到水分，該酶就能專一催化豆粕中的多元不飽和脂肪酸(亞油酸和亞麻酸)加氧反應，生成具有共軛雙鍵的脂肪酸氫過氧化物，再經(jīng)裂解酶分解生成短碳鏈的醇、酮和醛類等揮發(fā)性物質，導致產(chǎn)生豆腥味。另外，脂肪氧化酶氧化生成的過氧化物，可破壞一些脂溶性維生素及胡蘿卜素的活性。脲酶是豆粕中能將尿素水解成氨氣和二氧化碳的酶，其本身沒有毒性，但當在適宜的水分、溫度和pH 條件下脲酶被激活， 將豆粕中部分含氮化合物分解成氨， 降低蛋白氮及非蛋白氮的利用率，氨的大量存在會引起肌體氨代謝障礙，可引起動物中毒現(xiàn)象。
1.1 主要抗營養(yǎng)因子對動物的危害
1.1.1 胰蛋白酶抑制劑對動物生長的影響當動物食用了沒有完全除去胰蛋白酶抑制劑的豆粕后，一方面胰蛋白酶抑制劑阻礙腸道內蛋白水解酶的作用而使蛋白質消化率下降，從而引起惡心和嘔吐等腸胃中毒癥狀。另一方面，胰蛋白酶抑制劑還作用胰腺本身，發(fā)生補償性反應，造成機能亢進(Huisman 等，1990)，刺激胰腺分泌過多的胰腺酶， 則造成胰腺分泌的內源性必需氨基酸缺乏，最后結果是造成含硫氨基酸豐富的蛋白質內源代謝損失， 造成動物出現(xiàn)消化吸收功能失調或紊亂，嚴重時出現(xiàn)腹瀉，抑制機體生長(Barth 等，1993)。另外，由于胰大量地制造胰蛋白酶，可造成胰腫大和中毒等現(xiàn)象。賀英等（1998）報道，給海蘭褐蛋雛雞喂熟豆餅含量分別為4 %、9 %和10 %的日糧， 從第3 周開始，雛雞的日增質量沒有影響，但飼喂含有生大豆日糧的雛雞采食量顯著降低，飼料轉化率與對照組相比顯著降低。Huisman 等（l991）認為：胰蛋白酶抑制因子引起內源性蛋白丟失，比抑制蛋白酶活性和降低利用率在引起生長抑制方面更重要。
1.1.2 大豆抗原蛋白對幼齡動物的影響大豆抗原蛋白能引起仔豬和犢牛腸功能紊亂，產(chǎn)生一些不良的影響(Peng 等,1984)。當抗原蛋白進入動物體內被吸收后，免疫系統(tǒng)認為是異物，并刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體，以消除這些抗原�，F(xiàn)己證實，斷乳仔豬對飼糧大豆抗原蛋白的過敏反應是仔豬發(fā)生腹瀉的主要原因之一(Miller 等,1984)。大豆中的大豆球蛋白和β-大豆伴球蛋白能引起斷奶仔豬小腸的暫時性過敏反應。斷奶前充分補飼可減輕甚至避免仔豬斷奶后的過敏反應， 但需一個劑量范圍，Miller(1984)發(fā)現(xiàn)，補飼量不能低于600 g。大豆抗原蛋白還能引起畜體體質量下降和突然死亡(周瑞寶等，1998)。
2 抗營養(yǎng)因子的消除方法
大豆中的抗營養(yǎng)因子是影響大豆蛋白源在飼料中使用的主要因素，要提高大豆蛋白源在飼料中的使用量，必須采取合適的措施進行處理，使大豆抗營養(yǎng)因子失活及鈍化。目前，世界范圍內對降低或消除大豆蛋白抗營養(yǎng)因子問題的研究在不斷完善，通常采用物理、化學和生物學等方法進行鈍化處理。物理方法主要為加熱法，其原理是：有些抗營養(yǎng)因子本質上是蛋白質，利用蛋白質對熱的不穩(wěn)定性，通過加熱，破壞飼料中這些抗營養(yǎng)因子，如：蛋白酶抑制因子、大豆凝血素、致甲狀腺腫素和脂肪氧化酶等。加熱法包括，干熱法和濕熱法，干熱法有烘炒、焙炒、爆裂、微波輻射和紅外輻射等；濕熱法有蒸煮、膨化和制粒擠壓等�；瘜W方法指在豆粕中加入化學物質，并在一定條件下反應，使抗營養(yǎng)因子失活或活性降低，來達到鈍化的目的。有酸堿處理和氨處理等方法�；瘜W方法處理可節(jié)省設備與能源，對不同的抗營養(yǎng)因子均有一定的效果， 但最大的障礙是化學物質殘留，從而造成飼料營養(yǎng)價值降低，對動物的生產(chǎn)性能產(chǎn)生不良反應，而且成本費用太高，目前國內應用較少。生物技術法包括，酶制劑處理、發(fā)芽處理和微生物處理等方法。酶制劑處理法即在豆粕中添加一定量的酶制劑來除去抗營養(yǎng)因子; 發(fā)芽處理同樣是利用大豆內源酶降解抗營養(yǎng)因子; 微生物處理是指利用微生物在生長過程中產(chǎn)生的酶，對抗營養(yǎng)因子進行分解。綜上所述，相對其他方法，微生物發(fā)酵豆粕具有以下特點：1）經(jīng)濟成本低，不需加熱或添加化學試劑，無化學殘留，應用較安全；2）對飼料營養(yǎng)成分的影響與破壞較小，不會降低營養(yǎng)價值：3）生物活性蛋白通過微生物發(fā)酵降解，多種抗營養(yǎng)因子(尿素酶、棉籽糖、水蘇糖及伴豆球蛋白)被有效去除；4）蛋白質有序降解為多肽、小肽及游離氨基酸，并富含蛋白酶，蛋白質利用率高；5）富含有機酸和菌體活性蛋白。