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2014.06.04
生物活性菌体蛋白---活性发酵豆粕
第一部分豆粕为什么要发酵
【豆粕发酵的目的】
一、破坏豆粕中抗营养因子
豆粕中含有胰蛋白酶抑制因子、低聚糖、凝集素、植酸、脲酶等抗营养因子，在发酵过程中通过微生物作用、酶及发酵产生有机酸的作用，使得抗营养因子被降解或者钝化，从而得到破坏。
豆粕中的抗营养因子
小知识1：
豆粕中抗营养因子的危害（综述）
1、胰蛋白酶抑制因子IT，抑制生长
大豆中最重要蛋白类抗营养因子，约占大豆蛋白6%，IT通过对胰蛋白酶的抑制，引起胰腺肥大和增生，甚至产生腺瘤，引起动物生长抑制。
2、大豆凝集素（SBA），影响消化吸收及免疫抑制：
脱脂豆粕中约含3%，难以完整吸收进入血液，引起红细胞凝集，在消化道中损坏小肠壁粘膜结构，影响多种酶的分泌，对肠道的消化和吸收功能有严重的抑制作用，凝集素也对动物的免疫系统产生不良影响，抑制动物生长。
3、低聚糖，胃肠胀气因子：
豆粕富含棉子糖与水苏糖等低聚糖，人和动物不能消化这些低聚糖，结果它们进入结肠被细菌发酵产生大量二氧化碳和氢，少量甲烷，从而引起肠道胀气，并导致腹痛、腹泻、肠鸣等。
4、脲酶：影响蛋白吸收利用，是豆粕类蛋白原料质量重要影响因素。
5、植酸：
与饲料原料中的磷结合,形成难于被动物消化吸收的植酸磷，降低动物对磷的消化吸收。
6、非淀粉多糖(NSP)：
是植物细胞壁物质主要成分，难以被单胃动物自身分泌的消化酶水解，能在消化道形成粘性食糜，降低饲料脂肪、淀粉和蛋白等养分营养价值。
7、酚类化合物：
大豆中酚类化合物如单宁可以与蛋白质如赖氨酸、甲硫氨酸相结合，使蛋白质的利用率降低。
二、消除豆粕蛋白的抗原性
豆粕蛋白具有很强的抗原性，在发酵过程中，主要是通过降解而使其失去抗原性。
大量研究表明，豆粕中存在的抗原物质能引起仔猪等幼龄动物的肠道过敏——损伤，进而引起腹泻。
已证实，引起断奶仔猪过敏反应的主要抗原是大豆球蛋白和β——伴大豆球蛋白。
三、降解大分子蛋白质，形成易吸收的小肽蛋白
豆粕中主要组分11S和7S是大分子蛋白，分子量分别为350KD和180KD，通过发酵酶解，被降解为可溶于水的小分子氨基酸及小肽，利于动物的吸收利用。
小知识2：
S是蛋白质超速离心机组份分离时的单位,1S=1/1013秒。豆粕蛋白应用超速离心分离方法进行分离分析，按照沉降模式,可分为2S、7S、11S和15S共4个主要的组份，它们的比例成分为9.4%,43%,43.6%和4.6%，7S、11S含量达86%以上。
研究表明，蛋白质在消化道的吸收大部分是以小肽形式被吸收。小肽蛋白，可以通过肠道粘膜直接吸收，转运速度快、吸收速率快、不易饱和；不存在与氨基酸吸收竞争，还能促进游离氨基酸的转运；小肽吸收耗能低，节省能量。
四、形成各种有益发酵产物
豆粕发酵一般采用枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌等农业部批准安全菌株，产品发酵后往往含有较高数量的有益菌及有机酸、酶、维生素等代谢产物。
1、产生大量活性益生菌，调节肠道菌群平衡：
益生菌调节肠道菌群平衡，抑制沙门氏菌、致病大肠杆菌，可有效预防雏禽黄白痢及成禽顽固性拉稀；粪便细腻、干燥、成形、不稀，粪便残留饲料颗粒少。
2、发酵产生大量的乳酸、醋酸等有机酸，具有酸化剂功效：
抗腹泻：乳酸含量高达3%以上，可维持和改善动物肠道健康，促进消化吸收，抑制腹泻。
提高采食量：具有独特的发酵醇香酸味，诱食性极佳，改善饲料风味，增加动物食欲，长期使用养成嗜好，提高动物采食量，促进生长。
酸化剂功能：代谢产生酸化剂－乳酸、醋酸，饲粮不必另行添加饲料酸化剂，降低饲料成本。
3、代谢产生酶、维生素，提高饲料利用率：
益生菌在体内代谢分泌产生蛋白酶等多种酶、B组维生素，改善机体代谢，促进动物消化吸收。
五、畜禽健康与环保
1、增强机体免疫功能：
益生菌是良好的免疫激活剂，激活机体体液免疫和细胞免疫，不但显著提高蛋鸡血清中新城疫Hl抗体水平，而且还能显著增加血液中淋巴细胞比例和白细胞吞噬指数，从而增强了蛋鸡的免疫力和抗病力。减少抗生素的使用或替代部分抗生素，具有营养和提高免疫力的双重作用。
2、改善肉蛋品质：
减少抗生素使用，不仅促进畜禽生长，而且由于体内大量有益的微生物作用，促进了肉蛋品质的改善。
3、清除粪尿恶臭，改善环境：
益生素分解动物粪便中的亚硝酸盐、氨气、三甲胺和硫化氢等，除臭效果显著，致病菌含量下降，减少消化道、呼吸道发病机会。
4、脱霉解毒：
活性生物制剂在体内代谢分泌多种酶，可分解及减少霉菌毒素和饲粮抗营养因子在体内蓄积。针对性的玉米霉变效果更佳。
六、发酵产生高活性有机微矿
复合发酵可产生有机钙、有机铁、有机锌等有机微矿，利于动物消化吸收，促进畜禽生长及生产。
主要发酵产物有乳酸钙、乳酸亚铁、及乳酸锌。
第二部分发酵豆粕的生产
一、豆粕发酵原料配方
原料：46%蛋白高蛋白豆粕，含量不低于95%；
菌种：酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌；
益生元：牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、单糖等；
微矿（铁、钙、锌）。
第三部分豆粕发酵的质量评判
一、豆粕发酵的质量评判，包括四部分
1、感官评判
包括色泽、气味、粘度。
2、常规理化分析
包括蛋白含量、水分、TCA-N、灰分、酸度。
3、非常规理化分析
包括有益活菌数、SDS-PAGE电泳、挥发性盐基氮、胰蛋白酶抑制因子、脲酶活性。
4、深度分析
包括低聚糖（水苏糖和棉籽糖）、抗原定量、大豆凝集素、全氨基酸组成分析、蛋白酶活性、尿素氮等。
具体如下：
（一）感官评判：色、香、味和粘度
1、色：豆粕在一定温度下经过发酵、脱水、干燥后颜色变深，国内外优质的发酵豆粕应为棕黄色。如果颜色浅而与豆粕一致，有可能发酵不彻底或掺入其他浅色蛋白原料。
2、香、味：发酵豆粕（干燥的发酵豆粕加适量的水煮开后）有很强且愉快的酒醇酸香气，无氨臭；口尝略有酸涩味。
3、粘度：豆粕发酵越彻底粘度越大。粘度过大影响干燥效率，干燥的发酵豆粕按1∶1～2加水调和后亦粘手。
（二）常规理化分析：蛋白含量、酸度、TCA-N、水分
1、蛋白含量：评判蛋白原料重要指标，国标要求豆粕添加量95%以上。干基发酵豆粕蛋白可达到48%.
2、酸度：
豆粕发酵产生乳酸、醋酸，酸度应大于2％，过低则可能发酵程度不足，过高发酵控制不当而产氨。
采用滴定法测定，简单快速。
3、酸溶蛋白--小肽（TCA-N肽氮）
即可溶性小分子蛋白质含量，可采用三氯乙酸法测定。发酵豆粕中TCA-N含量大概在8%～12%（相对于所含蛋白质的比例）。含量过低则发酵降解程度不够，如果含量大于15%，粘度过高，产品干燥困难。
4、水分
干燥后发酵豆粕，水分低于13%，易于包装、运输及饲料添加。
湿态发酵豆粕，系发酵结束前适度脱水，富含益生菌等大多发酵活性物质，直接饲喂效果优于干态发酵豆粕。但有包装、运输及添加限制。有条件规模养殖场饲用较多。
（三）非常规理化分析：包括有益活菌数、SDS-PAGE电泳、挥发性盐基氮、胰蛋白酶抑制因子、脲酶活性
1、益生菌活菌含量
干燥后的发酵豆粕，主要存活的是少量枯草芽孢杆菌，乳酸菌和酵母耐热、耐干燥能力差，基本无活菌存在。发酵较好、干燥温度适当的发酵豆粕，其芽孢杆菌数量超过106CFU/g。
2、蛋白酵解度（SDS-PAGE电泳检测7S和11S蛋白）
7S和11S蛋白是豆粕中免疫原性最强的大豆抗原蛋白，占大豆籽实总蛋白的65％～80％，也是大豆中主要的抗原蛋白，此项检测测定豆粕发酵程度。
在保证提取液蛋白质浓度一致的条件下，可以定性检查发酵豆粕中7S和11S蛋白的降解情况。
注：很多厂家宣称其发酵豆粕是“零抗原”或者“无抗原”，标称抗原含量低于1mg/kg，这不符合实际情况。低量抗原蛋白的存在所产生的刺激作用对动物的健康成长是有好处的，毕竟发酵豆粕的使用还是以动物的幼龄阶段为主，在以后的生长阶段还是以豆粕作为主要的蛋白原料。所以发酵豆粕应该以“低抗原”更为合适。
3、挥发性盐基氮--氨
发酵豆粕中挥发性盐基氮的产生主要是由于发酵温度过高，氧气供给不足，蛋白质分解过度而产生氨。挥发性盐基氮过高往往导致发酵豆粕产品产生氨臭味、酸度较低、适口性变差，严重时会导致动物中毒。发酵豆粕中挥发性盐基氮含量小于50mg/100g。
（四）深度分析：包括低聚糖（水苏糖和棉籽糖）、抗原定量、大豆凝集素、全氨基酸组成分析、蛋白酶活性、尿素氮等。
1、胰蛋白酶抑制因子：目前普遍采用酶化学方法检测，国内豆粕中胰蛋白酶抑制因子活性大概在2000TIU/g左右，优质发酵豆粕可以达到400TIU/g以下。
2、低聚糖(胀气因子)主要是棉籽糖和水苏糖：
能够导致动物胀气、腹泻，影响养分消化吸收。
发酵豆粕中的低聚糖检测可以采用薄层层析进行定性分析，定量检测可以采用高效液相色谱。
3、大豆凝集素：能够引起免疫反应，导致肠壁损伤。
大豆凝集素可以采用红细胞凝集反应进行定性比较分析。
二、发酵豆粕国家标准（2013）
农业部（第1773号）公告饲料原料目录--发酵豆粕（编号12.1.1）
强制性标准：粗蛋白质、酸溶蛋白、水苏糖、水分。
注，强制性标准内容产品标签中必须标示。
三、发酵豆粕检测
附件一发酵豆粕营养成分含量测定（绿萌公司供样）
粗蛋白≥50％小肽（1000d以下）≥10％乳酸≥3.5％
水分≤10％钙0.5－0.54％总磷≥0.74％枯草芽孢杆菌≥0.2亿/克蛋白酶≥150
粗脂肪≤5.0％粗纤维≤3.0％
无氮浸出物≤28％粗灰分≤6.0％
猪消化能（kcal/kg）3980猪代谢能（kcal/kg）3600
猪净能（kcal/kg）2320
禽代谢能（kcal/kg）2570
鱼消化能（kcal/kg）3200
奶牛净能（kcal/kg）1090
附件二发酵豆粕氨基酸组分分析
氨基酸项目含量氨基酸项目含量
天门冬氨酸Asp5.42%赖氨酸Lys3.03%
蛋氨酸Met1.65%苏氨酸Thr2.05%
精氨酸Arg3.50%甘氨酸Gly2.25%
丝氨酸Ser2.43%异亮氨酸Ile2.21%
苯丙氨酸Phe2.37%缬氨酸Val2.36%
组氨酸His1.24%谷氨酸Glu9.84%
丙氨酸Ala2.30%脯氨酸Pro2.04%
色氨酸Trp0.50%亮氨酸Leu3.76%
附件三发酵豆粕与普通豆粕、膨化大豆粉比较
项目/种类豆粕膨化大豆发酵豆粕（干基）
工艺压榨/浸提热加工发酵
粗蛋白%443650
粗纤维%6-755
粗灰分%6.556
酸碱度7.07.04.0-4.8
细胞壁破裂没有破壁部分破壁100%破壁
小分子蛋白%11.09.022
胰蛋白酶抑制剂5-10mg/Kg5-20mg/Kg1mg/Kg
脲酶mg/Kg0.4/<0.02
棉子糖水苏四糖12-159-12<0.05
大豆球蛋白ppm高高<10
半球蛋白ppm高高<1
第四部分绿萌发酵豆粕---蛋白肽
一、【包装及规格】
【包装】：塑编覆膜及PA/PE高强度呼吸膜双层包装。
【规格】：20kg/袋
二、【包装特点】
1、PA/PE高强度呼吸膜。是一种专用发酵袋，其关键技术在于应用了一种保证微生物高活性的生命呼吸装置――“呼吸膜”——单项排气阀，它能使微生态活菌在包装袋内能长期保持其生长代谢高活性。原料发酵后就密封包装，发酵过程可在包装袋内继续进行。在发酵过程中产生的气体达到设定压力以后通过发酵袋呼吸膜排出，但是外界的空气始终不能进入包装袋内。发酵袋的单向的排气装置确保了包装袋内的无氧和无杂菌污染的环境，不仅保证了微生物的活性，同时也保证了产品能长期储运。
发酵袋袋体由坚韧耐穿刺PA/PE七层共挤复合膜制成，加装独特单向排气装置，既可解决发酵产品在储运过程中涨袋、破袋等技术难题，又可解决杂菌污染问题。
2、覆膜塑编外包装，耐磨、避光、防划损，解决储运过程包装破损问题。
三、【产品特点】
1、富含乳酸、乙酸等有机酸。
2、富含乳酸钙、乳酸亚铁、乳酸锌等有机微矿。
3、富含益生菌。
4、小肽含量高，吸收率高。
四、用法用量
【添加比例】可以依据饲养对象、饲养阶段和生理状态的不同需求（泌乳，抗应激，促生长等），决定使用范围及用量
【范围】可以代替豆粕、酸性代乳粉、鱼粉、血浆蛋白粉等蛋白原料。
【用法】：直接添加于饲料中，代替豆粕或额外添加。
【用量】：仔猪、种猪4--6％；肥育猪2--4%
禽料2--4％；水产饲料4--6％；
V牛羊2--4％
五、注意事项
1、打开包装，一次尽快用完；
2、包装新近破损，优先使用，不影响饲喂效果；
陈旧性破损，破损处变质，可能影响质量，拣剔后使用
第五部分发酵豆粕的应用饲喂效果
【蛋鸡】
1、试验
据《黑龙江畜牧兽医》2000年05期鸡西种鸡场田永植、王守君报道：用发酵豆粕对40周龄罗曼商品代300只蛋鸡进行试验。结果表明：
试验组的产蛋率比对照组提高了10.4％；
产蛋量比对照组提高了13.9％；
饲料转化率比对照组提高了7.79％；
平均蛋重比对照组高1.6克；
蛋壳破损率比对照组降低了1.06％，
另外，试验组比对照组每只多盈利1.22元。而且蛋色红，排粪干，没臭味，苍蝇少，喂药少，抵抗力增强，蛋品达到绿色标准。
2、蛋鸡饲喂效果机理
（1）酸化剂功效
（2）微生态功效
（3）小肽功效
（4）抑菌肽功效
（5）改传统“药拌料”保健模式为重视肠道健康。
3、饲喂效果
（1）雏鸡：微生态生物制剂，育雏成活率高，鸡群均匀度好；大大降低了死淘率。减少黄白痢、肠道健康，生长速度快
育成鸡：微生物技术，可显著促进骨骼及性腺发育，提高均匀度及育成率；
后备期：减少开产应激，缓冲钙的补给应激。
（2）产蛋鸡，蛋品品质优良：优质的高吸收率蛋白日粮以及活性生物制剂改善鸡血清Ca2+、无机P、类胡萝卜素、白蛋酶、氨基酸含量。
蛋壳厚，颜色深、发亮，破蛋、沙皮蛋、褐斑蛋少，尤其是60周龄以后的高产蛋鸡；
蛋重，大小均匀，避免过大蛋；
蛋品及肉质无任何药物残留，是真正的绿色产品。
（3）体质强健，发病率低。
鸡冠红，羽毛有光泽，活泼、精神。
发病率低，死淘率低，投药减少；
（4）产蛋率稳定、起伏波动小。
料蛋比低：全程料蛋比可达1.9--2.05：1。
产蛋高峰期持久、稳定，产蛋率在90％以上可维持7--9个多月。
淘汰体重大：下栏商品蛋鸡体重增加250g/只以上，体现淘汰时的经济效益。
【肉禽】
肉用仔鸡的饲养期只有6~7周，对饲粮营养的要求较高，而且其消化道较短，对大豆蛋白的消化和吸收效果不佳，发酵豆粕蛋白质较容易消化，且有功能性小肽，可以对肉鸡的生长和健康起到良好的作用。
张红芬报道，肉鸡饲粮中添加发酵豆粕有提高日增重，降低料肉比，提高饲料转化率的作用；还可增加免疫器官指数，提高免疫力；降低盲肠大肠杆菌数量；增加胸肌嫩度，改善肉品质；降低饲料成本，提高经济效益。
市面上发酵豆粕产品试验也表明，发酵豆粕可以提高肉鸡的生产性能，获得较高经济效益。
大连市普兰店畜牧站做的肉鸡饲养试验。试验组和对照组的供试鸡AA鸡雏各400只，两组基础饲料相同，试验期为48天。
结果表明：
①试验组鸡平均体重3025克，比对照组鸡增重90克，提高3.1%，每只鸡多收入0.70元；
②试验组鸡平均重料比为1:2.07，与对照组相比，每只鸡每增重1公斤体重，少消耗饲料0.21公斤，饲料利用率提高8.1%，每只鸡在48天育肥期少消耗饲料0.64公斤，降低饲料费用1.15元。
【猪】
仔猪对豆粕抗营养因子较敏感，容易造成腹泻、发育不良、生长迟缓。目前发酵豆粕主要用于仔猪。
据长沙某猪场在体重40公斤的育肥猪进行饲养试验，在同猪同饲料条件下，试验期为50天，
①试验组猪平均日增重1180克，比对照组每头猪多增重255克，提高27.6%，在50天育肥期内，每头猪多增重12.8公斤，多增加收入179.2元；
②试验每猪头均重料比为1:2.9，与对照组相比，猪每增重1公斤体重，少消耗饲料0.5-1.0公斤，饲料利用率提高16-20%，每头猪在育肥期节省饲料6-10公斤，降低饲料费用7-23元。
刘春雪等用发酵豆粕已5%、10%、15%、20%的添加量等氮代替未发酵豆粕饲喂32日龄断奶三元杂交仔猪，随着发酵豆粕用量的增加，断奶仔猪的日增重逐渐提高，试验猪的腹泻率明显下降，饲料转化率也得到改善。
郑云峰等以添加8%的发酵豆粕代替鱼粉和膨化大豆设计等氮饲粮饲喂40日龄断奶仔猪，结果生产性能与对照组无明显差异，但实验组的腹泻率和死淘率显著降低(P<0.05)，经济效益得到明显提高。
潘木水等在断奶仔猪饲粮中使用发酵豆粕等量替代代乳粉，仔猪的生产性能和腹泻率均差异不显著，证明了发酵豆粕替代代乳粉具有可行性。
【奶牛】
据《内蒙古草业》2007年02期杨俊芳报道：
挑选饲养条件基本一致，牛只胎次、体重、产奶量、泌乳期等生理状况基本相似的黑白花奶牛30头，供试的两组牛都处于败奶期（产奶量处于逐渐下降时期）
试验组和对照组牛只产奶量变化趋势相同，但变化幅度差异很大。试验组略有上升，对照组下降幅度较大，
试验组期末较期初增加了0.5kg/头·日，增3.5%，对照组减少了2.9kg/头·日，下降了19.7%。
试验期间平均日产奶量：试验组15.9kg/头·日，对照组14.2kg/头·日，试验组较对照组增加1.7kg/头·日，增加12%，二者相比增加31.7％的产奶量。
【鱼】
按30.0％的比例添加在某种市售鲫饲料中，连续投喂异育银鲫30d后，通过测定供试鱼的增重量、血清中溶菌酶活性、谷丙转氨酶活性SGPT、血清总蛋白含量和白细胞吞噬活性，比较不同添加量的发酵豆粕对异育银鲫非特异性免疫功能影响。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。说明与未经过发酵的豆粕相比，发酵豆粕不仅具有一定的促进生长作用，还具有增强鱼体的非特异性免疫功能和改善鱼体肝功能的作用。