大豆粕和大豆在反刍动物和猪饲养中的应用

大豆粕用作饲料

在大豆粕可以有效地用作蛋白质补充料之前，必须对脂肪提取后剩下的大豆粕进行热处理，使其中抑制生长的成分失活。这主要是会在动物肠道中干扰蛋白质消化的胰蛋白酶抑制因子（Vohra and Kratzer,1991）。脂肪提取后剩下的大豆粕还含有尿酶。胰蛋白酶抑制因子和尿酶都会在加热时失活，而且尿酶的失活是检验热处理是否已足以使胰蛋白酶抑制因子失活的依据。但是，尿酶试验不能测定大豆粕是否加热过度。另一种检验大豆粕加热是否合适的方法是测定大豆粕蛋白质在0.2KOH(0.0356N)中的溶解度（Arab and Dale,1990b）。这个方法也可以测定大豆粕是否加热过度，因为大豆粕蛋白质在0.2%KOH 的溶解度低于59%时鸡的生长效率就会下降（表1）(Araba and Dale,1990a; Parson et al ,1991)。有人也提出了测定热处理对大豆粕影响的其他方法（Vohra and Kratzer,1991）。


表1加热（高温高压）大豆粕对其蛋白质在0.2%KOH中的溶解度及鸡生长效率的影响

反刍动物对蛋白质的利用

关于当前对反刍动物利用氮方面的概念已有所综述（NRC，1985）。当反刍动物进食粗蛋白（CP）后，不论是完整蛋白质还是非蛋白氮（NPN），瘤胃微生物都将蛋白质降解为肽类、氨基酸以及终产物氨。这种蛋白质称为降解的进食蛋白质（degradable intake protein,DIP），它被瘤胃微生物用业合成微生物蛋白质。有些蛋白质由于其化学组成或在瘤胃中停留时间短暂而不能被瘤胃微生物充分解，因而被称为过瘤胃蛋白（bypass protein）或不降解进食蛋白质（undeguadableintake protein,UIP）。这些不降解的蛋白质通过瘤胃而进入真胃和小肠。因此，供动物消化和吸收的蛋白质是微生物蛋白和不降解饲料蛋白的混合物。
由于反刍动物中存在这两种蛋白质利用过程，因而实际上必须满足两种蛋白质需要量，即瘤胃微生物对可降解蛋白质（氮）的需要量和反刍动物在数量和质量上对蛋白质的需求。研究表明，为使动物发挥最大效率，首先应满足瘤胃微生物的蛋白质需求，因此首先需要有适量的DIP。

厌氧瘤胃发酵的结果是瘤胃微生物少生了能量（挥发性脂肪酸，主要是乙酸、丙酸和丁酸）和微生物蛋白，但是蛋白质与能量相比往往不能在数量上满足反刍动物对蛋白质的需求，特别是青年动物和高产奶牛（Orskov et al 1980）。这一点最好用蛋白能量比来表示（Preston,1966）。在采食维持能量的情况下，反刍动物需要的可消化蛋白（DP）消化能量（DE）之比为12克DP/Mcal DE。快速生长的反刍动物需要22—24克DP/Mca DE，高产奶牛需要31-32克DP/Mcal DE(Preston,1972),瘤胃发酵产生的DP与DE之比只有18（Purser,1970）。这些关系说明DIP可以供应维持、低速生长和低产奶量所需要的蛋白质。但是，对于快速生长，所进食蛋白质中至少应有25%[100（24-15）/24]是UIP；对于高产奶牛至少44%[100（32-18）/32]的进食蛋白必须是UIP。根据最新的NRC肉牛营养需要（1996），对于采食高粗饲料日粮的低速生长牛，UIP的需要量是进食蛋白质需要量的12%；而对于采食高精饲料日粮的快速生长围栏肥育肉牛，UIP应占56%。根据最新的NRC奶牛营养需要（1989），泌乳牛的UIP需要量占进食蛋白质的37-44%。


反刍动物对大豆粕的利用

关于大豆粕在反刍动物日粮中的应用已发表了三篇很好的综述（Sattdr et al ,1991;Lin and Kung, 1997 ; Stallings, 1999）。

瘤胃微生物对大豆粕蛋白质的降解力相当高（CP的64-68%是DIP；Hillman,1998; Preston ,1999），这说明其UIP相对较低（CP的32-36%）。如上所述，DIP是第一位需要，是为满足维持、低速生长或低产奶量所需的全部所有。但是，最新的数据表明，在高精料、高增重的围栏肥育型日粮中KIP也可能是重要的，特别是如果日粮中的谷物经过热加工的。这可能用来解释，为什么在CP含量适当的高谷物日粮中加入大豆粕以提供释放率比尿素缓慢慢的DIP后围栏肥育牛的生长率和饲料转化率可以得到高（表2）（Trenkle,1994）。当往以蒸汽压片高粱粒为基础的、CP含量适当的围栏肥育牛日粮中加入尿素后也能观察到这种反应（Preston et al,1993）。对上述数据进行重新评估后得出的结论是高谷物的围栏肥育牛日粮就含有7%DIP和最多达6%的UIP。

表2 大豆粕在CP适当的生长牛围栏肥育日粮中的应用

a11-12.5%cp是适宜水平

但是，日益引人注意的是提高大豆粕中UIP含量，使其更适用于高产反刍动物特别是泌乳牛日粮的加工工艺。在叙述这些工艺之前必须指出的是，有可能发生加工过度，上面说过的鸡方面的数据就是证明（Araba and Dald,1990a; Parsons et al ,1991）。目标是既要提高大豆粕的UIP值，又不降低蛋白质在真胃和肠道中的消化率（Van Soest,pp.294-296,1994）。

用螺旋压榨法生产大豆粕与溶剂提取法不同，螺旋压榨过程中产生热，使所得大豆粕的UIP值（CP的38-70%）高于溶剂提取大豆粕（CP的34%）。虽然在某一加工厂内螺旋压榨大豆粕的UIP值可能比较一致，但在不同加工厂之间由于螺旋压榨过程中条件不一，UIP值可能有很大差异（Brederick,1987）。螺旋压榨大豆粕喂生长的效果优于溶剂提取大豆粕（图2），特别是在试验的头57天（Coenen and Toenkle,1989）,每采食1公斤螺旋压榨大豆粕的蛋白质使增重提高难1.41公斤，而每采食1公斤溶剂提取大豆粕的蛋白质则增重提高0.08公斤（前者为后者的1.75倍）；试验98天的反应分别为0.77和0.57（增长为1.35）。这个例子很好地说明，用数量较少的高UIP值饲料即可满足对CP的需要。瘤胃尼龙袋试验结果表明，螺旋压榨大豆粕的蛋白质在瘤胃中降解较慢。用螺旋压榨大豆粕（50%CP为UIP）代替血肉粉（高UIP值）或溶剂提取大豆粕后，少奶量、乳脂率和乳脂校正奶产量都得到提高（表3），乳蛋白质含量有降趋势，说明蛋氨酸可能不足（Shirley et al 1997）。

研究过几种提高大豆粕UIP值的加工方法（Waltz and Stern,1989;Broderick et al ,1991）,有些已取得专利在饲料工业中采用。最常的加工方法是挤压、加热或焙烤、木质磺酸盐处甲醛处理等。热处理的加工方法是使饲料中的碳水化合物和氨基酸（特别是赖氨酸）组分之间发生美拉德反应（褐化）（Van Soest,pp.173-176,1994）

对大豆粕进行热处理可以提高其UIP值（Hillman,1998），这是时间和温度协同作用的结果（Satter et al ,1991;Chandler,1999）。由于大豆粕加热的时间和温度条件各不相同，因此动物生产中所得到的结果也有差异。将溶剂提取大豆粕在转筒中于102、128、144、159和185℃焙烤2分钟,随后立即冷却,通过饲养试验观察鸡生长效率和羔羊对蛋白质的消化率,结果表明,当焙烤温度超过144℃后蛋白质的可利用率就会下降;尼龙袋瘤胃蛋白质降解试验结果表明最适和焙烤温是144-159℃,在159-185℃进行焙烤会使酸性洗涤剂不溶性氮(acid detergent insolublemitrogen,ADIN)增加（表4；Plegge et al ,1982）。在ADFCP和鸡只生长之间存在高度负相关（r2=-0.99）。这些作者的结论是，在128-144℃对溶剂提取大豆粕进行焙烤可以增加瘤胃不降解除蛋白质的数量,而这些蛋白质在达到反刍动物小肠后仍能被消化.随后的研究(Plegge et al ,1985)表明,在130或145℃焙烤大豆粕可以使其UIP值提高100%(即从CP的34%提高到68%)。