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豆粕的營養價值及影響因素
文章來源:河南工業大學 作者: 楊小佳,王金水等 更新時間:2024年8月22日

  我國動物蛋白原料資源有限,大部分從國外進口。隨著國際原料價格的不斷上漲,特別是動物蛋白原料價格的不斷上漲,我國養殖業的利潤嚴重下降,為了降低成本,人們開始用植物蛋白替代動物蛋白。一些學者發現生豆粕可部分替代優質魚粉,而經過酶處理的豆粕可更大程度的替代優質魚粉[1]。在棉籽粕、菜籽粕、花生粕和豆粕等植物蛋白原料中,大豆粕的蛋白質質量分數最高,達43%左右;各種氨基酸含量豐富且比較平衡,能滿足動物對不同營養的需求,特別是一些必需氨基酸質量分數較高,如賴氨酸達2.5%~3.0%,色氨酸0.6%~0.7%,蛋氨酸0.5%~0.7%;因此,豆粕成為最具潛力的植物蛋白源。豆粕是大豆經提取豆油后的副產品,而我國大豆年產量占世界總產量的9%,約1.64x107t,居世界第三位,是豆粕的主要消費國之一,但豆粕由于來源、加工工藝及工藝參數不同,豆粕質量也不盡近相同;而且豆粕中存在一些抗營養因子,妨礙了動物對豆粕營養物質的吸收。

  豆粕的質量不僅取決于原料質量,而且與油脂加工工藝有關。大豆原料質量與大豆品種、生長環境、儲存等有關。不同品種、不同產地的大豆會因其蛋白質含量不同而造成豆粕蛋白質含量的差異,大豆儲存不當會引起發熱霉變,從而影響豆粕色澤、氣味、蛋白質含量等品質,使其品質降低。因此,優質大豆原料是生產高品質豆粕的基礎。而油脂加工工藝中的脫皮、膨化、濕粕蒸脫等工藝是影響豆粕質量的主要因素。本文將從幾個方面探討影響豆粕營養價值及利用的主要因素。

  1 原料的影響

  1.1 大豆產地的影響

  目前大豆的主產國有中國、美國、巴西、阿根廷與印度等國家,這些國家地處不同的地理位置,氣候條件也相差很大,因此生產的豆粕的營養成分也不盡相同。代紅霞等[2]對來自美國、阿根廷、巴西、印度與中國的豆粕進行研究,發現巴西豆粕的粗蛋白質質量分數高達47.70%,美國的最低為45.01%。但美國豆粕中蘇氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、賴氨酸及色氨酸的總量最高。Christine 等[3]分析了中國與巴西豆粕的粗蛋白質質量分數,發現中國豆粕高達42.13%,而巴西豆粕僅為40.86%。而Hurburgh[4]對巴西、阿根廷、美國的豆粕蛋白質質量分數進行研究,結果發現巴西豆粕高達48.8%,美國豆粕次之,為47.5%,阿根廷豆粕最低,為46.0%。宋鵬等[5]研究了中國東北地區與黃淮地區的豆粕的影響因素發現黃淮地區的豆粕蛋白質質量分數高達55.09%,而東北地區的豆粕蛋白質質量分數僅為52.39%。

  即使地處相同的地理位置,氣候條件,豆粕的營養成分也不盡相同。Coca-Sinova等[6]對南美洲五個地區的豆粕進行研究,發現巴拉那瓜地區的豆粕粗蛋白質質量分數高達47.2%,而桑托斯豆粕的僅為 45.2%。

  1.2 大豆品種的影響

  朱秀清等[7]研究了13個大豆品種的蛋白質含量,發現大豆蛋白質質量分數最高可達50.03%,最低僅為42.86%。而陳海敏等[8]則研究了23個大豆品種的營養成分,發現其蛋白質含量(干基)差距顯著,蛋白質質量分數最高可達53.61%,最低僅為38.59%。Baker等[9]研究了大豆品種對豆粕品質的影響,發現高蛋白品種的粗蛋白質質量分數與賴氨酸質量分數最高,分別達54.86%與3.56%;低寡糖品種的次之,為53.63%與3.33%;普通品種的最低,僅為47.47%與3.14%。

  2 加工工藝的影響

  豆油生產工藝中的脫皮、膨化、濕粕蒸脫等工藝是影響豆粕質量的主要因素,這些工藝在豆粕生產中由于溫度、壓力、時間等因素的影響,對豆粕質量的影響顯著。

  2.1 制油工藝的影響

  目前我國采用的制油工藝有壓榨法、預榨-浸出法、直接浸出法3種。由于這3種加工工藝在生產時采用的工藝不同,生產的豆粕質量差異很大;因此,一些學者從整體加工工藝方面研究其對豆粕質量的影響。

  Tong 等[10]研究了制油工藝對豆粕粗蛋白質含量的影響,發現浸出法生產的豆粕粗蛋白質量分數高達48.8%,直接壓榨法生產的豆粕粗蛋白質質量分數最低,僅為42.5%。而林建斌等[11]對11家豆油廠的豆粕采樣分析,發現預榨-浸出法生產的豆粕蛋白質質量分數高達50.18%,壓榨法生產的豆粕僅為45%左右。而周巖民等[12]則研究了制油工藝對胰蛋白酶抑制因子(TIs)的影響,發現壓榨和預榨-浸出工藝對TIs活性影響較大,TIs失活率分別達90%和95%以上;而直接浸出工藝對Ts活性影響差異較大,TIS活性變化趨勢不一,TIs的失活率最低為54.8%。林建斌等[11]在試驗中發現壓榨法與預榨-浸出法生產的豆粕豚酶活性比直接浸出法生產的低。

  2.2 脫皮工藝的影響

  大豆脫皮工藝對豆粕質量影響顯著,祖麗亞等研究了去皮與否兩種工藝對豆粕的影響,發現帶皮豆粕粗蛋白質質量分數為45.62%,而去皮豆粕為47.53%。左青等[13]研究不同脫皮工藝對豆粕質量的影響,發現熱脫皮工藝生產的豆粕蛋白質質量分數與脫皮率最高,分別為48%~49%與7%~8%;冷脫皮工藝生產的豆粕最低,分別為45.5%~47%與2.5%~3.5%。宋先鋒等[14]研究了脫皮率對豆粕質量的影響,發現隨脫皮率的增大,豆粕蛋白質含量隨之增高。

  2.3 濕粕蒸脫工藝的影響

  在濕粕蒸脫工藝中,影響豆粕質量的因素較多,各因素對豆粕的影響也較大,下面依次探討。

  2.3.1 脫溶料層高度的影響

  Pope等[15]研究了脫溶機料層高度對豆粕的影響,發現料層高度越高,豆粕蛋白質質量分數越低;料層高度12.7cm時其質量分數高達53.3%,料層高度20.3cm時其質量分數降低至51.3%。而高鵬則通過分析脫溶工藝對豆粕殘油、水分及脲酶活性的影響,認為適當的料層高度是影響豆粕品質的主要因素。

  2.3.2 脫溶溫度與時間的影響

  方洪青研究了脫溶溫度與時間對豆粕的影響,發現隨脫溶溫度的升高,蛋白質質量分數從80℃的50.59%增加到100℃的53.51%;而水溶性蛋白質質量分數則從80℃的39.63%減少到100℃的36.77%。劉大川等[16]在試驗中研究了脫溶溫度與時間對浸出豆粕的影響,發現隨著溫度的升高,豆粕蛋白質含量也隨之升高;而加熱時間只有在90℃時才對蛋白質含量有顯著影響。而水溶性蛋白含量則隨溫度與時間的增加而降低。林建斌等通過研究發現濕粕蒸烘時間為30~40min,出粕溫度為100℃是豆粕脫溶的最佳工藝參數。

  在脫溶工藝中,加熱過度與否對豆粕質量的影響顯著。研究表明加熱適度的豆粕蛋白質KOH溶解度為70%~85%。蛋白質溶解度接近100%時豆粕是生豆粕,蛋白質溶解度低于70%時豆粕營養價值已受到破壞,蛋白質溶解度低于65%時豆粕受熱過度。Rodica等[17]在研究時發現,隨著加熱時間的增加,烘干豆粕的蛋白質KOH 溶解度隨之快速減小,20 min 時已經下降到59.95%;而生豆粕的蛋白質KOH溶解度在010min時從89.65%下降到87%,10~30min時從87%下降到65.2%。Britzman[18]在試驗中發現隨加熱時間的增加,蛋白質KOH溶解度在0~20min時從86.0%減小到65.4%,Britzman試驗中還研究了加熱不足與加熱過度對豆粕賴氨酸、蛋氨酸、胱氨酸與蘇氨酸消化率的影響,研究發現在加熱不足時4種氨基酸的消化率隨加熱時間的增加而增大,加熱過度時4種氨基酸的消化率隨加熱時間的增大而減小。

  2.3.3 其他因素的影響

  王俊國[19]研究了脫溶壓力對豆粕水溶性蛋白含量的影響,試驗表明當系統保持微負壓,可有效降低蛋白質的變性。Fahey等[20]研究了脫溶機對去皮豆粕營養成分和品質的影響,發現 DTDC 脫溶機生產的豆粕比 DT/DC脫溶機生產的豆粕的粗蛋白質質量分數低1.4%。而高鵬則在試驗中發現,豆粕在脫溶機內結塊,使豆粕水分比正常豆粕水分高2%左右,嚴重影響了豆粕的質量。

  2.4 膨化工藝的影響

  膨化作為一種高溫短時加工方法,可以使酶鈍化并破壞了抗營養因子,從而改善豆粕質量。劉玉蘭等[21]研究了膨化工藝對蛋白質含量與脲酶活性的影響,發現膨化浸出豆粕比生壞浸出豆粕的相對蛋白質質量分數高0.45%,酶活性低0.03%,Webster等[22]研究了膨化溫度對蛋白質溶解度的影響,發現隨著溫度的升高,蛋白質溶解度從143.3℃時的80.5%下降到165.6℃時的71.7%。而周克勇研究了膨化溫度對脲酶活性的影響,試驗發現當溫度大于135℃時,隨溫度的增加脲酶失活程度增大。左進華等則研究了膨化溫度對豆粕賴氨酸的影響,發現賴氨酸含量隨溫度的升高而減少。

  3 結束語

  鑒于我國飼料蛋白質資源短缺的現狀,我國學者應培育大豆新品種,深人研究影響豆粕質量的各種因素,在保證油脂得率與產量的前提下,采用新的大豆原料與加工工藝,生產優質豆粕,以取得更大的經濟效益。

  
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