摘要 ：試驗旨在探究不同堿性蛋白酶酶解對豆粕品質的影響。在酶解條件一致（加酶 200 U/g、料水比 1∶1、溫度40 ℃、酶解時間48 h）的情況下，使用不同的堿性蛋白酶對豆粕進行酶解。結果顯示，豆粕經過酶解后，顏色、氣味變重，質地水潤黏稠，pH值下降約35%，干物質含量減少約10%，蛋白水解度增加約43%，小肽含量最少增加103%，最多增加307%，抗原蛋白幾乎全部被降解。研究表明，不同的堿性蛋白酶對豆粕品質的改善效果不同，可以選擇適宜的堿性蛋白酶進行降解試驗，提高利用率。

豆粕是大豆提取豆油后的殘渣再加工得到的副產品，是飼料行業中使用較多的一種優質植物性蛋白飼料源。豆粕富含多種營養物質，蛋白質含量高，氨基酸組成平衡。但豆粕中抗營養因子種類較多，抗營養因子蛋白質質量分數大于40%，結構緊密，不易消化。豆粕中的抗原蛋白是指會引發動物產生過敏反應的大分子蛋白，如β-伴球蛋白（42~53、58~77、58~83 kDa）和大豆球蛋白 （18~20、31~45 kDa）等，降低了畜禽生產性能和飼料利用率，在很大程度上限制了豆粕在飼料生產中的應用。 近年來，隨著有關酶制劑應用的研究不斷深入，發現豆粕經體外酶解可提高其消化利用率并改善動物的生產性能。其中蛋白酶是蛋白質代謝過程中重要的消化酶，能夠催化分解肽鍵，將大分子蛋白降解成小分子蛋白、小肽、氨基酸等，提高蛋白質的利用率和飼料利用率。蛋白質酶解是一個復雜的過程，受多種因素影響，如蛋白質種類、酶的種類、酶解條件（料液比、酶解pH值、酶解溫度、酶解時間）和酶滅活條件。蛋白質種類和酶的種類是影響酶解產物組成的重要因素，不同的蛋白酶具有不同的酶切位點，可導致酶解產物氨基酸組成、肽的結構和肽分子量的差別。本文使用5種不同的堿性蛋白酶對豆粕進行酶解，探究不同堿性蛋白酶酶解對豆粕品質的影響，從而為準確使用各種堿性蛋白酶提供參考。

1、材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所使用的豆粕為市售。5種堿性蛋白酶購自多個廠家，分別命名為A、B、C、D、E。氫氧化鈉、濃硫酸、甲醛等均為分析純。

1.2 試驗儀器 

CP2102電子天平、GSP9080MBE隔水式恒溫培養箱、101-2AB型電熱鼓風干燥箱、FiveEasy Plus pH計、HJ-6A數顯恒溫磁力加熱攪拌器、KDN-815 全自動凱氏定氮儀、Mini-PROTEAN® Tetra System 電泳儀（BIO-RAD）。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品制備

將適量的豆粕放入錐形瓶中，加入堿性蛋白酶（200 U/g），按照料水比1∶1加入蒸餾水，混合物攪拌均勻，置于40 ℃培養箱中酶解48h。酶解結束后將酶解樣品于85 ℃烘干。

1.3.2 感官評價 

參照方法，在正常光線及無任何異味的環境下，取適量豆粕酶解樣品于干凈的托盤中，通過目測評定顏色、鼻嗅評定氣味、手感評定質地，酶解豆粕感官評價標準見表1。

1.3.3 pH值的測定 

取各個豆粕酶解樣品5g，加蒸餾水50 mL，磁力攪拌 20 min，離心，測上清液pH值。

1.3.4 干物質含量的測定 

采用常壓干燥法測定干物質含量，100 ℃干燥至反復稱量至恒重。

1.3.5 蛋白水解度的測定 

采用甲醛滴定法測定蛋白水解度。此方法基于甲醛與游離氨基結合，

形成-NH-CH2OH、-N(CH2-OH)2等羥甲基衍生物，導致-NH3 +上的氫離子（H+）游離。堿滴定NH3 + 放出的H+ ，測出氨基氮，計算游離氨基的含量 ，并計算水解度（degree of hydrolysis，DH）。

DH（%）=（酶解液中氨基酸態氮含量-原料中氨基酸態氮含量）/原料中氮含量×100 （1）

1.3.6 小肽含量的測定 

采用QB/HHS JC006—2013三氯乙酸法測定。

1.3.7 豆粕中抗原蛋白的測定

采用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDSPACE）法測定豆粕中抗原蛋白。

1.4 數據統計與分析 

試驗數據使用Microsoft Excel軟件進行記錄和統計。

2、結果與分析

2.1 不同蛋白酶酶解對豆粕感官的影響（見表2） 

在一定量的豆粕中加入相同酶活的不同種堿性蛋白酶，40 ℃酶解48 h后，評價各個樣品的感官特點。由表2可知，豆粕經過酶解后，顏色稍深，氣味變重，質地變水潤黏稠。其次，雖然各個豆粕樣品中添加的堿性蛋白酶不同，但是酶解后感官變化相似。

2.2 不同蛋白酶酶解對豆粕pH值的影響（見表3） 

由表3可知，豆粕原料的pH值為6.51，被不同的堿性蛋白酶酶解48h后，pH值均下降，分別下降了2.23、2.32、 2.30、2.27和2.28，下降程度相似，平均下降了2.28倍。

2.3 不同蛋白酶酶解對豆粕干物質含量的影響（見表4） 

由表4可知，豆粕原料的干物質含量為125.00 g，被不同的堿性蛋白酶酶解48 h后，干物質含量均減少，分別減少10.38、14.15、11.33、14.61 和12.96 g，減少程度相似，平均減少了0.1倍。

2.4 不同蛋白酶酶解對豆粕蛋白水解度的影響（見表5） 

由表5可知，豆粕原料的水解度為2.17%，被不同的堿性蛋白酶酶解 48 h 后，水解度均增加，分別增加4.61%、4.84%、4.79%、3.87%和3.18%，增加程度相似，平均增加了0.43倍。

2.5 不同蛋白酶酶解對豆粕小肽含量的影響（見表6） 

由表6可知，豆粕原料的小肽含量為4.06%，被不同的堿性蛋白酶酶解48 h 后，小肽含量均增加，分別增加307.39%、246.06%、103.45%、164.79%和126.11%。其中酶A酶解樣品后小肽最多，酶C最少。

2.6 不同蛋白酶酶解對豆粕抗原蛋白的影響（見圖1）

由圖1可知，豆粕原料中含有大量β-伴球蛋白和大豆球蛋白，被不同的堿性蛋白酶酶解48 h后，抗原蛋白被大量降解，僅有加酶E的樣品中殘留少量β-伴球蛋白。

3、討論

豆粕是優質的飼料植物蛋白質來源之一，存在不易消化利用等問題，需要借助酶制劑解決。本研究使用5種不同的堿性蛋白酶分別對豆粕進行酶解試驗，結果顯示，酶解結束后，各豆粕樣品的感官變化相似，說明堿性蛋白酶種類對感官變化無明顯影響。酶解結束后，樣品pH值下降，原因可能是菌體繁殖，產生有機酸類物質，可以提高飼料的適口性。pH值對酶解反應產生影響的因素很多。堿性蛋白酶的空間構型在不適合的酸堿環境中會發生改變，受到可逆或者不可逆的破壞，導致失去酶活力，影響酶的作用。pH值的變化還會影響底物與酶的解離狀態，影響蛋白質的水解程度。但在本試驗中，各個樣品水解度均有所增加，表明為正向影響。豆粕經過酶解后，干物質含量減少，小肽和蛋白水解度增加，利用蛋白酶將大分子蛋白分解成小分子物質，如寡肽、小肽和游離氨基酸，易被腸胃道吸收，進而提高消化利用率。豆粕中存在較多的抗營養因子，其中抗原蛋白的危害最為嚴重，可引起仔豬發生過敏性腹瀉、腸黏膜細胞增生等一系列不良反應，甚至造成死亡。抗原含量高低是評判豆粕品質的一項重要指標。本試驗中，大部分抗原被降解，豆粕品質得到有效提升。豆粕經過酶解后，具有抗營養因子明顯降低、常規營養成分得到改善、富含多種活性因子、適口性好、抗菌能力強等營養特性。

4、結論

本試驗以豆粕原料，探究不同堿性蛋白酶酶解豆粕對其品質的影響。結果表明，除小肽含量變化差異大外，其他變化相似；酶解后樣品氣味變重，質地水潤黏稠，pH值和干物質含量下降，蛋白水解度和小肽含量增加，抗原蛋白幾乎全部被降解。綜上所述，酶解后的豆粕品質得到有效改善，可選用適宜的堿性蛋白酶對豆粕進行降解，為豆粕高值化利用提供幫助。

實戰操作技術——棉菜籽餅脫毒變身優質飼料替代豆粕操作新技術

當前豆粕價格很高有些地方貨源緊缺，而棉菜籽餅（棉籽粕、菜籽粕）價格相對便宜，棉菜籽餅是棉子、油菜籽榨油后剩下的餅狀殘渣，蛋白質含量較高，含有各種氨基酸成分。但由于棉菜籽餅中含有植酸、芥子堿等物質，這些物質含有一定的毒性，還會影響動物的消化吸收，不能大量使用，因此不建議直接飼喂給動物！

現在通過微生物飼料發酵劑的除毒脫毒技術，可以成功將菜籽餅變為優質添加飼料，直接按照1公斤發酵的棉菜籽餅（發酵前的重量）代替約0.85公斤豆粕進行使用。飼料發酵劑中的有益微生物，在發酵過程中分泌的代謝產物，可將棉菜籽餅中的毒性物質等有效分解。

豆粕、菜粕、棉粕成分對比

1.豆粕是一種高蛋白原料，無需脫毒即可用作飼料。其中蛋白質含量為40%-48%，賴氨酸含量為2.5%-3.0%，色氨酸含量為0.6%-0.7%，蛋氨酸含量為0.5%-0.7%。2020年11月12日報價每噸在3500元左右。

2.菜粕的粗蛋白含量在34%-38%之間，特點是蛋氨酸含量高（僅次于芝麻餅、粕），賴氨酸含量亦高。而精氨酸含量低，是餅、粕飼料中含量最低的。菜籽粕的有效能值偏低（淀粉含量低、菜籽殼難以消化利用）。礦物質中，鈣和磷的含量均高，硒和錳的含量亦高。特別是硒的含量是常用植物飼料中最高的。2020年11月12日報價每噸在2900元左右。

3.棉粕蛋白質含量一般為44.32%，僅次于豆粕的蛋白質含量48%，而高于菜籽粕的蛋白質含量36.04%。精氨酸含量高達3.6%-3.8%，而賴氨酸含量僅有1.3%-l.5%，只有豆粕的一半。2020年11月12日報價每噸在3000元左右。

是否需要脫毒處理

1.豆粕無需經過脫毒即可用作飼料。而且豆粕中富含蛋白質和多種氨基酸，在不需要額外加入動物性蛋白的情況下，僅豆粕中含有的蛋白質和氨基酸足以平衡家禽和豬的食譜，促進它們的營養吸收。只有當其他粕類單位蛋白成本遠低于豆粕時，豆粕才有可能被替代。

2.菜粕菜籽中含有硫葡萄糖苷、芥酸、單寧、皂角苷等不良成分，其中主要是硫葡萄糖苷。硫葡萄糖苷本身無毒，但在一定溫度和水分條件下，經過菜籽本身含有的芥子酶的酶解作用而產生異硫氰酸酯、唑烷硫酮和腈類等有害物質。這些物質可引起甲狀腺腫大，從而造成動物生長速度下降，繁殖力減退。單寧則妨礙蛋白質的消化，降低適口性。而芥酸阻撓脂肪代謝，造成心臟脂肪蓄積及生長受到抑制。。使用前需進行一定的脫毒處理，并且使用時要加以限制，具體喂量應根據菜粕中有害成分含量而定。經過脫毒處理的菜籽粕喂量可以加大，而“雙低”油菜籽生產的菜粕喂量要受限制。同時，應結合菜粕的氨基酸組成特點，適當搭配其它餅粕。

3.棉籽中含有對動物有害的棉酚及環丙烯脂肪酸，尤其是棉酚的危害很大。在制油過程中，由于蒸炒，壓榨等熱作用，大部分棉酚與蛋白質、氨基酸結合而變成結合棉酚，結合棉酚在動物消化道內不被動物吸收，故毒性很小。另一部分棉酚則以游離形式存在于餅、粕及油品中，這部分游離棉酚對動物毒性較大，尤其單胃動物過量攝取或攝取時間較長，可導致生長遲緩、繁殖性能及生產性能下降，甚至導致死亡。幼小動物對棉酚的耐受能力更低。由于棉籽餅、粕中游離棉酚對動物有害，因此，在使用棉餅、粕時，要根據飼喂對象及餅粕中游離棉酚的含量加以限量。反芻家畜在有優質粗料及多汁青料的情況下，棉籽餅、粕的用量不受限制，不會造成中毒。對單胃動物要限制喂量，最好使用經過脫毒處理的棉籽餅粕。同時，使用棉籽餅、粕配制飼糧要注意氨基酸平衡，尤其是棉籽餅、粕的賴氨酸含量低，且利用率差，應注意添加賴氨酸。

發酵操作技術

發酵棉菜籽餅其實也是一個脫毒技術，具體操作如下：

1.仔細檢查棉菜籽餅，剔除棉菜籽餅中嚴重變質發霉的部分，輕度發霉的原料可以忽略，因為微生物發酵能夠脫霉。

2.將棉菜籽餅粉碎并添加適量的玉米粉淀粉類的能量飼料等，調節飼料營養比例。

3.每噸棉菜籽餅加入2公斤食鹽、玉米粉（其它淀粉、面粉次粉等也可以，或者粉碎的生紅薯300公斤也可以）100公斤、“99多功能飼料發酵劑”1包（500g/包，市場售價約25元，以高濃度乳酸菌、酵母菌、復合酶制劑的專業發酵劑）。

4.在混合物料中添加適量水分，使混合物料含水量保持在55%左右，以“手抓一把并緊握，無水滴落，松手后輕觸即散”為宜，一般上述配方中需要加入清水約500-600公斤。

5.發酵方式根據實際環境條件各異，在桶、缸、塑料袋等容器中發酵均可。

6.發酵時要盡可能排盡空氣進行密封發酵。如果使用的發酵容器有密封不嚴實的隱患，要在一開始就在其外層包裹一層塑料袋并扎緊。發酵過程中不能啟封。

7.發酵時間受環境溫度影響，通常夏季發酵2-3天，冬季發酵5-7天即可完成。發酵完成后，有較為強烈的酸香味，ph值在3-4。

規模運用混合發酵現場

塑料缸、飼料袋（有內膜）均可做發酵飼料

采用池子發酵

發酵完成的棉菜粕飼喂動物技術

需要注意的是，發酵后的飼料酸度較低，不可以取代禽畜全部日糧。其他類發酵飼料同理。飼喂時根據不同情況，將發酵飼料按照一定比例添加到日糧中，發酵完成的棉菜粕為濕料，具體使用量每大概1.5-2公斤發酵棉菜粕（濕料）代替動物日糧配方中1公斤豆粕的使用量進行代替使用，與其它飼料混合后直接飼喂，由于棉菜籽粕蛋白較高，最高使用量不要超過禽畜日糧飼喂量的40%（濕料重量）。如果發現發酵飼料過酸適口性變差，可在飼喂前在陽光下曬1-2小時，或添加適量的碳酸氫鈉（小蘇打）即可改善。

發酵過程中與發酵后使用過程中，發酵的容器要一直保持密封狀態，可以長時間保存（一年左右）。

當前養殖業成本高居不下，而飼料成本是其中最高的，利用廉價原料發酵飼料（包括一些輕度發霉的粕類低價收回）是極佳解決辦法。通過微生物飼料發酵劑的發酵作用，可以將輕度霉變飼料變成優質飼料，將不易消化的物質分解為可被畜禽吸收的小分子糖類、氨基酸等。同時發酵飼料中富含有益微生物、酶制劑、酸化劑等，可調節畜禽腸胃微生態環境并進一步提高飼料利用率。發酵飼料氣味清香，提高了飼料的適口性，加上發酵飼料中有大約4℃的酒度，能夠促進動物新陳代謝促進健康抵御疾病，是當前養殖業發展中重要的一環。

本技術也可以同樣發酵菜籽粕（餅）、棕櫚粕等，方法同上。

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