膨化法与微生物发酵对豆粕营养价值的影响

豆粕是一种优质的植物性蛋白源，被广泛应用于畜牧养殖业中。然而，在一定程度上，豆粕中存在的大豆抗原、凝集素以及胰蛋白酶抑制因子等多种抗营养因子，不仅降低了动物对豆粕中主要营养物质的利用，同时也影响了动物的健康。目前消除豆粕中抗营养因子的常用方法主要有微生物发酵法和膨化法两种。为了给生产提供理论依据和参考，提高蛋白原料的营养价值和利用效率，同时选出最佳的豆粕前处理方法，针对这两种处理方法，本文全面的评判，通过检测膨化豆粕、发酵豆粕以及豆粕中的抗营养因子含量与营养成分，对膨化法与微生物发酵对豆粕营养价值的影响进行了深入的研究。

　　一、实验的过程

　　本实验的仪器设备有紫外分光光度计、高效液相分析仪、酶标仪、全自动氨基酸分析仪、马福炉、索氏脂肪浸提系统、全自动纤维分析系统、全自动凯氏定氮仪以及电子分析天平等。

　　本实验的样品为普通豆粕样品、普通豆粕经120℃的膨化温度处理的膨化豆粕样品以及普通豆粕采用德氏乳酸杆菌、啤酒酵母菌、凝结芽孢杆菌菌种进行发酵处理的微生物发酵豆粕样品。这三种样品采集时均按照国家标准（GB/T14699.1-2005），杂质清除后粉碎所有的样品，经过分析筛处理后，制备成待分析样品。本实验的测定项目有脂肪、水分、粗灰分、粗纤维、粗蛋白等常规营养成分，以及细菌数量、挥发性盐基氮、黄曲霉毒素B1、凝集素、胰蛋白酶抑制因子、豆粕中抗营养因子脲酶活性、蛋白质溶解度、各氨基酸含量等。最后对实验数据进行统计与分析。

　　二、实验的结果与分析

　　（一）豆粕氨基酸含量在膨化法与微生物发酵作用下常规营养成分的影响

　　粗蛋白的提高与粗纤维含量的降低有利于增加蛋白原料的饲用价值。膨化豆粕与普通豆粕相比，主要氨基酸、水分、粗脂肪、粗纤维含量下降，粗蛋白含量略有减少。与普通豆粕相比，发酵豆粕的氨基酸总和与粗蛋白含量有了显着的提高，粗脂肪含量显着下降。

　　（二）膨化法与微生物发酵对黄曲霉毒素B1、豆粕抗营养因子、蛋白质溶解度因子的影响

　　豆粕的加热程度可用蛋白质溶解度来进行评价。提高原料的饲用效率则可以通过降低豆类蛋白原料中的抗营养因子含量。发酵豆粕、膨化豆粕与普通豆粕相比蛋白质溶解度降低，而膨化豆粕中脲酶活性、凝集素含量以及胰蛋白酶抑制因子含量均有所降低，对凝集素和抗营养因子胰蛋白酶抑制因子微生物发酵处理的脱除率均为1。

　　（三）微生物发酵豆粕中生物菌群数量以及挥发性盐基氮含量

　　豆粕经过德氏乳酸杆菌、凝结芽孢杆菌以及啤酒酵母菌发酵处理后，得到了含有活菌数、芽孢杆菌、乳酸杆菌、酵母菌等丰富的有益菌。挥发性盐基氮在发酵豆粕中的含量则要低于行业标准卫生指标。

　　三、实验的结论

　　（一）膨化法与微生物发酵对豆粕氨基酸含量和常规营养成分的影响

　　当温度一定温度时，部分蛋白质裂解为氨基酸和多肽，且这种蛋白质的变性时不可逆的。因此，膨化法处理的豆粕小肽含量升高而蛋白质、脂肪含量以及粗纤维含量均有所下降。微生物发酵是指选择利用一种或者几种微生物菌种在一定的温度、湿度等条件下发酵后再经过干燥粉碎等过程生产的发酵豆粕。发酵豆粕提高了蛋白质的吸收率和豆粕的利用率，微生物蛋白和小肽含量增加。在豆粕发酵过程中，微生物分泌各种消化酶类，由于其中一些脂肪酶类的作用，豆粕中的脂肪发生了分解，最终降解成小分子物质，进而使得发酵豆粕的营养价值得到提高。

　　（二）膨化法与微生物发酵对豆粕黄曲霉毒素B1、抗营养因子以及蛋白质溶解度的影响

　　我们根据实验得出经120℃膨化处理后的普通豆粕，脲酶活性、凝集素以及胰蛋白酶抑制因子显着降低。化学成分为蛋白质的凝集素由于加热膨化处理而发生变性进而失去生物活性。豆粕中的脲酶活性由于脲酶不耐热可通过加热膨化来降低。水蒸汽质量、大豆的烘干、软化以及脱溶时间、生产工艺都与脲酶活性有关。通过适当的加热，可以使胰蛋白酶抑制因子等的活性丧失，但对于胰蛋白酶抑制因子等来说，加热不足的话会造成破坏不充分，精氨酸、赖氨酸等热敏氨基酸又会因过度加热而发生变性被破坏，进而使蛋白质的品质降低。微生物区系之间的相互作用是利用多菌混合发酵去除豆粕中抗营养因子的主要依据。消除豆粕中的抗营养因子通过借助于微生物产生的特异性酶的方法可以获得具有多种功能的优质蛋白质饲料，在一定程度上对豆粕中的蛋白质进行分解，并积累了其他一些有益的代谢产物。实验中胰蛋白酶抑制因子含量在发酵豆粕中有所降低。而凝集素的含量在豆粕经过微生物发酵处理后明显降低，这可能是由于豆粕中的凝集素类蛋白质由于微生物产生的一些特异性酶而在一定程度上进行了分解。一般的加热处理对于比较耐高温的黄曲霉毒素B1很难将其消除。微生物的方法则可以利用了微生物的转化作用来降低黄曲霉毒素的毒性。橙色黄杆菌、灰蓝毛菌、葡萄梨头菌、米根霉、黑曲霉以及乳酸菌都是常见的微生物菌种。我们的实验结果也表明，发酵处理豆粕时利用德氏乳酸杆菌、凝结芽孢杆菌、啤酒酵母菌可以显着降低黄曲霉毒素B1的含量。

　　（三）对于豆粕挥发性盐基氮含量及微生物菌群数量，微生物发酵处理的影响

　　经过德氏乳酸杆菌、凝结芽孢杆菌以及啤酒酵母菌发酵处理得到的发酵豆粕，挥发性盐基氮含量低于行业标准含，同时有丰富的活菌数、芽孢杆菌、乳酸杆菌以及有益菌酵母菌。除此之外，由于一些未知的营养因子和维生素的存在，在一定程度上，发酵豆粕可以提高豆粕的营养价值，并促进动物的生长。

　　综上所述，使抗营养因子失活最常用的方法就是热处理中操作方便的膨化法，豆粕中的部分抗营养因子也能够得以消除，但同时也会使豆粕中的氨基酸与蛋白质含量降低，并且豆粕的生物学活性和营养效价都会因加热不足或加热过度而降低。最为彻底的降解大豆抗营养因子的方法就是微生物发酵处理法。比豆粕更优良的蛋白源就是微生物发酵豆粕。微生物发酵也是生产中较理想的豆粕前处理方法，生产过程安全环保，无需添加化学试剂或者加热，还可以提高豆粕的营养价值，使产品中含有丰富的有益菌，并降低霉菌毒素含量和去除抗营养因子。

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