01熱損豆粕困擾飼料企業(yè)
目前畜禽飼料中豆粕的用量是越來越大了,主要是兩個方面的原因:
1、畜禽養(yǎng)殖(尤其肉雞)對料肉比的要求很高,飼料的營養(yǎng)指標,尤其是蛋白質的含量越來越高;
2、隨著近期豆粕價格的逐步走低,替代性原料的價值越來越低,替代量也越來越少。
很多研究機構和飼料企業(yè)對于豆粕的研究已經很透徹了,對于豆粕的營養(yǎng)價值、抗營養(yǎng)指標、如何最大化利用等方面不再贅述。
然而,當前我們在部分市場上發(fā)現了大量熱損豆粕,這種豆粕的營養(yǎng)價值已經發(fā)生了顯著變化,給眾多飼料企業(yè)帶來了諸多困擾。
圖1 不同熱損傷程度的大豆(Garland Dahlke,2012)
熱處理能夠滅活大豆中的某些熱敏性抗營養(yǎng)因子,例如胰酶抑制因子等。
然而,過度的熱處理會破壞熱敏性氨基酸,如賴氨酸和精氨酸,從而降低大豆和豆粕的營養(yǎng)價值。
以賴氨酸為例,它在熱處理過程中最易發(fā)生美拉德反應,其氨基與還原糖的羰基縮合,生成脫氧酮基化合物,導致賴氨酸無法被動物利用(Pahm等, 2008)。
進一步加熱還會產生類黑素前酯等高級反應產物,這些產物與其他氨基酸發(fā)生反應,進一步降低其他氨基酸的利用率(Hurrell等, 1990)。
因此,過熱處理會顯著影響大豆和豆粕的營養(yǎng)價值。
02豆粕為何會熱損?
熱損豆粕的出現主要是由于進口大豆在運輸過程中發(fā)生了貨損,而非榨油廠的工藝存在問題。
我國進口的大豆通常以散裝形式運輸,由于大豆本身容易滾動,加之受到自身水分、運輸環(huán)境及氣候等因素的影響,極易發(fā)生熱損,這是導致大豆出現貨損的主要原因(金俊等, 2019)。
根據中儲糧的一項研究,巴西大豆因自身水分含量高且航程較長,其出現熱損的比例遠高于美國和阿根廷大豆(劉超群等, 2018)。
圖2 熱損傷大豆(前)與正常大豆(后)的對比(來源于The Gard P&I Club)
通常情況下,熱損大豆對豆粕和豆油的產出影響不大,也不顯著影響豆粕的粗蛋白含量(盡管有資料表明出油率和出粕率可能有所減少),因此往往被榨油企業(yè)和部分飼料企業(yè)忽視。
此外,根據我國大豆標準GB1352,大豆的熱損傷率是通過人工計數熱損傷粒來確定的,這種方式受主觀因素影響較大,計算結果往往存在顯著差異。
03如何測算熱損程度?
目前,多數飼料企業(yè)通過檢測豆粕的蛋白溶解度和脲酶活性來評估其熱損程度。
脲酶活性是檢測胰酶抑制因子的間接方法,操作簡單便捷,適用于評估加熱適中的豆粕熱損情況。
然而,對于過度加熱(特別是脲酶活性為零)的豆粕,這種方法則無能為力,此時應采用檢測蛋白溶解度的方法。
根據我國GB/T19541《飼料原料 豆粕》標準,豆粕的氫氧化鉀蛋白質溶解度應不小于73%,并詳細規(guī)定了測量方法。
一般認為70-85%的蛋白質溶解度范圍是可以接受的(Dale等, 1987;Parsons等, 1998)。
然而,近年來,許多優(yōu)質豆粕的溶解度超過85%,甚至達到90%以上,且脲酶活性較低,這主要得益于加工工藝的改進。
丁麗敏等(1997)采用凱氏定氮法和考馬斯亮藍法檢測了不同熱損程度豆粕的溶解度,發(fā)現隨著加熱時間的延長,蛋白質溶解度逐漸下降。
此外,通過DBL法(染料結合法)檢測豆粕中有效賴氨酸含量的變化,結果表明過度加熱會導致賴氨酸受到破壞(如表1所示)。
表1 不同熱處理下豆粕的指標變化(丁麗敏,1998)
對于出現熱損傷的豆粕,很多營養(yǎng)指標都發(fā)生了不可逆轉的變化,當前沒有很好的辦法解決。
而且,由于熱損傷程度不同或熱損傷大豆占比不同,豆粕的營養(yǎng)指標會降低但無法量化,所以不同批次間的豆粕無法精準評估其營養(yǎng)價值,這對飼料質量產生很大的影響。
04熱損對豆粕價值的影響
我們與山東某知名飼料企業(yè)合作,采集了一些熱損豆粕樣品。
通過檢測這些樣品的營養(yǎng)物質消化率變化,觀察熱損對豆粕營養(yǎng)價值的影響〔數據均來自建明(中國)科技有限公司CLS實驗室〕。
圖3 仿生消化儀(SDS)檢測的不同熱損情況豆粕的干物質和粗蛋白消化率(建明CLS,2024)
根據檢測結果,我們發(fā)現熱損豆粕的干物質消化率和粗蛋白消化率均有所下降,其中熱損較為嚴重的豆粕下降更為顯著(干物質消化率降低3.0%、粗蛋白消化率降低4.8%)。
這表明豆粕消化率的降低程度與其熱損程度有很強的相關性(干物質消化率的測定未做脫脂處理)。
建明八寶威®復合蛋白酶是針對畜禽不同日糧結構設計的復合蛋白酶產品,復配了酸、中、堿三種蛋白酶,可以提高多種蛋白原料的消化利用率。
該產品還采用了建明的專利緩釋技術,使蛋白酶在腸道不同部位逐步釋放,充分發(fā)揮其生物學功能。
因此,我們也測試了八寶威®復合蛋白酶對熱損豆粕消化率的影響。
建明CLS實驗室模擬了豆粕的體外水解過程,通過測定水解后游離氨基酸的數值來評估豆粕的消化率是否有變化。
游離氨基酸含量(mg/g)
圖4 模擬不同熱損情況豆粕的消化率及復合蛋白酶對消化率的影響(建明CLS,2024)
從實驗結果可以看出,熱損導致豆粕的消化率出現不同程度的下降,模擬水解后的游離氨基酸含量分別降低了13%和34%。
而添加八寶威®復合蛋白酶則可以顯著改善豆粕的消化率,提高水解后游離氨基酸含量,使正常豆粕提高52%、輕微熱損豆粕提高60%、嚴重熱損豆粕提高58%。
05針對熱損豆粕的解決方案
雖然熱損對豆粕造成了不可逆轉的損傷,降低了其營養(yǎng)價值,但現階段最優(yōu)的解決方案是通過添加復合蛋白酶來提高豆粕的整體消化利用率。
這種方法能夠提升豆粕粗蛋白和氨基酸的消化率,從而抵消熱損傷造成的營養(yǎng)損失,并平抑不同批次間豆粕的質量差異。
建明八寶威®復合蛋白酶可以提高多種蛋白質原料的利用率,對于熱損傷比較嚴重的豆粕也能將其消化率提高至正常豆粕水平,可以極好地幫助我們有效利用熱損豆粕、彌補營養(yǎng)損失。
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