【技术】不同厂家发酵豆粕产品理化指标比较分析

产品技术

畜牧人网站(张代 孙洪浩) · 2017-03-21 08:37

【技术】不同厂家发酵豆粕产品理化指标比较分析




导读

豆粕是大豆经浸提脱油后的副产品, 其蛋白质、必需氨基酸含量较高,且组成合理、平衡,是一种优质的植物性蛋白源(姚琨等,2011)。但豆粕中存在胰蛋白酶抑制剂、大豆凝血素、大豆抗原蛋白(致敏因子)、脲酶、低聚糖、脂肪氧化酶、植酸及致甲状腺肿素等多种抗营养因子, 一方面使豆粕的消化率和利用率下降;另一方面对动物的生理、生长和健康造成不良的影响, 限制了豆粕在畜禽和高档水产饲料中的应用(胡瑞等,2013)。近年来,运用微生物发酵技术将豆粕变成发酵豆粕已成为豆粕原料开发生产的热点, 市场上不断涌现出各种品牌的发酵豆粕产品, 但是由于各工厂之间采用的发酵工艺与菌种差异很大, 导致其质量千差万别(林文辉和虞宗敢,2010)。本研究探讨了市面上7 个不同厂家的发酵豆粕产品在理化指标方面的异同, 为不同品质发酵豆粕的评估提供理论依据,进而为生产厂家优化其生产工艺提供借鉴。



1 材料与方法

 


1.1 试验材料

在山东某集团饲料厂各分公司库房抽样发酵豆粕样品7 份,分别编号为样品1、样品2、样品3、样品4、样品5、样品6 与样品7。



1.2 测定指标

水分:GB/T 6435-2006; 粗蛋白质:GB/T 6432-94;粗灰分:GB/T 6438-2007;酸溶蛋白(小肽):GB/T 22492-2008;KOH 蛋白质溶解度:GB/T 19541 -2004; 挥发性盐基氮:GB/T5009.44-2003;pH:《中华人民共和国兽药典》三部附录4 页pH 值测定法; 总酸(以乳酸计):GB/T12456—2008;L-乳酸:SBA-40D 生物传感分析仪;抗原:定性0.6%KOH-SDS-PAGE;大豆低聚糖(水苏糖、棉籽糖、蔗糖):定性TLC 薄层层析。氨基酸含量:高效液相色谱法。每个样品平行检测3 次,取平均值进行数据处理分析。



1.3 数据处理

采用SPSS 19.0 软件进行数据统计分析。 



2、结果与分析



2.1 不同厂家发酵豆粕常规指标含量


从表1可以看出,7 个样品的水分含量为9.74%~11.35%, 水分之间的差异主要与不同厂家烘干工艺与烘干参数有关, 产品之间水分差异导致蛋白质含量有所不同,7 个发酵豆粕样品粗蛋白质含量为49.05% ~ 50.94%,差异不大,极差为1.89%。正常发酵豆粕产品粗灰分在7%以下,4 号样品的粗灰分达到7.12%,分析可能与掺入其他非豆粕蛋白类物质有关。以乳酸菌为主的厌氧发酵豆粕工艺,在豆粕发酵过程中会产生乳酸,发酵豆粕成品pH值一般都低于5.0,7 个样品的pH 值为4.55~4.93,可以确定7 个不同厂家采用的发酵菌种都以乳酸菌为主。


豆粕通过微生物的降解, 可产生具有特殊功能的营养小肽。小肽具有吸收快、能耗低、效率高、载体不易饱和等优点, 还能赋予产品特殊生理活性,如促生长、调节免疫、促进矿物质吸收等(李建,2009)。7 个样品的小肽含量为12.53%~17.18%,差异较大,极差达到了4.65%。


正常发酵豆粕产品的蛋白质溶解度为70%~80%。蛋白质溶解度过低可以确定是采用高温烘干工艺, 高温烘干工艺使发酵豆粕中的糖和蛋白质变性,发生美拉德反应,破坏产品营养特性,降低产品在动物体内消化率;蛋白质溶解度过高,说明发酵豆粕过生,也不利于动物的利用。7 个样品的KOH 蛋白质溶解度含量为66.02% ~ 90.70%,含量差异较大, 极差为24.68%,1 号、2 号与7 号样品KOH 溶解度在正常范围内, 其余样品均存在异常。


7 个样品总酸含量都在3.1%以上,总酸含量均较高。乳酸可以抑制微生物的生长,降低胃内的pH值,起到活化消化酶、改善氨基酸消化能力的作用,并可促进肠道上皮的生长。7 个样品的L-乳酸含量在2.5% ~ 3.70%,差异也比较明显,主要与不同厂家的发酵工艺与发酵菌种有关。


2.2 不同厂家发酵豆粕寡糖TLC 定性检测


豆粕中的寡糖是一类抗营养因子, 是大豆中低分子量糖类的总称,主要是蔗糖、棉籽糖与水苏糖等。豆粕中的寡糖被微生物利用后能产生CO2、H2、CH4等气体,从而导致动物胃肠胀气、不适,引起渗出性腹泻。少量寡糖对动物肠道中益生菌的繁殖有利,但豆粕中寡糖含量较高,通过微生物发酵处理,分解去除豆粕中部分寡糖,更有利于动物肠道的健康(张克顺,2013)。


运用TLC 薄层层析法定性检测发酵豆粕样品寡糖去除情况, 条带越浅说明发酵过程中寡糖去除越好,由图1 可以看出,2 号、6 号与7 号样品寡糖去除情况较差, 其余4 个样品寡糖去除情况较好。


注:从左至右依次为豆粕,发酵豆粕样品1~7。

图1 不同厂家发酵豆粕寡糖TLC 定性分析


2.3 不同厂家发酵豆粕抗原0.6%KOH-SDSPAGE定性分析


豆粕中的抗原蛋白具有抗原性和致敏性,抗原刺激免疫系统产生抗体,导致腹泻和生长受阻。通过0.6% KOH-SDS-PAGE 定性分析7 个不同样品的抗原去除情况, 条带越浅说明发酵过程中抗原蛋白去除的越好, 由图2 可以看出,1 号、4 号与6 号样品抗原蛋白去除情况良好,相对于其他样品和豆粕原料,所有条带都比较淡,其余样品抗原去除情况较差。


注:从左至右依次为豆粕,发酵豆粕样品1~7。

图2 不同厂家发酵豆粕抗原0.6%KOH-SDS-PAGE 定性分析


2.4 不同厂家发酵豆粕18 种氨基酸含量


由表2 可知,赖氨酸为豆粕中最主要的氨基酸,且为动物第一限制性氨基酸,发酵豆粕行业标准规定,成品赖氨酸含量≥2.5%即可,7 个样品中4 号样品的赖氨酸含量最高,达2.97%,含量最低的为6 号样品,含量为2.75%,都符合行业标准。蛋氨酸是饲料的第二限制氨基酸,蛋氨酸不仅是营养所需,而且它可以抑制各种霉毒素(例如黄曲霉毒素)的生长,7 个样品中4 号样品的蛋氨酸含量最高,达0.66%,含量最低的为1 号样品,含量为0.51%。苏氨酸是大麦、小麦、高粱的第二限制性氨基酸,是玉米的第三限制性氨基酸,7 个样品中2 号样品的苏氨酸含量最高,达1.91%,含量最低的为6 号样品,含量为1.81%。


由图3 可知, 饲料中粗蛋白质包括真蛋白质和非蛋白含氮化合物, 后者又可能包括游离氨基酸、嘌呤、吡啶、尿素、硝酸盐和氨等;7 个样品中,总氨基酸量占粗蛋白质含量百分率,5 号样品所占百分率最高, 达96.85%,6 号样品所占百分率最低,仅为93.19%



3讨论与分析



豆粕发酵去除抗营养因子、提高益生功效,在市场需求旺盛、厂家产能不足的情况下,出现“配方发酵豆粕”,即根据需求配制不同指标的产品,添加不同的原料,严重影响产品的效果及应用价值。


豆粕原料水分含量为12%~13%,蛋白质含量为46%,从检测数据来看,50%蛋白质的发酵豆粕水分一般低于10%,所以蛋白质的提升主要来源于水分的蒸发, 这部分能耗并不能使产品使用价值提高,建议在不影响配方营养成分前提下,尽可能使用高水分发酵豆粕,弱化蛋白质指标。豆粕原料中抗营养因子一直存在, 发酵过程中微生物利用、分解绝大部分寡糖、抗原,但不能全部消耗,生产“零抗原”发酵豆粕很难实现,采购方过度追求这个指标会进一步导致“配方发酵豆粕”的滋生,最终损害消费者利益。


发酵过程会带来部分生物酸, 主要以乳酸为主,该酸的总量与原料中的糖的含量相关,豆粕中寡糖的含量为1%~2%,全部转化为乳酸的总量为2% ~ 3%, 高于该值的酸有可能来源于外加酸。发酵豆粕指标检测应当结合各项指标综合进行,遵循生物学规律,过分追求一些难以实现的生物指标容易导致“配方发酵豆粕”滋生。


影响发酵豆粕质量的关键因素主要包括豆粕原料的质量、发酵菌种的选择和配伍、发酵工艺与参数等(马文强等,2008),但最重要的是明确豆粕发酵的根本目的与使用对象。传统的发酵豆粕产品主要针对畜禽,尤其是仔猪饲料,其主要目的在于消除寡糖与抗原蛋白、增强适口性,提高饲料消化率,替代昂贵的动物蛋白原料。


本研究结果表明,7个不同厂家的发酵豆粕产品蛋白质含量差异不大,基本为50%,而小肽含量、KOH 蛋白质溶解度与L-乳酸含量差异较大,寡糖与抗原去除情况参差不齐,氨基酸组成也有显著区别, 说明各个厂家之间采用的发酵工艺存在较大差别。因此,建议相关发酵豆粕厂家结合影响发酵豆粕质量的关键指标进行生产工艺改进,以提高产品质量。


作者:张代, 孙洪浩, 张克顺

来源:中国饲料

转自:生物饲料开发国家工程研究中心

责编:马维军;审阅:张博 博士

注:本文由生物饲料开发国家工程研究中心(BFC)小编整理发布,如有任何建议或意见及投稿等,请您加小编微信(13260429991)交流互动。




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