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豆粕是畜牧養殖業中應用最為廣泛的一種優質植物性蛋白源，但是豆粕中存在胰蛋白酶抑制因子、凝集素及大豆抗原等多種抗營養因子，不僅降低了動物對豆粕中主要營養物質的利用，而且在一定程度上影響動物的健康。目前，國內外常用的植物蛋白原料抗營養因子消除方法很多。如譙仕彥等的研究結果表明，100～140℃膨化加工可使大豆胰蛋白酶抑制因子的活性降低74.8％～88.6％，隨溫度升高，胰蛋白酶抑制因子滅活程度加強。Hiraba-yashi等使用宇佐美曲霉發酵大豆粕，發酵后豆粕中的植酸可全部被降解。孫常燦等采用乳酸菌、枯草芽孢桿菌發酵大豆粉，能有效消除大豆中胰蛋白酶抑制劑的活性。Feng等采用米曲霉3.042發酵豆粕，可完全消除豆粕胰蛋白酶抑制因子。此外，Hamscher等發現，用10Gy的γ－射線照射大豆種子時，其中的大豆胰蛋白酶抑制因子活力降為原來的25％。侯水生用偏重亞硫酸鈉處理生豆粕，可使胰蛋白酶抑制蛋白活性降低44.5％。上述研究多集中在對豆粕中個別抗營養因子的脫除效果上，缺少對豆粕主要抗營養因子和營養成分含量及衛生指標的全面評判。膨化法和微生物發酵法是目前消除豆粕中抗營養因子的常用方法。為對這２種處理方法進行全面的評判，檢測了豆粕、膨化豆粕及發酵豆粕產品中的營養成分和抗營養因子含量，以期選出豆粕最佳前處理方法，提高蛋白原料利用效率和營養價值，為生產提供理論依據和參考。

１.１　儀器設備

電子分析天平購自Mettler MS304S公司，全自動凱氏定氮儀、全自動纖維分析系統、索氏脂肪浸提系統購自FOSS公司，馬福爐購自鄭州良源公司，全自動氨基酸分析儀購自大連依利特公司，酶標儀購自美國Molecular Devices公司，高效液相分析儀購自戴安公司，紫外分光光度計購自日立公司。

１.２　樣品處理

普通豆粕由河南聚豐飼料科技有限公司購進。膨化豆粕樣品為普通豆粕經１２０℃的膨化溫度處理的產品。微生物發酵豆粕樣品為普通豆粕采用啤酒酵母菌、德氏乳酸桿菌及凝結芽孢桿菌菌種進行發酵處理的產品。按照國家標準（ＧＢ／Ｔ14699.1－2005）分別采集普通豆粕、膨化豆粕和發酵豆粕產品樣品，所有樣品清除雜質后粉碎，過0.63μｍ分析篩，處理后用四分法制備成待分析樣品，每個樣品３份。

１.３　測定項目

測試飼料常規營養成分，粗蛋白、粗纖維、粗灰分、水分、脂肪等各指標分別參照相應國標方法進行檢測，各氨基酸含量的測定參照ＧＢ／Ｔ　１８２４６－２０００方法。蛋白質溶解度采用ＤＢ１３／Ｔ　８１２－２００６方法，豆粕中抗營養因子脲酶活性依據ＧＢ／Ｔ　８６２２－２００６測定，胰蛋白酶抑制因子采用單克隆抗體酶聯免疫吸附測定法，凝集素測定主要參照戴大章《飼料中植物凝集素的快速檢測方法———血凝法》進行，黃曲霉毒素Ｂ１的測定依據ＧＢ／Ｔ　１７４８０－２００８，揮發性鹽基氮參照ＧＢ／Ｔ　５００９.４４－２００３測定，細菌數量采用平板菌落計數法。

１.４　數據統計與分析

樣品檢測數據利用Ｅｘｃｅｌ處理，采用ＳＰＳＳ　１３.０程序的ｏｎｅ－ｗａｙ　ＡＮＯＶＡ 進行分析，結果以平均值表示，以Ｐ≤０.０５為顯著水平；細菌數量統計后，用１ｇ樣品中細菌個數的常用對數（ｌｇｃｆｕ／ｇ）表示。

２.１　膨化處理和微生物發酵處理對豆粕常規營養成分、氨基酸含量的影響

提高粗蛋白及降低粗纖維含量有利于提高蛋白原料的飼用價值。由表１可以看出，與普通豆粕相比，膨化豆粕中的粗蛋白含量略有減少，且主要氨基酸含量下降，其中賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸及氨基酸總和分別下降了１.７１％、６.２５％、３.１１％、３.４０％，粗纖維、粗脂肪和水分的含量下降（Ｐ＞０.０５），小于1000Ｄａ小肽含量有升高的趨勢（Ｐ＞０.０５）；發酵豆粕中粗蛋白含量顯著提高７.６１％，賴氨酸及氨基酸總和也分別升高了１７.７５％和７.２４％，粗脂肪含量顯著下降，小于1000Ｄａ小肽含量從５.１０％升高到２０.１８％，差異極顯著。

２.２　膨化處理和微生物發酵處理對豆粕蛋白質溶解度、抗營養因子及黃曲霉毒素Ｂ１的影響

蛋白質溶解度是指蛋白質在一定量的氫氧化鉀溶液中溶解的數量占粗蛋白總量的百分含量，可用來評價豆粕的加熱程度。降低豆類蛋白原料中的抗營養因子含量可以提高原料的飼用效率。由表２可以看出，與普通豆粕相比，膨化豆粕、發酵豆粕的蛋白質溶解度分別降低15.27％（Ｐ＜0.05）、23.18％（Ｐ＜0.01）。與普通豆粕相比，膨化豆粕中胰蛋白酶抑制因子含量、凝集素含量及脲酶活性分別降低３７.９５％、９３.９８％、４４.０％（Ｐ＜０.０５）；微生物發酵處理對抗營養因子胰蛋白酶抑制因子和凝集素的脫除率均為１００％，脲酶活性僅為０.０１Ｕ／ｇ（Ｐ＜０.０１），黃曲霉毒素Ｂ１含量降低４６.１５％（Ｐ＜０.０５）。

２.３　微生物發酵豆粕中揮發性鹽基氮含量及微生物菌群數量

由表３可以看出，豆粕經啤酒酵母菌、凝結芽孢桿菌以及德氏乳酸桿菌發酵處理后，得到的發酵豆粕產品含有豐富的有益菌如酵母菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌及活菌數。發酵豆粕產品中揮發性鹽基氮含量為0.8825mg/g，低于行業標準≤１ｍｇ／ｇ衛生指標。

３.１　不同處理對豆粕常規營養成分和氨基酸含量的影響

溫度是蛋白質發生變性的重要參數之一，當溫度升高超過臨界溫度時，蛋白質由折疊結構逐漸向展開結構轉變，分子間的氫鍵及二硫鍵部分斷裂，從而導致蛋白質發生不可逆變性，一部分蛋白質裂解為多肽和氨基酸。因此，豆粕經膨化處理后，蛋白質含量略有下降，是由于物料在進行膨化加工時，其中的蛋白質在高溫及強的壓力和剪切力下發生了變性作用，導致蛋白質含量下降，肽含量升高。這與本試驗結果一致。但膨化溫度過高，過度變性又會導致蛋白亞基之間的聚集，不利于酶的作用，使肽生成量下降。同時，在膨化過程中賴氨酸與一些還原糖或其他羰基化合物易發生美拉德反應，使賴氨酸含量降低。一般來說，物料中賴氨酸的破壞程度與膨化加工條件關系密切，如擠壓膨化時，溫度越高，膨化條件越劇烈，物料中的水分含量越低，賴氨酸的損失越大，使得蛋白質的生物學效價也越低。因此，豆粕經膨化后蛋白質含量下降而小肽含量升高。

本試驗結果顯示，膨化后豆粕中的粗纖維和粗脂肪含量降低。金希億等對膨化前后大豆中粗纖維含量的變化研究發現，經過膨化處理后粗纖維降低６５.４％。膨化過程高溫、高壓劇烈環境條件會使脂肪水解酶失活、脂肪細胞破裂，且溢出的脂肪還能與蛋白質和淀粉結合形成復合體，使游離脂肪的含量降低。但新形成的脂肪復合體可以起到降低脂肪的氧化速度、延長貨架期、改善產品品質及口感的作用。膨化產品中的粗纖維含量顯著減少，主要是由于纖維分子間的化學鍵受到高壓、高溫和高剪切力發生斷裂，分子極性發生改變，使可溶性纖維的含量增加。

發酵豆粕是指在一定的溫度、濕度等條件下，選擇利用一種或者幾種微生物菌種對豆粕進行發酵處理，然后經過相應的干燥、粉碎等一系列處理過程生產的產品。發酵后豆粕中的小肽含量顯著增加，可能是由于發酵過程中微生物分泌的蛋白酶降解大分子蛋白質，生成易吸收的小分子蛋白或小肽，從而提高豆粕的利用率與蛋白質的吸收率。同時，發酵豆粕中微生物蛋白含量增加，可能是豆粕發酵后蛋白質和氨基酸含量提高的原因之一。

Steinkraus研究發現，微生物發酵可以把蛋白質水解為氨基酸、多肽及氨等小分子物質。本試驗中，發酵豆粕中小肽含量的顯著增加，可能是啤酒酵母菌、德氏乳酸桿菌及凝結芽孢桿菌混合發酵過程中多菌種多酶系配合的結果。豆粕在發酵過程中，微生物分泌各種消化酶類，其中一些脂肪酶類對豆粕中的脂肪產生了分解作用，使其降解成小分子物質，在供微生物生長和發酵所用的同時，也使得喂食發酵豆粕的動物對這些小分子營養物質有更高的利用效率，從而提高了發酵豆粕的營養價值。

３.２　不同處理對豆粕蛋白質溶解度、抗營養因子及黃曲霉毒素Ｂ１的影響

丁麗敏等認為，蛋白質溶解度在６０％～８０％為加熱適度，大于８０％為加熱不足，且會導致肉雞的生產性能降低，影響體質量增長及飼料轉化率，本試驗中膨化豆粕的蛋白質溶解度為７６.３７％，而發酵豆粕為６９.２４％。

豆粕的抗營養因子中，胰蛋白酶抑制因子、脲酶和大豆凝集素對熱比較敏感，膨化處理可有效降低熱敏性抗營養因子含量，但對胰蛋白酶抑制因子的失活效果各研究結果不盡一致。Ｆａｓｉｎａ等在９０～１１０℃膨化處理大豆２０ｍｉｎ，脲酶失活７３.９％～９９.５％，胰蛋白酶抑制因子失活８９.６％～９７.２％，凝集素失活９５.６％～１００％。李素芬等研究報道，膨化溫度為９０～１２０℃時，胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素的含量分別由生大豆中的４７.４３、３.０９ ｍｇ／ｇ降低為７.２７、０ｍｇ／ｇ；且隨著溫度升高，抗營養因子失活越多。本試驗結果顯示，普通豆粕經１２０℃膨化處理后，胰蛋白酶抑制因子、凝集素和脲酶活性顯著降低。加熱膨化處理使化學成分為蛋白質的凝集素變性，從而失去其生物活性。脲酶不耐熱，加熱膨化可降低豆粕中的脲酶活性。脲酶活性與生產工藝、脫溶時間及大豆的軟化、烘干、水蒸汽質量有關。適當加熱能使胰蛋白酶抑制因子等活性喪失，但加熱不足對胰蛋白酶抑制因子等破壞不充分；加熱過度又會破壞熱敏氨基酸，如賴氨酸、精氨酸變性，降低蛋白質品質。

多菌混合發酵去除豆粕中抗營養因子主要依賴于微生物區系之間的相互作用。康立新利用微生物產生的特異性酶消除豆粕中的抗營養因子，同時積累了其他一些有益代謝產物，并對豆粕中的蛋白質進行一定程度的分解，從而獲得具有多種功能的優質蛋白質飼料。本試驗發酵豆粕中胰蛋白酶抑制因子含量降低，可能是因為混合發酵過程中產堿性蛋白酶和中性蛋白酶的枯草芽孢桿菌和產酸性蛋白酶的酵母菌在共同的環境下充分發揮其產酶活性所致。豆粕經過微生物發酵處理后，凝集素的含量明顯降低，可能是利用微生物產生的一些特異性酶，對豆粕中的凝集素類蛋白質進行了一定程度的分解。黃曲霉毒素Ｂ１耐高溫，一般的加熱處理很難將其消除。微生物方法可以降低黃曲霉毒素的毒性，主要是利用了微生物的轉化作用。常用的微生物菌種有乳酸菌、黑曲霉、米根霉、葡萄梨頭菌、灰藍毛菌、橙色黃桿菌等。本試驗結果也顯示，以啤酒酵母菌、凝結芽孢桿菌和德氏乳酸桿菌發酵處理豆粕，降低黃曲霉毒素Ｂ１含量４６.１５％。

３.３　微生物發酵處理對豆粕揮發性鹽基氮含量及微生物菌群數量的影響

經啤酒酵母菌、凝結芽孢桿菌以及德氏乳酸桿菌發酵處理得到的發酵豆粕產品，含豐富的有益菌酵母菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌及活菌數。產品中揮發性鹽基氮含量低于行業標準≤１ｍｇ／ｇ的衛生指標。另外，發酵豆粕中還含有維生素和一些未知的營養因子等，在一定程度上提高了豆粕的營養價值，促進動物的生長。

熱處理中的膨化法是最常用的抗營養因子失活方法，可以消除豆粕中的部分抗營養因子，但具有降低豆粕中蛋白質和氨基酸含量的趨勢，操作方便，但加熱過度和加熱不足都會使豆粕的營養效價和生物學活性降低；微生物發酵處理法是降解大豆抗營養因子最為徹底的手段，其不僅除去抗營養因子和降低霉菌毒素含量，還使產品中含有豐富的有益菌，可提高豆粕的營養價值，無需加熱或添加一些化學試劑，生產過程安全環保，是生產中較理想的豆粕前處理方法，微生物發酵豆粕是一種比豆粕更優良的蛋白源。