挤压工技术对全脂大豆在水产饲料中养分消化率的影响

中国水产门户网报道大豆是世界上种植最广泛的油料作物。提取油脂后的豆粕因其良好的氨基酸平衡和较高的粗蛋白含量(44-50%)而被用作动物饲料的主要蛋白原料。豆粕在水产饲料中的应用也越来越广泛。程宗佳等(2003)指出，全球豆粕产量在以往20多年的连续增长，使豆粕成为在水产饲料未来应用方面最有希望代替鱼粉的蛋白源。 

    来自捕捞鱼的鱼粉和鱼油产量目前在世界范围未见增长，因而有必要对替用蛋白源和油脂源的营养价值作出评价。全脂大豆大致含有38%粗蛋白和18%油脂，既可用作蛋白源又可用作油脂源来代替水产饲料中的部分鱼粉和鱼油。但是，未加工的生豆含有抗胰蛋白酶之类的抗营养因子，会降低全脂大豆配制的水产饲料的蛋白或氨基酸的利用率。

    饲料工业采用挤压(俗称膨化)加工技术制作全脂大豆，也可通过挤压和压榨技术生产豆油和残油量较高的豆粕。在挤压和压榨过程中，大豆的一部分水分被蒸发；压榨过程会压出约63%的豆油（表1）。由于水分的减少，挤压全脂大豆和压榨大豆中的其它养分水平相应提高。在挤压和压榨过程中大豆发生物理化学变化, 温和的加工条件可以破坏抗胰蛋白酶和其它抗营养因子的大部分活性，从而提高植物蛋白消化率, 提高全脂大豆对水产动物的营养价值；但剧烈的加工条件会使赖氨酸与还原糖发生美拉德反应而降低蛋白或氨基酸的利用率。

    挤压对矿物质生物利用率的影响正日益受人关注。植物原料配制的水产饲料，其矿物质生物利用率通常受植物内在的植酸酶含量的影响。程宗佳等(2003)报道，以大麦、玉米面筋粉和小麦配制的虹鳟鱼饲料，其铜、磷和锌的利用率在挤压后明显下降，部分原因是植物原料中内在的植酸酶被挤压加工时的高温高压所破坏, 但挤压加工对豆粕中这些元素的利用率影响不大。挤压加工对全脂大豆中养分的消化率,尤其是矿物质的生物利用率报道甚少, 因此有必要在这方面进行一些研究。

    作者于去年和美国爱达荷大学水产研究所的哈迪博士合作, 用虹鳟鱼作为试验对象, 评价了挤压加工对全脂大豆中干物质、粗蛋白、氨基酸、磷和其它矿物质表观消化率的影响。我们将未加工大豆(生豆)分成两份。一份用锤片粉碎机(制造商Roskamp Champion, Waterloo, IA, USA)粉碎；第二份用干挤压机（Insta-Pro® Model 2500）在154-160°C不加水条件下进行挤压。粉碎后的生豆和挤压全脂大豆分别以30%的比例加到一种以酪蛋白为主的纯合日粮(70%)中来测定生豆和挤压全脂大豆的表观消化率。

    生豆和挤压全脂大豆饲养虹鳟鱼时，其干物质、粗蛋白和矿物质的表观消化率有明显差别。在两种试验料之间，干物质和铜的表观消化率没有显著差别，但粗蛋白、锌、锰、总磷、植酸磷、镁和硫的表观消化率差别显著。与未加工的生豆的各项表观消化率相比，挤压加工可提高粗蛋白和硫的表观消化率，但显著降低锌、锰、总磷、植酸磷和镁的表观消化率。未加工的生豆和挤压全脂大豆饲养虹鳟鱼时各种氨基酸的表观消化率明显提高。挤压加工使所有氨基酸的表观消化率都比未加工的生豆明显提高。

    在水产饲料中养分的利用率，特别是氮和磷的利用率日益受人关注。饲料中未被利用的氮和磷是淡水环境最重要的污染源。因此，提高饲料中氮和磷的利用率，是减少水质污染的重要途径。有几项用冷水鱼（如虹鳟鱼和鲑鱼）进行的研究表明，典型的商业化饲料用于日粮中的磷，大约20%留在鱼体内，就是说其余的磷都排到水里去了。鱼粉是用于肉食性鱼饲料的一种主要原料，但鱼粉含磷很高(1.67-4.21%)，鱼粉中磷的生物利用率对多种鱼类（包括虹鳟鱼和鲑鱼）并不理想(NRC, 1993)。而且鱼粉比全脂大豆之类的植物蛋白粉要贵。因此, 在水产饲料中用全脂大豆替换部分鱼粉，不仅可减少日粮中的磷，还会降低饲料成本。

    未加工的生豆中的植酸磷占到总磷的74.2%，这正是其磷的生物利用率不高的原因所在，对虹鳟鱼而言，未加工的生豆中植酸磷与总磷的表观消化率分别为29.9%与21.2%。Riche与Brown (1996) 和 Sugiura 等 (1998)报道，豆粕中植酸磷与总磷的利用率对虹鳟鱼分别是0和20%。而且，据报道植酸磷会降低多种日粮成分的生物利用率和鱼的生产表现。Spinelli 等(1983)报道，饲喂植酸盐的虹鳟鱼，生长速度和饲料转化率下降10%。Sugiura 等(1998)报道，虹鳟鱼对日粮中钙、铁、镁、锰、磷、锶和锌的吸收，在饲喂豆粕时低于饲喂一种酪蛋白-白明胶配制的半纯合日粮时的吸收。Gatlin and Wilson (1984)发现，当斑点叉尾鮰的日粮含植酸盐1.1%时，对锌的需要量比报道的需要量大10倍。Richardson 等 (1985)报道过半纯日粮中的高植酸盐含量抑制鲑鱼的生长和饲料效率。Satoh 等(1989)也报道，当斑点叉尾鮰日粮中含植酸盐从1.1%增加到2.2%时，鱼的增重、饲料效率和椎骨含锌量均下降。

    关于用挤压机加工制作的全脂大豆为主的饲料喂养虹鳟鱼时矿物质表观消化率方面的资料，以往尚未见报道。按本研究的结果，挤压加工使得全脂大豆中的锌、锰、磷和镁的表观消化率低于未加工的生豆，这很可能是因为挤压的高温降低了大豆内在的植酸酶的活性。Powers Hughes 和 Soares (1998)曾报道，豆粕、玉米面筋粉、小麦次粉和米糠配制的鱼饲料经165°C挤压后，植酸酶活性降低29-79%。Wise (1983)指出，植物源植酸盐可以与其它二价和三价离子，如钙、铁、镁、锰和锌，结合生成植酸盐-矿物质复合物。我们的数据表明全脂大豆中的植酸盐-矿物质复合物中的磷是与锌、锰和镁结合在一起的。

    本文数据表明挤压加工可提高虹鳟鱼对全脂大豆中粗蛋白的表观消化率10.5%, 提高氨基酸的表观消化率2.7-22.4%, 挤压后粗蛋白和所有氨基酸几乎可全部被消化(消化率>95%), 这就为我们在水产饲料中使用全脂大豆提供了可靠依据。但挤压后锌、锰、磷和镁的表观消化率却降低了12.3-50.7%. 因此, 在实际水产饲料的生产中, 如果要使用挤压全脂大豆或其它挤压产品, 矿物质的添加量应该比动物的实际需要量高一些, 或者在挤压饲料产品中喷涂一些酶制剂来提高磷和其它矿物质的利用率。（美国大豆协会北京办事处  程宗佳）