粉等高品质动物蛋白原料主要依赖进口，而目前全球 豆粕不失为一种理想的蛋白质源，可替代部分鱼粉的
性鱼类资源的日趋减少直接导致鱼粉价格直接上涨。 添加，对于当前饲料行业缓解鱼粉紧张的局面具有积
尽管鱼粉被行业内人士认为是最优质的蛋白原料，但 极的意义。
受其价格影响，鱼粉在饲料中的使用比例还是趋于下 2 发酵豆粕的优点
1 发酵豆粕的研究背景及意义
幼龄动物，具有明显的诱食效果。并且，由于部分碳水
我国是世界上最大的养殖生产国之一，同时也是 化合物被降解，豆粕致密结构变得疏松，适口性显著
世界上饲料原料特别是蛋白质原料的需求大国。我国 提高[1]。由此可见，经过发酵后，豆粕的生物学价值大
饲料工业生产中蛋白质饲料资源的严重不足，对于鱼 大提高，在鱼粉价格猛涨而资源匮乏的情况下，发酵
豆粕发酵过程中，微生物大量繁殖，将豆粕培养
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专题论述
姚琨等：发子 脲酶 大豆凝血素 热不敏性 大豆球蛋白
大豆低聚糖（胀气因子）
植酸
非淀粉多糖
生化组成
表 1 豆粕中主要抗营养因子
在豆粕中含量
抗营养作用
检测方法
蛋白质或多肽 酶蛋白 酶蛋白
抑制胰蛋白酶、凝乳蛋白酶
中的蛋白质营养水平，最终改善豆粕的营养品质，提 物发酵法降解豆粕中抗营养因子主要通过 微 生物
高饲料效率。发酵豆粕含益生菌、酶、水溶性维生素、 及其产生的代谢产物对抗营养因子的降解来实现，
肽、氨基酸、大豆异黄酮等功能成分。这对动物的生长 部分对热敏感的抗营养因子，通过加热途径即可将其
十分有利。另外在发酵过程中产生的酸味物质，对于 去除。
豆粕中的抗营养因子，提高豆粕的营养价值。本文结合近几年发酵豆粕研究进展以及市场动态，主要
从发酵豆粕的研究意义、特点、制备工艺、品质评价、饲喂效果，以及发展前景等方面进行了全面综述。
关键词：发酵豆粕；抗营养因子；营养价值
中 图 分 类 号 ：S816.34
文 献 标 识 码 ：A
文章编号：1001-991X（2011）23-0065-06
养小肽。小肽吸收具有吸收快、能耗低、效率高、载体不 技术两种。液体发酵使养分和微生物处于水溶状态，
易饱和等优点。大豆肽还能赋予产品特殊生理活性，如 充分的水分活度使微生物充分活化，又是在物料消毒
促生长、调节免疫、抗菌、抗病毒、催乳、抗氧化、刺激 灭菌后密闭发酵，保证了产品的优良品质和稳定性。
食欲、促进矿物质吸收和抗肿瘤等[3]。大豆肽的开发开 但鉴于液体发酵设备造价高，发酵过程中的废液排放
7% 的 纤 维 素
具有抗原性和致敏性， 刺激免疫系统产生抗体，
导致腹泻和生长受阻
人或动物缺乏 α-半乳糖苷 酶，不能水解棉籽糖与水苏 糖。 摄入的 α-半乳糖苷不 能被消化吸收。 进入大肠 后，经细菌发酵，产生 CO2、 H2 及少量 CH4，引起消化不
良、腹胀、腹泻等现象 与金属离子形成稳定的络 合 物— — — 植 酸 盐 ，并 与 蛋 白 质，淀粉，脂肪结合，使内源 淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶的
甘露聚糖和纤维素
ELISA 法 气相色谱或高
效液相色谱 分光光度法
—
基中的非蛋白氮、培养基无机氮(硫酸铵或尿素)及抗 营养因子等各种物质分解利用转化为营养价值高的 菌体蛋白。张红等[4]研究表明，豆粕固态发酵后的产品 经检测其蛋白质含量几乎都较先前有了提高。而且经 过微生物酶的作用，使发酵豆粕较普通豆粕的必需氨 基酸含量丰富，结构更加合理。汤红武等[5]推判这主要 是因为在发酵过程中，酵母的呼吸作用消耗了部分有 机物料(释放出 CO2 和 H2O)，使产物总量减少，蛋白质 含量相对提高，出现了蛋白质的“浓缩效应”；还有部 分增加的蛋白质是酵母菌体含有的蛋白质和发酵过
简单的手工批次操作到复杂的自动化连续流水线生 3.2 发酵模式
产，应有尽有。归纳起来主要有酶解法和微生物发酵
固体发酵多数采用开放式发酵。按照生产模式，
法。酶解法可用特定酶定位产生特定肽或氨基酸，酶 可分为浅层发酵和深层发酵。
解过程和产物易控制，生产条件温和、产品安全性高；
①浅层发酵的物料厚度一般在 5 cm 以下，采取水
2.2 营养价值显著提高
豆粕在微生物作用下发酵，经过一系列的生物化
姚 琨 ，北 京 科 为 博 生 物 科 技 有 限 公 司 ，100086 ，北 京 市 海淀区中关村南大街甲 6 号铸诚大厦 B 座 1506。
李兆勇，单位及通讯地址同第一作者。 收稿日期：2011-08-01
学变化，在有效去除抗营养因子的同时，营养价值显 著提高。 2.2.1 蛋白含量显著提高
创了动物营养的新纪元，丰富了大豆制品的种类，增 造成环境污染，发酵后处理成本高，因此，基于环保和
加了大豆产品的附加值。肽的重要特性之一在于可提 经济方面的综合考虑，对于低质的豆粕发酵，目前多
高动物对日粮氮利用率的巨大潜力，减少畜禽含氮物 采用的是固体发酵。
质的排放，这对于节约蛋白质饲料、减轻环境污染具 3.1 发酵菌种
物性食物中氨基酸组成比例最合理、最接近于 FAO/WHO 料 pH 值下降，抑制杂菌生长，使得嗜酸性微生物大量
理想模式的一种蛋白质。尤其豆粕经发酵生产的产品 繁殖。
更具有多方面的营养优势和资源优势，具有独特的发
另外采用多菌种协同发酵，是考虑到芽孢杆菌、
酵芳香味、无化学残留、应用安全，非常适合于在畜牧 霉菌、酵母菌和乳酸菌等具有各自独特的发酵性质，
提高，增加采食。吴晖等[7]研究发现，豆粕在 28～32 ℃下 产酸作用，能降低物料 pH 值，抑制杂菌滋生，同时改
经枯草芽孢杆菌发酵后具有或淡或浓郁的醇香气味。 善物料风味和适口性。实际生产中，如何对各菌种进
3 豆粕固体发酵工艺
行组合，进行优势互补，对于进行一个高品质的发酵
目前我国豆粕生物降解的生产工艺五花八门，从 极为重要。
但由于酶解后产物需要脱苦；而且单一酶种降解产物 泥地面平铺式发酵，适合好氧发酵。物料厚度薄，利于
单一，复合酶降解又增加成本，因此，人们越来越多地 氧气扩散，需氧菌可以得以大量繁殖。另外，由于是浅
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专题论述
姚琨等：发酵豆粕生产工艺的最新研究进展
层发酵，也利于菌种产生热量的扩散，使发酵始终保 持在一个适合菌种生长的温度。但由于浅层发酵占地 面积大，不利于高效率的发酵生产。
蛋白质 43%左右，赖氨酸 2.5%～3.5%，色氨酸 0.6%～ 大量繁殖，导致发酵料温持续上升和氧气的减少，为厌
0.7%，蛋氨酸 0.5%～0.7%，胱氨酸 0.5%~0.8%。豆粕含 氧微生物的生长提供了条件，有机会大量繁殖，例如
有所有的大豆蛋白。Ma(1996)[6]研究表明，大豆蛋白是植 像乳酸菌等兼性厌氧微生物，发酵产酸，致使发酵物
物有直接营养作用的未知生长因子、维生素等，对促 同，而发酵过程是一个动态过程，不会维持某一个恒
进营养物质消化，提高动物免疫机能有积极意义。
定的状态，因此，目前常见的豆粕固体发酵是由多种
2.3 豆粕原料来源广泛，品质优良
微生物共同协同或按顺序进行的。开始发酵时，表层
豆粕是大豆经提取豆油后得到的一种副产品，含 的低温耗氧微生物，例如芽孢杆菌和酵母菌等，开始
有重要的经济和社会意义。
常见的固体发酵菌种有细菌类和真菌类，细菌类
2.2.3 富含多种生物活性因子
主要有芽孢杆菌、乳酸菌；真菌类主要有酵母菌和霉
豆粕发酵中繁殖产生的益生菌和乳酸，一方面能 菌（根霉、毛霉、木霉、曲霉）。发酵菌种的剂型主要有
抑制肠道中有害菌的繁殖，另一方面促进动物消化， 液体和固体 2 种。一般来说，大多数纯培养的发酵剂
和养殖业中推广使用。
如芽孢杆菌因为芽孢的存在使得耐受性极强，可以保
2.4 产品适口性改善
证大量繁殖；酵母菌菌体本身蛋白质含量高，氨基酸
豆粕发酵后由于可溶性肽类和游离氨基酸以及 组成合理，而且极易利用非蛋白氮合成优质的酵母菌
酸性物质增加，使得发酵产物气味醇香，动物适口性 体蛋白，提高蛋白品质；乳酸菌在发酵过程中由于其
活性降低，影响消化 非 淀 粉 多 糖 (NSP) 是 植 物 细 胞壁物质中除了淀粉以外 所有 CHO 的总称，由纤维 素、半纤维素、果胶类物质 和抗性淀粉四部分组成，常 与蛋白质和无机离子等结 合，一般难以被单胃动物自 身分泌的消化酶水解；能在 消化道形成黏性食糜，降低 饲料脂肪、淀粉和蛋白等养 分营养价值。 豆类原料中 的非淀粉多糖主要是果胶、
《饲料工业》·2011 年第 32 卷第 23 期
专题论述
发酵豆粕生产工艺的最新研究进展
姚 琨 李兆勇
摘 要：豆粕是畜牧业中的优质的植物蛋白原料，且氨基酸组成合理，但其中存在的多种抗营养
因子，降低了畜禽对豆粕的吸收和利用。利用微生物发酵法制备发酵豆粕一方面可以降解大分子蛋白
质生产小肽，同时生成多种微生物及酶、酸、维生素、大豆异黄酮等多种活性因子；另一方面可以消除
活性，使蛋白质消化率下
2%
降；造成胰腺补偿性肿大， 脲酶活性法 ELISA 法。
消化吸收功能失调，出现腹
泻，机体生长受抑制
在有水的情况下，将尿素
—
分解为氨和二氧化碳，
GB/T 8622—1988
引起动物氨中毒
可与动物小肠黏膜上皮的
3%
微绒毛表面糖蛋白结合，引
血凝法
起微绒毛的损伤和发育异
常，对蛋白质利用率下降
降，动物蛋白价格高昂使得人们将视线逐渐转向了高
豆 粕 经 过 发 酵 产 生 了 一 减 一 增 的 双 重 功 效 ：一
品质植物蛋白，通过生物技术的使用以及酶制剂在饲 减，是将豆粕中的抗营养因子降解为动物可利用的营
料原料生产加工中的广泛应用等，积极寻求一种新的 养素；一增，是较普通豆粕增加了活菌、肽、氨基酸、活
大分子蛋白 质或糖蛋白