棉粕和脫酚棉籽蛋白在單胃動物生產中的應用研究進展

李志青，劉尚航，李 浩，劉 湘，劉 念，張 旭，馬曉康

（湖南農業大學動物科學技術學院，湖南長沙 410128）

目前，我國畜牧生產中作為主要蛋白質原料的大豆嚴重依賴進口。2019 年中國大豆實際進口量0.85 億t。如何開發新型原料及高效利用現有蛋白原料是我國畜牧業可持續發展必經之路，也是目前研究的熱點問題。我國是世界第一產棉大國，棉籽是棉花加工后的主要副產物，是一種優質的植物蛋白資源。棉籽蛋白質含量較高，2019 年產量近0.75 億t。棉粕是棉籽榨油后的副產物，氨基酸含量豐富，已在畜牧生產中得到廣泛應用。然而，棉酚等抗營養因子含量較高，限制了棉粕在畜牧生產中的應用，經過脫酚處理得到的脫酚棉籽蛋白，可有效提高棉粕的利用率。本文綜述了棉粕和脫酚棉籽蛋白的營養價值及其在單胃動物生產中的應用，旨在為棉粕蛋白資源的進一步開發與高效利用提供參考。

1 棉粕和脫酚棉籽蛋白的營養價值

1.1 常規養分 棉粕和脫酚棉籽蛋白的常規營養成分如表1 所示。棉粕中粗蛋白質、無氮浸出物、粗纖維和中性洗滌纖維的平均含量為44.47%、22.28%、16.25%和26.87%。較棉粕而言，脫酚棉籽蛋白的粗蛋白質、粗脂肪和無氮浸出物含量分別提高了15.22%、400%、9.11%；粗纖維和中性洗滌纖維分別降低了54.58% 和32.30%，經液-液-固萃取處理后的棉粕其游離棉酚的含量從602 mg/kg降到了360.00 mg/kg；生長豬消化能和雞代謝能分別提高了5.89%和6.48%。

表1 普通棉粕、脫酚棉籽蛋白的常規營養成分（干物質基礎）

1.2 氨基酸組成與標準回腸可消化氨基酸 棉粕中的氨基酸包含10 種必需氨基酸和8 種非必需氨基酸。我國普通棉粕與脫酚棉籽蛋白豬標準回腸可消化氨基酸含量如表2 所示。

表2 普通棉粕、脫酚棉籽蛋白豬標準回腸可消化氨基酸 %

2 棉粕的脫酚處理

飼料成分中的大多數抗營養因素對氨基酸消化率有不利影響。棉粕中含有較多的抗營養因子，如棉酚、單寧、植酸、環丙烯脂肪酸等，其中游離棉酚對動物的健康狀況與生產性能影響最大。

游離棉酚是棉籽副產品中的主要抗營養因子，屬于一種天然的倍半萜烯類化合物，包含活性醛基和羥基，兩者易與其他物質發生各種化學反應而對動物產生抗營養性或毒性。棉酚攝入量過多，不但會影響飼料中氨基酸和礦物質的利用效率，還會對動物的心肌功能和繁殖能力產生影響。不同動物對棉酚含量耐受性的差異也在一定程度上限制了棉粕在飼料配方中的利用率。有研究表明，當飼料中棉酚的含量達到5%或者更多時會對動物機體產生不同程度的毒害作用。我國《飼料衛生標準》（GB13078-2017）中規定，以飼料干物質計，棉粕中游離棉酚允許量應小于1 200 mg/kg。在生長育肥豬配合飼料中棉酚含量應小于60 mg/kg；在肉用仔雞、生長雞配合飼料中應小于100 mg/kg；在產蛋雞配合飼料中應小于20 mg/kg。為了減少棉粕中游離棉酚的含量，可用物理方法（濕熱法、萃取法等）、化學方法（如硫酸亞鐵法、氨化法等）、生物方法（微生物發酵等）等對棉粕進行脫酚處理，利用物理方法脫酚處理效果較好但伴隨有美拉德反應，導致棉粕蛋白質流失使棉粕變黑；利用化學方法脫酚不僅影響棉粕適口性，而且蛋白質的營養價值也會隨之降低；相比于前兩種脫酚方法，利用生物方法脫酚效果較好。有研究表明，在30℃下用熱帶假絲酵母ZD-3 與黑曲霉ZD-8 復合固體發酵處理棉粕48 h 后，脫酚率可達90%，底物中粗蛋白質和氨基酸水平均有不同程度增加。采用生物方法、物理方法和化學方法對棉粕進行脫酚處理，脫酚率分別為92%、82%和45%。

3 棉粕及其脫酚棉籽蛋白在單胃動物上的應用

3.1 棉粕及其脫酚棉籽蛋白在豬生產中的應用 生長育肥豬在飼喂棉粕時用量不能大于20%，在飼喂種豬時棉粕的用量須在5%以下。經過不同處理的棉粕在豬生長的各個階段均有不同應用。敖維平等用4%或6%的棉粕替代生長育肥豬日糧中的豆粕，對豬的生長性能無明顯影響。關紅民等分別用2%、6%、9%的發酵棉粕替代保育豬、生長豬、育肥豬基礎日糧中的豆粕，3 個生長階段豬的生長性能均顯著提高，健康狀況明顯改善。沈輝等研究發現，用發酵棉粕替代或部分替代仔豬飼料中的魚粉，仔豬平均日增重提高15.37%，飼料利用率提高12.10%，腹瀉率降低16.7%。倪海球等研究表明，飼糧中添加15%～20% 棉粕能顯著提高生長育肥豬的生長性能、抗氧化功能、免疫能力和營養物質表觀消化率。

脫酚棉籽蛋白在質量上與豆類蛋白相當，是一種質優價廉的新型蛋白質飼料，且經物理方法脫酚的棉籽蛋白在豬飼料中的應用較為廣泛。周維仁等的試驗結果表明，在生長豬配合飼料中添加21.5%的經液-液-液-固植物萃取技術處理的脫酚棉籽蛋白，在豬生長性能方面的效果與優質豆粕相似。倪海球等用簡單T-型瘺管法比較普通棉粕與新型棉籽蛋白（濕法擠壓膨化加工處理）的營養價值發現，新型棉籽蛋白的蛋白質含量、氨基酸含量、氨基酸和蛋白質消化率顯著提高，粗纖維含量降低；總氨基酸、總必需氨基酸和粗蛋白質的消化率顯著提高，賴氨酸的消化率極顯著提高。李敏等研究表明，在滿足豬主要營養水平的情況下，日糧中添加4%～6%脫酚棉籽蛋白對豬的生長性能、肉品質和血液生化指標無影響。劉耕等也研究發現，在生長豬日糧中添加14.7% 脫酚棉籽蛋白對15～35 kg 生長豬生長性能和血清生化指標無不良影響。

3.2 棉粕及脫酚棉籽蛋白在家禽生產中的應用 棉粕在生長雞飼糧中的用量不能大于20%，產蛋雞的飼喂量應控制在5%以內，且在飼喂棉粕時應保證飼料中賴氨酸含量充足。植物蛋白資源的品質直接影響家禽的健康狀況和肉制品質量，經過發酵處理的低酚棉粕能減少肉雞脂肪沉積，改善腸道健康，可作為肉禽飼料中一種較為理想的植物蛋白質來源。章雙杰等研究發現，在揚州鵝育肥期飼糧中使用5%棉粕不影響肉鵝的生長發育。魏蓮清等在1 日齡科寶肉雞日糧中添加不同比例的發酵棉粕，試驗組肉雞0～3 周齡的耗料增重比顯著降低，生長性能得到改善。Hе 等研究表明，在蛋雞日糧中添加9.8%脫酚棉粕時，蛋雞的飼料轉化率最佳，對蛋雞的產蛋性能、蛋品質和蛋雞健康無不良影響。Niе 等研究表明，發酵棉粕能明顯提高肉雞平均日增重及日糧干物質、粗蛋白質、粗灰分、其他營養物質的消化率，肉雞腹部脂肪沉積明顯減少。Niu 等也有類似的發現，在肉雞飼料中添加6%發酵棉粕能夠有效降低肉雞腹部脂肪和皮下脂肪的沉積，肉品質得到明顯改善。李毅等研究表明，日糧中添加15%發酵棉粕不會對產蛋雞的生產性能和蛋品質產生負面影響。Sun 等研究發現，在黃羽肉雞日糧中添加適量發酵棉粕可改善黃羽肉雞的健康狀況，飼料的利用效率明顯提高。發酵棉粕部分替代豆粕可增加肉仔雞盲腸中乳酸菌等有益菌的含量，可以提高肉仔雞胃腸道的健康程度，進而提高肉仔雞對飼料的消化能力。

在家禽生產中，飼料中蛋氨酸的含量尤為重要。蛋氨酸缺乏會影響整個飼料中其他氨基酸的利用率，導致飼料利用率降低。脫酚棉籽蛋白中蛋氨酸的含量較高，是較為優質的家禽飼料來源。王開麗研究發現，在保證黃羽肉雞飼料中代謝能、粗蛋白質、蛋氨酸水平一致，賴氨酸和蘇氨酸水平相當的情況下，用脫酚棉籽蛋白部分或全部替代豆粕，能有效提高黃羽肉雞的生長性能與屠宰性能。脫酚棉籽蛋白雖然質優價廉，但長期使用會對蛋雞產生累計致毒作用。何濤研究發現，在海蘭褐蛋雞日糧中添加16% 脫酚棉籽蛋白，飼喂周期在6 周時不影響蛋雞生產性能和蛋品質，當飼喂周期達到12 周時引起蛋雞生產性能下降，蛋清品質變差。

4 小結與展望

綜上所述，棉粕和脫酚棉籽蛋白的粗蛋白質含量高，氨基酸種類豐富，在單胃動物生產中應用廣泛。采用物理和生物等方法可去除一部分棉酚等抗營養因子，可提高棉粕和脫酚棉籽蛋白在動物生產中的利用率。棉粕和脫酚棉籽蛋白在替代常規飼料、改善畜禽健康狀況和畜產品品質等方面發揮著重要作用。值得注意的是，不同動物種類、生長階段和不同棉粕品質，其飼養效果具有很大差異。因此，確定棉粕和脫酚棉籽蛋白在不同動物、不同生長階段最適宜的添加量；如何將不同脫酚方法有機結合，最大程度降低棉酚等抗營養因子含量將成為今后研究的熱點。我國棉籽產量巨大，如果提高棉粕和脫酚棉籽蛋白在動物生產中的利用效率，不僅可以改善當前蛋白質資源匱乏的局面，而且對于我國畜牧業發展具有良好的推動作用。