菜粕是一种营养价值接近豆粕的植物性蛋白质原料，它的蛋白质含量约为35%~42%，与豆粕相比存在明显的价格优势，是一类极具开发潜力的蛋白质资源。但是菜粕的品质容易受到加工过程的影响，过热处理时氨基酸特别是赖氨酸的含量和有效性受到严重的损害，而加热不足时则可能含有硫代葡萄糖甙、丹宁、植酸、芥子碱等抗营养因子，使其在饲料工业中的应用受到限制，因此，如何去除菜粕中的抗营养因子及毒素是菜粕推广利用的首要问题[1]。国内外的研究人员对菜粕脱毒方法的研究由来已久。近年来，微生物发酵法用于去除菜粕的抗营养因子和毒素，并取得很好的效果，为目前降低玉米-豆粕型饲料配方成本提供了一条新思路。
1发酵菜粕的概述
发酵菜粕是在一定的温度、湿度等条件下，选择利用一种或几种微生物菌种对菜粕进行发酵处理，然后经过相应的干燥、粉碎等一系列处理过程而制成的新型植物性蛋白质原料。发酵处理后的菜粕在适口性和营养利用率方面都有明显改善[2]。发酵菜粕通常采用固态发酵方法，固态发酵是指在几乎甚至是没有自由流动水存在的状态下，在有一定含水量的水不溶性基质中，用一种或多种微生物进行生物反应的过程。
2发酵菜粕的营养价值
菜粕的营养价值丰富全面，根据不同的油脂提取工艺，它的营养价值也不尽相同。一般来说菜粕的粗蛋白质含量在35%~45%之间，其中的90%~91%属于可消化蛋白质，菜粕中含碳水化合物24%~30%、粗脂肪2%~3%、纤维素81%~90%、灰分4.5%~5.2%、消化能11.2~12.3MJ/kg、代谢能9.95~10.99MJ/kg。另外菜粕还含有丰富的矿物质元素，其中钙、铁、锌、硒、镁、锰的含量比豆粕高，磷含量是豆粕的2倍，微量元素硒含量是植物性蛋白原料中含量最高的。菜粕的氨基酸组成比较均衡，限制性氨基酸含量很低，几乎没有，富含赖氨酸和含硫氨基酸。菜籽蛋白具有较好的功能特性，其吸水性很高，吸油性、起泡性和乳化性较好，因此在营养质量方面菜籽蛋白甚至可和酪蛋白相媲美。
3影响发酵菜粕作用效果的因素
菜粕的发酵过程受到多因素影响，工艺参数不同，产品各项指标均有差异，主要影响因素有如下几种。
3.1菌种的选择
不同微生物自身的代谢功能不一样，故使用不同的微生物做菌种，发酵出来的产物质量也有所不同。在发酵菜粕生产过程中，既可使用单一菌种进行纯发酵，也可根据不同需求使用混合菌种进行发酵。刘军等（2007）对菜粕进行单菌株发酵，结果表明，解脂假丝酵母、米曲霉、少根霉、白地霉等单菌均能大幅度降低菜粕中的硫苷含量。王永红等（2009）用短小芽孢杆菌与嗜麦芽糖寡养单胞菌两种混合菌来发酵菜粕，使菜粕的游离氨基酸和小肽含量得到提高，蛋白水解度达到13.1%，总氮相对损失控制在0.5%之内。
3.2料水比
不同的料水比对发酵饲料pH、干物质回收率、乳酸含量、菌种数量变化等影响不一。邱鑫等（2005）分析含水量对发酵菜粕品质的影响发现，含水量45%、60%的菜籽粕发酵后硫苷降解效果明显好于含水量30%的菜籽粕。另外，陆豫等（2007）研究结果发现，料水比在1∶2时，对发酵菜粕品质效果影响最好。
3.3发酵时间
随着发酵时间的延长，菜粕中抗营养因子和毒素逐渐减少，但时间过长则会造成菜粕中营养成分损失过多，影响发酵效果。周世宁等（1999）用曲霉R10发酵菜粕24h发现，菜粕脱毒率仅有30%。而Rakariyatham等（2002）研究结果表明，发酵时间越长，菜粕里的硫苷被降解的越多，当发酵时间为60和96h时，硫苷被彻底降解。刘永萍（2012）研究表明，在发酵过程中，既要缩短生产周期，又要保证良好脱毒效果，所以发酵菜粕的时间不能过长。
3.4发酵工艺
目前，发酵菜粕的工艺包括深层发酵与浅层发酵两种。深层发酵主要适用于大批量机械化生产，以前期好氧、中后期兼性厌氧型菌种发酵为主，物料厚度在30～100cm。浅层发酵主要适用于小批量生产，如需大批量生产，则需要较大的发酵面积，以好氧型菌种发酵为主，物料厚度一般低于5cm。
4发酵菜粕的特性
发酵菜粕具有成本低、安全可靠、抗营养因子低、易被动物利用等优点，越来越受到人们的关注，有以下几种特性。
4.1成本低且更加安全可靠
菜粕较豆粕价格存在明显的优势，应用菜粕代替部分豆粕可降低原料成本，提高经济效益。与其他处理方法相比，微生物发酵法不需要任何物理性加热或添加任何化学添加剂，在生产过程中更加安全和环保，在饲料应用方面更安全可靠。
4.2蛋白质消化利用率得到提高
微生物发酵过程中可分泌多种蛋白酶，这些蛋白酶能使菜粕中大分子蛋白质分解成小肽，甚至分解为氨基酸。刘爱华等（2007）用枯草芽孢杆菌发酵菜粕，结果发现菜粕中原有的蛋白水解度提高了。邱鑫等（2005）用凝结芽孢杆菌和圆孢芽孢杆菌混合发酵，7d后菜粕中部分大分子蛋白质被降解成小肽。王永红等（2009）用混合菌种发酵菜粕，发酵6d后菜粕蛋白水解度及游离氨基酸含量达到最高水平。
4.3抗营养因子含量低
经过微生物发酵能钝化一些菜粕中的抗营养因子，如硫葡萄糖苷、单宁、芥酸等。余勃等（2009）研究发现，菜粕经过发酵后，硫葡萄糖苷含量由发酵处理前的120mmol/kg降低至16.3mmol/kg，虽然菜粕经固态发酵后可去除大部分毒素和抗营养因子，但是无法做到彻底消除。
4.4氨基酸含量较高并且其结构比较合理
菜粕本身就含有丰富的赖氨酸，同时它还含有丰富的含硫氨基酸，这正是豆粕所缺少的。经过发酵后菜粕中原有的部分大分子蛋白质被降解成小肽、氨基酸，使其总氨基酸含量更高，且氨基酸结构更合理。
4.5发酵条件相当温和
用物理或化学法处理菜粕，会使其蛋白质发生变性。采用微生物发酵菜粕不需要高温高压下进行，只需常温常压下即可。
5发酵菜粕在畜禽生产中的应用
菜粕经过微生物发酵后，某些抗营养因子及毒素在一定程度上得到降解甚至消除，此外大分子蛋白质也会降解为小肽，使之具有优质肽营养特性的蛋白源，提高畜禽对饲料营养的利用率。有研究试验表明，在畜禽饲料中用适量的发酵菜粕代替普通豆粕，可改善畜禽生长性能，提高饲料转化率。
5.1猪
在猪饲粮中用适量发酵菜粕代替普通豆粕，能提高饲料转化率，促进猪生长，并能降低饲料成本。葛向阳等（2013）在肥育猪饲料中用发酵菜粕代替豆粕的试验表明，该发酵菜粕产品对提高日增重和饲料转化率均有显著效果，经济效益明显。蔡仁贤等（2013）在小猪配合饲料中，用发酵菜粕等量代替8%的豆粕，补充部分人工合成氨基酸，结果既降低了肉猪的增重成本，又不影响猪的生长性能。景义峰等（2012）在肥育猪饲粮中用发酵菜粕代替8.50%的豆粕，结果发酵菜粕组的猪在日增重方面比对照组提高15.87%，料重比降低15.36%，并降低了肥育猪的饲养成本。司马博锋（2012）用菌种对菜粕、棉粕复合蛋白质原料进行发酵，然后用发酵复合蛋白质饲料对生长阉公猪生产性能进行研究，结果表明，在生长猪饲粮中添加12.04%固态发酵复合蛋白与添加13.34%的发酵前复合蛋白相比，可以提高其日采食量、日增重及饲料转化率。吴明文等（2010）用发酵菜粕代替断奶仔猪饲粮中的普通豆粕，结果发现，发酵菜粕组的仔猪饲料转化率提高，料重比比对照组降低10.53%，日增重比对照组提高4.35%，腹泻率降低3.02%。张宗舟（2003）用100%的发酵菜籽饼和普通菜籽饼等量替代饲粮中的豆粕饲喂肥育猪，结果表明，用发酵菜籽饼替代豆粕的试验组在日增重、料重比、屠宰性能方面与对照组相比差异均不显著，但未发酵的菜籽饼组的试验猪出现肝脏、甲状腺、胰腺重量均显著增大症状，其中肝脏中还出现多处出血斑。
5.2禽
国内外也有很多试验研究表明，饲粮中用发酵菜粕代替普通豆粕对鸡生产性能、饲料转化率、经济效益等产生积极的效果。刘清兰等（2008）用固态发酵菜粕替代5%～15%的豆粕时，肉鸡肝脏指数的变化不明显，但随着固态发酵菜粕比例的增加，肉鸡的甲状腺指数有升高趋势，但在统计上无显著差异，因此，肉鸡饲粮中用固态发酵菜粕代替5%~15%的豆粕对肉鸡的甲状腺和肝脏均无显著影响。蒋玉琴等（2001）在三黄鸡饲料中添加不同水平的发酵菜粕，饲喂30d后进行屠宰试验，取其肝脏和甲状腺做切片分析，研究发现，发酵菜粕组的鸡群中肝脏和甲状腺依然保持完整，并未发生病变，结果表明，发酵菜粕可以作为肉鸡饲料配方中的新型蛋白质原料部分代替豆粕，降低饲料的生产成本。李吕木等（2010）[21]用发酵菜粕以1/3、2/3和3/3比例替代对照组肉鸭饲粮中的豆粕，结果表明，发酵菜粕能促进肉鸭肌肉中蛋白质的沉积，提高肉鸭肌肉中肌苷酸的含量，随着发酵菜粕替代豆粕比例的增加，肌肉中各游离氨基酸的含量和总量也呈升高趋势。陈国营等（2011）研究表明，发酵菜粕部分代替豆粕后能够增加饲料中有益微生物数量，减少有害微生物数量，同时还能增加粪便中有益微生物数量，并且用发酵菜粕代替4%～8%的豆粕对海兰褐蛋鸡蛋品质方面有一定程度的提高。
5.3水产动物
菜粕中的抗营养因子易造成水产动物肝脏超负荷，甚至有损肝脏，影响其健康。由于发酵菜粕抗营养因子得到降解，在饲料中添加有利于水产动物生长性能，提高经济效益。孔丽等（2011）用3%和6%两个梯度的复合氨基酸粉、发酵菜粕和发酵棉粕等量替代异育银鲫鱼料中的鱼粉、菜籽粕和棉籽粕，结果表明，用6%发酵菜粕等量替代菜粕，能显著提高异育银鲫的生长性能以及对氨基酸的吸收效果。
6小结
综上所述，发酵菜粕是一种新型的植物性蛋白质原料，能促进动物生长，提高饲料转化率，降低饲料成本，提高猪场经济效益。今后应对不同种类的发酵菜粕的添加效果、影响发酵菜粕作用效果的因素及发酵菜粕的利用技术等问题进行系统的研究，这为规范饲料市场和扩大发酵菜粕产业化提供了保证。
（广西大学动物科学技术学院，吴先华，郑林强，何若钢；广西弘康畜牧有限公司，陆愈忠）
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