■Hans H.Stein

(伊利诺斯州立大学动物科学系，美国乌尔班纳61801)

1 玉米副产物

玉米粉可直接用于饲喂动物，也可用于生产工业用品和食品，比如：乙醇、玉米油、玉米甜味剂、玉米淀粉以及玉米糁等。然而，只有一部分的玉米用以生产这些产品，并且在生产过程中会产生一些可用于动物饲养的副产品，这些副产品的组分取决于生产主要产品时所采用的加工工艺，即干粉碎、湿磨或干磨（NRC，2012）。

1.1 干粉碎加工后的副产物

干粉碎工艺主要用于乙醇工业生产，乙醇生产过程中产生的主要副产品包括干酒糟及其可溶物(DDGS)、高蛋白脱水酒精糟(HP-DDG)和玉米胚芽。乙醇是由发酵玉米中的淀粉而来，因此，通过干粉碎加工获得的副产品中淀粉含量一般较低，但包含了大部分的玉米纤维、玉米蛋白和玉米油。为测定这些副产物的成分和营养价值，研究人员进行了大量的实验，其中，有些实验报告中详细描述了各副产物的营养价值 (Stein等,2009;Stein,2012)。一般来说，DDGS和玉米胚芽的消化能和代谢能含量与玉米相似(Guo等，2004;Pedersen等，2007;Stein等，2009)，而HPDDG的消化能和代谢能却高于玉米。在一些乙醇工厂，在可溶物与玉米酒糟混合之前，先撇去其中的一些油，因此，DDGS脂肪的含量为6%～9%，而不是通常的10%～12%。但是，这对消化能和代谢能的浓度影响并不明显 (Ren等，2011;NRC,2012)。另外，还可以采用溶剂萃取法对DDGS进行抽油，从而生产出低脂DDGS产品，其中脂肪含量少于5%，消化能和代谢能也大大低于常规的DDGS(Jacela等，2011;Anderson 等，2012)。

干粉碎工艺得到的副产物的氨基酸（AA）消化率略低于玉米，在某些情况下，由于加工过程中的热损耗，赖氨酸消化率明显低于玉米(Fastinger等,2006;Pahm等，2008;Kim等，2012)。由于DDGS和HP-DDG加工过程中被发酵，磷的消化率普遍较高；而玉米胚芽没有被发酵，磷的消化率与玉米差异不大(Widmer等，2007;Almeida等,2012)。

1.2 湿磨工艺的副产物

湿磨工艺产生的主要副产物包括玉米蛋白粉、玉米蛋白饲料和玉米胚芽粕。玉米蛋白粉是一种高蛋白原料，它是通过去除玉米中淀粉、胚芽和一些纤维而得(Stock等，2000)。该产品含60%以上的粗蛋白（CP），但与其它玉米蛋白原料一样，赖氨酸和色氨酸含量较低。因此，玉米蛋白粉在猪日粮中不常用，但是如果能正确平衡必需氨基酸，仔猪日粮中玉米蛋白粉的含量可至少达到15%(Mahan,1993)，而生长肥育猪日粮玉米蛋白粉的含量可以高达30%。玉米蛋白粉的代谢能高于玉米中的代谢能(Guo等，2004;Anderson等，2012;Ji等，2012)，必需氨基酸的含量也同样比玉米高(Almeida 等，2011;Ji等，2012)。

玉米蛋白饲料是高纤维原料，是玉米去除淀粉、蛋白和胚芽而来。粗蛋白浓度为10%～25%，AA消化率与玉米类似(Almeida等，2011)。然而，不同批次原料的营养价值可能会发生一些变化，猪饲粮中也通常不包括玉米蛋白饲料。但是,人们相信生长育肥猪日粮中至少可以添加20%的玉米蛋白饲料，而在妊娠母猪日粮中添加量甚至可以达到30%(Honeyman等，1991)。玉米蛋白饲料AA的消化率与玉米没有差异(Almeida等，2011)，但消化能却低于玉米(Anderson等，2012)。

玉米胚芽粕是由玉米胚芽去油后的产品。该产品具有高浓度的纤维(＞30%的 NDF)，并且包含22%～24%的粗蛋白。AA的消化率略低于玉米(Almeid等,2012)，但是,由于玉米胚芽粕含有高浓度的纤维和低浓度的脂肪，使得消化能和代谢能低于玉米粒(NRC,2012)。然而，与其他大多数湿磨工艺玉米副产物一样，玉米胚芽粕中磷的消化率高于玉米。玉米胚芽粕对妊娠母猪来说是一个很好的原料，至少可以在妊娠母猪日粮中添加40%。对生长育肥猪而言，日粮中添加量达到38%也不会降低平均日增重，但日粮中消化能和代谢能的下降将降低饲料转化效率(Weber,2010)。

1.3 干磨加工副产物

玉米麸是干磨工艺的主要副产物，包括部分玉米，这些玉米是生产玉米糁和玉米粉后剩下的(Larson等,1993;Stock等,2000)。与大多数其他玉米副产物相比，玉米麸淀粉的浓度相对较高(＞50%)，而粗蛋白、脂肪和纤维与玉米含量类似(NRC,2012)。玉米麸的消化能和代谢能也类似于玉米，但AA的消化率低于玉米(Almeida等,2011)。在日粮氨基酸平衡的情况下，玉米麸可以取代任何猪日粮中至少50%的谷物。

2 大豆加工副产物

目前应用于饲料工业的大豆产品包括大豆新品种加工而成的产品，以及应用于大豆或豆粕的新的加工技术加工而来的产品。大豆新品种是由修饰大豆基因的生物技术(“转基因”大豆)或传统的植物育种技术改良而来的(Stein等,2008)。利用生物技术的基因改造主要是通过插入足底草甘膦耐受基因，进而修改大豆输入特性(抗农达大豆，抗草甘膦大豆，RR大豆)，而传统的植物育种技术主要用于提高输出特性(Parsons,2000)。修改大豆的输入特性并不改变大豆和大豆粕的成分和营养价值(Cromwell等,2002)。相反，输出特性的修改可以改变大豆的成分以及豆粕的营养价值(Cervantes-Pahm等,2008;Baker等,2009)。同时，酶的添加或常规豆粕的发酵可以导致豆粕成分和营养价值的改变(Cervantes Pahm等,2010;Goebel等,2011b;Rojas等，2012a)。最近已公布常见大豆产品的组成以及消化能和养分的浓度(NRC,2012)。

2.1 传统豆粕和挤压压榨豆粕

大多数的大豆都是通过去皮、压榨，然后通过溶剂萃取法去油。由此产生的豆粕被作为猪日粮的蛋白源，由于全球饲料工业的AA需求迅速增加，大豆产量的增加速度也比世界上其他农业作物增加速度要快(Goldsmith,2008)。传统的去皮豆粕含大约47.5%的粗蛋白，但如果大豆并没有在压榨之前去皮的话，由此产生的豆粕只含42.5%的粗蛋白(NRC,2012)。为了消除胰蛋白酶抑制剂的负面影响，豆粕像所有其他大豆副产物一样需要被热处理。未经热处理的豆粕大约含35个单位的胰蛋白酶抑制剂，但是通过正确处理后，通常能减少至4个单位以下(Goebel等,2011a)。可用尿素酶测试来确定热处理是否适当，当尿素酶试验中pH值的升高幅度小于0.20时，表明热处理是适当的(NRC,2012)。然而，应该注意不要过度加热豆粕，因为过热会导致赖氨酸和其他必需氨基酸的消化性降低(Gonzales-Vega等，2011)。过热的豆粕加工将导致赖氨酸和粗蛋白的比率下降。如果赖氨酸和粗蛋白比率高于6.0，很大程度上说明豆粕的热加工是合理的，但是，如果这个比值小于6.0时，表明豆粕加热过度，有热损害(Gonzales-Vega等,2011)。

大豆油也可以通过压榨技术从大豆中提取，由于压榨提取的效率低于溶剂萃取，导致豆粕的脂肪含量为5%～8%。为了灭活胰蛋白酶抑制剂，大豆通常在压榨油之前被挤压，因此，把制成的豆粕称为“挤压压榨豆粕”(Woodworth等,2001;Baker等,2009)。挤压压榨豆粕AA的消化率与传统豆粕没有差异。通常情况下，挤压压榨豆粕并没有去皮，因此，挤压压榨豆粕NDF和ADF的含量比传统豆粕的要高(NRC,2012)。因此，尽管挤压压榨豆粕有更高的脂肪含量，但消化能和代谢能并不比传统豆粕高(Baker等，2009)。

2.2 高蛋白和低寡糖大豆制成的豆粕

传统的大豆含有大约35%的粗蛋白和19%的粗脂肪，但是，近年来为了提高大豆粗蛋白含量，已选育出粗蛋白含量为45%～48%的高蛋白大豆(Cervantes-Pahmand Stein等，2008;Baker等，2010)，同时，也筛选出已降低低聚糖含量的大豆。与传统豆粕相比，由这些新品种大豆生产的豆粕含有更多的粗蛋白和更少低聚糖(Baker等，2009;Baker等,2010)。高蛋白质和低寡糖大豆加工的豆粕中AA和能量的消化率都与传统的豆粕没有差异(Baker等，2009)。然而，与传统豆粕相比，由于这些高蛋白或低寡糖的豆粕有更高的AA含量，所以可消化AA的含量也更高。由于低寡糖豆粕中低聚糖浓度更低，与传统豆粕相比，仔猪日粮对低聚糖豆粕的耐受性有望更高。

2.3 酶处理和发酵豆粕

传统的去皮豆粕含5%～7%的蔗糖，6%～8%的低聚糖和大豆抗原，但是，对大豆进行酶处理或发酵处理，低聚糖和抗原可能会被清除。在酶处理和发酵条件下，蔗糖和低聚糖都会被清除，其他营养物质的浓度也会随之增加，这些豆粕的粗蛋白含量为53%～55%CP(Hong 等，2004;Yang 等，2007)。之所以去除寡糖，是因为仔猪对寡聚糖的耐受性不高(Li等，1990)，而经过酶处理或发酵后，豆粕的寡聚糖会被清除，从而提高它在仔猪日粮中的含量(Jones等，2010;Kim等,2010;Yan等,2012)。酶处理或发酵豆粕AA的消化率等于或大于传统豆粕AA的消化率(Goebel等，2011b)。然而，发酵能水解豆粕的一些肌醇六磷酸（植酸）键，与传统豆粕相比，发酵豆粕或酶处理豆粕中的植酸结合磷的浓度更低。因此，酶处理豆粕和发酵豆粕磷的消化率比传统豆粕的消化率高(Goebel等，2011b;Rojas等，2012a)。

2.4 大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白

大豆浓缩蛋白是通过化学的方法去除传统去皮豆粕中水溶性和脂溶性的非蛋白质成分得到的(Endres,2001)。作为大豆浓缩蛋白，必需至少含有65%的粗蛋白(干物质基础)(Endres,2001)。大豆浓缩蛋白AA的消化率比传统豆粕高(Cervantes-Pahmand Stein,2008)。与酶处理豆粕和发酵豆粕一样，大豆浓缩蛋白不含寡聚糖，因此，它可以取代仔猪日粮中的动物蛋白源(Lenehan等,2007;Yang等,2007)。

大豆分离蛋白也是由传统的去皮豆粕通过清除大部分的碳水化合物得到的，大豆分离蛋白粗蛋白的浓度高于90%(干物质基础)(NRC 2012)。大豆分离蛋白AA的消化率与酪蛋白相同(Cervantes-Pahmand Stein等，2010)，但由于产品的成本相对较高，所以大豆分离蛋白通常不被添加到猪的商业日粮中。

3 浮萍、微藻类和单细胞蛋白

3.1 浮萍

浮萍(浮萍属)是一种小的水生植物，能自由漂浮生长在广阔的水域上(Archimede等,2011;Radic等,2011)。它们是植物家族浮萍科(Archimede等,2011)，包含35%～40%的粗蛋白(Olorunfemi等,2006;Hasan等，2009)，收割后被脱水的浮萍属植物可以添加到家禽和鱼的日粮中 (Haustein等,1994;Bairagi等,2002)。然而，浮萍的蛋白质也可以被提取，生产出浮萍浓缩蛋白，约含68%的粗蛋白。与传统豆粕相比，浮萍属浓缩蛋白必需AA的含量更高，但磷的浓度则更低(Rojas等，2012b)。当喂猪时，浮萍属浓缩蛋白AA的消化率与传统豆粕接近，而磷的消化率更高，消化能和代谢能也没有差异(Rojas等，2012b)。

提取蛋白后剩下的植物组织是一种高纤维产物，该产物的成分含量类似于苜蓿草粉。该产物叫做浮萍粉，主要用于喂养奶牛。然而，浮萍粉也可以用于饲喂妊娠母猪。对于浮萍浓缩蛋白和浮萍粉来说，有必要开展实验来评估它们作为猪日粮成分对猪生产性能以及胴体品质等的影响。

3.2 微藻类

近几年，每年全球微藻类的产量估计约为10 000公吨干物质(Becker,2007)。由于一些种类的微藻类含有超过20%的粗脂肪以及生物柴油使用量的增加，让我们对微藻类的生产产生了兴趣，由此我们预计微藻类产量在将来肯定会增加。微藻类的种类超过30 000种，而我们仅搞清了几百个微藻类的化学成分(Christaki等,2011)。研究表明，不同种类的微藻类养分浓度有明显差异，但很多种类中粗蛋白的含量都高于50%(干物质基础)。微藻类蛋白质的AA组成类似于大豆蛋白(Christaki等,2011;Skrede等,2011)。微藻类在猪饲料中的AA消化率尚无数据，但实验已证实，当用于饲喂貂时，AA的消化率低于豆粕，不过品种间差异也很大(Skrede等,2011)。微藻类的脂质包括高浓度的多不饱脂肪酸和ω-3脂肪酸，这些脂肪酸有助于改善动物健康(Christaki等,2011)。 灰分含量相对较高(15%)，但磷的浓度和消化率尚且不知。同样，也缺乏猪对于微藻类消化能和代谢能的研究报道。然而，已有研究表明，添加2%微藻类的断奶仔猪日粮对仔猪生产性能没有负面影响(Grinstead等,2000)，同时育肥猪饲喂添加了微藻类的日粮时，猪肉内的长链多不饱和脂肪酸含量增加(Marriot等,2002;Sardi等,2006)。

3.3 单细胞蛋白

单细胞蛋白指细菌蛋白，该细菌主要以甲醇或甲烷作为底物。该蛋白的蛋白含量为40%～70%，有较高浓度的必需氨基酸。然而，该蛋白中有高达19%的核酸蛋白，这一核酸蛋白限制了蛋白的利用率，但对猪而言，如此高浓度的核苷酸似乎并不会产生负面影响(Øverland等,2010)。通过分离其中的含有最大核苷酸的片段，可以减少该蛋白的核苷酸浓度。单细胞蛋白的AA消化率略低于豆粕和鱼粉(Skrede等,1998)。

单细胞蛋白磷的浓度为1%～2%，消化率高于75%(Kim等，2010)。由于存在更高浓度的乙醚提取物，单细胞蛋白的总能高于玉米和豆粕。然而，单细胞蛋白的能量消化率低于豆粕，其消化能和代谢能与豆粕没有差异(Hellwing等，2007；Kim等，2010)。

虽然有关单细胞蛋白添加到猪日粮的研究信息还很缺乏，但是单细胞蛋白添加到断奶仔猪日粮用以代替鱼粉的可能性是存在的；只是需要进行生产实验来验证这一点，以便充分评估该原料。