毛宏祥，宋 鹏，胡 杰，朱宏娟

丰益（上海）生物技术研发中心有限公司，上海 200137

0 引言

牧场母犊的品质直接决定了整个牛群的发展趋势，所以要求培育的犊牛要品质优、成活率高、生长速度快、周期短[1]。由于犊牛的免疫系统不完善，非常容易受环境和营养应激的影响（包括突然断奶、环境变化和饲料中的抗营养物质），易使犊牛患病和生长受阻。研究发现，犊牛阶段的瘤胃发育[2]和健康状况与成母牛的产量、疾病的发生率和使用年限关系较大[3]，因此牧场的管理者对犊牛的营养和健康越来越重视。

近些年，随着国家禁止抗生素在养殖中的使用，犊牛腹泻问题长期困扰着牧场，部分单产水平较高的牧场也会出现该现象，造成较高的犊牛死淘率，对处于快速发展的国内养殖形势造成很大的影响。研究发现，豆粕经过微生物发酵后（即发酵豆粕），抗营养因子可以得到充分的降解，大分子蛋白质也会被降解成小肽和氨基酸，同时还会产生益生菌、有机酸和消化酶等多种有益代谢产物，有利于犊牛的消化吸收[4]。此外，发酵豆粕所含的益生菌和有机酸对于改善犊牛肠道健康，降低腹泻率，减少生产中抗生素的使用等均有积极意义[5]。本文就豆粕经过发酵后带来的营养价值及在犊牛上的应用进行综述，旨在为发酵豆粕在犊牛生产上的应用提供参考。

1 发酵背景

豆粕是大豆榨油之后的副产品，相比其他植物性原料，粗蛋白质含量较高，氨基酸结构和组成相对均衡，是一种优质的植物性蛋白原料。由于国内限制动物性蛋白原料在反刍动物中使用，加上豆粕适口性好，供应非常稳定，相比其他植物性蛋白原料营养价值高、消化率好，故豆粕成为当前反刍动物不可或缺的蛋白原料，但也存在些许不足，其含有多种抗营养因子，最主要的抗营养因子为胰蛋白酶抑制因子、大豆抗原蛋白和大豆凝集素[6]。胰蛋白酶抑制因子和大豆凝集素属于热不稳定抗营养因子，经过高温处理后这两类抗营养因子绝大部分可以被消除，残留较少，对幼龄动物影响较小，但是大豆抗原蛋白属于热稳定抗营养因子，普通的热处理不能进行有效破坏，残留较多[7]，对幼龄动物影响较大，是导致幼龄动物腹泻最为主要的原因之一[8]，故需要经过其他的方式进行破坏。目前能有效破坏豆粕中抗原蛋白的方法是微生物发酵，这也是市场上最常用的方法之一，同时随着行业的发酵技术相对成熟，豆粕经过微生物发酵后可以进一步提高其营养价值[9]。

2 发酵豆粕的营养价值

豆粕经过微生物发酵后，可以带来以下营养价值的改变。

（1）降低抗营养因子

微生物发酵过程中会产生大量的蛋白酶、纤维素酶等，可对豆粕中抗营养因子进行降解。杨玉娟等[10]对国内不同批次豆粕和发酵豆粕抗营养因子做了详细的分析，结果显示，发酵豆粕中的抗营养因子显著低于豆粕，这与周天娇等[11]研究结果一致，说明豆粕经过微生物发酵后，抗营养因子水平会降低。

（2）产生有机酸

豆粕经过发酵后会产生有机酸等风味物质，可以增加原料的适口性。有机酸以乳酸、乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸为主。研究发现，不同菌株产酸的类型不一样。枯草芽孢杆菌发酵的豆粕呈酱香味，以好氧发酵为主，不产生酸或产生极少量的酸；乳酸菌发酵的豆粕具有酸香味，以产生乳酸为主[12]。

（3）营养成分的变化

微生物可以将豆粕中的大分子蛋白降解为小分子蛋白（小肽）和氨基酸，同时微生物也会利用原料中的碳水化合物来维持自身的生长需求，故豆粕当中碳水化合物的含量会降低，从而增加了粗蛋白质的含量[13]，包括碱溶蛋白（氢氧化钾溶解度）含量的增加。碱溶蛋白是评定豆粕加工适宜程度的方法，溶解度过高被认为是加热过度，溶解度过低被认为是加工温度过低，豆类产品中的脲酶等抗营养因子消除不掉[14]。而发酵豆粕是将提油加工后的成品豆粕发酵，碱溶蛋白在发酵豆粕中不再代表豆粕的生熟度，更多地反映豆粕的微生物降解程度和烘干（温度）对豆粕的影响。

（4）其他未知因子

发酵豆粕在微生物发酵的过程中除了降低抗营养因子、产生有机酸和提高豆粕的营养成分外，还会产生一些未知的生长因子和免疫因子，同时还会保留一些微生物和酶的活性，有利于提供动物的生产性能和抗病能力[15]。

3 发酵豆粕在犊牛上的应用

（1）提高干物质采食量，增加断奶日增重

犊牛的饲养质量直接影响后备牛的培育，对成母牛体型的形成、采食粗饲料的能力以及之后的泌乳和繁殖性能都有着重要的影响[16，17]。犊牛断奶后颗粒料采食量和日增重是评估犊牛饲养质量的两个重要指标，在牛奶饲喂量一定的情况下，颗粒料的采食量与犊牛断奶日增重成正比例关系。在国内，大多数牧场犊牛颗粒料的采食量决定了犊牛的断奶时间，部分犊牛会因为颗粒料采食量达不到要求（至少1.2 kg以上）而推迟断奶，从而影响了犊牛的生长发育。另外，高颗粒料采食量可以减少犊牛断奶应激，增加犊牛后期瘤胃发育以及生长性能，从而影响该牛只终身产奶量。

豆粕经过发酵后风味发生了变化，适口性增加，从而可以增加犊牛采食量。王晓平等[18]将39 头犊牛随机分为3 组，分别为对照组、8%发酵豆粕组和12%发酵豆粕组（发酵豆粕全部替换豆粕），研究结果显示，发酵豆粕替代豆粕后可以增加犊牛采食量，替代量越多，采食量越高，犊牛日增重效果越明显。王福慧等[1]在犊牛阶段使用发酵豆粕替代膨化大豆，不仅降低了饲养成本，同时增加了犊牛采食量和断奶日增重，说明发酵豆粕可以提高犊牛干物质采食量，增加断奶日增重。

近些年，热应激严重影响了荷斯坦牛的生产性能以及机体各营养物质的代谢能力，导致奶牛健康状况下降[19]。随着牧场管理人员对热应激重视程度的增加，泌乳牛单产得以不断提高，但是往往会忽视了热应激对犊牛的伤害，导致犊牛采食量、日增重和免疫力等急剧下降，对牧场造成一定的经济损失。因此，在夏季热应激期间，通过使用发酵豆粕等风味较好的原料，可以增加犊牛干物质采食量，提高犊牛断奶日增重，从而提高犊牛阶段的饲养质量。

（2）提高饲料消化率，改善牛舍环境，增加犊牛体高、胸围和体长

体高、胸围和体长是评估犊牛后期生长发育的重要指标。体高和体重是牧场繁殖配种的重要指标，较高的体高和体重可以降低后备牛参配日龄，培育健康状况良好的后备牛；增加胸围可以增加犊牛及后期成母牛的干物质采食量，增加成母牛的粗饲料消化能力，从而保证成母牛更加健康，延长成母牛的使用时间，提高牧场的经济效益。

豆粕经过微生物发酵后，消除了大部分的抗营养因子，提高了干物质、粗蛋白以及氨基酸的消化率[20]。高的饲料消化率以及干物质采食量的增加，均可以增加犊牛体高、胸围和体长。Rezazade等[21]研究表明，犊牛颗粒料中使用发酵豆粕可以提高饲料的转化效率，增加犊牛的体高、胸围和体长，这与王福慧等[1]的研究结果一致。与此同时，高的饲料消化率也可以提高饲料中氮的利用效率，减少环境中氮和硫的排放，进而减少环境中氨气、甲烷和含硫气体的产生，提高犊牛舍空气的新鲜度，降低犊牛呼吸道疾病。

（3）改善肠道健康，减少肠道疾病，改善水便和稀便等问题

犊牛腹泻问题是饲养过程中最常见的疾病之一，单产水平较高的牧场也会出现该现象，特别是抗生素全面停用后，进一步加大了犊牛腹泻的比例，加上其他的一些因素，如断奶后牧场各种应激，造成犊牛较高的死淘率。

犊牛的腹泻分为病毒性腹泻和营养性腹泻。病毒性腹泻由病毒引起，主要与饲养环境关系较大，而营养性腹泻最为主要的原因是营养物质在肠道内的异常发酵和抗营养因子的免疫应答作用，特别是豆粕中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白，是造成犊牛腹泻最为主要的原因[7]。豆粕经过发酵后，大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白等抗营养因子减少，并产生多种有机酸和益生菌，对犊牛肠道菌群的调控和免疫应答有较大的益处，可以降低犊牛腹泻的发生率。Kim等[22]研究表明，当发酵豆粕替代5%的豆粕后，犊牛粪便评分平均下降0.10（粪便评分越低越好），健康评分平均下降0.99（健康评分越低越好），犊牛的粪便评分和健康状况均得到了改善，死淘率也降低，这与王福慧等[1]研究结果一致，说明发酵豆粕可以改善肠道健康，减少犊牛腹泻的发生率。

（4）提高免疫应激能力，降低断奶应激

新生犊牛的自身免疫系统在功能上不成熟，其体液免疫系统不能对外来入侵的抗原产生有效的反应，导致犊牛必须从外界摄取免疫球蛋白来抵抗疾病和应激[23]。众所周知的初乳饲喂流程就是补充免疫球蛋白必不可少的措施。另外，在犊牛饲养阶段，也需要向犊牛提供优质的蛋白质，让机体合成更多的免疫球蛋白，以抵抗外界的应激。

发酵豆粕中优质蛋白质的含量显著高于豆粕，如小肽的含量，为机体合成免疫球蛋白提供了有力条件。研究表明，小肽相比氨基酸的吸收速度更快，且各类肽之间转运无抑制性和竞争性，可以避免相互竞争，加快蛋白质的合成和沉积等作用[24]，为机体合成免疫球蛋白提供更好的条件。Kim等[25]研究发现，发酵豆粕还可以降低犊牛中性粒细胞/免疫球蛋白的比例，从而降低犊牛断奶应激，这可能是由于发酵豆粕中存在其他一些不确定的免疫因子，可以进一步增加机体的免疫能力，降低断奶应激和犊牛死淘率。

（5）提高犊牛颗粒料硬度，促进瘤胃的发育

瘤胃是犊牛的“发酵罐”，瘤胃发育程度直接影响到后期成母牛生产性能的发挥[26]。研究表明，犊牛仅采食液体饲料会显著降低瘤胃重量和容量，并抑制瘤胃乳头生长和肌肉结构发育[27]，因此，尽早饲喂犊牛颗粒料对瘤胃发育至关重要。颗粒料的硬度是评估颗粒料质量的一个重要指标，颗粒料硬度越高，对瘤胃乳头的刺激作用越明显[28]，因此，好的犊牛颗粒料不仅营养水平要好，而且颗粒料硬度也要高。当前为了提高犊牛颗粒料的硬度，营养师通常会添加次粉或大麦等黏合性较高的原料，但这些原料的消化率相对较差，降低了犊牛颗粒料的养分利用率。豆粕是犊牛颗粒料中使用最多的蛋白原料，但饲料厂为了降低电耗和损耗，往往豆粕不经粉碎直接制作颗粒，影响了颗粒料硬度，而发酵豆粕经过粉碎后，颗粒粒度较细，替代豆粕后不仅能增加营养水平，还能增加犊牛颗粒料的硬度。

犊牛出生后以皱胃和小肠吸收葡萄糖获取能量，随着机体发育，以挥发性脂肪酸提供能量成为瘤胃发育成熟的标志。研究表明，犊牛阶段添加外源的短链脂肪酸可以促进瘤胃发育[29]。赵会利等[30]研究发现，在犊牛的日粮中添加丁酸盐可以促进瘤胃发育。Beiranvand等[31]在犊牛的日粮中添加丙酸盐，结果显示，对瘤胃的发育有促进作用，但促进作用有限。相比丙酸和乙酸，丁酸在瘤胃上皮能更快地通过离子交换和扩散作用被吸收，转化为酮体，为上皮细胞提供能量，故发酵豆粕中的短链脂肪酸不仅可以为机体提供能量，还可以进一步促进瘤胃的发育。

4 小结

豆粕中的胰蛋白酶抑制因子、抗原蛋白和大豆凝集素等抗营养因子影响犊牛健康和生长性能，常规的热处理等对抗营养因子（特别是抗原蛋白）的降解有限。而微生物发酵生产的发酵豆粕可以有效降解豆粕当中的抗原蛋白，并产生有机酸、小肽和未知的生长因子，利于犊牛肠道健康，降低犊牛断奶应激，改善犊牛粪便成型度，提高犊牛断奶日增重，促进瘤胃发育，故发酵豆粕在犊牛上应用前景广泛。