近年，我國(guó)畜牧業(yè)與飼料工業(yè)發(fā)展迅速，畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖量激增，導(dǎo)致飼料用量持續(xù)增長(zhǎng)，人畜爭(zhēng)糧矛盾日益突出。玉米-豆粕型日糧是我國(guó)主導(dǎo)飼糧結(jié)構(gòu)，其中豆粕用量約占原糧的20%以上，占原料總成本的25%以上。中國(guó)是全球最大的大豆進(jìn)口國(guó)之一，2021 年我國(guó)大豆進(jìn)口量約9 652 萬(wàn)噸，主要從美國(guó)、阿根廷和巴西進(jìn)口[1]。我國(guó)大豆年產(chǎn)量約1 640萬(wàn)噸，嚴(yán)重供給不足。此外，2021年為我國(guó)大豆進(jìn)口均價(jià)為554.7 美元/噸，相比2020 年均價(jià)上漲40.79%，豆粕價(jià)格持續(xù)高位振蕩也導(dǎo)致養(yǎng)殖成本激增[1]。因此，尋找營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、成本低的飼料原料代替部分豆粕，成為降低養(yǎng)殖成本、保障養(yǎng)殖效益的關(guān)鍵。

1 雜粕的營(yíng)養(yǎng)成分

雜粕泛指除大豆粕以外的其他餅粕，包括菜籽粕、花生粕、棉籽粕、芝麻粕、葵花粕、亞麻仁粕、棕櫚仁粕、椰子粕、胡麻籽粕、橡膠籽粕和油莎豆粕（油莎豆提取油脂后的副產(chǎn)物）等[2]，具有產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大、成本低等特點(diǎn)，具有廣闊的開發(fā)前景。豆粕與常見雜粕主要營(yíng)養(yǎng)成分如表1所示，棉籽粕、花生粕、芝麻粕和葵花粕的粗蛋白（crude protein，CP）含量與豆粕相近，菜籽粕、亞麻仁粕的CP 含量大約為豆粕的80%左右。此外，不同雜粕中維生素和礦物質(zhì)含量差異較大，且菜籽粕富含鐵、錳、鋅、硒，其中硒的含量為0.15%，遠(yuǎn)高于豆粕（0.06%）[3]；花生粕的B族維生素含量較豐富，其中維生素B2為11.0 mg/kg，遠(yuǎn)高于豆粕（3.0 mg/kg）。

表1 豆粕與常見雜粕主要營(yíng)養(yǎng)成分

2 雜粕飼用中的限制性因素

2.1 抗?fàn)I養(yǎng)因子

飼料抗?fàn)I養(yǎng)因子（antinutritional factors，ANF）普遍存在于植物性飼料中，可影響飼料中蛋白質(zhì)、能量、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，降低畜禽的生長(zhǎng)速度與健康水平等[8]。根據(jù)ANF 功能特性可分為6 大類[9]。

①降低蛋白質(zhì)消化率，如蛋白酶抑制因子、植物凝集素、單寧和皂化物等；

②降低碳水化合物消化率，如淀粉酶抑制劑、酚類化合物和胃脹氣因子等；

③降低礦物質(zhì)和微量元素利用率，如植酸、草酸、棉酚和含硫葡萄糖苷等；

④維生素頡頏物，如雙香豆素、硫胺素酶和脂氧合酶等；

⑤免疫系統(tǒng)刺激物，如抗原蛋白質(zhì)等；

⑥其他ANF，可對(duì)多種營(yíng)養(yǎng)成分利用產(chǎn)生影響，如水溶性非淀粉多糖（non starch polysaccharide，NSP）等。

常見雜粕中的ANF主要包括含硫葡萄糖苷、棉酚、植酸、單寧和蛋白質(zhì)抑制因子等（見表2），其中含硫葡萄糖苷的水解產(chǎn)物硫氰酸酯、異硫氰酸酯和噁唑烷硫酮會(huì)引起機(jī)體甲狀腺形態(tài)學(xué)和功能的變化，進(jìn)而影響畜禽的生長(zhǎng)性能與機(jī)體健康[10]，常見去除方法有微生物解毒、添加外源酶解毒等；棉籽粕中常含有棉酚、植酸和單寧等，其中游離棉酚（free gossypol，F(xiàn)G）是動(dòng)物細(xì)胞、血管和神經(jīng)的毒物，干擾動(dòng)物的正常生理機(jī)能，常見的去除方法有微生物發(fā)酵、堿處理和加熱處理等[11-12]。其他的ANF，諸如植酸、單寧和蛋白酶抑制因子可引起動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率降低，可采用加熱、發(fā)酵和酶解等方法脫除。

表2 雜粕中常見ANF抗?fàn)I養(yǎng)機(jī)理及其去除方法

2.2 氨基酸平衡問(wèn)題

雜粕來(lái)源不同，其氨基酸含量也不盡相同，部分雜粕氨基酸組成如表3所示，可見雜粕氨基酸組成全面，基本包含了豆粕中主要氨基酸，但大多雜粕氨基酸比例不平衡，其中花生粕、棉籽粕和芝麻粕的精氨酸（Arg）含量較高，且花生粕中Arg含量最高，約4.88%。此外，芝麻粕中蛋氨酸（Met）、色氨酸（Trp）含量豐富，且Met含量超過(guò)0.8%，為餅粕類之首；但Lys含量缺乏，僅為豆粕的30%；且Lys 與Arg 比例（0.82∶2.38）嚴(yán)重失衡。

表3 常見雜粕類必需氨基酸含量（%）

Lyon[25]以小鼠為試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯堪l(fā)現(xiàn)芝麻粕的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值（相對(duì)于酪蛋白）只有47%，而添加0.2%的Lys后能提升至94%，添加0.2%Lys+0.1%Leu+0.1%Met能提升至102%。由于豆粕中Lys含量豐富，但Met缺乏，因此在芝麻粕中添加0.4%～0.5%Lys或豆粕可顯著提高家禽的生長(zhǎng)性能[26]。合理利用雜粕的互補(bǔ)性，將多種雜粕搭配，其營(yíng)養(yǎng)水平會(huì)更加均衡，并有利于提高雜粕的養(yǎng)分利用率，改善飼料品質(zhì)，降低飼料成本。

2.3 毒素問(wèn)題

霉菌毒素是由真菌（霉菌）產(chǎn)生的具有毒性的次級(jí)代謝產(chǎn)物，飼料被霉菌和霉菌毒素污染后會(huì)引起飼料變質(zhì)和畜禽中毒[27]。目前常見的霉菌毒素有黃曲霉毒素（aflatoxins，AF）、伏馬毒素、赭曲霉毒素、單端霉曲霉毒素、玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）、丁烯酸內(nèi)酯、展青霉素和嘔吐毒素（deoxynivalenol，DON）等[28-29]。

黃廣明等[30]檢測(cè)從北京、河北等14 個(gè)省（市）收集的飼料及飼料原料樣品，發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素B1（AFB1）超標(biāo)最嚴(yán)重的是棉籽粕、花生粕和菜籽粕等雜粕。

雷元培等[31]采用免疫親和柱-高效液相色譜法檢測(cè)飼料及飼料原料，發(fā)現(xiàn)雜粕中AFB1 的檢出率為100%，ZEN 的檢出率為75%，DON 的檢出率為96.3%。

張勇等[32]采用免疫親和柱-高效液相色譜法檢測(cè)2021年飼料及飼料原料，發(fā)現(xiàn)雜粕AFB1超標(biāo)率最高（14.93%），由此可見，飼料的霉菌污染普遍存在（見圖1），微量的霉菌毒素即可對(duì)畜禽和人造成極大的危害。

豬食入被霉菌污染過(guò)的飼料后易發(fā)生霉菌中毒，輕者會(huì)影響其后期生長(zhǎng)發(fā)育和配種繁殖，并導(dǎo)致機(jī)體免疫機(jī)能下降，嚴(yán)重時(shí)直接導(dǎo)致死亡[28]。因此在使用雜粕時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行霉菌毒素檢測(cè)，并加強(qiáng)防霉和脫毒處理，通過(guò)保障飼料衛(wèi)生與畜禽健康安全最終保障人類食品安全。

圖1 2021年飼料和飼料原料中霉菌毒素組成

2.4 加工方式

目前雜粕多采用溶劑浸提和預(yù)壓浸提等方法進(jìn)行加工，高壓和加熱處理會(huì)導(dǎo)致雜粕中營(yíng)養(yǎng)成分損失、蛋白質(zhì)變性以及氨基酸（特別是Lys）利用率下降[33]，因此在生產(chǎn)中應(yīng)防止過(guò)度熱加工。李波等[33]通過(guò)對(duì)比高溫壓榨與預(yù)壓浸提兩種加工工藝對(duì)菜籽粕化學(xué)組分的影響后發(fā)現(xiàn)，高溫壓榨菜籽餅中粗纖維（crude fibre，CF）、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維及酸性洗滌木質(zhì)素的含量顯著高于預(yù)壓浸提菜籽粕。

此外，雜粕CF 含量與制油過(guò)程中的脫殼程度相關(guān)，未脫殼雜粕CF 含量普遍較高，有效能值低，如棉籽粕中CF 含量為17%，帶殼壓榨的葵花粕CF含量達(dá)30.7%[34]。雜粕中CF 過(guò)高不易被單胃動(dòng)物消化利用，反而稀釋了雜粕本身的養(yǎng)分濃度，同時(shí)也影響了其他養(yǎng)分的消化吸收，表現(xiàn)出抗?fàn)I養(yǎng)作用[35]。

3 雜粕的提質(zhì)增效技術(shù)

3.1 發(fā)酵

微生物發(fā)酵技術(shù)在消除雜粕中ANF 及提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面已有較多的研究。Zhang等[36]采用莢膜假絲酵母ZD-1、熱帶假絲酵母ZD-3、釀酒酵母ZD-5、土曲霉ZD-6、米曲霉ZD-7 或黑曲霉ZD-8 發(fā)酵棉籽粕后發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵可以顯著降低棉籽中的FG水平，其中熱帶假絲酵母菌ZD-3發(fā)酵后的FG含量最低，脫毒率達(dá)94.6%。

Qin等[37]研究發(fā)現(xiàn)，在豬生長(zhǎng)育肥全期（65～162 d）用普通棉籽粕替代10%的豆粕時(shí)可顯著降低生長(zhǎng)性能，而用發(fā)酵棉籽粕（fermented cottonseed meal，F(xiàn)CSM）替代15%的豆粕時(shí)，對(duì)生長(zhǎng)性能無(wú)顯著不良影響，同時(shí)可降低單位增重的飼料成本，其原因可能是棉籽粕經(jīng)微生物發(fā)酵后，ANF 明顯減少。同時(shí)，脫毒發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生大量的益生菌，可改善腸道健康。

丁超等[38]采用FCSM替代日糧中25%和50%的豆粕，發(fā)現(xiàn)50%替代豆粕組的生長(zhǎng)豬單位增重成本最低，25%替代組次之，即用FCSM替代部分豆粕不影響生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能，還顯著降低了飼料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。大量研究證明，發(fā)酵具有脫酚、提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、降低ANF等有害物質(zhì)的功能（見表4）[39]，同時(shí)，發(fā)酵能夠產(chǎn)生大量的益生菌和生物活性物質(zhì)，促進(jìn)腸道健康。

目前發(fā)酵工藝在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究已取得較好的成果，但微生物來(lái)源廣泛，其脫毒機(jī)制尚未完全闡明，開發(fā)綠色高效的微生物發(fā)酵源以及優(yōu)化發(fā)酵生產(chǎn)工藝可能是未來(lái)微生物脫毒技術(shù)的研究重點(diǎn)。

表4 發(fā)酵改善雜粕品質(zhì)及機(jī)制

3.2 加酶處理

酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)，飼用酶制劑按其特征及作用可分為兩大類：①外源性消化酶，包括蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等[10-41]，具有促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化與吸收等功能[42]；②外源性降解酶，包括纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、β-葡聚糖酶和植酸酶等[43]，具有提高飼料轉(zhuǎn)化率與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、提高動(dòng)物生產(chǎn)性能、消除飼料中ANF 和增加雜粕可利用性等作用。

敖翔等[44]以50 kg 生長(zhǎng)育肥豬為研究對(duì)象，研究在棕櫚仁粕飼糧中添加碳水化合物酶（α-半乳糖苷酶105 000 U/g、蛋白酶2 300 U/g、β-甘露聚糖酶12 000 U/g）對(duì)豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化率和肉品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與未添加酶組相比，添加1 kg/t碳水化合物酶顯著提高了生長(zhǎng)豬的料重比以及干物質(zhì)和總能的表觀消化率，改善了生長(zhǎng)性能，但對(duì)肉品質(zhì)無(wú)顯著影響，其原因可能是碳水化合物酶降解了棕櫚仁粕中的NSP，從而提供了更多的能量。

占秀安等[45]研究雙低菜籽粕及復(fù)合酶制劑在肥育豬中應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)，相比對(duì)照組，添加0.03%復(fù)合酶制劑組（纖維素酶10 000 IU/g、木聚糖酶6 000 IU/g、甘露聚糖酶5 000 IU/g、蛋白酶12 000 IU/g）肥育豬飼糧干物質(zhì)和總磷的表觀消化率分別提高了3.49%和32.53%（P＜0.05）。

Zhan 等[46]同樣發(fā)現(xiàn)，相比對(duì)照組，添加0.03%酶制劑（纖維素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶及蛋白酶）使生長(zhǎng)豬血清游離三碘甲腺原氨酸水平提高了17.01%，血清免疫球蛋白IgG、IgM 和補(bǔ)體C3、C4 含量分別提高了12.59%、20.59%、36.18%和24.00%（P＜0.01），原因與酶降解了雙低菜籽粕中的NSP、含硫葡萄糖苷和芥酸等ANF有關(guān)。由于酶對(duì)底物選擇的專一性，酶制劑的應(yīng)用效果與飼料組分、動(dòng)物消化生理特點(diǎn)等有密切關(guān)系（見表5），因此使用酶制劑時(shí)應(yīng)根據(jù)飼料組成、畜種及其年齡等因素而定。

表5 酶制劑改善雜粕品質(zhì)及其機(jī)制

表6 擠壓膨化工藝改善雜粕品質(zhì)及其機(jī)制

3.3 擠壓膨化

擠壓膨化是在水分、熱量、機(jī)械能和壓力等因素的綜合作用下形成的高溫、短時(shí)的加工過(guò)程，可分為干法膨化與濕法膨化[53]。物料在擠壓膨化過(guò)程中，可使淀粉煳化、蛋白質(zhì)變性、破壞ANF 和殺菌脫毒等[54-55]。

倪海球等[55]發(fā)現(xiàn)擠壓膨化處理后棉籽粕中FG含量降低了87.85%；在生長(zhǎng)豬飼糧中分別添加5%、10%和15%的膨化棉籽粕相比添加未處理棉籽粕顯著提高了生長(zhǎng)豬的總抗氧化能力（T-AOC）；在育肥期，與未處理棉籽粕組相比，飼糧中添加10%、15%和20%膨化棉籽粕可顯著提高育肥豬的免疫球蛋白、三碘甲腺原氨酸和四碘甲腺原氨酸數(shù)量，表明擠壓膨化處理能顯著降低棉籽粕中ANF的含量，顯著提高育肥豬的免疫能力與生長(zhǎng)性能。

同時(shí)，倪海球等[56]研究擠壓膨化加工對(duì)菜籽粕中ANF 含量以及膨化菜籽粕（Expanded rapeseed meal，ERSM）對(duì)生長(zhǎng)育肥豬生長(zhǎng)性能的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，與菜籽粕相比，ERSM 粗脂肪和干物質(zhì)含量顯著升高，含硫葡萄糖苷和植酸等ANF含量顯著降低；當(dāng)添加量為6%時(shí)，飼喂ERSM 的生長(zhǎng)豬CP、粗脂肪和干物質(zhì)的表觀消化率均顯著高于飼喂菜籽粕組。根據(jù)表6可知，擠壓膨化能夠降低雜粕中的ANF含量，提高飼料的適口性及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高雜粕的利用率，其原因可能是擠壓膨化過(guò)程中的高溫、高壓和膨脹作用破壞了植物的結(jié)構(gòu)，釋放出部分被包圍、結(jié)合的可消化物質(zhì)，并使不能被消化的纖維素發(fā)生部分降解。因此合理利用擠壓膨化技術(shù)能顯著改善雜粕品質(zhì)，是雜粕提質(zhì)增效的有效手段。

4 小結(jié)與展望

雜粕因其具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、產(chǎn)量大、成本低等特點(diǎn)，具有替代豆粕的巨大潛力。同時(shí)，雜粕在動(dòng)物生產(chǎn)中的一系列應(yīng)用研究充分證實(shí)了其替代豆粕的可行性。但雜粕由于種類繁多、成分復(fù)雜，在生產(chǎn)應(yīng)用中仍然存在一系列問(wèn)題，如抗?fàn)I養(yǎng)因子、氨基酸平衡、霉菌毒素超標(biāo)等。

因此，針對(duì)上述問(wèn)題，未來(lái)研究建議從以下幾方面開展：

①系統(tǒng)優(yōu)化微生物發(fā)酵、多酶復(fù)合水解和擠壓膨化等預(yù)處理加工工藝，消除雜粕抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高其適口性和養(yǎng)分消化率，實(shí)現(xiàn)對(duì)雜粕的提質(zhì)增效；

②針對(duì)不同類型的雜粕，應(yīng)在畜禽不同生長(zhǎng)階段明確其適宜用量，建立標(biāo)準(zhǔn)；

③明確雜粕預(yù)處理過(guò)程中主要營(yíng)養(yǎng)素的變化規(guī)律，建立基于“預(yù)處理工藝參數(shù)—抗?fàn)I養(yǎng)因子—養(yǎng)分利用度—?jiǎng)游锷a(chǎn)性能”的精準(zhǔn)加工技術(shù)體系。通過(guò)提高雜粕的飼用價(jià)值與應(yīng)用比例，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)豆粕的減量替代，從而減少對(duì)進(jìn)口大豆的依賴，最終保障我國(guó)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)：略 作者：楊元森 邱彬航 張 爽 祁 晨 成世哲 施傳信 喬漢楨 王金榮]