豆粕质量

豆粕的质量SoybeanMealQuality作者RobertA.Swick博士(美国大豆协会新加坡办事处)SW1--03豆粕的质量SoybeanMealQuality作者RobertA.Swick博士美国大豆协会新加坡办事处译者秦崇德上海市农业科学院畜牧兽医研究所前言大豆在中国日本和印度尼西亚用于人类食物已有数百年的历史了在所有各种类型的食物中大豆是需要通过烹制或发酵的方法进行加工的首次将生大豆喂给动物的尝试是不成功的动物的生长性能比不上饲喂其它蛋白质源的动物Osborne和Mendel1917发现如果大豆在喂给动物之前先行加热就可取得良好结果据发现加热能使大豆中可干扰消化作用的一些称为蛋白酶抑制因子的物质发生变性现在全世界饲用蛋白质饼粕类市场上豆粕所占的份额昀大大大超过了大豆在人类食物中的用量据估计2001年全世界的豆粕产量为116百万吨Mielke2001总贸易额约为230亿美元豆粕的价值主要取决于其粗蛋白含量豆粕的粗蛋白含量一般为4050%这在所有的购买合同中都有说明还很重要的是豆粕的水分粗纤维灰分二氧化硅粗脂肪等的含量以及尿素酶活性和蛋白质溶解度销售商出售时标明的粗蛋白含量若与客户收货时的粗蛋白分析值不相符合购销之间就会发生争议一批豆粕通常都经过不止一家实验室的分析而这些实验室可能分别代表加工企业调查公司饲料厂等等许多时候还在大学和官方实验室中进行分析对质量不均一的一批货中采集的样品进行分析时得出的关于这一批货的质量数据会出现误差这常被看作是买主分析结果和卖主分析结果不相符合的原因不同的实验室即使采用相同的方法进行分析所得的结果也会有差异产生实验室误差的常见原因包括技术不良没有测定和报告水分含量缺乏合格的参照标准等等本文的目的是介绍用于豆粕质量测定的各种方法以及这些方法对动物生产性能和企业盈利的影响近似分析近似分析是一种历史悠久的标准分析方法该法采用一些简单的化学技术来区分营养物质和非营养物质其分析的对象是干物质粗蛋白乙醚提取物灰分粗纤维和无氮浸出物干物质干物质的测定需要将饲料或豆粕样品在干燥炉中干燥至恒重测定干物质是极其重要的因为不同批次原料的水分含量都各不相同而这一水分含量从装货时的称重点直到送到实验室进行分析的这一过程中还会发生变化从购买的角度看客户应该只是关注所购不包括水分的养分总重量官方的美国油脂化学家学会AmericanOilChemistsSocietyAOCS对干物质100-水分的分析方法需要将2克样品置于强制通风炉内在130的温度下干燥2小时接着在装有无水硫酸钙的干燥器内冷却若要将以干重为基础的数值还原为原有数值可将干物质百分含量100水分百分含量乘以100例如以干物质计豆粕样品含粗蛋白48%其干燥前的水分含量为12%那么其原来的粗蛋白含量即为488810042.2%要将原有数值转换为以干物质为基础的数值先乘以100再除以当前的干物质含量例如一份豆粕样品含粗蛋白46%含干物质88%以干物质计其粗蛋白含量为100884652.3%要将实验室数值转换为购买数值可将实验室养分值乘以购买的干物质数值再除以实验室干物质数值例如一批豆粕购买时含粗蛋白48%和水分12%饲料厂的实验室对一份有代表性的样品所作分析的结果为含粗蛋白47.5%和水分13%计算方法即为47.5888748结论是样品在分析前从空气中吸收了水分增加了重量但按购买时的干物质水平来计算蛋白质水平是正确的一批货的干物质总重量是极为重要的数据因为这一数据决定了所购的每一种养分的总量饲料厂还应该在对原料称重之前对干物质含量进行测定应该对养分含量进行相应的调整粗蛋白可将饲料样品中的氮含量乘以系数6.25而推算粗蛋白含量该系数是根据大多数蛋白质都含16%的氮而推导出来的所以将饲料中氮的百分含量乘以10016或6.25就可算出粗蛋白的量虽然业已证明对于某些饲料来说这一换算系数并非6.25但这些饲料昀终都按6.25的蛋白质系数进行饲料混合和计算就是在所有的动物饲料中采用这一系数的理由饲料业已经接受6.25为氮含量换算为粗蛋白含量换算系数粗蛋白测定中的主要困难在于并非原料中所有的氮都来自蛋白质或氨基酸有时候会有相当大量核酸之类的非蛋白氮化合物在昀终计算中被作为粗蛋白进行处理原料中可能存在尿素之类的杂物从而增加了原料中的氮含量这样也就增加了原料中的粗蛋白含量所以粗蛋白分析并不能真正告诉我们任何关于氨基酸含量的信息或者关于蛋白质的质和量的信息因此粗蛋白一词绝对适当的我们必须时刻牢记其来源和意义有若干种方法可用以测定原料的总氮含量昀古老也是昀常用的方法就是丹麦化学家JohanKjeldahl在十九世纪中叶发明的凯氏定氮法测定时将饲料样品和一种金属催化剂铜锌硒和或汞一起在硫酸中煮沸这样样品就被完全消化其中所有的有机物都被氧化蛋白质氨基酸和其它含氮化合物中的氮都被转化为铵离子然后将溶液冷却在其中加入碱从而使铵转变为挥发性的氨氨从溶液中蒸馏出来又被捕捉入硼酸溶液中昀后用标准盐酸溶液进行滴定以测定氨水平并以此表示氮水平昀终就表示出了粗蛋白水平样品消化不完全以及或者操作过程中发生氨气逃逸就会导致结果错误Dumas法或称燃烧法是另一种被认可的原料比如豆粕中氮含量测定法该法要采用LECOHewlettPackard等公司生产的仪器其优点是可避免采用凯氏定氮法时会碰到的问题采用燃烧法时样品在高温环境中在氧的作用下蒸发然后以光谱法分析所产气体中的氮这种方法非常精确但在设备上的初始投资很大由表1可见以燃烧法得出的数值常常高于用凯氏定氮法测得的数值这通常是由于采用凯氏定氮法时样品消化不完全的缘故有些环形氨基酸比如色氨酸和酪氨酸很难消化测得的读数很低建议用纯色氨酸或烟酸作为标准来对凯氏定氮法进行标定表1用凯氏定氮法和Dumas燃烧法对豆粕粗蛋白含量测定的比较实验室1实验室2样品凯氏定氮法凯氏定氮法燃烧法146.245.0046.07246.045.8846.56345.845.4546.55446.045.7147.13546.146.3846.73平均46.045.846.6美国大豆协会于1998年检查了不同实验定之间的测定误差从亚洲当地的一家饲料厂获取一份重30千克的美国豆粕样品将其粉碎为细小颗粒并充分混合后分装于小样品袋中送到亚洲和世界其它地方包括美国在内的72家实验室图1显示了每一实验室粗蛋白含量测定报告的差异情况所有结果均已校正为干物质88%从结果中明显可见参试实验室的半数以上都需要对其测定加以改进图1粗蛋白分析值的变异粗纤维粗纤维是饲料业承认在所有的豆粕商业合同中都需要标明的测定项目粗纤维含量是否低于3.5%表明豆粕是否为去皮豆粕粗纤维的测定方法是将提取了脂肪用乙醚提取的样品相继在稀酸和稀碱溶液中煮沸然后进行干燥在马弗炉中燃烧燃烧前后的重量差就是粗纤维这一方法是模拟食物中不可消化的成分在消化道中先经胃酸的作用又经肠道中碱性溶液作用的过程其它纤维测定法比如日粮总纤维酸性洗涤剂纤维和中性洗涤剂纤维能够提供比较准确的不可消化的不溶性纤维的真实含量这些技术与豆粕的代谢能含量有较高的相关度然而粗纤维测定仍然确立了自己在商品饲料业中的地位乙醚提取物乙醚提取物也称为粗脂肪其在饲料中的含量是通过用石油醚对饲料样品进行提取而测定的原始样品和提取后样品之间的重量差就代表了脂肪的含量脂肪水平是豆粕能量含量的重要决定因素豆粕购买合同中应分别列出粗脂肪和粗蛋白的含量尽管脂肪和蛋白质都在饲料配方中具有价值但这两者之间是不可相互代替的根据蛋白脂肪加和含量进行豆粕贸易为供货商提供了较大的误差回旋余地但这对购买者却极为不公除非清楚地了解脂肪和蛋白质的量否则营养师是无法平衡饲料配方的别的脂肪测定法包括酸水解脂肪和总脂肪这些测定值与营养价值的相关度更高因为这些方法将蜡质和磷脂都考虑了进去然而乙醚提取物粗脂肪仍然是贸易中采用的官方分析法灰分灰分即总矿物质含量其测定方法是将样品置于马弗炉中在600温度下燃尽样品中的有机物剩下的灰分即为总矿物质灰分含量可作为样品受土壤污染程度的指标二氧化硅二氧化硅也被称为酸不溶性灰分这并不是近似分析的应有部分只是因为豆粕购买合同中通常都提到其含量并且其与灰分含量有关才在此处提及二氧化硅的测定方法是将灰分样品置于盐酸中以去除可溶性矿物质比如钙盐钾盐和钠盐余下的矿物质主要都是二氧化硅通常情况下豆粕含总灰分57%含二氧化硅12%其量取决于豆皮含量和土壤污染程度无氮浸出物以豆粕总物质的量为100从中减去所有其它物质的量余下的就是无氮浸出物即100%水分%粗蛋白%粗纤维%乙醚提取物%灰分无氮浸出物含量主要代表了淀粉糖类和容易消化的碳水化合物从营养上看无论是粗纤维含量还是无氮浸出物含量都并不非常有意义也是并不准确的度量值同时也并不真正适于用来描述豆粕的可利用能量含量能量家禽和猪饲料中大约25%的代谢能来自豆粕对代谢能进行直接测定既昂贵又费时并且要用活的动物进行必须测定豆粕的总能以及一定量豆粕通过动物体后所产排泄物中的总能同一样品必须经经过多个动物进行测试由于成本高昂并且又费时间大多数饲料公司和豆粕供应商都不作这项测试大多数营养师都不因新买的一批豆粕而修改其计算机数据库中的能量含量值这代表了饲料公司的盈利机会Janssen1989推导出了利用近似分析值的能量含量预测公式用该公式预测豆粕对家禽的代谢能看来相当有效公式为氮校正代谢能ME(n)38.79粗蛋白87.24乙醚提取物18.22无氮浸出物用该公式算得含粗蛋白48%脂肪0.5%粗纤维3.5%灰分5%和水分12%的去皮豆粕中代谢能含量为每千克2490千卡含粗蛋白44%脂肪0.5%粗纤维7.0%和水分12%的非去皮豆粕中代谢能含量为每千克2340千卡这些数值及其分布与表2所列文献报道的数据是一致的因此据建议该公式优于书本数据可为饲料厂采用表2豆粕对家禽的代谢能含量研究者去皮豆粕非去皮豆粕Muztar等1981*25712389Sibbaid,1976*2676-Wolnetz和Sibbald,1984-2330Sibbaid,1977*26712293Dale和Fuller,19872449-Coon等1990-2458Leske等1991-2255-2240Parsons等19922518-RPAN199324052160INRA199025502420ADAS199025032373NRC199423852204平均25182312范围2385267621602458标准差10798所有数值都校正为以88%干物质为基础*用Sibbald(1984)豆粕氮校正真代谢能对真代谢能的比值0.94进行氮校正我们很容易证明了解豆粕的代谢能含量有多么重要我们可将豆粕的代谢能值与某地所用的饲料级脂肪作一比较例如对于一定年产6万吨的饲料厂来说高质量去皮豆粕和非去皮豆粕每千克的代谢能含量相差200千卡则其就将价值93750美元这一数值的前提是假定饲料含豆粕25%而饲料级脂肪的价格为每吨250美元并且其代谢能含量为每千克8000千卡总氨基酸豆粕中的蛋白质由氨基酸的各种多聚体构成蛋白质可取具有代谢功能的酶的形式如脂肪氧合酶或尿素酶也可取种子储存蛋白质的形式如大豆球蛋白和大豆聚球蛋白conglycinin大豆中还含有一种称为胰蛋白抑制因子的蛋白质性物质该物质可抑制蛋白质和植物血凝素的消化从而可能有害于肠粘膜上皮每一种蛋白质都有其自己的20种必需氨基酸和非必需氨基酸比率总的来说大豆蛋白质缺乏蛋氨酸而含比较丰富的赖氨酸可以用氨基酸分析仪来测定所有各种氨基酸的相对量这是一种液相色谱技术要用专门的仪器将饲料中所有的蛋白质组分都水解成单个的氨基酸然后将这样产生的氨基酸溶液强制通过吸附剂从而使其中的不同氨基酸分离开来并一种一种地从吸附柱末端洗提下来然后用指示剂和紫外线检测仪测定每一种氨基酸的浓度了解豆粕中的氨基酸含量是非常有用的因为这样一来营养师就可按照动物的氨基酸需要量来进行饲料配合了这样就比按照固定的蛋白质水平配合日粮更为有利因为按照固定蛋白质水平进行日粮配合时日粮氨基酸含量不是过量就是不足只有昀大的饲料公司才值得花钱在自己的实验室内添置一台氨基酸分析仪幸运的是很