隨著我國(guó)飼料工業(yè)的快速發(fā)展,蛋白質(zhì)飼料資源越來越短缺,特別是豆粕和魚粉等蛋白原料價(jià)格大幅上漲,給畜禽飼養(yǎng)帶來了很大的成本壓力。開發(fā)利用非常規(guī)蛋白飼料資源替代豆粕和魚粉等蛋白飼料成為當(dāng)務(wù)之急。谷氨酸菌體蛋白(又稱味精菌體蛋白)是味精生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品,是谷氨酸生產(chǎn)菌生產(chǎn)谷氨酸經(jīng)分離、干燥、磨粉后制成的一種單細(xì)胞蛋白,含有豐富的蛋白質(zhì)和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),目前我國(guó)谷氨酸菌體蛋白年產(chǎn)量可達(dá)上百萬噸(趙曉芳,2003)。谷氨酸菌體蛋白含有豐富的蛋白質(zhì)、核酸、糖類及維生素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),具有非常廣闊的開發(fā)前景,開發(fā)利用菌體蛋白,不僅可以緩解我國(guó)蛋白質(zhì)飼料短缺現(xiàn)象,還可以避免資源浪費(fèi),降低養(yǎng)殖成本,減輕對(duì)環(huán)境的污染,對(duì)企業(yè)降本增效和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。本文綜述了谷氨酸菌體蛋白的生產(chǎn)工藝、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用,為其在畜牧養(yǎng)殖中更廣泛的應(yīng)用提供參考。
1 谷氨酸菌體蛋白生產(chǎn)工藝
谷氨酸菌體蛋白是味精發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的副產(chǎn)品,呈粉末狀,其顏色因發(fā)酵過程中使用的糖質(zhì)原料不同而不同,通常為灰白色至土黃色或褐色,蛋白質(zhì)含量高,但因提取工藝的不同,還是有很大的差異(50%~75%),具特有微香,無異臭。目前其提取工藝主要有三種,分別為:從味精發(fā)酵液中直接提取、等電廢液中提取和等電離交廢液中提取,其中以等電離交廢液中提取最為常用(樓良旺等,2015)。主要提取方法有高速離心分離法、加熱沉淀法、超濾膜法、絮凝沉淀法和氣泡捕集法等,其中以絮凝法最為常用。

谷氨酸菌體蛋白營(yíng)養(yǎng)成分含量受發(fā)酵工藝和原料的不同而有差異。營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)如下:①粗蛋白質(zhì)含量高,但其中真蛋白含量較低,真蛋白/粗蛋白的比率大多低于80%;②氨基酸含量高但比例不平衡,谷氨酸含量最高,可提高飼料的鮮味,具有誘食作用;胱氨酸含量最低;多數(shù)氨基酸含量低于魚粉中相應(yīng)的氨基酸含量,但略高于或相當(dāng)于豆粕中氨基酸的含量。③含有豐富的B族維生素、酶、未知促生長(zhǎng)因子、礦物質(zhì)和碳水化合物,谷氨酸菌體蛋白是發(fā)酵后的產(chǎn)物,富含有益菌、酶類(輔酶A、輔酶Q等)等,有助于提高飼料效率;④不含抗?fàn)I養(yǎng)因子和藥物殘留,無副作用,是一種綠色飼料添加劑。
粗蛋白質(zhì)含量70.1%、粗脂肪4.3%、粗灰分和粗纖維含量較低,分別為3.1%和0.3%,見表1。孫興達(dá)等(2014)對(duì)內(nèi)蒙某味精廠的谷氨酸菌體蛋白樣品進(jìn)行檢測(cè),粗蛋白含量可達(dá)75%,真蛋白含量為55%,總能22.18MJ/kg,豬消化能17.47MJ/kg,不同生產(chǎn)廠家影響其氨基酸和總氨基酸含量,具體氨基酸含量見表2。不同地區(qū)的味精菌體蛋白的雞表觀代謝能值差異較大,最高12.08MJ/kg,最低6.04MJ/kg,可能與蛋白質(zhì)的質(zhì)量和氨基酸的組成不同有關(guān)。

3 谷氨酸菌體蛋白在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用
3.1 豬
豬基本上不能利用非蛋白氮。王莉等(2008)報(bào)道,谷氨酸菌體蛋白含有大量非蛋白氮(2929~3672mg/L),主要是因?yàn)槲毒l(fā)酵廢液中含有高濃度的NH3-N,而目前從味精廢液中提取谷氨酸菌體蛋白的提取技術(shù),又很難避免目標(biāo)菌體蛋白不含有非蛋白氮,這就是谷氨酸菌體蛋白的粗蛋白含量高,而真蛋白/粗蛋白比率低的原因。白志明等(2006)研究在日糧中添加2%、3%和4%的谷氨酸菌體蛋白對(duì)浙江嘉興雜交豬的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)用3%~4%味精菌體蛋白飼喂生長(zhǎng)豬后,試驗(yàn)組豬群食欲旺盛,豬群表現(xiàn)安靜,活動(dòng)次數(shù)比對(duì)照組少,豬體皮毛細(xì)短油亮,皮膚紅潤(rùn)而光滑,可以提高其日增重,降低料肉比。但因谷氨酸菌體蛋白本身的特性導(dǎo)致其適口性差,影響采食量,所以在生長(zhǎng)豬飼糧中要控制好其添加比例。劉磊等(2009)研究味精菌體蛋白替代飼糧中20%、40%、60和80%豆粕對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能的影響,用20%的味精菌體蛋白代替中大豬日糧中的豆粕,對(duì)其生長(zhǎng)性能等各個(gè)指標(biāo)均無顯著差異,但可降低育肥豬的飼料成本,建議在豬日糧中豆粕替代比例不超過20%。綜上所述,在豬日糧中添加谷氨酸菌體蛋白值得推廣應(yīng)用,能降低飼料成本,又可以為緩解當(dāng)前蛋白質(zhì)資源短缺提供一條新途徑。
3.2 雞
谷氨酸菌體蛋白粗蛋白質(zhì)含量高,營(yíng)養(yǎng)豐富,在家禽中具有較高的飼用價(jià)值。研究表明,肉雞日糧中添加10%的菌體蛋白,與玉米-豆粕型日糧相比,對(duì)提高肉雞的采食量、日增重?zé)o顯著性,但可以顯著降低料肉比,降低腹瀉率(柯祥軍等,2007)。李夢(mèng)云等(2009)評(píng)估了味精菌體蛋白對(duì)雞蛋白質(zhì)和氨基酸利用率的影響,試驗(yàn)選用豆粕和玉米蛋白粉作比較,研究表明:味精菌體蛋白的蛋白質(zhì)和氨基酸利用率低于豆粕和玉米蛋白粉。選用TiO2為外源指示劑研究了味精菌體蛋白粉在肉仔雞中的能量和回腸氨基酸的表觀消化率,結(jié)果表明:肉仔雞對(duì)味精菌體蛋白粉中4種限制性氨基酸的回腸末端表觀消化率分別為:賴氨酸(44.45±0.04)%、蛋氨酸(64.66±0.11)%、蘇氨酸(4:16±0.04)%、胱氨酸(90.12±0.03)%;肉仔雞對(duì)味精菌體蛋白粉中17種氨基酸的回腸末端表觀消化率平均值為(48.23±0.62)%。表明肉仔雞對(duì)味精菌體蛋白粉中能量和氨基酸的利用率均較低。
3.3 反芻動(dòng)物
段鵬杰(2017)研究了不同谷氨酸渣添加水平(1.5%、3%和4.5%)對(duì)秦川牛肉用新品系(以下簡(jiǎn)稱“秦川肉牛”)生長(zhǎng)發(fā)育、血液生化指標(biāo)、產(chǎn)肉性能、肉質(zhì)性狀和養(yǎng)殖效益的影響。結(jié)果表明:添加谷氨酸渣可以促進(jìn)肉牛生長(zhǎng),提高飼料利用率和養(yǎng)殖效益,并對(duì)肉牛的健康、產(chǎn)肉量及牛肉品質(zhì)沒有不良影響,以3%的添加水平為宜。
孫宇等(2010A)評(píng)定了日糧中添加5%和15%的味精菌體蛋白對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響。結(jié)果表明:夏季奶牛日糧中添加味精菌體蛋白替代日糧中部分蛋白質(zhì)飼料,可促進(jìn)奶牛粗飼料采食量的增加,減緩熱應(yīng)激造成的產(chǎn)奶量下降幅度,且對(duì)牛奶品質(zhì)的影響不大。本試驗(yàn)只探討了添加5%和15%比例,具體合適的添加比例還有待進(jìn)一步研究。另外孫宇等(2010B)還評(píng)定了味精菌體蛋白對(duì)初生荷斯坦?fàn)倥IL(zhǎng)指標(biāo)和健康狀況的影響,結(jié)果表明:味精菌體蛋白適口性強(qiáng),可改善犢牛采食情況;斷奶前、后不同階段的犢牛料中可添加5%、15%味精菌體蛋白,其中5%時(shí)犢牛生長(zhǎng)表現(xiàn)穩(wěn)定。
4 小結(jié)
谷氨酸菌體蛋白粗蛋白質(zhì)含量高,營(yíng)養(yǎng)豐富,在畜禽生產(chǎn)中具有較高的飼用價(jià)值,既可以充分利用蛋白資源節(jié)約成本,又可以較少浪費(fèi)較低環(huán)境污染。但其在目前實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中相對(duì)較少,主要原因可能是對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)估還不夠系統(tǒng),尤其是味精生產(chǎn)的原料、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)水平以及味精菌體蛋白的提取工藝、提取方法等均會(huì)影響谷氨酸菌體蛋白質(zhì)量。此外,由于其自身特性,在使用過程中添加比例不宜過大,還要注意平衡氨基酸比例。
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