棉籽粕脫毒與飼用技術(shù)的研究進(jìn)展

張恩爽，王衛(wèi)國(guó)

（河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，河南鄭州450001）

綜述

棉籽粕脫毒與飼用技術(shù)的研究進(jìn)展

張恩爽，王衛(wèi)國(guó)*

（河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，河南鄭州450001）

棉籽是我國(guó)重要的蛋白質(zhì)飼料資源，提高其有效利用率技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)近年來(lái)棉籽粕的脫毒與其在飼料中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了綜述。

棉籽粕；脫毒；日糧；應(yīng)用技術(shù)

畜牧業(yè)的發(fā)展受多種因素的共同制約，蛋白質(zhì)資源的緊缺是其重要的影響因素之一。近些年來(lái)，隨著豆粕價(jià)格不斷攀升（Laudadio和Tufarelli，2010），棉籽粕作為一種較好的蛋白質(zhì)資源受到廣泛關(guān)注。但是，因棉籽粕中含有游離棉酚等毒素，還含棉籽殼、棉絨等粗纖維，使用不當(dāng)會(huì)引發(fā)動(dòng)物健康問(wèn)題（Ozdoan和Wellmann，2012；Lim和Lee，2011）。因此，棉籽粕的高效脫毒技術(shù)與高效飼用技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。

1　棉籽粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

表1　幾種植物粕中的氨基酸組成及含量%

棉籽粕質(zhì)量不如豆粕，但卻遠(yuǎn)優(yōu)于谷物蛋白，其蛋白質(zhì)凈利用率可達(dá)到41%～47%，近似于大豆蛋白。棉籽粕中礦物質(zhì)含量也與豆粕相近，而維生素E和一些B族維生素含量要高于整粒大豆。幾種常見(jiàn)粕類(lèi)中的氨基酸組成及含量如表1所示。

2　棉籽粕脫毒的方法

棉酚是棉籽粕中最主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子，是限制棉籽粕應(yīng)用的主要原因。因此，棉酚的脫除可有效提高棉籽粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值（Thomas和Keerti， 2015）。目前，棉籽粕脫酚的方法主要有：物理法、化學(xué)法、微生物發(fā)酵法。

2.1物理法脫酚胡維崗等（2015）研究了擠壓膨化溫度（90、100、110、120、130℃）對(duì)棉籽粕中游離棉酚的影響，發(fā)現(xiàn)，擠壓膨化溫度在120℃時(shí)，既可以顯著降低游離棉酚的含量又可較好地保持棉粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，超過(guò)120℃時(shí)，游離棉酚的降解速率不再隨溫度的升高而增加。王倩等（2015）將棉籽粕濕熱處理后發(fā)現(xiàn)，在同一濕度下，隨著溫度的提高，棉籽粕游離棉酚脫毒率呈顯著線性上升（P＜0.05），且溫度與濕度間存在顯著的互作作用（P＜0.05）。Nayefi等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，輻照劑量40 kGy時(shí)，γ射線和電子射線均使棉籽粕中總棉酚含量降低40.6%，而電子射線可使棉籽粕中游離棉酚含量降低更多。

2.2化學(xué)法脫酚周天兵（2011）對(duì)幾種化學(xué)脫毒劑進(jìn)行了篩選，發(fā)現(xiàn)雙氧水、硫酸銅混合脫毒劑效果最好，正交試驗(yàn)優(yōu)化后的條件為：80℃、16%脫毒劑添加量和密閉烘1h時(shí)間，在此條件下，游離棉酚脫除率在84%以上，結(jié)合棉酚脫除率在86%左右。Pelitire等（2014）分別在丙酮或乙醇中加入磷酸水溶液，制成兩種棉酚提取液，發(fā)現(xiàn)兩種提取液均能使棉籽粕中總棉酚的含量降至初始值的5%～10%，且后者提取速度較快，其他酸如草酸、檸檬酸、硫酸也對(duì)棉酚的提取有較好的效果，但是，不加酸的提取液對(duì)棉酚的提取無(wú)效果。

2.3微生物發(fā)酵法脫酚葉龍祥和李杰（2011）利用酵母（JM-1、JM-2、JM-干1、JM-干2）、霉菌（MM-1、MM-2、MM-3、MM-4），通過(guò)發(fā)酵試驗(yàn)確定最佳的脫毒菌種。結(jié)果表明，以JM-1效果最好。JM-1能將棉籽粕中棉酚的含量由發(fā)酵前的0.2018%降低到0.0266%，MM-1能使棉籽粕的棉酚含量降低到0.0583%。朱德偉等（2010）篩選了一株高效降解棉酚的熱帶假絲酵母JD-9。方差分析表明，影響棉粕發(fā)酵脫毒的主要因素為熱帶假絲酵母JD-9接種量和卡氏酵母JD-13接種量，經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化后的條件為：熱帶假絲酵母JD-9接種量4.42%，卡氏酵母JD-13接種量0.56%，發(fā)酵時(shí)間48h，發(fā)酵溫度30℃，料水比1∶0.8，棉粕中的棉酚從987.5 mg/kg降解至85.9 mg/kg，脫毒率達(dá)到91.3%。

3　棉籽粕在飼料中的應(yīng)用

3.1棉籽粕在反芻動(dòng)物飼料中的應(yīng)用

3.1.1牛飼料中添加棉籽粕Wanapat等（2013）采用拉丁方設(shè)計(jì)，研究了日糧中的碳源和棉籽粕水平對(duì)奶牛采食量、瘤胃發(fā)酵以及泌乳量的影響，結(jié)果表明，飼喂高含量棉籽粕飼料的牛的總采食量明顯高于低棉籽粕含量組（P＜0.05），而不同棉籽粕含量的飼料對(duì)瘤胃內(nèi)可分解纖維素和蛋白質(zhì)的菌群總量卻無(wú)明顯影響（P＞0.05）。Grainger等（2010）研究表明，當(dāng)全棉籽的添加量由13%增加到23%時(shí)，瘤胃中CH4的產(chǎn)生量明顯減少，而且，泌乳牛平均的體增重和產(chǎn)奶量分別降低了31%和10%。荊元強(qiáng)等（2012）采用棉籽粕替代日糧中豆粕，研究了日糧蛋白質(zhì)水平和棉籽粕替代豆粕對(duì)肉牛育肥的影響，結(jié)果表明，同等蛋白質(zhì)水平下，用棉籽粕全部或部分替代豆粕對(duì)肉牛日增重及各項(xiàng)屠宰性能指標(biāo)的影響均不顯著（P＞0.05），但棉籽粕組日糧單價(jià)、肉牛每千克增重成本均低于豆粕組，因此，在肉牛育肥后期用棉籽粕替代豆粕可有效降低成本。

綜上所述，棉籽粕在乳牛飼料中的應(yīng)用效果并不理想，可能會(huì)降低乳牛的生產(chǎn)性能，從而影響經(jīng)濟(jì)效益。而在肉牛的養(yǎng)殖中，適時(shí)適量的使用棉籽粕可以帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，棉籽粕加工工藝的改進(jìn)研究仍需進(jìn)行，在未來(lái)的研究中，應(yīng)致力于提高棉籽粕的品質(zhì)，使其成為優(yōu)良的蛋白來(lái)源。

3.1.2羊飼料中添加棉籽粕Lima等（2013）研究了棉籽副產(chǎn)品對(duì)羊瘤胃代謝的影響。通過(guò)試驗(yàn)比較了全棉籽、棉籽餅和棉籽粕（棉酚濃度分別為1276、350、190 mg/kg）對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物干物質(zhì)采食量（DMI）以及瘤胃中CH4產(chǎn)量的影響，結(jié)果顯示，各處理組之間，DMI以及瘤胃中CH4產(chǎn)量均無(wú)顯著差異（P＞0.05），回歸分析表明，日糧中棉酚含量與瘤胃CH4產(chǎn)量之間無(wú)顯著相關(guān)性（P＞0.05）。可見(jiàn)，棉酚對(duì)瘤胃中CH4的生成無(wú)影響。Alemu等（2010）以生長(zhǎng)山羊的日增重和胴體參數(shù)為指標(biāo)，研究了干草中添加棉籽餅、亞麻籽餅及其他餅粕的影響，結(jié)果表明：與對(duì)照組（僅喂干草）相比，干草中添加棉籽餅或亞麻籽餅可顯著提高山羊日增重（P＜0.05），且兩者對(duì)日增重和胴體參數(shù)的影響相近。

在現(xiàn)有的研究中，未發(fā)現(xiàn)棉籽粕對(duì)羊的生長(zhǎng)和生產(chǎn)性能有明顯副作用。雖然有研究表明，棉籽粕可提高羊的日增重，但鮮有文獻(xiàn)對(duì)棉籽粕和其他優(yōu)質(zhì)粕類(lèi)做比較。

3.2棉籽粕在禽飼料中的應(yīng)用

3.2.1雞料中添加棉籽粕Yuan Chao等（2014）研究了棉籽粕對(duì)蛋雞產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)量以及游離棉酚在蛋品中的殘留問(wèn)題，結(jié)果顯示，添加8%膨化棉籽粕組的產(chǎn)蛋率和平均蛋重顯著高于添加6%棉籽粕組（P＜0.05），且后者卵黃顏色明顯變淺（P＜0.05），另外，添加6%棉籽粕顯著增加了卵黃、蛋清中游離棉酚的濃度。Batonon-Alavo等（2015）用棉籽粕代替肉雞飼料中的豆粕，當(dāng)代替量達(dá)到40%時(shí)，肉雞采食量增大，生長(zhǎng)性能降低，而這種替代對(duì)生長(zhǎng)初期幼雞的生長(zhǎng)性能并無(wú)負(fù)面影響。邱良偉等（2012）通過(guò)兩種工藝對(duì)棉籽粕進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵后的棉籽粕粗蛋白質(zhì)的含量分別增加到59.64%和60.88%，小肽含量分別提高到19.41%和23.59%，且來(lái)航蛋公雞強(qiáng)飼代謝試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)酵和發(fā)酵酶解棉籽粕的能量利用率和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率均高于未發(fā)酵棉粕。馮江鑫等（2015）研究表明，添加棉籽粕組黃羽肉雞的粗蛋白質(zhì)、鈣和磷的表觀代謝率、平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率均顯著提高。

3.2.2鴨飼料中添加棉籽粕曾秋風(fēng)等（2015）以?xún)纱螁我蛩卦囼?yàn)研究了不同生長(zhǎng)階段肉鴨日糧棉籽粕水平對(duì)屠宰性能的影響。試驗(yàn)1：肉鴨1～21日齡采食試驗(yàn)日糧，22～35日齡采食無(wú)棉籽粕的玉米+豆粕型日糧；試驗(yàn)2：肉鴨1～14日齡采食無(wú)棉籽粕日糧，15～35日齡采食試驗(yàn)日糧。35日齡時(shí)每個(gè)試驗(yàn)的每個(gè)重復(fù)屠宰1只肉鴨測(cè)定其屠宰性能。結(jié)果表明：試驗(yàn)1中，隨日糧中棉籽粕水平的增加，肉鴨半凈膛率與全凈膛率線性增加；在試驗(yàn)2中，隨日糧中棉籽粕水平的增加，日糧棉籽粕水平呈線性或二次曲線影響肉鴨活體重、半凈膛重、全凈膛重和胸肌重。結(jié)合35日齡屠宰性能，15～35日齡肉鴨日糧棉籽粕水平不宜超過(guò)14.78%。此外，阮棟等（2014）研究了日糧棉籽粕水平對(duì)高峰期蛋鴨產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)及棉酚殘留的影響，以探討日糧中棉籽粕適宜水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，日糧的棉籽粕水平低于9.0%時(shí)不影響高峰期蛋鴨產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)，胸肌及蛋中無(wú)棉酚殘留。

由此可見(jiàn)，在鴨日糧中，可以通過(guò)添加適量的棉籽粕來(lái)降低生產(chǎn)成本。與蛋鴨相比，肉鴨可以添加更高比例的棉籽粕。

3.2.3其他禽料飼中添加棉籽粕Jalees等（2011）將48只鵪鶉分為A、B、C、D四組，其中B、C、D組飼料中的豆粕被棉籽粕替代（替代量分別為13%、27%、41%），持續(xù)飼喂42 d，最后發(fā)現(xiàn)，B、C組鵪鶉經(jīng)短時(shí)萎靡后恢復(fù)活力；D組鵪鶉反應(yīng)遲鈍、精神萎靡不振，睪丸明顯較?。ㄔ囼?yàn)21 d），且死亡率達(dá)到了66.7%。結(jié)果表明，13%的棉籽粕替換量不會(huì)影響鵪鶉的飼料轉(zhuǎn)化率和體重，但會(huì)影響雄性鵪鶉的生產(chǎn)性能。

3.3棉籽粕在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

3.3.1蟹料中添加棉籽粕Jiang等（2013）研究了棉籽粕、豆粕（1∶1）混合物部分或全部替代飼料中魚(yú)粉對(duì)中華絨螯蟹生長(zhǎng)性能的影響。結(jié)果顯示，替代比例為21%時(shí)，蟹的生長(zhǎng)速率和飼料利用率最高，其次是43%替代組；替代比例為64%時(shí)，蟹的體增重、特定生長(zhǎng)率、飼料轉(zhuǎn)化率、蛋白質(zhì)效率、蛋白質(zhì)沉積、能量沉積均與對(duì)照組相當(dāng)；而隨著替代比例的增大，干物質(zhì)消化率下降，替代比例64%和100%組的干物質(zhì)消化率顯著低于對(duì)照組。而陳亮（2011）發(fā)現(xiàn)，飼料中添加棉籽粕可降低幼蟹的成活率、特定生長(zhǎng)率和蛋白質(zhì)效率，且隨著棉籽粕含量的增多，其特定生長(zhǎng)率顯著降低。由此可見(jiàn)，幼蟹飼料中不宜添加棉籽粕，而成年蟹料中可以添加適量的棉籽粕，且效果較好。

3.3.2魚(yú)料中添加棉籽粕Zheng等（2012）研究了棉籽粕替代豆粕對(duì)草魚(yú)生長(zhǎng)的影響，試驗(yàn)草魚(yú)為幼魚(yú)（初始體重7.14 g±0.75 g），試驗(yàn)飼料為四種等氮日糧，棉籽粕含量分別為0、16.64%、32.73%、48.94%，分別對(duì)應(yīng)替代0、35%、68%和100%的豆粕，結(jié)果表明，日糧中含16.64%（替代35%的豆粕）的棉籽粕對(duì)體增重、飼料效率、飼料轉(zhuǎn)化率均無(wú)影響（P＞0.05），較高水平的棉籽粕含量（32.73%和48.94%）可顯著降低體增重和飼料效率。El-Saidy和Saad Amal（2011）研究了棉籽粕部分或全部替代豆粕對(duì)羅非魚(yú)生長(zhǎng)性能、飼料利用率的影響，經(jīng)過(guò)14周的飼喂試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，75%的豆粕被棉籽粕替代后，未影響羅非魚(yú)的生長(zhǎng)性能，而更高含量的棉籽粕則會(huì)降低蛋白質(zhì)效率，提高飼料轉(zhuǎn)化率。此外，孫宏等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵棉籽粕可在黑鯛幼魚(yú)飼料中最高添加至16%用于替代魚(yú)粉，而對(duì)黑鯛的生長(zhǎng)性能、體成分和血漿生化指標(biāo)均未受顯著影響。由此可見(jiàn)，在草魚(yú)、羅非魚(yú)和黑鯛的飼料中均可以加入適量的棉籽粕來(lái)替代豆粕，并且羅非魚(yú)的替代量最高。

4　小結(jié)

目前，對(duì)棉籽粕的研究大多集中在以下幾個(gè)方面：（1）飼料中添加棉籽粕對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)、生長(zhǎng)性能的影響；（2）棉籽粕脫毒方法的研究；（3）發(fā)酵棉籽粕生產(chǎn)工藝與參數(shù)優(yōu)化。但對(duì)棉籽粕功能特性的研究較少。因此，加工處理?xiàng)l件對(duì)棉籽粕各種功能特性的影響應(yīng)是未來(lái)研究的方向。

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Cottonseed meal is the important protein feed resource and the technologies of enhancing its utilization efficiency in feeds has been the research hotspots.The latest advancement of the application technologies of cottonseed meal in feed and its detoxification technologywere presented in this paper.

cottonseed meal；detoxication；diet；application technology

S816.4

A

1004-3314（2016）13-0005-04

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20161301

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（201203015）