去皮豆粕及其在饲料配方中的价值(上)
来源: 作者: 时间: 2003-01-01
熊易强 博士,美国大豆协会
去皮豆粕是国内市场上新近出现的一种饲料原料,估计其在饲料工业中的使用量逐年上升。本文从大豆加工工艺开始,对去皮豆粕的生产、质量标准、营养价值及其在饲料配方中的应用加以讨论。
去皮豆粕的由来
大豆(制油)加工工艺经历了由机械压轧到浸出法制油、由带皮浸出到去皮浸出的过程。在美国,50年代开始出现浸出制油工艺,最初是带皮浸出,随后转向去皮浸出。目前,在美国加工的大豆,绝大部分采用的是先去皮、后浸出的工艺,机轧加工大豆估计不超过去1%。螺旋轧油机主要用于浸出前初轧花生、棉籽等高含油种籽。我国现在两家大豆加工厂采用了先去皮、后浸出的加工方法,生产去皮豆粕。
先去皮、后浸出,既是制油工艺的需要,也是为了更好地利用豆粕。豆皮主要由种皮组成。种皮含油仅1%,含蛋白8.8%(表1)。加工中分离出的豆皮约占大豆重量的8%,占大豆体积的10%。去皮后浸出,可以使加工厂产量提高10%以上。
表1 大豆及其植物学组分的化学成分(干基)*
* 引自D.R. Erickson:“Practical Handbook of Srocessing and Utilization。”1995.AOCS Press and USB。
1首次发表于1998年6月
豆皮的主要组分是细胞壁或植物纤维,不能或很难被鸡、猪等单胃动物消化吸收;但可通过瘤胃微生物很好地为反刍动物所利用。豆皮的产奶净能介于玉米和麸皮之间,由于其能量来源是易消化纤维而在是淀粉,所以不存在玉米等谷物饲料抑制瘤胃纤维降解的负互作效应(Negative Associate Effect)。用豆皮取代奶牛日粮中的部分精饲料,可以减少因饲喂高精料日粮导致的种种代谢病,提高日粮中粗饲料的纤维降解率。在大豆加工过程中把豆皮与子叶分开,饲喂不同动物,做到了各得其所,各尽其用。
图1 现代浸出法制油工艺及豆粕处理流程(略)
图1 所示为去皮浸出法加工大豆的一般工艺流程。清理过的大豆先经初步干燥(降低水分1---2个百分单位)或适度加热(20----30分钟缓慢加热至60。C,然后迅速加热至85。C),使豆皮与子叶易于分开,再经破粒、风选,分离豆皮。去了皮的子叶经保温软化、压片后,即进入溶剂浸出过程。浸出豆油后,还需经过进一步加热,以排除残留溶剂并纯化抗胰蛋白酶等影响豆粕利用的有害因子。豆粕加热程度的掌握至关重要。加工供单胃动物用的豆粕,一般用直接蒸汽在设定的温度、水分、时间条件下常压蒸煮,再经干燥冷却。该工艺可有效地破坏抗胰蛋白酶等有害因子,同时最大限度地保持赖氨酸的效性,比之传统的加热处理方法所生产的豆粕质量高而稳定。用上述工艺生产的去皮豆粕,其尿酶活性(评价加热不足的指标,超过0.3的表明加热不足)可接近于零,而KOH溶解度(评价加热过度的指标,低于70%表明加热过度)可高达85%以上。
如用户要求含44%蛋白的“普通”豆粕,加工厂需将豆皮加热、粉碎后,按比例重新搭配到去皮豆粕中,并混合均匀。因此,对于现代化的去皮浸出工艺来说,带皮的“普通”豆粕并不普通,而是经过再加工的产品。为此,本文中将使用“带皮豆粕”一词来表达不去皮加工的产品或去皮制油后又重新将豆皮粉碎、混入去皮豆粕的产品。
去皮豆粕的质量标准、营养价值及价格
表2 所列为美国“全国油料籽加工者办会”(National Oilseed Processors Association,简称NOPA)制订的带皮豆粕与去皮豆粕的质量标准。去皮豆粕的平均蛋白含量为48%,但由于大豆本身的蛋白含量受品种和环境,特别是气候的影响(例如美国中西部和西北所产大豆的蛋白含量一般比南部所产大豆低),去皮豆粕的蛋白含量也相应地有所变化NOPA规定去皮豆粕的蛋白含量标准由买卖双方商定。这一原则也适用于粗纤维的含量标准。大豆本身的蛋白含量的差异导致的豆粕蛋白含量的差异,有时会使人难以用蛋白含量来绝对地区分去皮豆粕和带皮豆粕。例如,印度带皮豆粕蛋白含量可高达46%以上,而产于北方冷凉地区的去皮豆粕的蛋白含量有可能不超过47%。二者尽管蛋白含量接近,代谢能含量却相差很大,而且由于加工工艺和质量控制水平不同,氨基酸特别是赖氨酸的有效性也会有很大不同。用粗纤维含量的差异来区分两种豆粕,似更为妥当。
表2 去皮豆粕与带皮豆粕的质量标准(NOPA)
在进行交易时决定。
从动物营养角度来看,除蛋白质以外,代谢能、必需氨基酸特别是赖氨酸和蛋氨酸(第一与第二限制氨基酸)的含量是重要的指标。表3是美国国家研究委委员会(NRC)发表的去皮豆粕与带皮豆粕的主要营养成分的比值。值得注意的是,对于家禽来说,去皮豆粕的代谢能比带皮豆粕高出9.4%;而对于猪来说,则只高出5.1%。以上资料中并未包括蛋白质、氨基酸的可消化率或可利用率。根据罗纳普朗克动物营养公司(Rhone-Poulenc Animal Nutrition)的资料,去皮豆粕的蛋白质、赖氨酸及其他几种主要氨基酸的真消化率均明显高于带皮豆粕(表4)。
去皮豆粕与带皮豆粕的价格比,基本上反映二者的蛋白含量比,在美国大致变动在1.065----1.085之间。在中国,进口去皮豆粕与市场上带皮豆粕的价格可达1.09------1.10。如果把运费考虑在内,由美国进口去皮豆粕与由美国进口带皮豆粕的价格比,比美国国内的价格比本应还低一些。中国市场两种豆粕的比价偏高主要是由于美国进口豆粕与中国自产豆粕或印度、南美进口豆粕的差价所造成的。
按豆皮占原料大豆的8%、毛油出率占原料大豆的18%计,去皮豆粕产量相当于带皮豆粕产量的90.2(74/82),豆皮产量占带皮豆粕产量的9.8%(8/82)。如果去皮豆粕的价格是带皮豆粕的1.08倍,从去皮豆粕可回收带皮豆粕市场售价的97.4%(90.2*1.08);;如果去皮豆粕的价格是带皮豆粕价格的1.10掊,从去皮豆粕可回收带皮豆粕市场售价的99.2%(90.2%*1.1)。由此推算豆皮的最低售价,在上述两个价格比的条件下,分别为带皮豆粕售价的26,5%(2.6%/9.8%)与8.1(0.8%9.8%)。美国市场一般情况下,玉米价格是豆粕价格的40----50%,豆皮的价格是玉米价格的65%。据此推算,豆皮的市场价格为豆粕的26%(0.65*0.4)--32.5%(0.65*0.5)。考虑到粉碎豆皮与重新搀混的再加费用,对于采用去皮浸出工艺的大豆加工厂来说,分别出售去皮豆粕和豆皮也是合算的。
如果从单项营养成分蛋白、代谢能、赖氨酸、蛋氨酸来比较(表3),去皮豆粕与带皮豆粕的价格比达到1.10时,购买去皮豆粕似乎未必合算。然而,去皮豆粕在配合饲料中的实际价值,只有在电脑配方中才显示出来。
表3 去皮豆粕与带皮豆粕的主要营养指标(NRC)
表4 去皮豆粕与带皮豆粕的蛋白质与氨基酸的真消化率*
去皮豆粕是国内市场上新近出现的一种饲料原料,估计其在饲料工业中的使用量逐年上升。本文从大豆加工工艺开始,对去皮豆粕的生产、质量标准、营养价值及其在饲料配方中的应用加以讨论。
去皮豆粕的由来
大豆(制油)加工工艺经历了由机械压轧到浸出法制油、由带皮浸出到去皮浸出的过程。在美国,50年代开始出现浸出制油工艺,最初是带皮浸出,随后转向去皮浸出。目前,在美国加工的大豆,绝大部分采用的是先去皮、后浸出的工艺,机轧加工大豆估计不超过去1%。螺旋轧油机主要用于浸出前初轧花生、棉籽等高含油种籽。我国现在两家大豆加工厂采用了先去皮、后浸出的加工方法,生产去皮豆粕。
先去皮、后浸出,既是制油工艺的需要,也是为了更好地利用豆粕。豆皮主要由种皮组成。种皮含油仅1%,含蛋白8.8%(表1)。加工中分离出的豆皮约占大豆重量的8%,占大豆体积的10%。去皮后浸出,可以使加工厂产量提高10%以上。
表1 大豆及其植物学组分的化学成分(干基)*
组分 |
占整粒大豆 |
蛋白 |
脂肪 |
灰分 |
碳水化合物 |
整粒大豆 子叶 种皮 胚轴 |
% 100.0 90.3 7.3 2.4 |
% 40.3 42.8 8.8 40.8 |
% 21.0 22.8 1.0 11.4 |
% 4.9 5.0 4.3 4.4 |
% 33.9 29.4 85.9 43.4 |
* 引自D.R. Erickson:“Practical Handbook of Srocessing and Utilization。”1995.AOCS Press and USB。
1首次发表于1998年6月
豆皮的主要组分是细胞壁或植物纤维,不能或很难被鸡、猪等单胃动物消化吸收;但可通过瘤胃微生物很好地为反刍动物所利用。豆皮的产奶净能介于玉米和麸皮之间,由于其能量来源是易消化纤维而在是淀粉,所以不存在玉米等谷物饲料抑制瘤胃纤维降解的负互作效应(Negative Associate Effect)。用豆皮取代奶牛日粮中的部分精饲料,可以减少因饲喂高精料日粮导致的种种代谢病,提高日粮中粗饲料的纤维降解率。在大豆加工过程中把豆皮与子叶分开,饲喂不同动物,做到了各得其所,各尽其用。
图1 现代浸出法制油工艺及豆粕处理流程(略)
图1 所示为去皮浸出法加工大豆的一般工艺流程。清理过的大豆先经初步干燥(降低水分1---2个百分单位)或适度加热(20----30分钟缓慢加热至60。C,然后迅速加热至85。C),使豆皮与子叶易于分开,再经破粒、风选,分离豆皮。去了皮的子叶经保温软化、压片后,即进入溶剂浸出过程。浸出豆油后,还需经过进一步加热,以排除残留溶剂并纯化抗胰蛋白酶等影响豆粕利用的有害因子。豆粕加热程度的掌握至关重要。加工供单胃动物用的豆粕,一般用直接蒸汽在设定的温度、水分、时间条件下常压蒸煮,再经干燥冷却。该工艺可有效地破坏抗胰蛋白酶等有害因子,同时最大限度地保持赖氨酸的效性,比之传统的加热处理方法所生产的豆粕质量高而稳定。用上述工艺生产的去皮豆粕,其尿酶活性(评价加热不足的指标,超过0.3的表明加热不足)可接近于零,而KOH溶解度(评价加热过度的指标,低于70%表明加热过度)可高达85%以上。
如用户要求含44%蛋白的“普通”豆粕,加工厂需将豆皮加热、粉碎后,按比例重新搭配到去皮豆粕中,并混合均匀。因此,对于现代化的去皮浸出工艺来说,带皮的“普通”豆粕并不普通,而是经过再加工的产品。为此,本文中将使用“带皮豆粕”一词来表达不去皮加工的产品或去皮制油后又重新将豆皮粉碎、混入去皮豆粕的产品。
去皮豆粕的质量标准、营养价值及价格
表2 所列为美国“全国油料籽加工者办会”(National Oilseed Processors Association,简称NOPA)制订的带皮豆粕与去皮豆粕的质量标准。去皮豆粕的平均蛋白含量为48%,但由于大豆本身的蛋白含量受品种和环境,特别是气候的影响(例如美国中西部和西北所产大豆的蛋白含量一般比南部所产大豆低),去皮豆粕的蛋白含量也相应地有所变化NOPA规定去皮豆粕的蛋白含量标准由买卖双方商定。这一原则也适用于粗纤维的含量标准。大豆本身的蛋白含量的差异导致的豆粕蛋白含量的差异,有时会使人难以用蛋白含量来绝对地区分去皮豆粕和带皮豆粕。例如,印度带皮豆粕蛋白含量可高达46%以上,而产于北方冷凉地区的去皮豆粕的蛋白含量有可能不超过47%。二者尽管蛋白含量接近,代谢能含量却相差很大,而且由于加工工艺和质量控制水平不同,氨基酸特别是赖氨酸的有效性也会有很大不同。用粗纤维含量的差异来区分两种豆粕,似更为妥当。
表2 去皮豆粕与带皮豆粕的质量标准(NOPA)
|
去皮豆粕 |
带皮豆粕 |
蛋白,%不低于 脂肪,%不低于 粗纤维,%不高于 水分,%不超过 |
47.5----49.0* 0.5 3.3-----3.5* 12.0 |
44.0 0.5 7.0 12.0 |
在进行交易时决定。
从动物营养角度来看,除蛋白质以外,代谢能、必需氨基酸特别是赖氨酸和蛋氨酸(第一与第二限制氨基酸)的含量是重要的指标。表3是美国国家研究委委员会(NRC)发表的去皮豆粕与带皮豆粕的主要营养成分的比值。值得注意的是,对于家禽来说,去皮豆粕的代谢能比带皮豆粕高出9.4%;而对于猪来说,则只高出5.1%。以上资料中并未包括蛋白质、氨基酸的可消化率或可利用率。根据罗纳普朗克动物营养公司(Rhone-Poulenc Animal Nutrition)的资料,去皮豆粕的蛋白质、赖氨酸及其他几种主要氨基酸的真消化率均明显高于带皮豆粕(表4)。
去皮豆粕与带皮豆粕的价格比,基本上反映二者的蛋白含量比,在美国大致变动在1.065----1.085之间。在中国,进口去皮豆粕与市场上带皮豆粕的价格可达1.09------1.10。如果把运费考虑在内,由美国进口去皮豆粕与由美国进口带皮豆粕的价格比,比美国国内的价格比本应还低一些。中国市场两种豆粕的比价偏高主要是由于美国进口豆粕与中国自产豆粕或印度、南美进口豆粕的差价所造成的。
按豆皮占原料大豆的8%、毛油出率占原料大豆的18%计,去皮豆粕产量相当于带皮豆粕产量的90.2(74/82),豆皮产量占带皮豆粕产量的9.8%(8/82)。如果去皮豆粕的价格是带皮豆粕的1.08倍,从去皮豆粕可回收带皮豆粕市场售价的97.4%(90.2*1.08);;如果去皮豆粕的价格是带皮豆粕价格的1.10掊,从去皮豆粕可回收带皮豆粕市场售价的99.2%(90.2%*1.1)。由此推算豆皮的最低售价,在上述两个价格比的条件下,分别为带皮豆粕售价的26,5%(2.6%/9.8%)与8.1(0.8%9.8%)。美国市场一般情况下,玉米价格是豆粕价格的40----50%,豆皮的价格是玉米价格的65%。据此推算,豆皮的市场价格为豆粕的26%(0.65*0.4)--32.5%(0.65*0.5)。考虑到粉碎豆皮与重新搀混的再加费用,对于采用去皮浸出工艺的大豆加工厂来说,分别出售去皮豆粕和豆皮也是合算的。
如果从单项营养成分蛋白、代谢能、赖氨酸、蛋氨酸来比较(表3),去皮豆粕与带皮豆粕的价格比达到1.10时,购买去皮豆粕似乎未必合算。然而,去皮豆粕在配合饲料中的实际价值,只有在电脑配方中才显示出来。
表3 去皮豆粕与带皮豆粕的主要营养指标(NRC)
|
去皮豆粕 |
带皮豆粕 |
去皮/带皮 |
粗蛋白,% 赖氨酸,% 蛋氨酸,% 代谢能,兆卡/公斤 家禽 猪 |
48.0 2.96 0.67 2.44 3.385 |
44.0 2.69 0.62 2.23 3.22 |
1.0909 1.1004 1.0806 1.0942 1.0512 |
表4 去皮豆粕与带皮豆粕的蛋白质与氨基酸的真消化率*
|
蛋白质 |
赖氨酸 |
蛋氨酸 |
胱氨酸 |
苏氨酸 |
色氨酸 |
|
-------------------------消化率,%------------------------------ | |||||
92 |
91 |
92.5 |
86 |
88 |
91 | |
带皮豆粕 |
88 |
87 |
89 |
76 |
84 |
87 |
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