解决我国蛋白质资源缺乏的途径

问题探讨
《 饲料工业》·２００６ 年第 ２７ 卷第 ９ 期
解决我国蛋白质资源缺乏的途径
车丽涛 周安国
蛋白质资源紧缺是一个世界性的问题， 我国由于 人口众多， 资源有限， 缺乏尤为严重， 几乎每年都要进 口 大 量 的 鱼 粉 、豆 粕 等 蛋 白 质 饲 料 原 料 。 随 着 人 口 的 增长和人民生活水平的不断提高，蛋白的需要量越来 越大。如何提高现有蛋白质资源的利用率， 积极寻找 新的蛋白源， 开辟新的蛋白饲料资源， 是缓解我国蛋 白质资源短缺的有效途径。 １ 我国蛋白质资源的现状
２．１．１．３ 日粮氨基酸不平衡 日粮中如果氨基酸不平衡， 多余的氮以尿素的形
式排出体外， 不仅降低了蛋白的利用率， 而且还造成 环境污染。
虽然理想蛋白的概念已经提出多年， 并且理想蛋 白模式不断的改进， 而在实际生产中， 我国企业还没 有 很 好 地 用 理 想 蛋 白 模 式 来 指 导 日 粮 的 配 制 。大 部 分 饲料企业在配方设计方面存在一个普遍的误区， 这就 是过度重视粗蛋白质水平而忽视氨基酸的平衡， 这不 仅是极大浪费， 更重要的是大量的氮排放到环境中， 造 成 严 重 的 环 境 污 染 。“ 味 之 素 动 物 营 养 集 团 ”于 １９９９～２００１ 年对全球 ２１ 个国家 ３７９ 个具有 代 表性 的 猪饲料进行化验分析， 结果显示， 在氨基酸平衡方面， 全 球 主 要 养 猪 国 家 和 地 区 之 间 存 在 明 显 差 异 。中 国 猪 饲料的赖氨酸水平低于法国（－ １７．４％）、德国（－ ８．３％）和 泰国（－ １７．４％）， 但是粗蛋白质水平却高于法国（＋３．２％） 和德国（＋５．２％）（ 乔岩瑞等， ２００４） ［６］。饲料中第一限制性 氨基酸— ——赖氨酸的水平偏低， 是中国猪饲料明显区 别于其它国家猪饲料的一个重要方面， 这说明我国的 饲料氨基酸不平衡程度之严重。因此， 使用氨基酸平 衡日粮， 是饲料行业亟待解决的问题。
抗营养因子 蛋白酶抑制因子 硫葡萄糖苷 外源凝集素 单宁 棉酚 植酸 皂角苷 木质素 生物碱 非淀粉多糖
表 ２ 常见植物中的抗营养因子
分布 豆科籽实 、甜菜和 高粱等 油 菜 籽 、白 菜 和 甘 蓝 等 豆科籽实 豆科籽实及其饼粕等 棉籽及其饼粕 豆科籽实 大豆 牧草 牧草 谷物饲料
主要抑制作用 抑制胰蛋白酶、胃蛋白酶的活性， 促进胰腺分泌， 胰腺肥大 抑制生长，心脂增加，血小板减少，影响适口性 损害肠壁，内源蛋白分泌损失增加，影响生长 影 响 蛋 白 质 、碳 水 化 合 物 的 消 化 吸 收 等 刺激胃粘膜， 破坏铁和蛋白质的代谢 降低矿物元素生物利用率，形成蛋白复合物 影响养分的正常吸收 影响养分的消化吸收，降低适口性 降低适口性，影响生长 促使消化道内容物粘稠，影响消化吸收
因此， 一方面我国蛋白资源缺乏； 另一方面， 蛋白 饲料资源未得到充分利用， 已利用的还不尽合理。 ２ 解决的途径
要解决蛋白资源缺乏的问题， 一是节约资源， 运 用各种先进的加工方法， 挖掘蛋白质的营养价值， 提 高现有蛋白资源的利用率； 二是开发新的蛋白质资 源， 如昆虫蛋白、单细胞生物蛋白等。 ２．１ 提高现有蛋白资源的利用率
彭家江（ １９９９） ［３］指出 ， 我国 年 产棉 籽饼（粕）约 ４００ 万吨， 喂猪用仅占 １６％， 绝大部分直接作肥料；年产菜 籽饼（粕）约 ７００ 万 吨， 只 有 ５％～６％用 作 饲料 ， 大 部分 用作肥料； 花生饼（粕）也浪费很大， 且利用不科学。我 国其它油饼类蛋白质饲料也利用不多， 如芝麻饼、亚 麻 籽 饼 、葵 籽 饼 、椰 子 饼 等 。
酶。动物由于生理（ 如幼年、老年、高产） 或病理（ 如应 激、疾 病） 因 素 的影 响 使体 内缺 乏 某 些 酶 或 消 化 分 泌 不足， 因此不能很好地消化蛋白质， 导致蛋白的利用 率低。 ２．１．１．２ 植物蛋白含有大量的抗营养因子
植物蛋白含有各种抗营养因子， 抗营养因子从多 方 面 影 响 饲 料 营 养 物 质 的 利 用 率 （ 见 表 ２） （ 丁 贤 ， ２００１） ［５］。它们通过干扰体内消化酶的活性和与被消化 底物紧密地化学结合， 与营养成分吸收的竞争抑制， 以及形成特殊的物理结构影响消化酶对底物的水解 等方式， 降低饲料的利用率。
问题探讨
２．１．１．１ 植物性蛋白质饲料的组成和结构较复杂 植物的细胞有细胞壁，细胞壁的组成物质主要是
纤 维 素 、葡 聚 糖 、多 种 己 糖 和 戊 糖 组 成 的 半 纤 维 素 、果 胶等高聚合度的碳水化合物（ 赵林果， ２００１） ［４］。而蛋白 质 、淀 粉 等 大 分 子 营 养 源 主 要 存 在 于 细 胞 内，需 要 从 细 胞 壁 中 释 放 出 来 才 能 够 被 动 物 所 消 化 。然 而 单 胃 动 物体缺乏消化细胞壁物质的酶， 蛋白被释放出来后， 只有蛋白质分子的高级结构被破坏， 并降解成小肽和 氨基酸后， 才能够被吸收和利用。然而， 植物蛋白的分 子结构复杂， 要破坏蛋白质的高级结构， 并将其水解 成动物容易消化吸收的肽， 需要适宜的条件和各种
表 １ 我国蛋白质饲料资源供需情况预测（ 亿吨）
项目 需要量 供给量
缺口
２０００ 年 ０．４５ ０．２１ ０．２４
２０１０ 年 ０．６ ０．２２ ０．３８
２０２０ 年 ０．７２ ０．２４ ０．４８
我国蛋白质资源不仅在数量上严重缺乏，在品种 与 结 构 上 也 存 在 着 不 少 问 题 。豆 粕 、鱼 粉 、肉 骨 粉 等 优 质蛋白缺乏，必须依赖大量的进口； 棉、菜籽饼（ 粕） 等 杂饼（ 粕） 相对较多， 这类原料蛋白含量高， 且不存在 与人畜争粮的问题， 未被很好的利用起来。豆粕、鱼粉 较为理想的蛋白饲料进口量逐年增长， 尤其鱼粉的幅 度更大（ 见图 １） 。
２．１．２ 提高蛋白质的利用率 ２．１．２．１ 降低抗营养因子的含量
降低 抗营 养 因子 含 量 可 通 过 物 理 、化 学 、生 物 技 术等方法来达到。
①物 理方 法 ： 加 热 、膨 化 可 破 坏 饲 料 中 对 热 不 稳 定的抗营养因子， 如蛋白酶抑制因子、外源凝集素、抗 维生 素 因子 、脲 酶等； 水浸 泡 除去 溶 于 水 的 抗 营 养 因 子； 机械加工剔除籽粒种皮中的抗营养因子。②化学 方法： 在饲料中加入化学物质，并在一定的条件下反 应， 能使抗营养因子失活或活性降低， 达到钝化的目 的。例如， 用 ２％石灰水或 １％烧碱水溶液浸泡棉 籽 ２４ｈ， 再用清水洗脱， 即可除去大部分棉籽醇 （ 韩建林， １９９９） ［７］。③生物技术方法： 添加酶制剂一方面可以使 饲料中的抗营养因子失活， 另一方面可将饲料中营养 物质降解为小分子物质，有利于其吸收，同时还可减少 其因与抗营养因子结合而不能吸收的量； 发酵能使抗 营养因子钝化和毒素脱毒； 培育低抗营养因子或无抗 营养因子的植物品种，也是降低抗营养因子的方法。
大豆分离蛋白 ２１７ １８９ － － －
格昂贵， 用在动物生产上的还较少。 ２．１．２．３ 水解蛋白
传统的营养学观点认为， 氨基酸是食物蛋白质在 消化道内的水解终产物， 饲料蛋白质也只有水解为氨 基 酸 后 才 能 被 动 物 所 吸 收 和 利 用 。而 近 年 来 大 量 的 研 究结果证实， 二肽和三肽也能被动物肠道所吸收， 且 这 些 小 肽 的 吸 收 具 有 与 氨 基 酸 不 同 的 吸 收 机 制 、吸 收 途径和吸收效率。多数试验结果证实， 小肽的吸收效 率高于肠道对氨基酸的吸收效率， 肠道对小肽的吸收 不容易饱和， 具有与氨基酸吸收所不同的转运通道和 机制。二肽和三肽可通过小肠而进入血液， ３０％～７０％ 氮吸收以及在门静脉中循环都是以肽的形式进行的 （ 钮琰星， ２００３） ［９］。
根据国家饲料工业办公室的估算， 按照我国人民 膳 食 结 构 与 养 殖 业 的 发 展 规 划 要 求 ， ２０００ 年 、２０１０ 年、２０２０ 年， 我国的蛋白质饲 料 供需 情况 及 预测 见 表 １（ 袁涛， ２００４） ［１］。从各方面的资料预测，我国到 ２１ 世纪 ３０ 年代， 人口将由 １３ 亿增长到 １６ 亿， 按 １６ 亿 人人 均日消费动物性蛋白质量仍是 ２５ｇ 的保守数字计算， 则需要 １ ４６０ 万吨动物性蛋白质， 那么最少需要从种 植业或饲料工业提供 ７ ３００ 万吨饲用粗蛋白质 （约相 当于 １．１８２ 亿吨豆粕的粗蛋白质含量） 。按 ２１ 世纪初 期我国种植业可提供的饲料蛋白质资源量预测， 缺口 在一半以上（ 张子仪， ２０００） ［２］。
车丽涛， 四川农业大学动物营养研究所， ６２５０１４， 四川雅安。 周安国， 单位及通讯地址同第一作者。 收稿日期： ２００６－ ０１－ ０４
２．１．１ 蛋白饲料利用率低的主要原因 目前， 我国的蛋白资源利用率都较低， 没有充分
把饲料自身的营养价值挖掘出来是造成利用率低主 要原因。
５６
车丽涛等： 解决我国蛋白质资源缺乏的途径
合 理 的 加 工 可 以 提 高 蛋 白 质 的 营 养 价 值 。通 过 加 工能 使植 物 细胞 壁 、抗营 养因 子 造 到 破 坏， 蛋 白 质 的 利用率就能够得到极大的提高。
目前， 蛋白质加工的主要产品还比较少， 所用的 原料也比较单一， 主要是大豆。开发的高品质大豆产 品主要有： 大豆组织蛋白、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋 白 、大 豆 多 肽 等 。 大 豆 蛋 白 经 过 加 工 后 大 大 地 提 高 了
此外， 在饲料配方中应尽可能使用多种原料， 相 对 降 低 抗 营 养 因 子 的 含 量 。因 为 动 物 对 抗 营 养 因 子 存 在一定的耐受力和适应能力， 只要饲料中抗营养因子
５７
问题探讨
车丽涛等： 解决我国蛋白质资源缺乏的途径
的含量不超过该种动物的耐受阈值，一般不会对畜禽 产生毒害作用。例如， 猪饲料中高单宁的高粱不超过 ２０％时即无抗营养作用。 ２．１．２．２ 对蛋白进行合理的加工
进口量（ ｔ）