前 言
    大豆作為人膳食中的蛋白質來源已有5 000多年的歷史（Central Soya Co., Inc.,1990）。公元前2 800年左右，神農氏首先提倡種植大豆，本世紀初傳入美國。起初，美國主要關心大豆的含油量，提出油以后的大豆粕和大豆皮僅僅是副產品。不久，大豆粕中蛋白質的優異品質被人們所認識，從此，大豆粕成了豬、雞日糧中補充蛋白質的主要來源。全世界來說，動物飼料中所用的所有植物性餅粕中62％為大豆粕（其次為油菜籽粕，占12％）；在美國，大豆粕總量中用于豬、雞日糧的份額分別占52％和29％（Chandler, 1999）。
    大豆加工后74％成為大豆粕（SBM）。大豆粕中蛋白質的質量優異，其氨基酸組成與動物的需要相接近，可彌補谷物中氨基酸的不足，特別是賴氨酸。

    1 大豆粕用作飼料
    大豆粕中含有抗營養因子，如胰蛋白酶抑制因子和尿酶，他們在加熱時失活，而且尿酶的失活是檢驗熱處理是否已足以使胰蛋白酶抑制因子失活的依據。但是，尿酶試驗不能測定大豆粕是否加熱過度。另一種檢驗大豆粕加熱是否合適的方法是測定大豆粕蛋白質在0.2%KOH(0.0356N)中的溶解度（Araba and Dale, 1990b），因為大豆粕中粗蛋白質在0.2%KOH的溶解度低于59％時雞的生長效率就會下降（表1）（Araba and Dale, 1990a; Parson et al, 1991）。

表1 加熱（高溫高壓）大豆粕對其蛋白質在0.2%KOH中的溶解度及雞生長效率的影響

加熱時間/min	蛋白質溶解度/%	效率/（對照組的%）
對照組	84	100
5	72	102
10	64	98
15	57	94
20	50	90
40	36	64

    2 反芻動物對蛋白質的利用
    關于當前對反芻動物利用氮方面的概念已有綜述（NRC，1985）。反芻動物進食的粗蛋白首先滿足瘤胃微生物用來合成微生物蛋白質（MCP），過剩的粗蛋白質再過瘤胃。有些蛋白質由于其化學組成或在瘤胃中停留時間短暫而不能被瘤胃微生物充分降解，因而被稱為過瘤胃未降解蛋白質（UIP）；被消化的蛋白質稱為可降解攝入蛋白質（DIP）。UIP通過瘤胃進入真胃和小腸。
    瘤胃厭氧發酵的結果是瘤胃微生物產生了能量（揮發性脂肪酸，主要是乙酸、丙酸和丁酸）和MCP，但是并不能滿足反芻動物對蛋白質的需求，特別是青年奶牛和高產奶牛（Orskov et al,1980）。在采食維持能量的情況下，反芻動物需要的可消化蛋白質（DP）對可消化能量（DE）之比為12（g DP/Mcal DE）；快速生長的反芻動物需要22～24（g DP/Mcal DE）；高產奶牛需要31～32（g DP/Mcal DE）（Preston，1972），而瘤胃發酵產生的DP/DE只有18（Purser，1970）。這些關系說明，DIP可以供應維持生長和生產所需要的蛋白質。但是，對于快速生長，至少應有25％是UIP；對于高產奶牛，至少有44％是UIP。NRC（1996）規定，采食高粗飼料日糧的低速生長肉牛UIP的需要量是進食蛋白質需要量的12％；而對于采食高精飼料日糧快速生長圍欄肥育肉牛，UIP應占56％。NRC（1989）規定，泌乳牛的UIP需要量應占進食蛋白質的37%～44％。

    3 反芻動物對大豆粕的利用
    瘤胃微生物對大豆粕蛋白質的降解力相當高（DIP 64%～68％；Hillman,1998; Preston,1999），可以滿足維持生長或生產的全部需要。最新的研究表明，在高精料、高增重的圍欄肥育型日糧中DIP也可能是重要的，特別是如果日糧中的谷物是經過熱加工的。在CP含量適當的高谷物日糧中加入大豆粕以提供釋放率比尿素緩慢的DIP后，圍欄肥育牛的生長率和飼料轉化率可以得到提高（表2）（Trenkle, 1994）。高谷物的圍欄肥育牛日糧應含有7％DIP和最多達6％的UIP。

表2 大豆粕在CP適當的生長牛圍欄肥育日糧中的應用

項目	日糧CP/（DM的%）
	9.5	11*	12.5*	14
蛋白質來源	尿素	尿素	大豆粕+尿素	大豆粕+尿素
日增重/kg	1.56	1.68	1.79	1.93
增重/(100DM)	19.2	19.9	20.3	21.4

   * 11%～12.5%CP是適宜水平。

    提高大豆粕中UIP含量使其更適用于高產反芻動物日益引人注意，目標是既要提高大豆粕的UIP值，又不降低蛋白質在真胃和腸道中的消化率（Soest，1994）。
    用螺旋壓榨法生產大豆粕的UIP值（38%～70％）高于溶劑提取法生產大豆粕的UIP值（34％），這可能與螺旋壓榨法產熱有關。但在不同加工廠之間由于螺旋壓榨過程中條件不一，UIP值可能有很大差異（Brederick, 1987）。螺旋壓榨大豆粕飼喂生長牛的效果優于溶劑提取大豆粕，特別是在試驗的頭57d（Coenen and Trenkle，1989），每采食1kg螺旋壓榨大豆粕的蛋白質使增重提高1.41kg，而每采食1kg溶劑提取大豆粕的蛋白質則增重提高0.80kg（前者為后者的1.75倍）；瘤胃尼龍袋試驗結果表明，螺旋壓榨大豆粕的蛋白質在瘤胃中降解較慢。用螺旋壓榨大豆粕（50％UIP）代替血粉（高UIP值）或溶劑提取大豆粕后，產奶量、乳脂率和乳脂校正奶產量都得到提高（表3），乳蛋白質含量有下降趨勢，說明蛋氨酸可能不足（Shirley et al, 1997）。

表3 蛋白質來源對奶牛產奶性能的影響

項目	日糧CP/（DM的%）
	16	16	16
蛋白質來源	溶濟提取大豆粕	擠壓大豆粕	血粉+肉骨粉
DM/(kg/d)	26.3	26.9	26.3
奶/(kg/d)	41.1	42.9	42.7
乳脂/%	3.45	3.65	3.30
乳蛋白/%	3.09	2.98	3.16
乳脂校正奶/(kg/d)	40.5	44.0	41.5

    提高大豆粕UIP值最通常的加工方法是擠壓、加熱或焙烤、木質磺酸鹽處理和甲醛處理等（Waltz and Stern, 1989; Broderick et al, 1991）。熱處理的加工方法是使飼料中的碳水化合物和氨基酸（特別是賴氨酸）組分之間發生美拉德反應（褐化）（Soest, 1994）。

表4 大豆粕焙烤溫度對蛋白質可利用性的影響

焙烤溫度/℃	ADFCP/(CP的%)	CP在尼龍袋中的殘留/%*	綿羊對蛋白質 的消化率/%	雞的生長率/(對照的%）
對照組	6	5	72	100
102	6	12	68	95
128	8	30	68	97
144	10	49	68	94
159	18	53	68	77
185	60	82	50	34

    *24h以后

    將溶劑提取大豆粕在轉筒中于102、128、144、159和185℃焙烤2min，隨后立即冷卻，通過飼養試驗觀察雞生長效率和羔羊對蛋白質的消化率（表4），結果表明，當焙烤溫度超過144℃后蛋白質的可利用率就會下降，在128～144℃對溶劑提取大豆粕進行焙烤可以增加UIP數量；尼龍袋瘤胃蛋白質降解試驗結果表明最適的焙烤溫度是144～159℃，在159～185℃進行焙烤會使酸性洗滌劑不溶性氮（acid detergent insoluble nitrogen, ADIN）增加（Plegge et al, 1982）。ADFCP（酸性洗滌纖維和蛋白相結合的部分）和雞生產性能間存在高度負相關（r=－0.99）。隨后的研究表明（Plegge et al, 1985），在130℃或145℃焙烤大豆粕可以使其UIP值提高100％（即從CP的34％ 提高到68％）。
    木質磺酸鹽是酸性亞硫酸鹽木材加工業的一種副產品，含有各種木材糖類，尤其是木糖。處理方法是往大豆粕中加入5％木質磺酸鈣，95～100℃加熱3min后在90～95℃保持45min，然后烘干（表5）。用尼龍袋方法測定UIP，未處理大豆粕和木質磺酸鹽處理大豆粕UIP值分別為29%～42％和59%～65％（Windschitl and Stern, 1988; Stanford et al, 1995）。Calsamiglia et al（1995），大豆粕的UIP從22％提高到77％，而UIP的腸道消化率并未降低（93％）。木糖似乎是木質磺酸鹽中對加強美拉德反應起作用的一種重要成分（Windschitl and Stern, 1988; Cleale et al, 1987）。用木糖處理大豆粕可以使生長羔羊對蛋白質的利用效率改進100％（Cleale et al, 1987c）。用木質磺酸鹽處理大豆粕按未處理大豆粕喂量的一半飼喂，母牛產奶量沒有改變（Nakamura et al, 1992）。這些結果說明了處理蛋白質飼料的評定工作中的復雜因素之一。常常遇到的一個情況是當用一種蛋白質飼料取代另一種蛋白質飼料時生產性能并無變化，這可能是因為對照日糧含有足夠的蛋白質（不論是DIP或UIP），本來就可以用較少的處理蛋白質來維持生產。

表5 奶牛對木質磺酸鹽處理大豆粕的反應

項目	未處理大豆粕	處理大豆粕
CP/(DM的%)	16	13
DM/(kg/d)	23.9	23.6
奶/(kg/d)	37.5	36.6
乳脂/%	3.71	3.78
乳蛋白/%	2.88	2.89
乳脂校正奶/(kg/d)	38.3	38.3

    甲醛（HCHO）處理也可提高大豆粕的UIP值(提高80％，Hillman,1998)。Preston and Smith(1974)飼喂生長牛甲醛處理的溶劑提取大豆粕，用量為大豆粕的0.6%或CP的1.4%，增重和飼料效率相當于溶劑提取大豆粕的1倍，特別是在試驗的最初26d。Ferguson（1975）曾對用甲醛處理來保護某些飼料蛋白質寫過綜述。甲醛用量在CP的1.5%以內不會顯著降低總的腸道蛋白質消化率，但是如果甲醛用量達到CP的2％或更多就會降低消化率。
    能夠提高大豆蛋白質UIP值的其他方法包括用以下物質進行處理：單寧、油、鈣皂、鈉膨潤土和鋅鹽（Broderick et al, 1991）。用乙酸、丙酸或氫氧化鈉進行處理也表現出一定的希望（Waltz and Loerch, 1986）。

    4 飼喂整粒大豆
    近來，飼喂整粒大豆受到越來越多的注意，尤其是在泌乳母牛日糧中使用整粒大豆。這是因為大豆所含有的高質量蛋白質可以通過處理來提高其UIP值，同時由于大豆含油18％，有較高的能值，這對泌乳初期的母牛尤為重要。上面關于UIP的作用和通過加工來提高大豆粕UIP的所有論述同樣適用于整粒大豆。上面提到的有些綜述同樣也包括整粒大豆的內容（Waltz and Stern,1989;Satter et al,1991; Broderick et al, 1991; Lin and Kung, 1997; Stallings, 1999）。

表6 大豆粕焙烤溫度和時間對UIP和有效賴氨酸的影響

溫度/℃	時間/min	UIP/(CP的%)	有效賴氨酸/(DM的%)
對照組		30	2.4
140	10	34	2.4
	30	44	2.2
	60	49	2.2
	90	55	2.0
150	10	37	2.4
	30	42	2.2
	60	58	2.0
	90	64	1.6
160	10	37	2.3
	30	53	2.1
	60	72	1.4
	90	71	1.1

    焙烤和擠壓是加工整粒大豆最常用的兩種方法。焙烤時，旋轉的帶鰭片烘筒把大豆提升通過火焰噴嘴。焙烤大豆的典型UIP值為CP的40%～45％，但是商業生產的焙烤大豆的UIP值范圍為CP的36%～58％，平均為48％（Faldet and Satter, 1991）。如表6所示，在140℃焙烤90min或在150℃焙烤60min或在160℃焙烤30min可以使大豆具有幾乎是最佳的UIP值和有效賴氨酸值（Faldet et al, 1992）。把焙烤過的大豆保溫一段時間，使熱量透入豆中，可以改進UIP值并使賴氨酸在通過瘤胃后有較好的效率（Faldet et al, 1992）。作者們的結論是，焙烤適當的大豆在離開烘筒時的溫度約為146℃并在焙烤后保溫大約30min。焙烤大豆在飼喂前一般要膨化、破碎，擠壓過程中摩擦產生的熱量足以破壞胰蛋白酶抑制因子，但是在擠壓過程中還經常注入蒸汽。擠壓大豆的UIP值為CP的35％，此值的高低取決于擠壓時產生的熱量。
    我們用消化的DM和殘余氨來改進產生氣體的方法，用以評判蛋白質的降解率（Bartle et al, 1986）。抑制蛋白質合成和氨基酸脫氨基作用的方法已成為一個標準的體外方法（Broderick, 1987）。在各種溶劑中測定蛋白質溶解度也經常被作為實用而快速的方法而廣泛使用，但是這些方法評估UIP值的可預報性并不穩定，還經常測定蛋白質在水中的溶解度（蛋白質彌散指數，pro?鄄tein dispersibility index, PDI）。對于熱處理大豆，PDI值9%～11％被認為表示加熱適當，而超過這個范圍則表示加熱不足（Satter et al, 1994）。
    Tremblay等（1996）用近紅外光譜分析（NIR）、Broderick（1987）用體外抑制法評估焙烤大豆的UIP值進行的多元回歸分析中顯示了高的置信系數（V=0.90），在DM、CP和PDI方面的置信系數也很高，分別為0.97、0.99和0.71。因此，NIR法可以作為快速而簡便的方法來測定飼喂反芻動物的大豆的最佳焙烤條件。

    結 論
    正確熱處理的大豆粕和整粒大豆是反芻動物的優良飼料。對于反芻動物，大豆粕和整粒大豆中的蛋白質很容易為瘤胃微生物所降解（DIP較高），在某些飼養條件下，他們能很好地滿足瘤胃微生物對氮的需要。但是，對于高產奶牛和年青的生長牛，則需要較低的降解率（高的UIP）以滿足動物對CP（UIP）的需要。可以用多種方法來提高大豆粕和整粒大豆的UIP值，包括加熱、焙烤、擠壓、木質磺酸鹽處理和甲醛處理。本文敘述、討論了這些方法的使用結果。評估UIP的快速實驗室方法對于質量控制是有用的，但是可能還不能可靠地用于比較不同類型的飼料。