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豆粕

豆粕[pò](soybeanmeal)又称“大豆粕”,是大豆经须压浸提或直接溶剂浸提取油后获得的副产品,或由大豆饼浸提取油获得的副产品。豆粕按其不同的分类方法有不同的种类。

豆粕为淡黄色至深褐色 ,色泽一致,外形为不规则碎片状 ,具有烤黄豆的香味,无发霉 、结块、虫蛀及异味异臭。作为一种高蛋白质,豆粕是制作牲备与家禽饲料的主要原料,还可以用于制作糕点食品,健康食品以及化妆品和抗菌素原料。 豆粕品质的鉴定和分析,一般通过样品外观、气味等特征及实验室检测分析即可判断此样品是否为劣等豆粕或掺假豆粕。

豆粕是饲料蛋白的重要来源。近年来,随着畜禽饲养量增加,饲用豆粕消费持续增加,成为拉动大豆进口的重要因素之一。2023年,中国农业农村部启动实施饲用豆粕减量替代三年行动,饲料配方中豆粕的占比下降到13%,比2022年下降1.5个百分点。

历史沿革

中国从大豆中提取油脂可能始于十九世纪末。在1894~1895年的中日战争中,日本自中国输入了豆饼。当时的大豆饼仅是被当作肥料,不作为食物或饲料。在美国,利用大豆制取油脂和饼粕的最早记载是1915年在北卡罗来纳州的一个棉籽油厂里。自此以后,大豆的加工就使用螺旋压榨机来进行。第一套浸出设备出现在1934年。由于这种方法能更好地控制加工温度和能更完全地提取油脂,因而逐步地取代了机械加工方法。在1940年美国大豆加工采用溶剂浸出法的只占全部加工数量的50%,1951年发展到75%,到1970年时已达97%。

最早的大豆粕是用液压榨机压榨法生产出来的。在第二次世界大战中,由于受到当时设备条件的限制,相当多的大豆柏都曾采用液压榨机法生产。这种方法基本上是一种间歇式生产方法,就象屠宰场里压榨油渣那样,将脂肪同肉液分离的装置。在第二次世界大战以前,连续式生产的螺旋压榨机是用来压榨大豆的主要方法。1940年以后,这种方法就很快被更加有效的溶剂浸出法所代替。老式的液压或螺旋压榨法在饼粕中要残留3~5%的油脂,而溶剂浸出法只残留大约0.5%的油脂。在现代化的工厂里,都应用最新的检验方法,使热处理的温度适当和营养价值不受影响,以保证大豆粕的质量稳定。

分类

按照提取的工艺方法分

按照提取的工艺方法可以分为一浸豆粕和二浸豆粕两种。其中以直接浸提法提取大豆油后的副产品为一浸豆粕,一浸豆柏的生产工艺较为先进,蛋白质含最高,是中国国内现货市场上流通的主要品种。根据国家标准《饲料用豆柏》(GB/T19541-2004)规定,豆粕分为一级豆粕 和二级豆粕两个等级。而先以压榨取油,再经过浸提取油后所得的副产品称为二浸豆粕。

按照用途分

按照豆粕的用途不同可分为食用豆粕和饲用豆粕两大类。食用豆粕是指适合食品加工用的富含蛋白质的豆粕。饲用豆柏是指用于生产动物配合饲料用的豆柏。

按照脱溶的温度不同分

按照脱溶的温度不同可分为低温豆粕和普通豆粕。低温豆粕是指豆粕脱溶时采用低温 (一般为85~90°)或闪悉脱溶处理的水溶性蛋白质含量比较高的豆粕。在整个加工过程中, 对温度的控制极为重要,温度过高会影响到蛋白质含量,从而直接关系到豆柏的质量和使用; 温度过低会增加豆粕的水分含量,而水分含量高则会影响储存期内豆粕的质量。

按照制油前是否脱皮分

按照大豆制油前是否脱皮分带皮大豆粕和去皮大豆粕。带皮大豆粕是直接将大豆经过一系列制油加工后得到的豆粕,一般纤维含量在7%左右,蛋白质含量43%左右。而去皮豆粕是在大豆前处理过程中增加了脱皮工序,再经其他制油加工后得到的豆粕,纤维含量明品降低,一般在 4%左右,蛋白质含量却提高到47%左右,更有利于豆粕在动物配方中的灵活使用和添加。

主要特征

感官特征

豆粕为淡黄色至深褐色 ,色泽一致,外形为不规则碎片状 ,具有烤黄豆的香味,无发霉 、结块、虫蛀及异味异臭。

显微特征

立体显微镜下 ,豆粕皮外表面光滑,有明显凹痕和针状小孔;内表面为白色多孔海绵状组织 ,可见种脐。豆粕颗粒形状不规则,一般硬而脆,颗粒无光泽 、不透明,奶油色或黄褐色。

生物镜下观察豆粕皮,处理后的大豆种皮表面有多个凹陷的小孔及向四周呈现的辐射状 ,同时可见表皮的“I”字形细胞,是鉴定豆粕的主要依据。

营养特性

积极

豆粕的主要成分为:蛋白40%-48%,赖氨酸 2.5%-3.0%,色氨酸0.6%~0.7%,蛋复酸0.596~0.7%。

蛋白质含量高

豆粕中蛋白质含量约在4o%~47%之间,蛋白质中氨基酸含量较高且组成与比例也优于其他饼粕类饲料 ,赖氨酸与精氨酸的比例较适宜,异亮氨酸与亮氨酸的含量高且比例适当。

适口性好 ,用途广泛

豆粕颜色好 ,味道佳 ,各种畜禽都喜欢采食,尤其是用于猪和鸡的饲料中,其效果是其他饼粕类不能代替的。

钙、磷含量高

钙、磷含量远高于其他植物性饲料,豆粕中含钙量约为 0-3%,磷约为 0.55%(有效磷约 占 1/3)。

粗纤维含量较低 ,能量较高

豆粕中粗纤维约占 5%-6%,代谢能2.4~2.6兆卡/千克。

B族维生素含量较少

含有异黄酮

豆粕中含有约 1%的异黄酮[yì huáng tóng] ,具有雌激素的性质 ,其对动物的生长作用机理尚不清楚。

消极

尽管大豆蛋白质制品营养价值较高且己在食品饲料业得到了广泛应用,然而大豆中也含有对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响以及使人和动物产生不良生理反应的物质,即抗营养因子。它们妨碍营养物质消化吸收和利用,这就限制了其在更生领城内的应用或直接 使用。这些抗营养因子主要有抗原蛋白、胰蛋白酶抑制剂、血球凝集素、单宁和账气因子等。 人们很早就发现直接摄人豆科籽实会导致人和动物产生胰腺肿大、过敏反应、生长绥慢、日粮养分利用率下降以及一些不良生理反应等现象,这些生理反应是由大豆中含有的多种抗营养因子共同介导的。

工艺流程

豆粕的加工流程为 :大豆→清洗→扎坯→蒸炒→预压榨→破碎(有的省去该流程)→浸出、湿粕蒸烘、冷却→豆粕。

大豆必须经过加热以破坏其中的若干种抗营养因子,加热不足或加热过度会造成豆粕质量差异,脲酶活性用来作为豆粕加热是否偏生的间接估测指标。抗胰蛋白酶和尿酶活性不仅受加热温度的影响,还受到加热时间及水分含量的影响,水分含量越低,抗胰蛋白酶和尿酶活性的破坏程度越小。因此加工豆粕时要注意温度、时间、湿度 ,可选择高温短时热处理工艺 ,一般 120°C、湿度 8%、加热时间控制在 20min内效果较好 ,并以素酶活性指标、氢氧化钾蛋白质溶解度作为共同检测的指标评价质量。优质的豆粕 ,除了外观检查指标合格 ,同时水分必须低于13%,粗纤维低于 7.0%、粗灰分低于 8.0%、粗蛋白大于 40.0%左右 ,脲素酶活性小于 0.5,氢氧化钾蛋白质溶解度 80%左右。

大豆中抗营养因子是影响大豆及其加工产品在饲料中使用的主要因素,要提高大豆蛋白质在饲料中的使用量,必须采取合适的措施进行处理,使大豆抗营养因子失活、钝化。通常采用物理、化学和生物学等方法进行钝化处理。

物理处理

物理处理的方法主要包括热处理方法和机械加工方法。

热处理方法

热处理主要分为湿热法(蒸煮、煮气处理、膨化等)和千热法(焙烤、热炒、挤压等)。进行热处理时,必须保证热处理的强度适宜。加热不足则抗营养因子破坏不够;加热过度则氨基酸利用率下降,会降低蛋白质的生物学效率。实际生产中多以测定脲爵活性判断Caspase-3抑制因子的钝化程度,作为加热不足的指标;采用蛋白溶解度作为判断大豆或豆粕加热过度的指标。

机械加工处理

机械加工包括粉碎、去壳、脱种皮等,很多抗营养因子主要存在手作物种子表皮层,通过机械加工处理使之分离,即可显著诚少抗营养作用。此方法简单有效,但种皮的利用是一个问题。

化学处理

化学处理的原理为化学物质与抗营养因子分子中的二碗键结合,使其分子结构改变而失去活性。使用的化学物质包括碗酸钠、碗酸铜、碗酸亚铁和其他一些碗酸盐。有研究表明,5%尿素加20%水处理 30 d效果最好,胰蛋白酶抑制剂活性降低 78.55%,饲料中加人适量甲硫氨酸胆碱作为甲基供体,可使单宁甲基化,促使其排出体外。化学方法对不同的抗营养因子均有一定的效果,可节省设备与资源,但最大的障碍是化学物质残留和环境污染的问题,因此生产中使用不多。

生物学处理

生物学方法是通过添加适宣酶制剂或用微生物发酵处理以分解大豆中的抗营养因子。

酶制剂处理法

酶制剂有单一酶制剂和复合酶制剂。植酸酶是应用最广泛的单一酶制剂,能水解植酸和植酸盐,释放磷并使植酸抗营养作用消失;复合酶制剂如 NSP (非淀粉多糖酶),就能对多种 ANF 起作用,最大限度地发挥饲料的作用。但对酶制剂的的耐受性、稳定性以及彤响酶制剂作用的外在因素等问题还有待进一步的研究与开发。酶制剂处理时,添加酶的量要适量,过量会扰乱消化道的正常消化机能而产生不良作用。

生物发酵处理

微生物在发酵过程中可产生水解爵、发酵酵和呼吸醇,可以消除植物蛋白原料中的抗营养物质,有利于动物的消化吸收。微生物在发酵过程中还将大部分动物不能直接利用的植酸无机盐转化为细胞中的有机盐,不仅提高了利用率,还可降低饲料中总磷等的含量,减少饲料对养殖环境的污染。

发酵法能对多种抗营养因子产生去毒效果;对营养组分体外降解,大幅提高各营养成分的消化吸收率;发酵处理可明显提高大豆的适口性,有一定的诱食效果。微生物发酵处理得到较大范围的应用,但对产品的品质控制、发酵工艺参数控制以及规模化生产方面良莠不齐,从而使产品质最和品质不能保持相对稳定。

育种法

通过植物育种途径,培育低抗营养因子或无抗营养因子的植物品种以及改善大豆蛋白品质,但这些大豆的产最相对较低,所以推广难度相对较大。通过动物育种,可以提高家畜对抗营养因子的耐受性;通过转基因培育能分泌消化抗营养因子的品系,达到消除抗营养因子对畜禽的抗营养作用。但存在产量低、抗病害能力降低、周期长、投资大等问题。

品质鉴定

豆粕外观及一般质量鉴别

外观检测法

优质纯豆粕为不规则颗粒、碎片或粉末,色泽为淡黄色至淡褐色,有较重的豆香味。根据国标中豆粕等级分类及当前市场销售情况,在生产中会加入不定量的豆皮以调节蛋白质含量,因此在样品中可能会有豆皮较多的豆粕,主要为用巴西大豆生产二等品的豆粕,遇到这类情况并不能说明样品是劣等,需要进一步做实验室检测以判定其性质。

气味、口感辨别法

正常豆粕闻起来有豆类加热后的芳香味,咀嚼起来有微甜的烤大豆香味,没有酸败、霉败、焦化等异味,也没有生豆的腥味。若气味、口感有疑似发霉、酸败感又不明显,可用水溶解样品,则变质味一下子会暴露出来,此为劣等豆粕,不能用作牲畜饲料的原料来源。在使用巴西大豆加工过程中,因大豆原本的品质问题,生产的豆粕可能会有轻微的酸味。

容重检测法

采用中国标准容重仪检测样品容重,正常大豆粕容重为580~600g/L。大多数掺假者都使用颗粒细、比重大、价格低等特点的物质,豆粕中如有这类物质,则包装体积通常会变小,而重量增加达到容重增加的目的。

实验室检测与分析

粗蛋白质测定

称取 0.5g样品,称取 5g硫酸钾和 0.3g硫酸铜做催化剂,加12mL的浓硫酸在 420°C消化炉中消化 2h,样品中的蛋白质与氨化物被浓硫酸分解,其中的含氮物释放为氨气,氨气与过量的浓硫酸结合为硫酸铵,冷却后用凯氏定氮仪进行蒸馏过程,硫酸在浓 氢氧化钠的作用下,会放出氨气,用硼酸液吸收释放的氨气,再用 0.1mol/L精确浓度的盐酸标准溶液滴定,可测出含氮量,含氮量 × 系数(豆粕中蛋白质与含氮量的系数为 6.25)即可测出样品中粗蛋白质含量。一般好豆粕粗蛋白质大于 43%,否则为劣质豆粕或掺假豆粕。

粗纤维测定

精确称取 1g样品于砂芯埚中,用精确浓度的酸和碱在特定温度条件下依次消煮样品,用纯水洗样品,再用乙醇洗去可溶物,将坩埚连同残渣在 130°C高温烘箱中干燥 2h,冷却称重,再转移至 550°C马弗炉中灼烧 30min,冷却至常温后称取残留物质量,计算出粗纤维含量。中国国标中粗纤维含量≤7.0%,若含量超标,则样品为劣等豆粕或掺假豆粕。

粗灰分测定

称取 5g样品放入坩埚中(此坩埚已恒重),通风橱中用电加热板缓慢炭化至无烟(此过程中需要观察样品是否炭化完全,不完全则需加适量清水继续炭化直至完全),再移入 550°C的马弗炉中灼烧 4h 至样品为白色,冷却再称重,计算出粗灰分含量。中国国标中规定粗灰分含量≤ 7.0%,若含量超标,则样品为掺假豆粕或劣等豆粕。

尿素酶(UA)检测

称取 0.2g 样品分别置于装有 10mL磷酸缓冲溶液和 10mL尿素缓冲溶液的试管中,将试管置于30°C恒温水浴锅中30min,且每隔 5min 摇匀 1 次,取上层液体,用酸度计测定pH 值,计算 pH 值的增高量(高值 - 低值)。中国国标规定脲酶值≤ 0.30u/g。尿素酶活性主要是检测大豆加工过程的生、熟程度,为是否影响牲畜代谢提供参考。

氢氧化钾(KOH)蛋白质溶解度法

该实验所采样品必须为经过 60 目筛的筛下物 。称取 1.0g豆粕,加入 50mL 0.2 ﹪ KOH 溶液,在磁力搅拌器上以 700r/min转速搅拌20min;将上述混合物转移至 80mL带盖离心管中,离心过滤 10min(2700r/min);取上清液 15mL于蛋白消化管中进行消化、蒸馏、滴定步骤,按国标中凯氏定氮法测定溶液的粗蛋白质含量及蛋白质溶解度。国标中豆粕蛋白质溶解度≥ 75%。若结果偏低则为劣等豆粕或掺假豆粕。

主要用途

豆粕是棉籽粕、花生粕菜籽粕等12种动植物油粕饲料产品中,产量最大、用途最广的一种。作为一种高蛋白质,豆粕是制作牲备与家商饲料的主要原料,还可以用于制作糕点食品,健康食品以及化妆品和抗菌素原料。

大约85%的豆柏被用于家禽和猪的饲养,豆粕内含的多种氨 基酸适合于家禽和猪的营养的需求。实验表明,在不需额外加入动物性蛋白的情况下,仅豆粕中所含有的氨基酸就足以平衡家禽 和猪的营养,从而促进牲畜的营养吸收。在家禽和生猪饲养中,豆粕得到了最大限度的利用。只有当棉籽柏和花生粕的单位蛋白 成本远低于豆柏时才会被考虑到使用。事实上,豆粕已经成为其他蛋白源比较的基准品。

在奶牛的饲养过程中,味道鲜美、易于消化的豆粕能够提高 出奶量。在肉用牛的饲养中,豆粕也是最重要的油籽粕之一。豆粕还被用于制成老物食品。王米、豆粕的简单混合食物与使用高动物蛋白制成的食品具有相同的价值。最近几年来,豆粕也被广泛地应用于水产养殖业中。豆柏中含有的多种氨基酸能够充分满 (71 足鱼类对委基酸的特殊需要。

豆柏在饲养业中的使用:家禽52%、猪29%、牛7%、奶牛 6%、宠物2%、食品工业2%、其他2%,总计100%。豆粕作为饲料的原料,不仅能满足动物对营养的需求,还有以下功能:

防病

发酵豆粕中大量的高效益生菌在动物体内可抑制大肠杆菌沙门氏菌有害菌的生长繁殖,保持肠道内微生态环境处于平衡、稳定状态,避免肠道疾病发生。

提高饲料利用率

发酵豆粕富含多种做生物酶类如Caspase-3、淀粉酶、脂肪酶等,可补充机体内源酶不足,加强了营养物质的消化,提高动物对饲料蛋白质和能量的利用率。

促生长

发酵豆粕富含多种营养物质如乳酸菌、维生素、氨基酸、未知促生长因子等,具有特有的发酵香味,适口性好,增加动物的采食量。DL-乳酸还可调节肠道 pH 值,节省饲料中酸化剂的费用,参与机体的新陈代谢,促进生长。

相关标准

按照国家标准,豆粕分为三个等级,一级豆粕、二级豆粕和三级豆粕。从目前中国国内豆粕现货市场的情况看,1999年豆粕加工总量(不含进口豆粕)大约为1000万吨,其中一级豆粕大约占20%,二级豆柏占75%左右,三级豆粕约占5%,三个等级豆柏流通量的变化主要与大豆的品质有关。从不同等级豆粕的市场需求情况看,中国国内少数有实力的大型饲料厂使用一级豆粕,大多数饲料厂目前主要使用二级豆粕(蛋白含量43%),二级豆粕仍是中国国内豆柏消费市场的主流产品,三级豆粕已很少使用。

市场状况

豆粕是饲料蛋白的重要来源。近年来,随着畜禽饲养量增加,饲用豆粕消费持续增加,成为拉动大豆进口的重要因素之一。2023年,中国农业农村部启动实施了饲用豆粕减量替代三年行动,引导饲料养殖行业科学用料,减少豆粕用量。2024年1月23日,农业农村部发展规划司司长陈邦勋在国新办发布会上表示,通过推动养殖生产过程“省吃俭用”,2023年,饲料配方中豆粕的占比下降到13%,比2022年下降1.5个百分点,按全年饲料消耗量测算,相当于减少了900万吨左右大豆消耗。

豆粕期货也是中国期货市场非常活跃成熟的品种,在全球农产品期货交易量排名中,连续5年名列第一。影响豆粕价格的因素,一方面是大豆供应量、大豆价格、豆粕的产量和库存等“基本面”,另一方面是饲料行业的景气度、相关的农业(小麦玉米)、贸易、食品政策,甚至是原油价格(运输成本),这些都会影响到豆粕的价格。

2023年四季度豆粕市场在供需错配矛盾不断深化的压制下,价格持续跌势。2024年一季度豆粕下游消费进入淡季,叠加中国国内原料大豆供应较为充足,巴西及阿根廷新季作物丰产预期较强,中国市场内外难寻利多支撑,预计一季度豆粕价格上涨动能不足。

参考资料

..2024-01-25

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2023年饲料中豆粕占比下降到13%.中国青年网.2024-01-25

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期货期权一盘棋 豆粕期权开启衍生品市场崭新格局.海外网.2024-01-25

越跌越买,ETF成弱市下热门品种,有赖大宗商品强势走高,多只ETF涨幅居前,哪些是配置机会?.新浪财经.2024-01-25

豆粕:四季度价格持续下行 2024年一季度或上涨乏力.新浪财经.2024-01-25