豆粕[pò](soybeanmeal)又稱“大豆粕”,是大豆經須壓浸提或直接溶劑浸提取油后獲得的副產品,或由大豆餅浸提取油獲得的副產品。豆粕按其不同的分類方法有不同的種類。
豆粕為淡黃色至深褐色,色澤一致,外形為不規則碎片狀,具有烤黃豆的香味,無發霉 、結塊、蟲蛀及異味異臭。作為一種高蛋白質,豆粕是制作牲備與家商飼料的主要原料,還可以用于制作糕點食品,健康食品以及化妝品和抗菌素原料;在發酵工業中,豆粕主要作為微生物發酵的氮源,應用于酶制劑、抗生素及氨基酸生產等領域;在農業種植領域,豆粕可用作優質有機肥或土壤改良劑。豆粕品質的鑒定和分析,一般通過樣品外觀、氣味等特征及實驗室檢測分析即可判斷此樣品是否為劣等豆粕或摻假豆粕。
豆粕是飼料蛋白的重要來源。近年來,隨著畜禽飼養量增加,飼用豆粕消費持續增加,成為拉動大豆進口的重要因素之一。2023年,中國農業農村部啟動實施飼用豆粕減量替代三年行動,飼料配方中豆粕的占比下降到13%,比2022年下降1.5個百分點。
歷史沿革
中國從大豆中提取油脂可能始于十九世紀末。在1894~1895年的中日戰爭中,日本自中國輸入了豆餅。當時的大豆餅僅是被當作肥料,不作為食物或飼料。在美國,利用大豆制取油脂和餅粕的最早記載是1915年在北卡羅來納州的一個棉籽油廠里。自此以后,大豆的加工就使用螺旋壓榨機來進行。第一套浸出設備出現在1934年。由于這種方法能更好地控制加工溫度和能更完全地提取油脂,因而逐步地取代了機械加工方法。在1940年美國大豆加工采用溶劑浸出法的只占全部加工數量的50%,1951年發展到75%,到1970年時已達97%。
最早的大豆粕是用液壓榨機壓榨法生產出來的。在第二次世界大戰中,由于受到當時設備條件的限制,相當多的大豆柏都曾采用液壓榨機法生產。這種方法基本上是一種間歇式生產方法,就象屠宰場里壓榨油渣那樣,將脂肪同肉液分離的裝置。在第二次世界大戰以前,連續式生產的螺旋壓榨機是用來壓榨大豆的主要方法。1940年以后,這種方法就很快被更加有效的溶劑浸出法所代替。老式的液壓或螺旋壓榨法在餅粕中要殘留3~5%的油脂,而溶劑浸出法只殘留大約0.5%的油脂。在現代化的工廠里,都應用最新的檢驗方法,使熱處理的溫度適當和營養價值不受影響,以保證大豆粕的質量穩定。
分類
按照提取的工藝方法分
按照提取的工藝方法可以分為一浸豆粕和二浸豆粕兩種。其中以直接浸提法提取大豆油后的副產品為一浸豆粕,一浸豆柏的生產工藝較為先進,蛋白質含最高,是中國國內現貨市場上流通的主要品種。根據國家標準《飼料用豆柏》(GB/T19541-2004)規定,豆粕分為一級豆粕 和二級豆粕兩個等級。而先以壓榨取油,再經過浸提取油后所得的副產品稱為二浸豆粕。
按照用途分
按照豆粕的用途不同可分為食用豆粕和飼用豆粕兩大類。食用豆粕是指適合食品加工用的富含蛋白質的豆粕。飼用豆柏是指用于生產動物配合飼料用的豆柏。
按照脫溶的溫度不同分
按照脫溶的溫度不同可分為低溫豆粕和普通豆粕。低溫豆粕是指豆粕脫溶時采用低溫 (一般為85~90°)或閃悉脫溶處理的水溶性蛋白質含量比較高的豆粕。在整個加工過程中, 對溫度的控制極為重要,溫度過高會影響到蛋白質含量,從而直接關系到豆柏的質量和使用; 溫度過低會增加豆粕的水分含量,而水分含量高則會影響儲存期內豆粕的質量。
按照制油前是否脫皮分
按照大豆制油前是否脫皮分帶皮大豆粕和去皮大豆粕。帶皮大豆粕是直接將大豆經過一系列制油加工后得到的豆粕,一般纖維含量在7%左右,蛋白質含量43%左右。而去皮豆粕是在大豆前處理過程中增加了脫皮工序,再經其他制油加工后得到的豆粕,纖維含量明品降低,一般在 4%左右,蛋白質含量卻提高到47%左右,更有利于豆粕在動物配方中的靈活使用和添加。
主要特征
感官特征
豆粕為淡黃色至深褐色 ,色澤一致,外形為不規則碎片狀 ,具有烤黃豆的香味,無發霉 、結塊、蟲蛀及異味異臭。
顯微特征
立體顯微鏡下 ,豆粕皮外表面光滑,有明顯凹痕和針狀小孔;內表面為白色多孔海綿狀組織 ,可見種臍。豆粕顆粒形狀不規則,一般硬而脆,顆粒無光澤 、不透明,奶油色或黃褐色。
生物鏡下觀察豆粕皮,處理后的大豆種皮表面有多個凹陷的小孔及向四周呈現的輻射狀 ,同時可見表皮的“I”字形細胞,是鑒定豆粕的主要依據。
營養特性
積極
豆粕的主要成分為:蛋白40%-48%,賴氨酸 2.5%-3.0%,色氨酸0.6%~0.7%,蛋復酸0.596~0.7%。
蛋白質含量高
豆粕中蛋白質含量約在4o%~47%之間,蛋白質中氨基酸含量較高且組成與比例也優于其他餅粕類飼料 ,賴氨酸與精氨酸的比例較適宜,異亮氨酸與亮氨酸的含量高且比例適當。
適口性好 ,用途廣泛
豆粕顏色好 ,味道佳 ,各種畜禽都喜歡采食,尤其是用于豬和雞的飼料中,其效果是其他餅粕類不能代替的。
鈣、磷含量高
鈣、磷含量遠高于其他植物性飼料,豆粕中含鈣量約為 0-3%,磷約為 0.55%(有效磷約 占 1/3)。
粗纖維含量較低 ,能量較高
豆粕中粗纖維約占 5%-6%,代謝能2.4~2.6兆卡/千克。
B族維生素含量較少
含有異黃酮
豆粕中含有約 1%的異黃酮[yì huáng tóng] ,具有雌激素的性質 ,其對動物的生長作用機理尚不清楚。
消極
盡管大豆蛋白質制品營養價值較高且己在食品飼料業得到了廣泛應用,然而大豆中也含有對營養物質的消化、吸收和利用產生不利影響以及使人和動物產生不良生理反應的物質,即抗營養因子。它們妨礙營養物質消化吸收和利用,這就限制了其在更生領城內的應用或直接 使用。這些抗營養因子主要有抗原蛋白、胰蛋白酶抑制劑、血球凝集素、單寧和賬氣因子等。 人們很早就發現直接攝人豆科籽實會導致人和動物產生胰腺腫大、過敏反應、生長綏慢、日糧養分利用率下降以及一些不良生理反應等現象,這些生理反應是由大豆中含有的多種抗營養因子共同介導的。
工藝流程
豆粕的加工流程為 :大豆→清洗→扎坯→蒸炒→預壓榨→破碎(有的省去該流程)→浸出、濕粕蒸烘、冷卻→豆粕。
大豆必須經過加熱以破壞其中的若干種抗營養因子,加熱不足或加熱過度會造成豆粕質量差異,脲酶活性用來作為豆粕加熱是否偏生的間接估測指標。抗胰蛋白酶和尿酶活性不僅受加熱溫度的影響,還受到加熱時間及水分含量的影響,水分含量越低,抗胰蛋白酶和尿酶活性的破壞程度越小。因此加工豆粕時要注意溫度、時間、濕度 ,可選擇高溫短時熱處理工藝 ,一般 120°C、濕度 8%、加熱時間控制在 20min內效果較好 ,并以素酶活性指標、氫氧化鉀蛋白質溶解度作為共同檢測的指標評價質量。優質的豆粕 ,除了外觀檢查指標合格 ,同時水分必須低于13%,粗纖維低于 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,氫氧化鉀蛋白質溶解度 80%左右。
大豆中抗營養因子是影響大豆及其加工產品在飼料中使用的主要因素,要提高大豆蛋白質在飼料中的使用量,必須采取合適的措施進行處理,使大豆抗營養因子失活、鈍化。通常采用物理、化學和生物學等方法進行鈍化處理。
物理處理
物理處理的方法主要包括熱處理方法和機械加工方法。
熱處理方法
熱處理主要分為濕熱法(蒸煮、煮氣處理、膨化等)和千熱法(焙烤、熱炒、擠壓等)。進行熱處理時,必須保證熱處理的強度適宜。加熱不足則抗營養因子破壞不夠;加熱過度則氨基酸利用率下降,會降低蛋白質的生物學效率。實際生產中多以測定脲爵活性判斷Caspase-3抑制因子的鈍化程度,作為加熱不足的指標;采用蛋白溶解度作為判斷大豆或豆粕加熱過度的指標。
機械加工處理
機械加工包括粉碎、去殼、脫種皮等,很多抗營養因子主要存在手作物種子表皮層,通過機械加工處理使之分離,即可顯著誠少抗營養作用。此方法簡單有效,但種皮的利用是一個問題。
化學處理
化學處理的原理為化學物質與抗營養因子分子中的二碗鍵結合,使其分子結構改變而失去活性。使用的化學物質包括碗酸鈉、碗酸銅、碗酸亞鐵和其他一些碗酸鹽。有研究表明,5%尿素加20%水處理 30 d效果最好,胰蛋白酶抑制劑活性降低 78.55%,飼料中加人適量甲硫氨酸或膽堿作為甲基供體,可使單寧甲基化,促使其排出體外。化學方法對不同的抗營養因子均有一定的效果,可節省設備與資源,但最大的障礙是化學物質殘留和環境污染的問題,因此生產中使用不多。
生物學處理
生物學方法是通過添加適宣酶制劑或用微生物發酵處理以分解大豆中的抗營養因子。
?酶制劑處理法
酶制劑有單一酶制劑和復合酶制劑。植酸酶是應用最廣泛的單一酶制劑,能水解植酸和植酸鹽,釋放磷并使植酸抗營養作用消失;復合酶制劑如 NSP (非淀粉多糖酶),就能對多種 ANF 起作用,最大限度地發揮飼料的作用。但對酶制劑的的耐受性、穩定性以及彤響酶制劑作用的外在因素等問題還有待進一步的研究與開發。酶制劑處理時,添加酶的量要適量,過量會擾亂消化道的正常消化機能而產生不良作用。
生物發酵處理
微生物在發酵過程中可產生水解爵、發酵酵和呼吸醇,可以消除植物蛋白原料中的抗營養物質,有利于動物的消化吸收。微生物在發酵過程中還將大部分動物不能直接利用的植酸等無機鹽轉化為細胞中的有機鹽,不僅提高了利用率,還可降低飼料中總磷等的含量,減少飼料對養殖環境的污染。
發酵法能對多種抗營養因子產生去毒效果;對營養組分體外降解,大幅提高各營養成分的消化吸收率;發酵處理可明顯提高大豆的適口性,有一定的誘食效果。微生物發酵處理得到較大范圍的應用,但對產品的品質控制、發酵工藝參數控制以及規?;a方面良莠不齊,從而使產品質最和品質不能保持相對穩定。
育種法
通過植物育種途徑,培育低抗營養因子或無抗營養因子的植物品種以及改善大豆蛋白品質,但這些大豆的產最相對較低,所以推廣難度相對較大。通過動物育種,可以提高家畜對抗營養因子的耐受性;通過轉基因培育能分泌消化抗營養因子的品系,達到消除抗營養因子對畜禽的抗營養作用。但存在產量低、抗病害能力降低、周期長、投資大等問題。
品質鑒定
豆粕外觀及一般質量鑒別
外觀檢測法
優質純豆粕為不規則顆粒、碎片或粉末,色澤為淡黃色至淡褐色,有較重的豆香味。根據國標中豆粕等級分類及當前市場銷售情況,在生產中會加入不定量的豆皮以調節蛋白質含量,因此在樣品中可能會有豆皮較多的豆粕,主要為用巴西大豆生產二等品的豆粕,遇到這類情況并不能說明樣品是劣等,需要進一步做實驗室檢測以判定其性質。
氣味、口感辨別法
正常豆粕聞起來有豆類加熱后的芳香味,咀嚼起來有微甜的烤大豆香味,沒有酸敗、霉敗、焦化等異味,也沒有生豆的腥味。若氣味、口感有疑似發霉、酸敗感又不明顯,可用水溶解樣品,則變質味一下子會暴露出來,此為劣等豆粕,不能用作牲畜飼料的原料來源。在使用巴西大豆加工過程中,因大豆原本的品質問題,生產的豆粕可能會有輕微的酸味。
容重檢測法
采用中國標準容重儀檢測樣品容重,正常大豆粕容重為580~600g/L。大多數摻假者都使用顆粒細、比重大、價格低等特點的物質,豆粕中如有這類物質,則包裝體積通常會變小,而重量增加達到容重增加的目的。
實驗室檢測與分析
粗蛋白質測定
稱取 0.5g樣品,稱取 5g硫酸鉀和 0.3g硫酸銅做催化劑,加12mL的濃硫酸在 420°C消化爐中消化 2h,樣品中的蛋白質與氨化物被濃硫酸分解,其中的含氮物釋放為氨氣,氨氣與過量的濃硫酸結合為硫酸銨,冷卻后用凱氏定氮儀進行蒸餾過程,硫酸在濃 氫氧化鈉的作用下,會放出氨氣,用硼酸液吸收釋放的氨氣,再用 0.1mol/L精確濃度的鹽酸標準溶液滴定,可測出含氮量,含氮量 × 系數(豆粕中蛋白質與含氮量的系數為 6.25)即可測出樣品中粗蛋白質含量。一般好豆粕粗蛋白質大于 43%,否則為劣質豆粕或摻假豆粕。
粗纖維測定
精確稱取 1g樣品于砂芯堝中,用精確濃度的酸和堿在特定溫度條件下依次消煮樣品,用純水洗樣品,再用乙醇洗去可溶物,將坩堝連同殘渣在 130°C高溫烘箱中干燥 2h,冷卻稱重,再轉移至 550°C馬弗爐中灼燒 30min,冷卻至常溫后稱取殘留物質量,計算出粗纖維含量。中國國標中粗纖維含量≤7.0%,若含量超標,則樣品為劣等豆粕或摻假豆粕。
粗灰分測定
稱取 5g樣品放入坩堝中(此坩堝已恒重),通風櫥中用電加熱板緩慢炭化至無煙(此過程中需要觀察樣品是否炭化完全,不完全則需加適量清水繼續炭化直至完全),再移入 550°C的馬弗爐中灼燒 4h 至樣品為白色,冷卻再稱重,計算出粗灰分含量。中國國標中規定粗灰分含量≤ 7.0%,若含量超標,則樣品為摻假豆粕或劣等豆粕。
尿素酶(UA)檢測
稱取 0.2g 樣品分別置于裝有 10mL磷酸緩沖溶液和 10mL尿素緩沖溶液的試管中,將試管置于30°C恒溫水浴鍋中30min,且每隔 5min 搖勻 1 次,取上層液體,用酸度計測定pH 值,計算 pH 值的增高量(高值 - 低值)。中國國標規定脲酶值≤ 0.30u/g。尿素酶活性主要是檢測大豆加工過程的生、熟程度,為是否影響牲畜代謝提供參考。
氫氧化鉀(KOH)蛋白質溶解度法
該實驗所采樣品必須為經過 60 目篩的篩下物 。稱取 1.0g豆粕,加入 50mL 0.2 ﹪ KOH 溶液,在磁力攪拌器上以 700r/min轉速攪拌20min;將上述混合物轉移至 80mL帶蓋離心管中,離心過濾 10min(2700r/min);取上清液 15mL于蛋白消化管中進行消化、蒸餾、滴定步驟,按國標中凱氏定氮法測定溶液的粗蛋白質含量及蛋白質溶解度。國標中豆粕蛋白質溶解度≥ 75%。若結果偏低則為劣等豆粕或摻假豆粕。
主要用途
豆粕是棉籽粕、花生粕、菜籽粕等12種動植物油粕飼料產品中,產量最大、用途最廣的一種。作為一種高蛋白質,豆粕是制作牲備與家商飼料的主要原料,還可以用于制作糕點食品,健康食品以及化妝品和抗菌素原料。
大約85%的豆柏被用于家禽和豬的飼養,豆粕內含的多種氨 基酸適合于家禽和豬的營養的需求。實驗表明,在不需額外加入動物性蛋白的情況下,僅豆粕中所含有的氨基酸就足以平衡家禽 和豬的營養,從而促進牲畜的營養吸收。在家禽和生豬飼養中,豆粕得到了最大限度的利用。只有當棉籽柏和花生粕的單位蛋白 成本遠低于豆柏時才會被考慮到使用。事實上,豆粕已經成為其他蛋白源比較的基準品。
在奶牛的飼養過程中,味道鮮美、易于消化的豆粕能夠提高 出奶量。在肉用牛的飼養中,豆粕也是最重要的油籽粕之一。豆粕還被用于制成老物食品。王米、豆粕的簡單混合食物與使用高動物蛋白制成的食品具有相同的價值。最近幾年來,豆粕也被廣泛地應用于水產養殖業中。豆柏中含有的多種氨基酸能夠充分滿 (71 足魚類對委基酸的特殊需要。
豆柏在飼養業中的使用:家禽52%、豬29%、牛7%、奶牛 6%、寵物2%、食品工業2%、其他2%,總計100%。豆粕作為飼料的原料,不僅能滿足動物對營養的需求,還有以下功能:
防病
發酵豆粕中大量的高效益生菌在動物體內可抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌的生長繁殖,保持腸道內微生態環境處于平衡、穩定狀態,避免腸道疾病發生。
提高飼料利用率
發酵豆粕富含多種做生物酶類如Caspase-3、淀粉酶、脂肪酶等,可補充機體內源酶不足,加強了營養物質的消化,提高動物對飼料蛋白質和能量的利用率。
促生長
發酵豆粕富含多種營養物質如乳酸菌、維生素、氨基酸、未知促生長因子等,具有特有的發酵香味,適口性好,增加動物的采食量。DL-乳酸還可調節腸道 pH 值,節省飼料中酸化劑的費用,參與機體的新陳代謝,促進生長。
相關標準
按照國家標準,豆粕分為三個等級,一級豆粕、二級豆粕和三級豆粕。從目前中國國內豆粕現貨市場的情況看,1999年豆粕加工總量(不含進口豆粕)大約為1000萬噸,其中一級豆粕大約占20%,二級豆柏占75%左右,三級豆粕約占5%,三個等級豆柏流通量的變化主要與大豆的品質有關。從不同等級豆粕的市場需求情況看,中國國內少數有實力的大型飼料廠使用一級豆粕,大多數飼料廠目前主要使用二級豆粕(蛋白含量43%),二級豆粕仍是中國國內豆柏消費市場的主流產品,三級豆粕已很少使用。
市場狀況
豆粕是飼料蛋白的重要來源。近年來,隨著畜禽飼養量增加,飼用豆粕消費持續增加,成為拉動大豆進口的重要因素之一。2023年,中國農業農村部啟動實施了飼用豆粕減量替代三年行動,引導飼料養殖行業科學用料,減少豆粕用量。2024年1月23日,農業農村部發展規劃司司長陳邦勛在國新辦發布會上表示,通過推動養殖生產過程“省吃儉用”,2023年,飼料配方中豆粕的占比下降到13%,比2022年下降1.5個百分點,按全年飼料消耗量測算,相當于減少了900萬噸左右大豆消耗。
豆粕期貨也是中國期貨市場非常活躍成熟的品種,在全球農產品期貨交易量排名中,連續5年名列第一。影響豆粕價格的因素,一方面是大豆供應量、大豆價格、豆粕的產量和庫存等“基本面”,另一方面是飼料行業的景氣度、相關的農業(小麥玉米)、貿易、食品政策,甚至是原油價格(運輸成本),這些都會影響到豆粕的價格。
2023年四季度豆粕市場在供需錯配矛盾不斷深化的壓制下,價格持續跌勢。2024年一季度豆粕下游消費進入淡季,疊加中國國內原料大豆供應較為充足,巴西及阿根廷新季作物豐產預期較強,中國市場內外難尋利多支撐,預計一季度豆粕價格上漲動能不足。
參考資料 >
2023年飼料中豆粕占比下降到13%.中國青年網.2024-01-25
期貨期權一盤棋 豆粕期權開啟衍生品市場嶄新格局.海外網.2024-01-25
越跌越買,ETF成弱市下熱門品種,有賴大宗商品強勢走高,多只ETF漲幅居前,哪些是配置機會?.新浪財經.2024-01-25
豆粕:四季度價格持續下行 2024年一季度或上漲乏力.新浪財經.2024-01-25