黄豆粉品质问题之探讨

 

        今日台湾畜牧业之所以能够在如此有限空间及资源匮乏的环境下逐日蓬勃发展,饲料制造技术及品质的不断提升可说是首居其功。而相对地,畜牧经营的企业化更是活泼了饲料市场量的需求。在诸多进口大宗物资中,黄豆粉因占配合饲料量20%左右,仅次於玉米,是一种价廉且富含蛋白质的饲料来源,也因此供需量庞大,费用不赀。但日後核算生产经济效益时,追究该成本利润,则得权衡其真正的利用价值。

至於权衡一饲料原料的利用价值,不外乎是针对其营养组成、有效性及价格作一综合性分析。而黄豆粉的营养组成及其有效性不就是其品质良莠的最好指标,售价则只是因应而订的变数。是故关心成本售价是否得宜,得需先就该饲料原料的品质问题作一逐步深入的探讨。

如生黄豆及黄豆粉的营养组成及其有效性、黄豆粉的制造流程、以及黄豆粉品质的判定等问题。

一、营养组成及其有效性

(一)生黄豆

1.一般成分:

粗蛋白质:35%(32~40%)

粗脂肪:18%(17~18%)

粗纤维:5~6%

粗灰分:4~5%

无氮抽出物:20~25%

矿物质:以K、P、Na居多,约60%之P为不能利用的植磷酸。

维生素:B群多,A、D均少。

有机酸:约1.4%,其中以柠檬酸居多,微量的草酸钙及其他挥发性物质,而此等挥发性物质正是黄豆粉特有气味的来源。

2.不良因子

多种酵素及有毒物质,此均是抗营养物质。可分为加热破坏者与加热不被破坏者,如下:

(1)加热破坏者

胰蛋白鶤抑制因子(Trypsin inhibitor)

尿素鶤(Urease)

抗维生素因子(Anti-Vitamin)

甲状腺肿源(Goitrogens)

血球凝集素(Hemagglutinins)

植酸盐(Phytate)

(2)不为加热破坏者

过敏源(Allergencity)

胀气因子(Flatulence factor)

皂鶺(Saponin)

激情素(Estrogens)

胺基丙酸溶解素(Lysinoalanine)

(二)黄豆粉

1.一般成分:

粗蛋白质:43.5% (42.5~44%)

粗脂肪:1%

粗纤维:6.2%

粗灰分:6%

2.胺基酸组成:

离胺酸(Lysine):2.9%

蛋胺酸(Methionine):0.65%

胱胺酸(Cystine):0.67%

精胺酸(Arginine):3.3%

羟丁胺酸(Threonine):1.8%

组胺酸(Histidine):1.2%

异白胺酸(Isoleucine):2.1%

白胺酸(Leucine):3.6%

苯丙胺酸(Phenylalanine):2.3%

酪胺酸(Tyrosine):1.3%

3.不良因子

少。

4.制造流程

        生黄豆→前处理(精选、预热、乾燥、脱皮、软化後再予以压片)→提油工程(目前大都采用预压萃取法,先以低温连续压榨後再以溶剂正已烷萃取残油)→加热处理(可分乾热或湿热加工,现都采用脱溶剂烘炉,即可蒸发溶剂且可烘焙豆片,温度约110℃)→乾燥冷却之→粉碎→黄豆粉。

5.黄豆粉的营养有效性

        黄豆粉因经过一连串的加工处理,不仅风味变佳,嗜口性提高且大部分抗营养物质减少到可接受的限度,营养有效性如下:

(1)蛋白质

原本生黄豆的蛋白质以水溶性蛋白居多,胺基酸组成良好,其中以离胺酸(Lysine)量最多,蛋胺酸(Methionine)则较缺乏。但因未加热,致原存有的许多蛋白鶤抑制因子(Proteolytic enzyme inhibitors)阻碍了禽畜的生长作用。经加热後的黄豆粉则因抗胰蛋白鶤抑制因子(Trypsininhibitor)、尿素鶤(Urease)等受破坏,所以胺基酸的可消化性增加,利用率更形良好。

(2)脂   肪

生黄豆多含不饱和必需脂肪酸(Unsaturated fatty acid),其中亚麻油酸(Linolenic acid)占55%,颇具价值。唯因含不饱和键量多,贮存时易发生氧化反应导致酸败。但若经加热加工後,黄豆粉业已脱脂且内含的脂肪分解鶤抑制因子(Lipase inhibitor)也受破坏。

(3)纤   维

生黄豆之淀粉含量极少,大豆细胞膜则含不良成分──胀气因子(Flatulence factor),而此因子即由阿聚糖、半乳糖与半乳糖酸相结合形成的黏性半纤维素,可导致禽畜因发酵而产生鼓胀现象。

(4)维生素

B群居多,A、D均少;部分维生素受热不稳定。

(5)有机酸

黄豆粉的加工处理具脱臭效果,因而风味改善且嗜口性提高了。

6.不适当的加热处理

        生黄豆由於内含许多酵素及有毒物质,所以不适合直接供作饲料使用,而今藉由加热加工,不仅风味佳,改善嗜口性且去除了大部分不良因子,提高了其营养有效性亦增加其利用性。然不适当的加热,则可能不良因子未受破坏或营养性物质变性损失等。也就是水分、温度、时间三要素控制不良的结果。

(1)加热不足

不足以破坏抗营养物质,以致於蛋白质利用率差。

(2)加热过度

某些养分如胺基酸和维生素严重变质受损。生黄豆因内含还原性碳水化物(如葡萄糖),此易与游离酸(如离胺酸、胱胺酸等)作用,称之为梅勒反应(Millard reaction)或褐变(Browning),而过度加热更催化其反应快速进行。大大降低了该离胺酸的利用性。至於维生素的热损失,可能因不饱和脂肪酸的存在而更形受害。

二、黄豆粉品质的判定        

(一)外   观

颜色:淡黄竭色至淡褐色。呈浅黄或暗褐色则表加热不足或过热处理所致。

味道:烘焙黄豆香味,不可有生黄豆臭味、酸败、霉坏及焦化等不良气味。

形状:粗片状或细粉状。

还有「谷:粉」比例不可过高,以防掺杂过量豆皮而降低该营养利用率。

(二)一般成分   

1.黄豆粉CNS饲料标准规格:

水分:不超过12.5%

粗蛋白质:高於43.5%

粗脂肪:低於2.5%

粗纤维:低於7.0%

粗灰分:低於6.5%

盐酸不溶物:低於1.0%

2.黄豆粉胺基酸对鸡只之有效率(根据美国阿肯萨大学C.A.Iry等人研究):

丙胺酸Alanine:98.6%

精胺酸Arginine:98.8%

门冬胺酸Aspartic acid:98.7%

胱胺酸Cystine:99.0%

谷胺酸Glutamic Acid:99.1%

甘胺酸Glycine:97.8%

组胺酸Histidine:98.6%

异白胺酸Isoleucine:98.8%

白胺酸Leucine:98.9%

离胺酸Lysine:98.4%

蛋胺酸Methionine:98.6%

苯丙胺酸Phenylalanine:99.2%

脯胺酸Proline:98.8%

丝胺酸Serine:98.8%

羟丁胺酸Threonine:98.5%

酪胺酸Tyrosine:99.4%

缬胺酸Valine:97.3%

3.完全生长猪小肠之显然可消化率:

离胺酸Lysine:86%

精胺酸Arginine:90%

组胺酸Histidine:87%

异白胺酸Isoleucine:82%

白胺酸Leucine:81%

蛋胺酸Methionine:88%

苯丙胺酸Phenylalanine:85%

羟丁胺酸Threonine:75%

色胺酸Tryptophan:80%

缬胺酸Valine:88%

氮素N:81%

处理数:共计6组,44%蛋白质饲料4个,48.5%蛋白质饲料则有2个。

样品数:每组使用4或6头小猪测定。

        该一般成分组成及胺基酸有效性等均受到原料与制造过程二大因素所左右,其中原料之品种、产地土质、施肥、气候、季节及贮存状况等与制造过程中各个加工处理是否得当如精选程度、机械型式及加热条件等都是影响黄豆粉营养组成与有效性的变异因子。且据Tanksley等人的结论主张若只使用玉米和黄豆粉来调制猪只饲粮时,采用总胺基酸量或可消化胺基酸量来计算配方都会比用总蛋白质计算来得准确。所以在分析黄豆粉营养组成之时,更不能忽略了各胺基酸的有效性。

(三)不良因子

        除了外观判断及组成分分析化验外,最重要的品质判定依据即此抗营养物质去留问题,也唯有抗营养物质的去除,黄豆粉才能发挥其真正的经济利用价值及突显其营养有效性,而这也正是不良因子测定会普遍受到重视的缘故。一般最常使用的测定法有鶧鶤活性、胰蛋白鶤抑制因子、水溶性和咸溶性蛋白质、萤光试验、离胺酸有效性和酵素消化试验等,其中任一试验法的试验条件和试管试验结果均具良好关联性,然营养价和检验结果一致性则较不理想。目前也唯有动物饲养试验法效果最为可靠。但是作为生产操作中品质管制依据,最主要的还是以胰蛋白鶤抑制因子的活泼度为主,然碍於该试验既费时且价昂,所以一般制油业或饲料厂都少采用。而由有正相关性消长的尿素鶤活泼度测定取代之。

1.尿素鶤活性探讨

(1)生黄豆之所以营养利用率不高,主因含了许多阻碍消化的酵素与有毒物质如胰蛋白鶤抑制因子、尿素鶤、淀粉鶤等,但此等不良因子大部分可经由加热(82℃,10~20分钟)处理破坏。

(2)烘烤不足,将无法破坏抗营养物质,加热过度则可能完全抑制不良因子,但是相对地蛋白质变性、胺基酸利用率均遭受严重损失。

(3)尿素活性对单胃动物并无实际的生理作用,唯在反刍物饲料中掺有尿素且该黄豆粉品质不良时,可能会有氨中毒反应发生。所以尿素鶤多寡(据Dzschrijuer等人证实)对饲养效果并无不良影响。

2.尿素鶤测定法

(1)原   理

藉由黄豆内含尿素鶤成分,易与尿素作用产生氨而提高pH值的原理。发展了多种测定方法如pH增值法、扩散法及pH指示剂法等。

(2)pH增值法

参照中华民国国家标准(CNS)及美国AAFCO饲料标准均采取pH增值法作为尿素鶤活泼的依据。但因地域文化背景的差异,进而对尿素鶤可接受度亦不一如CNS标准规定是0.02到0.3单位,美国则规定0.05到0.2单位。由此可见,美国对尿素鶤活性的要求较我国严格,目的在於避免烘焙不足与过度所造成的损失。烘焙不足未能将不良因子消除到可接受的程度,过度则易造成蛋白质变性、胺基酸被破坏尤以离胺酸为最,因此更降低了黄豆粉的营养价值。是故pH增值法着重试验的精密性,测定时更注意样品调制规定、pH测定仪的准确情况、水浴的恒温以及操作步骤的谨慎等,以求试验结果客观可靠。虽然近来有部分研究者指出此法对烘焙过度无法进一步作程度上的区分,不过目前仍以此法最能代表尿素鶤活泼度的测定依据。

(3)pH指示剂法

即「美国道逊黄豆加工厂法」,为一般加工现行的测定法且以此作为交易检验标准。但由於试验条件过於简陋,虽测定过程简易迅速,结果偏差却很大,而无法正确区分黄豆粉烘焙适度或烘焙过度,比pH增值法更偏向导致烘焙过度的结果。系此法不讲求滴定温度、指示剂的调配与有效性等。所以除了作为烘焙黄豆粉现场及烘焙作业的调整参考外,实不适合当为品管检验依据。且当初把该法由国外引荐给国内业界者──杨培 博士,日前曾力嘱国内业界切勿本末倒置,pH指示剂法实不足以作为交易检验依据,而应恢复由CNS推举的pH增值法。以避免因品管部门的一时疏忽所带来的莫大损失。

三、参考文献

1.陈世爵、杨培 合编。1983     黄豆粉与饲料转辑    美国黄豆协会发行

2.洪平着。1986     饲料原料要览    台湾养羊杂志社编印

3.郑长义编着。1983     饲料图鉴与品质管制    华香园出版社发行

4.改善饲料谷物品质研究专辑     台湾区杂粮发展基金会

5.廖宗文译     大豆在家禽饲养上的应用杂粮与畜产    155:9~20

6.Ivy, C. A., D. B. Bragg, and E. L. Stephenson. 1971. The availability of amino acids from soybean meal for the growing chick Poultry Sci. 50:408.

 

饲料营养杂志(22~27)-颜淑卿.八九年七期

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