双子叶植物纲豆科大豆属一年生草本植物 (Glycine max L. )。原产中国,相传公元前3000~前2000年已有种植。20世纪90年代初期全世界大豆总产量约1亿吨,美国产量最高,约占全世界总产量的一半以上。在中国从50年代以后,种植面积逐年下降,90年代初期不足700万公顷,总产量约占全世界总产量的十分之一, 约相当于美国总产量的五分之一,居世界第二位。在中国大豆产区的区划为北方春作大豆区,黄淮流域夏作大豆区,南方多作大豆区。北方春作大豆区为中国重要产区,黄淮流域夏作大豆区的产量次之。
以大豆为原料取油后的副产品为大豆饼(粕)。由于取油工艺不同, 通常将用压榨法或夯榨法取油后的副产品称为大豆饼(soybean meal-expeller),而将用浸提法或预压浸提法取油后的副产品称为大豆粕 (soy-bean meal-solvent)。过去曾认为大豆饼为熟豆饼, 而将大豆粕误认为是生豆饼, 事实上饼或粕的生或熟取决其加工过程中的加热温度与加热时间,“生”、“熟”本身是一个模糊概念,无确切客观标准,因此用 “生”、“熟”作为 “饼、粕” 的分界线欠妥。
大豆用压榨法的取油工艺主要分为2个过程: 第一过程为油料的清选、破碎、软化、轧胚,将油料温度保持60~80℃之间; 第二过程为将料胚蒸炒 (100~105℃)后再加机械压力,使油与饼分离,而用浸提法取油则利用有机溶剂在55~65℃下浸泡料胚,提取油脂后将湿粕烘干 (105~120℃), 最后生成油脂和饼(粕)。在中国由于使用机型不同,附属设备条件以及技术人员的掌握不同,使加工过程中温度、压力、水分及作用时间存在差异, 因而也会在相当大的程度上影响大豆饼(粕)的质量。如温度过高、时间过长会使蛋白质变性引起梅拉德(Maillard)反应,从而降低蛋白质的营养价值,反之如果加温不足,由于不能控制大豆中的胰蛋白酶抑制因子及尿素酶的活性, 同样地也影响豆饼 (粕) 的蛋白质利用效率。
用浸提法取油可比压榨法多取油4%~5%,而且残脂少易于保存, 因此近年来除了边远僻壤地区外土法夯榨或机械压榨法逐步为浸提法所取代。
营养特性
大豆 大豆中约含35%的粗蛋白质,17%的粗脂肪,因此有效能值也较高,不仅是一种蛋白质饲料,同时在调配肉鸡料或仔猪料时也可作为高能量饲料利用。根据国际饲料分类准则,大豆属于蛋白质补充料,其氨基酸组成也属于上品, 赖氨酸含量在豆类中居首位, 约比蚕豆、豌豆含量高出70%, 因此, 大豆的饲料价值具有多方面的优越性。大豆中含有较多的铁和锌,其他微量元素含量则因土壤、肥料、栽培条件差异较大,钙、锌含量均较低,总磷含量中约1/3是植酸磷,因此在饲用时还应考虑磷的补充,钙、磷平衡以及植酸磷的抗营养作用问题 (见抗营养因子)。
黑大豆 黑大豆与大豆的营养价值受其品种、等级、成熟程度等因素的制约,难以 一概而论,同级的黑大豆的粗蛋白质含量高于大豆, 而粗脂肪含量则低于大豆。黑大豆中含有较高的铁(273毫克/千克),有的品种约比普通大豆高一倍。钙磷含量都较低,其他微量元素含量都不能满足猪鸡营养需要, 用于配料时需考虑矿物质微量元素的补充。
大豆饼 (粕) 大豆饼中残脂约为5%~7%, 大豆粕中残脂约为1%~2%,因此前者比后者的有效能值及粗蛋白质含量均较低。同样的规律大豆饼中的氨基酸含量也低于同条件、同级的大豆粕。大豆饼(粕)中含有多种必需氨基酸, 尤其是富含畜禽限制性氨基酸,如赖氨酸含量是生长肥育猪营养需要量的2倍,是蛋鸡营养需要量的4倍, 蛋氨酸+胱氨酸是蛋鸡营养需要量的1倍以上。其他如组氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸等含量也都超过畜禽营养需要量, 所以大豆饼(粕)多年来作为平衡配合饲料氨基酸需要量的当家品种被广泛采用。
有毒有害物质 从大豆中分离得到的蛋白酶抑制因子 (trypsin inhibitor, 简称TI)有两类: 第一类的分子量为20 000~25 000, 主要对胰蛋白酶活性直接专一地起抑制作用; 另一类的分子量较小, 约为6 000~10 000, 能够对胰蛋白酶及胰乳凝蛋白酶的活性起抑制作用。胰蛋白酶抑制因子具有热不稳定性,100℃下加热10分钟TI的活性降至最低点,而蛋白质效价PER(见豆类饲料)达到最高点,但试验也证明TI并不仅仅是抑制蛋白质的消化水解,同时还可能引起胰腺机能亢进,导致胰腺分泌过多,进一步造成必需内源性氨基酸的损失。此外,生大豆遇水在适当的pH值及温度条件下会生成脲酶, 将大豆中的含氮化合物迅速分解成氨,从而会引起氨中毒。加热可以使脲酶钝化。为此,大豆、黑大豆及其加工副产品均不宜生喂。
质量标准 中华人民共和国国家标准根据不同品种大豆皮的颜色和粒形将商品大豆分为黄大豆、青大豆、黑大豆、其他大豆(褐按赤色大豆)及饲料豆(秣食豆)五类。按容重分为5个等级, 3等为中等质量,低于5等者为等外品。
中华人民共和国国家标准将饲料用大豆分为黄大豆与黑大豆两种,以粗蛋白质、粗纤维、粗灰分为质量指标,两者均以87%干物质为基础计算,按含量分为三级,三项质量指标必需全部符合相应等级的规定,有一项不合格者则降一级,低于三级者为等外品(表1)。
表1 饲料用大豆及饲料用黑大豆的质量标准
饲料 | 质量指标 | 一级 | 二级 | 三级 | 备注 |
大 豆 | 粗蛋白质 % 粗纤维 % 粗灰分 % | ≥36.0 <5.0 <5.0 | ≥35.0 <5.5 <5.0 | ≥34.0 <6.5 <5.0 | 中华人 民共和国 国家标准 |
黑 大 豆 | 粗蛋白质 % 粗纤维 % 粗灰分 % | ≥37.0 <6.0 <5.0 | ≥35.0 <7. 0 <5.0 | ≥33.0 <8.0 <5.0 | 中华人 民共和国 国家标准 |