中國報告大廳網訊,在2025年,蛋白粉行業呈現出多元化發展的趨勢。隨著全球畜牧業的持續擴張以及對優質蛋白質飼料需求的不斷增長,尋找高效、可持續的蛋白質來源成為行業焦點。玉米蛋白粉作為玉米深加工的重要副產品,因其較高的蛋白質含量,正逐漸成為研究與應用的熱點,有望在飼料領域發揮更大作用。
《2025-2030年中國蛋白粉行業市場調查研究及投資前景分析報告》指出,玉米蛋白粉是玉米澱粉加工過程中的重要副產物,我國年產量超840,000 噸。受原料和生產工藝差異影響,其化學組成不盡相同,進而導致在動物體內消化率有所區別。研究顯示,不同玉米蛋白粉氮表觀消化率處於 92.3% - 96.3%,總能表觀消化率為 79.7% - 89.7%。
玉米蛋白粉富含動物所需營養成分,蛋白質含量頗高,具備替代豆粕成為優質蛋白質飼料的潛力。其纖維含量低,利於動物消化,不過纖維成分由非澱粉多糖和木質素構成,非澱粉多糖會增加動物消化物黏度,降低營養物質消化率。此外,玉米蛋白粉脂肪含量相對較高,不僅能減少胺基酸氧化損失,還利於動物在高溫環境下攝取能量。而且,其中含有的玉米黃素和 β - 胡蘿蔔素,賦予了其解毒、抗氧化及改善脂質代謝等功能。
多數玉米蛋白粉蛋白質含量可達 60%,但特殊蛋白質結構致使其水溶性欠佳。其蛋白質主要由約 65% 的玉米醇溶蛋白和 30% 的谷蛋白組成。玉米醇溶蛋白含約 75% 疏水性胺基酸,如穀氨酸、亮氨酸等,這些胺基酸使其僅能溶解於醇溶液,難溶於水。谷蛋白分子內大量分子內和分子間二硫鍵以及疏水相互作用,使其僅在稀酸或鹼溶液中可溶。蛋白質溶解度低,使得玉米蛋白粉在動物腸道內難以被消化吸收,較低的蛋白質消化率成為其用作蛋白飼料的主要限制因素。
胺基酸是蛋白質基本結構單元,對動物生長發育、代謝及免疫系統正常運轉至關重要。飼料中蛋白質是動物獲取胺基酸的主要途徑,保證胺基酸平衡意義重大。與常見蛋白質飼料相比,玉米蛋白粉亮氨酸含量高,而賴氨酸和色氨酸等必需胺基酸含量偏低。以玉米蛋白粉為主要蛋白質來源,可能導致動物賴氨酸和色氨酸缺乏,影響正常生長。
適口性對動物採食量影響顯著,玉米蛋白粉揮發物中含有乙醛、乙酸、苯並噻唑等具有不良氣味的物質,加工過程中含硫胺基酸降解產生的硫化物以及脂質氧化產物,可能是這些不良氣味的來源。不良氣味降低了玉米蛋白粉的適口性,進而影響動物採食量。
由於上述限制,直接將玉米蛋白粉用於動物飼料,飼餵效果不佳。將其中大分子蛋白質降解為小肽,是提高其蛋白質消化率和生物價值的有效途徑。微生物發酵可消除飼料抗營養因子,提高營養價值,在發酵及酶解過程中,大分子物質能被分解成小肽、游離胺基酸和脂肪酸等小分子,還能增加益生菌和有益微生物代謝物含量,提高飼料生物活性。
有研究利用混合芽孢桿菌發酵玉米蛋白粉和小麥麩混合飼料,優化發酵條件後,玉米蛋白粉可溶性蛋白含量可達 13.77%;採用混菌固態發酵玉米蛋白粉等混合底物,發酵後可溶性蛋白含量提高 75.24%,粗纖維含量降低 42.87%。篩選出的兩株芽孢桿菌混合發酵玉米蛋白粉,多肽得率可達 44.03%;利用混合微生物固態發酵玉米蛋白粉和玉米胚芽粕混合飼料,可溶蛋白含量能達到 19.96%,總胺基酸含量提高,蛋白質二級結構也有所改變。
微生物產酶能力有限,菌酶協同發酵可避免發酵過程中酶不足問題,提高微生物利用效率。有研究篩選出能產蛋白酶的枯草芽孢桿菌聯合酸性蛋白酶進行菌酶協同發酵,發酵後玉米蛋白粉可溶性蛋白、多肽含量及總胺基酸含量分別提高 94.2%、74.3% 和 97.9%。利用酸性蛋白酶和木瓜蛋白酶酶解玉米蛋白粉,再用乳酸菌發酵酶解產物,可使玉米蛋白粉蛋白質體外消化率由 60.15% 提高至 80.42%。乳酸菌和酸性蛋白酶協同發酵,能提高玉米蛋白粉和小麥麩混合物中多種成分含量及自由基清除能力,減輕犢牛氧化應激。
發酵及酶解技術還能提高玉米蛋白粉生物活性。生物活性肽具有抗氧化、抗高血壓、調節免疫等多種生物學功能,玉米蛋白粉是其良好來源。通過發酵或酶解,已從玉米蛋白粉中分離鑑定出多種玉米肽。如酶解玉米蛋白粉分離出的 3 種抗氧化肽具有良好自由基清除能力,一種新型肽在體外能有效清除 DPPH 自由基和 ABTS 自由基,玉米蛋白粉的鹼性蛋白酶水解肽具有體外自由基清除能力,能保護過氧化氫暴露的 Caco - 2 細胞,還能提高氧化 HepG2 細胞中抗氧化酶活性。玉米肽還具有降血壓和調節脂質代謝功能,胃蛋白酶水解玉米蛋白粉衍生肽能抑制血管緊張素轉化酶,降低大鼠血壓;飼餵高脂飲食大鼠玉米蛋白粉水解肽,能降低其血漿和肝臟中脂質含量。
經發酵及酶解技術處理,玉米蛋白粉蛋白質品質顯著改善,但能否作為優質蛋白質飼料應用還需驗證。有研究對玉米蛋白粉及小麥麩混合物進行菌酶協同發酵,結果顯示,與豆粕相比,干發酵和濕發酵的混合物均顯著提高了斷奶仔豬粗蛋白消化率,促進小腸胰蛋白酶活性和胺基酸轉運載體表達。其中,濕發酵混合物顯著提高了斷奶仔豬平均日採食量和平均日增重,改善腸道屏障及免疫功能,增加結腸中乳酸桿菌等益生菌相對豐度和有益代謝物含量。還有研究表明,用玉米肽替代魚粉和豆粕,能顯著提高斷奶仔豬平均日增重,降低料重比及腹瀉率,改善腸道形態和免疫功能。不過,目前關於發酵玉米蛋白粉在豬不同生長階段飼餵效果的研究較少,有待進一步探究。
玉米蛋白粉中高含硫胺基酸可為家禽提供必需蛋氨酸,但未經加工時飼餵效果不佳。在飼料中添加 5% 玉米蛋白粉會顯著提高肉雞生長期料重比。發酵及酶解後的玉米蛋白粉更利於家禽對蛋白質的消化吸收。研究發現,在基礎日糧中添加 20% 發酵玉米蛋白粉,能提高肉雞生長性能和免疫器官指數,改善腸道形態;飼餵發酵玉米蛋白粉能上調肉雞肝臟抗氧化基因表達,提高抗氧化能力。另有研究表明,濕發酵玉米蛋白粉替代 5% 豆粕時,飼餵效果最佳,能顯著提高肉雞生長性能與屠宰性能,改善腸道形態與免疫功能,降低盲腸中有害菌相對豐度。
發酵和酶解玉米蛋白粉在反芻動物生產中應用廣泛且效果良好。與直接飼餵玉米蛋白粉相比,發酵玉米蛋白粉能顯著改善犢牛生長性能,降低腹瀉發生率,增強抗氧化和免疫能力,改善瘤胃功能,調節瘤胃液和糞便中的微生物群。在基礎日糧中添加 5% 玉米蛋白粉,能改善犢牛生長性能,提高抗氧化和免疫能力,促進瘤胃發酵,增加瘤胃菌群多樣性。此外,發酵和酶解玉米蛋白粉在反芻動物生產中對豆粕有良好替代作用。有研究顯示,發酵玉米蛋白粉和小麥麩混合飼料替代基礎日糧中 50% 和 100% 豆粕,能提高奶牛乾物質和粗蛋白消化率,促進瘤胃發酵,改變瘤胃菌群組成,改善哺乳性能;發酵玉米蛋白粉替代 20% 豆粕,能提高羔羊生長性能、抗病能力和免疫能力,調節腸道微生物群;發酵玉米蛋白粉替代日糧中 25% 豆粕,對育肥羊飼餵效果最佳,能提高生長性能和屠宰性能,促進瘤胃發酵;用 20% 發酵玉米蛋白粉替代豆粕,能提高肉羊生長性能和屠宰性能。
在2025年蛋白粉行業發展進程中,玉米蛋白粉作為一種高蛋白高能量飼料,具備替代豆粕成為優質蛋白質飼料的巨大潛力。然而,其蛋白質結構、胺基酸組成及適口性方面的限制,使其在動物生產中的應用效果受到影響。通過發酵及酶解技術,玉米蛋白粉的蛋白質質量與生物活性得以提高,在畜禽養殖中展現出良好的飼餵效果,為其在蛋白粉行業贏得了發展機遇。不過,目前發酵和酶解玉米蛋白粉仍存在發酵效果不穩定、質量控制難度大以及成本較高等問題,如何進一步優化技術,擴大其在畜牧生產中的應用,仍是行業需要深入探索的方向。未來,隨著技術的不斷突破與完善,玉米蛋白粉有望在蛋白粉行業中占據更為重要的地位,為滿足全球對優質蛋白質飼料的需求貢獻更大力量。