玉米蛋白粉会是豆粕的平替吗？——二者的相同与不同
成本压力下的替代需求近几年，豆粕价格持续波动并升高，据行业机构统计，豆粕价格从2016年的 2000-2400元/吨 升高到了2024年的 2900-3700元/吨。在2022年甚至冲高到了约 5000元/吨。
有分析认为，豆粕价格持续增高主要源于供给端压力，包括：大豆进口情况，压榨利润，库存等因素。
另外，近年来包括中美关系在内的国际贸易不确定性也影响了豆粕价格。
豆粕价格升高迫使养殖业在寻找豆粕的替代品。
中国作为世界主要玉米种植国之一，玉米产量巨大。玉米深加工产业也非常发达，副产物丰富。
2024年中国玉米产量约为 2.9492?亿吨
玉米淀粉产量约 3,799 万吨
据此估算，玉米副产物年产量在1,086–1,266 万吨，其中玉米蛋白粉产量约217–506 万吨/年。
在豆粕高价和成本压力下，越来越多饲料企业开始探索：玉米蛋白粉能否成为豆粕的“平替”，完全或者部分替代豆粕使用。
这一想法可行吗？这篇文章就聊一下这个问题。
玉米副产物种类众多，这里就抽丝剥茧，深入聊一下玉米蛋白粉的问题。
玉米蛋白粉与豆粕——看起来相同的高蛋白植物性原料
玉米蛋白粉和豆粕在很多方面是一样的，比如：
蛋白质含量高，是饲料配方中的主要蛋白来源
豆粕经脱脂处理后蛋白水平高，是目前中国使用最广的植物蛋白
玉米蛋白粉经湿磨深加工分离，同样具有较高粗蛋白含量
都可以提供能量与氮源，在猪、禽、反刍动物的饲料配方中用于提供可消化蛋白与氨基酸，是畜禽生长的营养基础
都需要考虑抗营养因子与加工影响：
豆粕存在胰蛋白酶抑制因子、抗原蛋白等，需要适度加热处理
玉米蛋白粉在高温干燥过程中也可能发生蛋白质结构改变，影响消化率
从这些角度看，玉米蛋白粉与豆粕具有“相似的角色定位”：都是植物蛋白核心原料。
如果仅仅是这样简单的分析，好像二者没有什么不同，甚至玉米蛋白粉的蛋白含量比豆粕还高。
但是真相往往掩藏在表象后面，让我们扒开表象，看看里面的核心。
氨基酸组成的明显差异——玉米蛋白粉缺乏赖氨酸
豆粕能常年霸榜全球饲料配方的蛋白质来源不是没有原因的：
豆粕中必需氨基酸均衡，几乎含有动物生长所需的所有必需氨基酸
而玉米蛋白粉则不同：天然缺乏赖氨酸、色氨酸。一些氨基酸比例也并不理想
缺乏必需氨基酸固然不利，但氨基酸含量太高也未必是好事，这个问题后面再讨论。
同为高蛋白原料，但是玉米蛋白粉与豆粕的消化率差异巨大
先说结论：
豆粕在单胃动物（猪/鸡）中的氨基酸标准回肠消化率（SID）通常高且稳定；
玉米蛋白粉CGM 的回肠消化率 SID 在多数氨基酸上低于或接近 豆粕SBM，但玉米蛋白粉中赖氨酸不仅含量低且消化率也偏低—— 使得实用可利用赖氨酸量差距更大。
这个是Lee SA发表的一项研究的结果，感兴趣的可以看一下原文。链接的参考文献中。
不同动物对于玉米蛋白粉和豆粕的消化率差异见下图：
这也是为什么在鸡饲料中玉米蛋白粉更常作为“着色剂 + 能量原料”而非主蛋白原料的原因。
反刍动物是个例外，由于瘤胃的存在，可以有效的利用玉米蛋白粉。
玉米蛋白粉CGM 的蛋白性质，使其在瘤胃中能被微生物利用，因此总体上对反刍动物是较好的蛋白补充源。
因此，联合国粮农组织FAO对于玉米蛋白粉的建议是：玉米蛋白粉CGM 可以在奶牛、肉牛配方中被用作高能、较高UIP 的蛋白源；可在不补赖氨酸的情况下提供有效氮源。因为瘤胃微生物能合成出必需氨基酸，且机体可利用微生物蛋白。
所有的上述数据都有文献来源，感兴趣的可以去看一下原文献。
玉米蛋白粉的特殊性不仅在于氨基酸不平衡，更来源于其醇溶蛋白的特性
所谓的醇溶蛋白，是说其难溶于水，而容易溶解在高浓度的乙醇中。
[*]玉米蛋白粉的蛋白质约50–60% 来自醇溶蛋白。
[*]醇溶蛋白属于疏水性极强、赖氨酸和色氨酸含量极低的储藏蛋白。
是不是一下子就解释通了？由于醇溶蛋白难溶于水，所以难以消化，由于玉米蛋白粉醇溶蛋白含量高，所以玉米蛋白粉要比豆粕消化率更低。
敲黑板，重点来了！玉米蛋白粉的蛋白“并不是蛋白太少，而是太难消化、太不平衡”。
玉米醇溶蛋白如何影响单胃动物消化率
在猪与肉鸡中的实验研究反复证明：
① 醇溶蛋白会导致消化率低（特别是赖氨酸）
l玉米醇溶蛋白疏水性强，导致消化酶进入困难
l醇溶蛋白内部几乎不含赖氨酸，因此即使消化，提供的氨基酸也不平衡
l在玉米蛋白粉中，因加工温度高，少量赖氨酸还会产生美拉德反应，进一步降低可消化赖氨酸。
② 玉米醇溶蛋白导致“消化率结构性偏低”，不是单纯质量或工艺问题
为什么玉米醇溶蛋白难被猪和禽有效利用？
① 单胃动物的胃蛋白酶对疏水性大分子不敏感
通常猪和禽的胃液pH 降到 2 以下后，可激活胃蛋白酶，但：
胃蛋白酶主要切割芳香族氨基酸，但醇溶蛋白中这类氨基酸含量并不高。醇溶蛋白中大量非极性氨基酸会导致蛋白聚集紧密，导致胃中初步降解效率低。
② 小肠胰蛋白酶也难以进行有效深入切割
胰蛋白酶偏好切割赖氨酸/精氨酸位点，但醇溶蛋白中赖氨酸含量极低（0.1–0.3%），导致有效切割位点不足。 胰蛋白酶的作用受限，最终氨基酸释放率低。
③ 单胃动物的纤维素酶和植酸酶无法解决疏水蛋白问题
醇溶蛋白不含纤维结构，也不被植酸酶作用， 属于天然抗营养蛋白结构。
这就是为什么玉米蛋白粉在猪、禽中氨基酸消化率普遍低于豆粕的主要原因。
BCAA拮抗——玉米醇溶蛋白带来的更深层次问题
① 什么是BCAA拮抗？
BCAA拮抗这个说法，可能对于很多人来说有点陌生。我稍微解释一下，BCAA拮抗简单的说就是支链氨基酸拮抗（Branched-Chain Amino Acid Antagonism）。主要指的是三大类常见的支链氨基酸，亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸之间的相互影响。
由于三种支链氨基酸共享跨膜转运蛋白（例如LAT1/系统），在肠道吸收和跨血脑屏障转运时会相互竞争。
当这三种氨基酸中的某一种大量存在时，会占用转运通道，降低另外两种氨基酸的吸收速率/进入组织的效率。
② 为什么玉米蛋白粉会引发BCAA 拮抗问题？
玉米蛋白粉中亮氨酸含量极高，约占总蛋白含量的14%，显著高于豆粕与多数蛋白源，相比较豆粕中的亮氨酸含量只占约7%，亮氨酸丰富是玉米醇溶蛋白的特征之一。
玉米醇溶蛋白中缺少赖氨酸，并且缬氨酸和异亮氨酸相对并不成比例补偿。
导致饲料里饲料中亮氨酸相对过高，缬氨酸和异亮氨酸可利用量相对不足。
这种情况触发了代谢效应，亮氨酸诱导酮酸脱氢酶复合体BCKD，对异亮氨酸和缬氨酸的氧化分解增强。
③ BCAA拮抗会在养殖中导致什么样的后果？
BCAA的后果依动物种类与生长阶段差异而异，常见的结果包括：
生长性能下降：增重率下降、饲料报酬率变差。
采食量变化：高亮氨酸可通过中枢信号改变采食欲，某些实验中见采食量下降。
肌肉蛋白合成受抑：因为缬氨酸和异亮氨酸可利用量不足，蛋白合成受限。
羽毛/皮毛质量差：在禽类或毛用动物，氨基酸不平衡影响角蛋白合成。
代谢应激/氮排泄增加：过度氧化BCAA 增加氨基酸失衡和氮损失。
实际生产中，高亮氨酸原料（如玉米蛋白粉）在无补救措施时，尤其在猪和鸡这些单胃动物里，常见到生长性能受损的现象。
如何在配方和生产中识别与缓解BCAA 拮抗？
① 首先要在生产端识别BCAA拮抗产生的信号
同配方阶段或同批次相比，动物突然生长率下降、采食量下降或饲料转化变差，且同时使用了高玉米蛋白原料，就要怀疑BCAA 拮抗。
也可以通过实验室检测：如果血浆/组织中 缬氨酸或者异亮氨酸水平降低 或氨基酸平衡分析显示亮氨酸：异亮氨酸：缬氨酸比例失衡。就要怀疑产生了BCAA拮抗
② 如何缓解BCAA拮抗？
配方平衡BCAA比例
在使用高玉米蛋白粉的配方中，增加缬氨酸与异亮氨酸的供给或通过其他原料补充。
目标是把亮氨酸：缬氨酸：异亮氨酸 的“有效可利用”比例恢复到近似理想平衡，避免某一成分过高
补充可用的氨基酸原料
如果能获得合成缬氨酸 或异亮氨酸，可直接补充。否则通过混合其他蛋白原料（例如部分豆粕、鱼粉或其他含Val/Ile 较高的原料）来平衡。
控制玉米蛋白粉的使用比例
对猪/鸡：限制玉米蛋白粉在总日粮中的占比（育肥猪常见15–25%，肉鸡 10–15%），并对应补充赖氨酸、缬氨酸和异亮氨酸。
关注标准化回肠消化率SID
因为亮氨酸的表观含量高并不意味缬氨酸和异亮氨酸的可消化性也高。用SID 数据（标准化回肠消化率）调整配方更精确。
酶解/发酵改性原料
酶解或发酵处理能改变蛋白的可消化性与氨基酸释放速率，从而减少BCAA 拮抗的风险。
逐步替换与监测
不要一次性大比例替换豆粕，分步增加玉米蛋白粉比例，并监测日增重、采食量、粪便与血液指标。
未来展望：玉米蛋白粉的酶解、发酵与深加工方向
酶解玉米蛋白粉：通过特定蛋白酶将玉米醇溶蛋白部分水解，可提高可消化性和酶可及性，改善赖氨酸释放效率。
发酵改性：利用微生物发酵（如乳酸菌、真菌）改造玉米蛋白粉蛋白结构、提升营养价值。这是未来深加工和饲料利用的重要方向。
结构工程&分离技术：通过高温挤压、膜分离等手段，也可能改变玉米醇溶蛋白 的聚集结构，使其更易被消化。
在生产实践中，混合蛋白方案可能是更优的解决办法：玉米蛋白粉+ 其他植物蛋白（如大豆、豌豆）+ 合成氨基酸形成复合蛋白源，既发挥玉米蛋白粉的高蛋白、高能量优势，又弥补其赖氨酸短板。
玉米蛋白粉是豆粕的平替吗？
玉米蛋白粉（CGM）不是豆粕的完全平替，但在成本压力、原料结构变化的大环境下，它确实是一个非常有价值的部分替代蛋白源。
其主要瓶颈在于赖氨酸等必需氨基酸的缺乏、玉米醇溶蛋白蛋白结构不易被消化、以及高亮氨酸可能带来的BCAA 拮抗。
不同动物（猪、鸡、反刍动物）对玉米蛋白粉 的适用性差异较大。
借助酶解、发酵、结构改性 等技术，有望显著提升玉米蛋白粉的利用率，未来潜力巨大。
[*]参考文献：
[*]FAO / 营养成分汇编
https://www.fao.org/fileadmin/user_upload/affris/docs/Atlantic_Salmon/table_4.htm
[*]FeedTables https://www.feedtables.com/content/lysine
[*]Lee SA 等 (2019) “Standardized ileal digestibility of amino acids in cereal grains and co-products in growing pigs”
[*]关于 DDGS / HP-DDG / corn protein 的 SID 与代谢能研究
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0377840124001135
[*]ARS / Kim 等禽类 CGM SID 测定研究
https://www.ars.usda.gov/research/publications/publication/?seqNo115=292593
来源：大张博士
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