目前，豆粕是动物主要的蛋白质饲料之一[1]，是动物蛋白质的主要来源[2-3]。预计2005—2050年，全球对动物产品（肉类和牛奶）的需求将从48%增长至57%，饲料原料的需求量也同步提升，现有的蛋白质饲料资源无法满足市场需求[4]。因此，需要寻找可以替代豆粕的蛋白原料，从而缓解饲料资源短缺等问题[5]。为保障我国饲料原料供给的质量与安全，关于杂粮、杂粕类蛋白质资源替代豆粕的研究较多[6]。与豆粕相比，棉籽粕存在均衡性差、氨基酸消化率低等问题，但棉籽粕的价格较低，可通过现代配方技术调整氨基酸水平和种类，使其成为一类低成本的优质蛋白质资源。文章综述了棉籽粕的脱酚技术、棉籽粕替代豆粕日粮在猪、反刍动物、家禽生产中的应用和注意事项，为棉籽粕的资源化利用、降低畜禽养殖成本、改善畜产品品质提供参考。1棉籽粕概述及其脱酚处理棉籽粕富含磷、铁、镁等矿物质元素，蛋白质含量在38%~50%，维生素含量与豆粕相似，但限制性氨基酸赖氨酸和蛋氨酸的含量仅为豆粕的52%~54%，有效性低；棉籽粕含有游离的有害物质棉酚，对神经、血管及实质性脏器均具有明显的毒害作用[7-8]。不同动物种类对棉酚的敏感性不同，通常情况下，反刍动物对棉酚的敏感性远低于单胃动物。在生产实践中，猪、禽较易发生棉酚中毒。张婕[9]研究发现，随着棉籽粕替代比例增加，蛋鸭日产蛋、日产蛋重、合格蛋率、日采食量呈线性降低，料蛋比呈线性增加，不同替代比例均显著降低红细胞计数和血细胞比容，其中25%和75%替代组蛋鸭的血红蛋白浓度显著降低，红细胞计数和血细胞比容随着棉籽粕替代比例的增加呈线性降低，表明蛋鸭对棉酚的敏感性较强。王霞等[10]发现，棉酚浓度达10 μmol/L时，可显著提高机体细胞内活性氧（ROS）水平，显著降低超氧化物歧化酶（SOD）活性，提高丙二醛（MDA）含量，表明棉酚可以引起细胞氧化应激，从而引起仔猪睾丸支持细胞增殖、抑制与凋亡。反刍动物摄入低浓度的棉籽粕时，棉酚含量对其无明显负面影响，但长期饲喂较高含量的棉籽粕可对其机体造成一定程度的损伤。吴元昌等[11]研究发现，肉用细毛羔羊在30 d内的棉酚耐受量可达254 mg/d，临床上未出现明显的中毒表现；但当长期供给棉籽粕饲料时，肉用细毛羔羊心、肝、胃、肠、肾、脑组织均有明显的水肿、变性、坏死等病变，肝脏弥漫性坏死及间质增生尤为严重。与普通棉籽蛋白不同，脱酚后的棉籽蛋白替代比例可由30%提升至80%左右[12]。因此，为了更高效地利用棉籽粕替代豆粕，需要对棉籽粕进行脱毒。高温脱毒法和甲醇脱毒法是目前工业化应用最为普遍的两种方法。此外，微生物发酵法也是常用的脱毒方法之一。高温脱毒通过高温膨化作用破坏腺体色素，在极端温度下使游离棉酚与赖氨酸结合，减少可吸收的游离棉酚。高温脱毒是一种在控制条件下加热干燥物料而不降低蛋白质质量的有效技术，也是减少棉籽粕中游离棉酚的实用方法。但极端高温会降低蛋白质质量，从而限制高温脱毒方法的实用性[13]。因此，需要进行适度的脱酚处理，从而达到保障产品安全性、提升蛋白质消化性的目的[14]。而甲醇脱毒则根据棉酚易溶于有机溶剂的特点，通过甲醇-正己烷混合萃取的方式将棉酚、棉籽油分步浸提得到副产品脱酚棉籽蛋白。这种工艺全程温度相对较低，能够保证棉籽蛋白的质量稳定。但甲醇也会使蛋白变性，需要进行适度的脱酚处理，且脱酚次数不宜过多[14-15]。与高温脱毒和甲醇脱毒相比，微生物发酵法具有条件温和、脱酚效果良好的优点，发酵过程会产生各种必需营养素，如维生素、低聚糖和小肽，可进一步提高棉籽粕的营养价值，从而使畜禽更好地利用棉籽粕中的营养物质。Zhang等[16]研究发现，使用凝结芽孢杆菌发酵棉籽粕可使棉籽粕中的游离棉酚含量由923.80 mg/kg降低至167.90 mg/kg，解毒效率为81.83%；同时使棉籽粕中的粗蛋白含量从47.98%提高至52.82%，明显升高了棉籽粕的营养价值。此外，朱德伟等[17]研究发现，接种热带假丝酵母JD-9（4.42%）、卡氏酵母JD-13（0.56%），30 ℃发酵48 h，会使棉粕中的棉酚从987.5 mg/kg降解至85.9 mg/kg，脱毒率达到91.3%。因此，使用微生物发酵法对棉籽粕进行脱毒的效果较好。2棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮在动物生产中的应用2.1棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮在猪生产中的应用2.1.1棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮对猪生长性能的影响敖维平等[18]研究发现，在生长育肥猪日粮中添加棉籽粕代替等量豆粕，育肥猪的平均日增重比对照组有所降低，但差异不显著；当棉籽粕中游离棉酚含量低于800 mg/kg时，棉籽粕的添加量在4%~6%内较为安全。宋阳等[19]分别用豆粕、棉籽粕、豆粕-棉籽粕和鱼粉组成的日粮饲喂4组公仔猪。结果发现：与豆粕组相比，饲喂棉籽粕可显著降低仔猪的末重和平均日增重，增加料重比，降低粪氮含量，增加尿氮含量；棉籽粕、豆粕-棉籽粕均能够降低仔猪的氮沉积率。综合评定，棉籽粕与豆粕1∶1配合使用，仔猪氮沉积效果较好，氮排放量比使用豆粕降低了10.68%。张辉耀等[20]研究发现，生长期藏公猪对豆粕与棉籽粕中粗蛋白的表观消化率及17种氨基酸的表观消化率差异不显著，在生长期藏公猪日粮中使用棉籽粕可部分替代豆粕。上述研究表明，适当比例的棉籽粕替代豆粕对猪的生长育肥性能无明显影响，且可有效降低饲养成本，提高经济效益。此外，王佛等[21]研究发现，完全使用低酚棉籽粕替代豆粕会使猪的日增重显著低于对照组、替代50%豆粕组，且替代50%豆粕组对生长猪的日增重、饲料报酬、肉质及肌肉卫生指标均无不良影响。关红民等[22]研究发现，在保育阶段、生长阶段和肥育阶段的基础日粮中分别用2%、6%、9%的发酵棉籽粕等量替代日粮中的豆粕，保育猪的末重显著增加了1.63 kg，日增重显著增加了44.29 g，料重比显著降低了4.94%。李敏[23]研究发现，使用100%替代豆粕的低酚棉籽粕组和豆粕组猪的平均日增重、平均日采食量及料重比差异不显著，不同时期饲喂高水平脱酚棉籽蛋白极显著降低了猪血清碱式磷酸酶活性，对其他血液生化指标、胴体性能及肉品质均无明显影响。上述研究均表明，使用脱酚棉籽粕替代基础日粮中的豆粕能够显著提高猪的生长性能，也证实了完全使用脱酚棉籽粕完全替代豆粕的可能性。2.1.2棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮对猪免疫机能及肠道菌群的影响Gu等[24]研究发现，棉籽饼发酵可有效降低其中的游离棉酚水平，增加酸溶性蛋白水平，进一步提高仔猪的消化酶活性和营养物质的消化率；且发酵后的棉籽粕替代豆粕可降低仔猪血清丙二醛含量，提高血清免疫球蛋白G（IgG）含量。马丽等[25]用5%~8%的发酵棉粕部分替代豆粕，发现与对照组相比，添加发酵棉籽蛋白组的猪腹泻率显著降低，表明发酵后的棉籽蛋白可有效调节肠道菌群平衡，保证肠道健康。棉籽饼粕发酵过程中微生物可能分泌产生有机酸、还原糖和一些未知促生长因子等生物活性物质，促进肠道中有益菌的增殖，维持肠道内菌群平衡，防止有害菌的繁殖和生长[26]。因此，棉籽粕可部分替代猪日粮中的豆粕，使用微生物发酵可有效降低棉籽粕中游离棉酚水平，改善饲料品质。2.2棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮在反刍动物生产中的应用2.2.1棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮对反刍动物生产性能的影响Assis等[27]研究发现，使用棉籽粕替代波尔山羊日粮中的豆粕对其屠宰重、胴体性状无显著影响。随着棉籽饼在日粮中替代豆粕水平的增加，羊肉的矿物质含量从1.08%降至0.97%，胆固醇含量从50.85 mg/100 g升至70.55 mg/100 g。结果表明，此替代方法不会损害山羊的胴体性状或肉品质，可使用高达100%的棉籽饼作为山羊日粮的蛋白质来源。杨彩虹[28]研究发现，与豆粕相比，棉籽粕在育肥羊的体外发酵参数无显著差异，在肉羊育肥期用棉籽粕替代豆粕会增加肉羊的采食量，对肉羊的平均日增重无明显影响，但可增加料重比。王尚荣[29]使用棉籽饼替代30%、40%、50%的大豆饼，发现使用棉籽饼替代50%的大豆饼对奶牛的产奶量、乳成分以及各项生理指标无明显影响，且未发现中毒反应。王治华等[30]将棉籽粕进行膨化处理使游离棉酚含量低于0.021%，发现以此棉籽粕替代50%豆粕会使荷斯坦奶牛日均泌乳量比豆粕组提高了0.44 kg/头，同时可以降低精料成本。李金辉等[31]研究发现，使用棉籽粕替代豆粕可提高日粮总能（GE）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）消化率以及人工瘤胃培养液氨态氮（NH3-N）和菌体蛋白（MCP）浓度；但存在降低日粮粗蛋白的消化率、人工瘤胃培养液pH值以及总挥发性脂肪酸浓度的风险。Negrao等[32]研究发现，随着棉籽粕替代公羊日粮中豆粕比例的增加，瘤胃pH值呈线性增加，每增加10 g/kg替代量，瘤胃氨氮浓度线性降低0.013 7 mg/100 mL，棉籽粕替代豆粕对血液参数及瘤胃参数的影响较小。荆元强等[33]使用棉籽粕替代日粮中粗蛋白水平为12.8%和14.8%的豆粕，结果显示，试验牛的平均日增重分别下降了5.52%和6.89%，表明使用棉籽粕替代豆粕对牛的生产性能无显著影响。2.2.2棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮对反刍动物免疫机能及瘤胃微生物的影响杨彩虹[28]研究发现，棉籽粕替代豆粕可显著提升肉羊瘤胃容积和消化酶的分泌，棉籽粕组肉牛血清IgM含量显著低于豆粕组，两组肉牛血清葡萄糖、总胆固醇含量差异不显著，整体对湖羊免疫和消化功能无显著影响。Rehemujiang等[34]研究表明，在湖羊日粮中用发酵棉籽粕替代豆粕可促进多糖生物合成和代谢，提高挥发性脂肪酸（VFA）产量，有利于微生物群由瘤胃发酵型向丙酸发酵型转化，提高能量利用效率，且对瘤胃微生物种群无负面影响。目前，关于反刍动物棉籽饼替代豆粕的比例尚不明确。但由于反刍动物的瘤胃比单胃动物更具耐受性，较难发生棉酚中毒现象。考虑到日粮中氨基酸平衡问题，可使用部分棉籽粕替代反刍动物日粮中的豆粕。2.3棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮在家禽生产中的应用2.3.1棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮对家禽生产性能的影响Abdallh等[35]研究发现，与饲喂豆粕日粮相比，在含生物酶的日粮中补充棉籽粕对肉鸡的生长性能无明显影响，但可改善肉鸡的部分营养物质消化率，提高鸡胸肉产量。俞路等[36]在基础日粮中使用3%、6%、9%棉籽粕部分替代豆粕，发现3种替代比例均对肉鸭的增重、料重比和屠宰性能无显著影响；9%替代比例对肉鸭肝脏比重无显著影响，但肉鸭血清谷草转氨酶、谷丙转氨酶的活性显著增加。综合认为，在肉鸭日粮中使用6%棉籽粕替代豆粕较好。王开丽[37]用脱酚棉籽粕替代黄羽肉鸡日粮中30%、60%、100%的豆粕，在不同季节展开了两次试验，发现各处理组肉鸡的干物质、粗脂肪及能量表观察消化率无显著差异，30%、60%替代组肉鸡的粗蛋白表观消化率高于试验组，说明脱酚棉籽蛋白可在一定程度上替代部分豆粕作为肉鸡饲料中的一种蛋白源。李毅等[38]用15%的发酵棉籽粕替代蛋鸡日粮的部分豆粕，发现试验组蛋鸡的产蛋率和平均蛋重分别是83.8%和63.2 g，对照组蛋鸡的产蛋率和平均蛋重分别是83.8%和63.1 g，两组差异不显著，表明添加15%的发酵棉籽蛋白替代部分豆粕不会影响产蛋鸡的生产性能。朱元召等[39]分别用2%、4%的发酵棉籽粕替代蛋鸡日粮中豆粕蛋白开展了为期10 w的试验，结果发现，试验第4 w后，4%试验组蛋鸡产蛋率显著高于其他两组，各处理组蛋鸡的平均蛋重、平均采食量、料蛋比、软破蛋率以及斑蛋率均无显著差异，表明发酵棉籽粕部分替代蛋鸡豆粕日粮的可行性。Niu等[40]发现，肉鸡日粮中添加发酵棉籽粕可通过影响鸡的脂肪细胞表面、血清葡萄糖和甘油三酯的含量帮助脂肪沉积，改善肉鸡胴体性能。2.3.2棉籽粕减量替代豆粕蛋白质日粮对家禽免疫机能的影响孙晓晓等[41]研究发现，在28~42日龄肉鸡日粮中使用5%和8%的棉籽粕替代豆粕，不影响肉鸡的生长性能及血清生化、抗氧化指标；使用16%棉籽粕替代豆粕对生长性能无显著影响，但IgA和IgG含量提高，血清铁含量降低，表明在28~42日龄肉鸡日粮中使用棉籽粕替代豆粕的水平不宜超过8%。Yu等[42]用棉籽粕替代25%、50%、75%和100%的豆粕发现，随日粮棉籽粕浓度的增加，鹅的病死率呈指数增加，血清白蛋白含量线性下降，血清尿酸含量呈线性升高；鹅肝脏羟自由基清除能力以及过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活性随日粮棉籽粕含量增加而呈线性下降。Tang等[43]用0、4%、8%、12%的发酵棉籽粕替代黄羽肉鸡日粮中的豆粕，发现日粮中添加8%的发酵棉籽粕时，肉鸡的采食量和日增重均高于其他处理组，且4%和8%发酵棉籽粕组肉鸡的血清免疫球蛋白含量均高于豆粕组。He等[44]研究发现，使用棉籽粕替代豆粕，有15种涉及生物学功能的蛋白质量降低，说明母鸡日粮中的豆粕不应该完全被棉籽粕取代。上述研究发现，与反刍动物相比，禽类对棉酚抗性较弱，但在脱酚情况下，可用棉籽饼替代家禽日粮中部分豆粕。3棉籽粕在动物生产中应用的使用方法3.1棉酚会限制棉籽副产品在动物生产中的应用Wang等[45]研究发现，棉酚会增加黄瘤球菌、原虫的数量和总细菌数，当棉酚内含量超过0.5 mg/g时，对瘤胃发酵具有明显的不利影响，且微生物活性降低。Gadelha等[46]提出，棉酚可降低动物对感染的抵抗力，影响疫苗的效率，促进临床中毒、肝损伤。此外，棉酚会造成动物生殖机能损伤，造成经济损失，在生产中需要控制其使用量[47]。3.2加强动物棉酚中毒防治胡祥等[48]提出，动物棉酚中毒主要呈慢性死亡过程。动物轻度中毒时，需要停喂棉花副产品，补充营养，增强肝脏解毒功能，便可恢复正常。此外，对棉籽粕进行脱毒处理可以防止中毒，提高动物的生产性能。3.3棉籽粕的合理保存有研究表明，5~7月气温升高，库存棉籽粕水分散失较快，不建议在室外保存，且水分升高或减少1.0%，蛋白含量相应减少或增加0.5%。因此，在实际生产中可通过调节水分含量对蛋白含量进行适当调整[49]。3.4注意补充赖氨酸棉籽饼赖氨酸含量较低，仅占豆粕赖氨酸含量的50%，为第一限制性氨基酸。付裕贵等[50]研究发现，高温脱毒技术可大幅度降低棉酚含量，但长时间加热后赖氨酸含量会下降。因此，应用棉籽粕饲料时，需添加适量赖氨酸添加剂。4展望棉籽粕具有来源广泛、营养丰富、价格低廉的优势。脱酚后的棉籽粕的可利用性更高，可以有效缓解饲料资源短缺问题，是畜禽日粮中豆粕的良好替代品。但在生产中需要控制棉籽粕替代豆粕在日粮中的使用量，在饲料配方中需要准确计算和调整，以确保动物获得平衡的膳食，满足动物生长和健康需求。未来，应进一步优化去除棉籽粕中棉酚的方法，以提高其在日粮中的替代比例。这对于减少对豆粕等资源的依赖，解决饲料资源短缺问题具有重要意义。不断改进技术和研究可以使棉籽粕更好地满足动物饲养行业的需求，促进可持续的农业生产。