综述：豇豆与大豆的比较：价值化能否弥合全球南方可持续动物饲养系统的营养差距？

本综述系统探讨了豇豆作为大豆替代蛋白源的潜力，重点分析了其营养差距（如含硫氨基酸缺乏和抗营养因子（ANFs））及多种价值化技术（发酵、发芽、热处理等）在改善蛋白消化率、氨基酸平衡和功能性方面的作用，为全球南方构建气候韧性且经济可行的动物饲养系统提供了科学依据。

　　

1 引言

大豆因其高蛋白含量（44–48%）和成熟的全球供应链，长期主导着动物营养中的植物蛋白供应。然而，其在全球南方许多地区的种植与农业生态条件不匹配，高投入需求限制了环境可持续性和经济可负担性。豇豆（Vigna unguiculata）作为一种本土气候韧性豆类，在贫瘠环境中生长良好，被视作全球南方可持续饲料安全的战略作物。其蛋白质含量在17.4–31.7%之间，富含碳水化合物、膳食纤维、维生素、矿物质及具有抗氧化和抗炎活性的生物活性化合物。尽管在赖氨酸、亮氨酸和精氨酸方面优于大豆，但豇豆缺乏含硫氨基酸（蛋氨酸和半胱氨酸），且存在多种抗营养因子（ANFs），限制了其在非反刍动物日粮中的直接使用。

2 方法学

通过系统文献检索与PRISMA筛选，最终纳入89项符合条件的研究，重点评估发酵、发芽、浸泡、热处理、脱壳和酶处理等价值化技术对豇豆营养及功能特性的影响。

3 豇豆与大豆的营养比较

大豆是油籽豆类，提供约40%粗蛋白和20%脂肪，总能达23 MJ/kg DM；豇豆仅含25%蛋白质和1–2%脂肪，总能约18 MJ/kg DM，但淀粉含量高（~47% DM）。大豆的氨基酸平衡更优，尤其是含硫氨基酸（蛋氨酸+胱氨酸11.8 g/kg）显著高于豇豆（6.4 g/kg）。矿物质方面，豇豆铁含量（422 mg/kg DM）是大豆（166 mg/kg）的两倍多，但大豆更富含钙、磷、锌和钾。脂肪酸组成差异明显，大豆富含多不饱和脂肪（亚油酸和亚麻酸），而豇豆仅含痕量。

4 豇豆的营养限制

豇豆含有多种ANFs，包括植酸、单宁、胰蛋白酶抑制剂、α-半乳糖苷、皂苷、α-淀粉酶抑制剂和凝集素，这些成分降低养分生物利用度和蛋白质消化率。此外，其氨基酸谱系中蛋氨酸和半胱氨酸不足，直接影响非反刍动物的生长和生理功能。

5 豇豆的价值化技术

5.1 发酵

发酵利用微生物（如乳酸菌、真菌）降解复杂化合物，改善营养可用性并降低ANFs。固态发酵（SSF）可提高蛋白质含量和含硫氨基酸水平，并增强功能特性如持水能力（WHC）和吸油能力（OAC）。厌氧发酵特别有利于提升含硫氨基酸，而 submerged fermentation（SmF）则改善蛋白质溶解性和乳化性。

5.2 发芽处理

发芽是一种低成本生物驱动策略，通过激活内源酶（如植酸酶、蛋白酶）提高粗蛋白、必需氨基酸和矿物质生物利用度，同时显著降低植酸、单宁和酶抑制剂。功能特性方面，持水能力和吸油能力通常得到改善，但乳化性和起泡性可能因蛋白降解而下降。

5.3 热处理

干焙烤、煮沸和微波处理能有效降低水分、微生物负荷和ANFs（如胰蛋白酶抑制剂和凝集素），但过度加热可能导致美拉德反应和热敏感营养素（如部分维生素和酚类）损失。煮沸可完全灭活胰蛋白酶抑制剂，但可能浸出矿物质和抗氧化成分。

5.4 机械加工

脱壳和挤压是最常用方法。挤压通过高温短时处理使淀粉凝胶化和蛋白质变性，改善消化率、水溶指数（WSI）和持水能力，并降低ANFs。但高水分挤压可能导致蛋白质聚集和溶解度下降，需优化工艺参数以保持营养完整性。

5.5 酶处理

酶水解（如使用阿拉伯呋喃糖苷酶、纤维素酶、蛋白酶）可针对性提高蛋白质回收率、功能特性（乳化性、起泡性）和生物活性（抗氧化能力）。但酶-底物特异性可能导致溶解度下降，过度水解可能损害氨基酸谱系和体外蛋白消化率（IVPD）。

5.6 总结与展望

不同价值化技术各具优势，选择取决于目标应用。固态发酵或干焙烤适用于饲料配方，发芽或酶处理更适合食品。挤压和酶辅助处理在缩小豇豆与豆粕功能差距方面潜力最大，但需进一步开展基因型特异性优化、动物饲喂试验和经济性评估。

6 经济与环境意义

价值化豇豆可降低对国际大豆市场的依赖，提供本地化、价格稳定的蛋白源。豇豆适应低投入系统，具固氮能力，有助于减少 deforestation 和温室气体排放，促进可持续农业。需注意食物-饲料竞争问题，可通过利用副产物或开发双用途品种缓解。

7 建议

7.1 研发

需优化价值化协议，开展非反刍动物饲喂试验，开发针对豇豆ANFs的复合酶制剂，研究协同处理技术，并深入探索豇豆生物活性成分的促健康作用。

7.2 政策与实践

应投资推广低成本、可扩展的价值化技术，培育高蛋白低ANF品种，加强知识传播，并制定政策激励本地饲料成分使用，提升饲料自主权。

7.3 可持续性与食物系统整合

将豇豆纳入动物饲养策略应融入国家粮食安全议程，通过跨学科合作最大化其潜力，助力全球南方实现蛋白质自给和可持续畜牧生产。

8 结论

豇豆是全球南方可持续非反刍动物饲养系统中替代豆粕的有前途的本地化蛋白源。通过价值化技术可有效缓解其ANFs和氨基酸不平衡问题，但需采用组合策略以逼近豆粕营养水平。规模化应用需育种、加工技术和政策支持，以推动饲料系统转型和营养安全。