低酚棉種質(zhì)創(chuàng)制及其棉籽蛋白粉產(chǎn)品開發(fā)利用?

陳子冬 潘宗瑾 劉飛翔 王海洋 潘群斌 王為

摘要：通過以自主選育的低酚棉品系鹽棉196為原料，采用有自主產(chǎn)權(quán)的“凈化分離法”提取棉籽蛋白粉，并對產(chǎn)品進(jìn)行粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、水分、灰分等指標(biāo)的檢測。結(jié)果表明：低酚棉和“凈化分離法”有助于棉副產(chǎn)品開發(fā)利用，在畜牧業(yè)飼料產(chǎn)業(yè)上有廣闊應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：低酚棉；棉籽；蛋白粉；凈化分離法；產(chǎn)品利用

中圖分類號：S562.099 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：2095-3143（2014）05-0037-03

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2014.05.009

The Creation of Low Gossypol Cotton Germplasms

And Development And Utilization of Cottonseed

Protein Powder Products

Chen Zidong1，Pan Zongjin2，Liu Feixiang1，

Wang Haiyang2，Pan Qunbin2 Wang Wei2

（1.Yancheng Golden Cotton Biotechnology Co.，Ltd/YanchengProtein Powder Feed Engineering Technology Research Center， Yancheng 224002， China； 2 Agricultural Sciences Institute of Coastal Area of Jiangsu/ Observation and Experimental Station of Saline Land of Coastal Area， Ministry of Agriculture， Yancheng 224002， China）

Abstract：We used low gossypol cotton strains YanMian196 as raw material， extracted cottonseed protein powder through "purified and separated method"，which with the intellectual property right and detected indicators of the products inculding crude protein， crude fiber， crude fat， water， ash and so on. Results showed that low gossypol cotton and " purified and separated method "were promising for the development and utilization of cotton by-products，and they had a wide application prospect in animal feed industry.

Key Words：Low Gossypol Cotton；Cotton seed；Protein powder； Purified and separated method； Product utilization

0 引言

在“長三角一體化”、“江蘇沿海大開發(fā)”的大背景下，開發(fā)沿海灘涂、改良鹽堿地有重要戰(zhàn)略意義。在大宗農(nóng)作物中，棉花是耐鹽性較強(qiáng)的鹽堿地先鋒作物，也是改良鹽堿地的理想材料，還是能夠滿足人們對天然纖維、生物質(zhì)能源、油料、蛋白粉原料等需要的經(jīng)濟(jì)作物。但近年來棉花產(chǎn)業(yè)糧棉爭地（熟期晚）、輕簡化（過分依賴人工）、高產(chǎn)高效（棉價波動、生產(chǎn)資料的大幅上漲）等矛盾日益突出，而鹽堿地植棉對于緩解糧棉爭地有重要意義。江蘇是是個紡織大省，對原棉需求迫切，其紡織業(yè)可以推動整個江蘇棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展。由于缺乏真正的低酚棉（無酚棉）品種以及安全有效的分離工藝流程技術(shù)使得棉仁蛋白、棉籽油等棉副產(chǎn)品一直沒有充分開發(fā)利用，這個問題須有待解決。

低酚棉新品種的育成、相關(guān)加工技術(shù)及產(chǎn)品的開發(fā)，在顯著提高皮棉單產(chǎn)水平的前提下，利用無酚棉種仁的食用、油用功能，減少大豆、食用油的進(jìn)口量，解決耕地日益減少與農(nóng)產(chǎn)品需求不斷增長的矛盾，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收，對保障我國糧食、棉花、食用油和精飼料的供給安全，大力發(fā)展畜牧業(yè)，有效解決農(nóng)村糧食、飼料爭地和飼料緊缺狀況，具有廣闊的前景。

低酚棉是棉籽和棉株體內(nèi)“棉酚”（分子結(jié)構(gòu)見圖1）含量很低的棉花新類型。在棉花中現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種類型的低酚基因資源，其中僅有兩種類型即雙隱性低酚（gl2gl3）和顯性低酚（Gl2e）具有實(shí)際利用價值。鑒于雙隱性低酚性狀易受周圍有酚棉的花粉污染引起退化，利用顯性低酚性狀開展低酚棉花新品種選育和產(chǎn)品開發(fā)是明智的選擇。低酚棉兼具糧、棉、油、飼等多種功能，所以低酚棉種仁蛋白質(zhì)和油脂的開發(fā)利用符合我國的膳食營養(yǎng)情況，為國民所接受，尤其在飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面前景廣闊。

圖1 棉酚的分子結(jié)構(gòu)

1材料和方法

自主選育的無腺體材料鹽棉196；“凈化分離法”提取棉仁蛋白粉。低酚棉的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、水分、灰分、棉酚等指標(biāo)檢測在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行。

2結(jié)果和分析

2.1 低酚棉種質(zhì)創(chuàng)制

通過引進(jìn)含有Gl2e基因的種質(zhì)并進(jìn)行系統(tǒng)選育，再結(jié)合分子標(biāo)記輔選，選育出鹽棉196新品系，該材料已申請國家植物新品種權(quán)（申請?zhí)枺?0140274.9），目前初審合格。2014年在方強(qiáng)農(nóng)場建立6.7 hm2低酚棉種植示范基地，并在苗床進(jìn)行去雜（顯性無腺體基因控制，25%雜合），目前已移栽完畢即將進(jìn)入蕾期、開花期且長勢良好。

2.2 “凈化分離法”提取棉籽蛋白粉

2.2.1 凈化分離法 通過已培育的低酚棉品系規(guī)模化隔離種植、訂單收購、軋花剝絨、剝殼粉碎獲得棉籽，再基于自主知識產(chǎn)權(quán)的“凈化分離法”，利用分離劑常溫固態(tài)凈化分離棉籽中的蛋白質(zhì)和油脂。加入分離劑、棉籽粕粉碎過篩等工藝，搭建生產(chǎn)線，分離獲得安全高效的蛋白粉產(chǎn)品。

2.2.2 凈化分離法的優(yōu)點(diǎn) 該技術(shù)最顯著的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個方面。① 節(jié)能環(huán)保。“凈化分離法”工藝簡單，加工環(huán)節(jié)少，電耗明顯降低，不耗水、不耗煤、不耗溶劑，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能低排放。② 蛋白品質(zhì)好。傳統(tǒng)工藝蒸炒和壓榨的高溫使蛋白變性、活性降低，各種微量元素均遭到破壞，其含量大大降低，磷、鈣降低近一倍，蛋白質(zhì)減少20%左右。本工藝?yán)湔シ蛛x油脂，蛋白沒有變性，保持了原有的活性和營養(yǎng)成分。③ 飼用價植高。粗纖維含量越低其效能值就越高，消化率也就越高，動物適口性就越好。傳統(tǒng)工藝脫脂前棉仁含15%～25%的棉籽殼，導(dǎo)致棉粕含粗纖維8%～14%，本工藝脫脂前棉仁含殼2%～5%，生產(chǎn)的蛋白粉含粗纖維有的甚至低至1.5%左右。本工藝生產(chǎn)的蛋白粉中粗纖維極低，蛋白含量非常高，無正己烷、輕汽油、甲醇等溶劑殘留，具有很高的性價比。④ 工藝流程短，綜合成本低。“凈化分離法”與傳統(tǒng)和常規(guī)的棉籽加工工藝相比，不用軟化、軋坯、蒸炒、溶劑浸出、汽提、脫溶、烘干等工序，縮短了工藝流程，使單位生產(chǎn)時間縮短了75%左右，設(shè)備投入減少約65%，生產(chǎn)成本降低約55%左右。⑤ 本工藝技術(shù)核心是分離劑，由無毒可食用的若干物質(zhì)，經(jīng)凈化分離裝置配制而成的添加劑，該添如劑在分離蛋白和油脂的同時，還起濃縮蛋白的作用，該添加劑可回收循環(huán)利用，對產(chǎn)品質(zhì)量無任何不良影響。

2.3棉籽蛋白粉的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、水分、灰分、棉酚等指標(biāo)檢測

棉籽蛋白粉的6個指標(biāo)在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行檢測，結(jié)果見表1，從表1可以看出，低酚棉的棉酚含量大大降低，低于國際標(biāo)準(zhǔn)400×10-6，而用凈化分離法獲得的蛋白質(zhì)也有所提高，表明低酚棉和“凈化分離法”對棉副產(chǎn)品開發(fā)利用有廣闊前景，可促進(jìn)飼料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

表1 低酚棉籽蛋白粉檢測結(jié)果

樣品 粗蛋白

（%） 粗纖維

（%） 粗脂肪

（%） 水分

（%） 灰分

（%） 游離棉酚

（1×10-6）

低酚棉蛋白粉1（40目） 54.46 3.57 4.45 7.07 8.84 295.86

低酚棉蛋白粉2（80目） 55.80 9.15 6.28 7.30 8.26 325.74

常規(guī)棉蛋白粉1（40目） 51.43 / / 8.05 / 907.41

常規(guī)棉蛋白粉2（80目） 53.22 / / 7.73 / 980.85

3討論

隨著低酚棉品種的擴(kuò)大推廣，其棉籽的深加工尤為關(guān)鍵。在美國，法國、印度、索馬里、巴基斯坦、埃及等國家進(jìn)行了一定的探索，如以色列的《旋流提取法》（L、P）和美國專利（U.S.patent）方法等，國內(nèi)公知的方法是采用“預(yù)壓溶劑浸出法”和“液體旋風(fēng)法”等。這些工藝都有一個共同的弊病，通過高溫加入有機(jī)溶劑和化學(xué)制劑使蛋白質(zhì)的一些天然營養(yǎng)成分受到損失，并使有機(jī)溶劑和化學(xué)制劑殘留在產(chǎn)品中造成污染。而“凈化分離法”在一定程度上解決這些問題，但剝殼時的粉末度有待降低，否則棉仁碎末在分離和榨油中容易流失，從而增加生產(chǎn)損耗；另外在榨油工序中的殘油有待降低，否則將影響保質(zhì)期和經(jīng)濟(jì)效益。同時進(jìn)一步降低入榨物料中的棉籽殼含量。