甘薯渣的開發(fā)與應(yīng)用

鄧奇風(fēng)，高鳳仙（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙　410128）

甘薯渣的開發(fā)與應(yīng)用

鄧奇風(fēng)，高鳳仙*
（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128）

摘要：甘薯渣是淀粉加工廠的下腳料，我國(guó)每年都有大量的甘薯渣產(chǎn)生，若直接作廢棄物處理，將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。甘薯渣由于營(yíng)養(yǎng)成分豐富，且飼用安全，已被作為一種新飼料資源進(jìn)行開發(fā)，但甘薯渣在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受很多因素的影響，如何解決這些因素的影響對(duì)甘薯渣的研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞：甘薯渣；膳食纖維；應(yīng)用；處理措施

甘薯又名紅薯、白薯、地瓜、番薯、紅苕等，為旋花科甘薯屬，一年或多年生蔓生草本植物。甘薯原產(chǎn)于南美洲，在我國(guó)的種植歷史已有400余年，種植區(qū)域除高寒地區(qū)外，幾乎遍布全國(guó)。甘薯作為我國(guó)主要糧食作物之一，其栽培面積及總產(chǎn)量均居世界首位[ 1 ]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)甘薯種植面積約349. 096萬(wàn)hm2，占全球甘薯種植面積的43.89%；甘薯總產(chǎn)量為7 556.79萬(wàn)噸，占全球甘薯總產(chǎn)量的72.48%[ 2 ]。目前，我國(guó)甘薯主要用于淀粉、粉絲的生產(chǎn)加工，甘薯加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)品—甘薯渣，約占原料的10%～ 14%。大量的甘薯渣可用來(lái)做飼料使用，不僅能提高甘薯的利用率，還能減少因甘薯渣作廢棄物處理而造成的環(huán)境污染。

1　甘薯渣

有資料顯示，年產(chǎn)3 000 t淀粉的甘薯加工企業(yè)，每年產(chǎn)生的濕甘薯渣量>4 000 t[ 3 ]。濕甘薯渣含水量高達(dá)80%，不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸，極易發(fā)生腐敗變質(zhì)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2005年我國(guó)有4.66×107t甘薯渣作為廢棄物處理，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)[ 4 ]。隨著甘薯淀粉加工企業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的甘薯渣有待開發(fā)與利用。

甘薯渣主要由果皮、果梗和果肉組成，其中果皮、果肉約占97.2%，果梗僅占2.8%。甘薯渣的主要成分為淀粉和膳食纖維，以甘薯渣干重測(cè)量得出，淀粉含量為43%～61%，膳食纖維含量為16%～ 27%，膳食纖維中纖維素占26%～36%，果膠占9%～23%[ 5 ]。甘薯渣中蛋白質(zhì)含量很少，僅約為2%。甘薯渣所含的主要化學(xué)成分見表1，除此以外甘薯渣中還含有豐富的維生素、果酸以及果糖。

甘薯渣中淀粉含量很高，適合用于畜禽催肥。目前我國(guó)對(duì)甘薯渣開發(fā)利用主要采用藥用真菌液態(tài)發(fā)酵和酶解法來(lái)提取膳食纖維[ 6-7 ]；利用酸處理及磷酸氫二鈉法提取甘薯渣中果膠，提取率分別為6.55%、10.24%[ 8-9 ]；采用釀酒酵母發(fā)酵甘薯渣生產(chǎn)乙醇[10]；利用微生物降解甘薯渣生產(chǎn)蛋白飼料等。外國(guó)對(duì)甘薯渣的利用主要是用于生產(chǎn)不飽和脂肪酸、氫氣、乙醇及蛋白飼料生產(chǎn)等[11]。對(duì)甘薯渣的利用都顯現(xiàn)出一個(gè)特點(diǎn)：成本高、效率低、難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

表1　甘薯渣的主要營(yíng)養(yǎng)成分

2　甘薯渣存在的問題

2.1水分含量高，易腐敗

新鮮的甘薯渣含水分高達(dá)80%，極易受微生物污染，特別是霉菌（如黃曲霉菌、脫氧雪腐鐮刀菌等）容易在甘薯渣中生長(zhǎng)繁殖，并產(chǎn)生有毒代謝產(chǎn)物（如黃曲霉毒素、嘔吐毒素等）。自然堆放的甘薯渣易受到黃曲霉菌污染，很快會(huì)變黃變黑，飼喂后常引起黃曲霉中毒、腹瀉、嘔吐、厭食、肝腎損傷等，嚴(yán)重影響動(dòng)物的生產(chǎn)性能[12]。

2.2高纖維、低蛋白

甘薯渣高纖維、低蛋白的特點(diǎn)導(dǎo)致其適口性差，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和消化利用率都不理想，單獨(dú)飼喂不能滿足畜禽對(duì)營(yíng)養(yǎng)的均衡需求，過多飼喂反而會(huì)導(dǎo)致畜禽發(fā)育不良和疾病等。新鮮甘薯渣是優(yōu)良的反芻動(dòng)物飼料，但在單胃動(dòng)物應(yīng)用中使用效果不佳，因?yàn)閱挝竸?dòng)物對(duì)粗纖維的利用比反芻動(dòng)物差得多，但在鴨的應(yīng)用中效果尚可，可能是甘薯渣在鴨的大腸中得到降解，營(yíng)養(yǎng)成分利于吸收。

甘薯渣在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用較多，在使用過程中需注意甘薯渣雖含有較高的碳水化合物，但其蛋白質(zhì)的含量很少，而且所含豬的必需氨基酸也很少。仔豬飼喂過多，會(huì)引起仔豬蛋白攝入不足，能氮比過高，從而不利于仔豬正常的生長(zhǎng)發(fā)育；種公豬飼喂過多會(huì)影響精子的活力；懷孕母豬飼喂過多不僅不能滿足胎兒形成和生長(zhǎng)發(fā)育的需要，還易產(chǎn)生死胎或畸形仔豬，產(chǎn)后還會(huì)出現(xiàn)缺乳、無(wú)乳[13]。因此，在使用甘薯渣養(yǎng)豬的過程中，要注意和蛋白質(zhì)飼料搭配使用，保證合適的能氮比。

2.3褐變現(xiàn)象

用甘薯生產(chǎn)淀粉的加工過程中，甘薯細(xì)胞破碎后多酚氧化酶催化酚類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所產(chǎn)生的褐變現(xiàn)象是影響甘薯淀粉白度最主要的因素。雖然現(xiàn)階段研究出的控褐方法較多，但能被企業(yè)接受和采用的主要方法依然是在破碎過程中添加亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫鈉的添加降低了溶液pH，還導(dǎo)致大量的蛋白質(zhì)與淀粉一起沉降，致使甘薯渣中殘留亞硫酸氫鈉[14]。亞硫酸氫鈉具有二氧化硫氣味，微量的亞硫酸氫鈉對(duì)動(dòng)物無(wú)害，過量的亞硫酸氫鈉對(duì)動(dòng)物有一定的毒性作用，主要表現(xiàn)為損傷胃腸道黏膜，導(dǎo)致消化障礙。另外，亞硫酸氫鈉可破壞硫胺素，使動(dòng)物產(chǎn)生維生素B1缺乏及代謝紊亂。亞硫酸鹽的中毒臨床上表現(xiàn)為動(dòng)物繁殖性能下降，生產(chǎn)水平降低，消化機(jī)能紊亂等[15]。

3　處理措施

3.1貯存與加工

新鮮甘薯渣可直接飼喂，但由于甘薯渣含水分較高，貯存問題是甘薯渣應(yīng)用中需解決的首要問題。新鮮甘薯渣通常經(jīng)干燥延長(zhǎng)貯存期，干燥后的甘薯渣一般水分含量約為12%，另含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中蛋白質(zhì)含量約為3.10%～5.26%，淀粉含量約占48%，膳食纖維約占26%，灰分約3%[16]。但干燥后的甘薯渣會(huì)損失部分營(yíng)養(yǎng)成分，降低適口性。干燥后粉碎可直接添加于飼料中，也可將甘薯渣粉碎蒸煮。甘薯渣蒸煮能有效提高薯渣中膳食纖維的品質(zhì)，在蒸煮中，薯渣所含的淀粉、蛋白質(zhì)等吸熱膨脹，更多的暴露在表面，且某些大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，在提取過程中更利于脫去雜質(zhì)，提高膳食纖維含量，還能降低膳食纖維的持油力和結(jié)合脂肪能力[17]。

3.2微生物發(fā)酵

通過微生物發(fā)酵將甘薯渣中的淀粉和部分纖維素轉(zhuǎn)化為菌體蛋白，不僅可以節(jié)約糧食，還可在很大程度上緩解我國(guó)蛋白飼料不足的問題。利用不同的發(fā)酵劑生產(chǎn)甘薯渣單細(xì)胞蛋白飼料，不僅提高了飼料中粗蛋白質(zhì)含量，而且還改善了飼料風(fēng)味，提高了牲畜的食欲，趙啟美等利用甘薯渣和雞腿菇混合固體發(fā)酵，發(fā)酵10 d，產(chǎn)物粗蛋白質(zhì)含量可達(dá)14.1%，比原料本身的粗蛋白質(zhì)含量提高246.3%，發(fā)酵產(chǎn)物的粗纖維含量由原料中的25.03%下降至14.2%，降解率為43.1%[18]。

甘薯渣的青貯方法也是微生物發(fā)酵中的一種，和其他飼料不一樣的是甘薯渣含水量高，單獨(dú)青貯需降低水分，可與玉米、糠麩、干草等按照所用原料的水分含量計(jì)算適合青貯的混合比例后混合青貯。青貯所用的甘薯渣必須是1～2 d加工的無(wú)污染新鮮薯渣，隨運(yùn)隨貯。在青貯時(shí)，添加適量尿素或氯化銨、磷酸二氫鉀、食鹽、酵母菌和乳酸菌等，可提高其蛋白質(zhì)含量和青貯品質(zhì)。

3.3添加量限制

為減少因甘薯渣高纖維、低蛋白及加工殘?jiān)衼喠蛩釟溻c等給動(dòng)物帶來(lái)的危害，甘薯渣的用量需要加以限制。一般豬日糧中新鮮甘薯渣的添加比例應(yīng)<20%，肥豬、架子豬可以多喂些,但一般日糧中添加比例應(yīng)≤50%。干燥后甘薯渣用于豬飼料中，一般添加比例<6%，應(yīng)用效果良好[19]。鮮貯后，飼料中拌入30%的鮮貯甘薯渣，能明顯增加禽畜的采食量，提高增重率[20]。

4　小結(jié)

甘薯渣的綜合利用研究技術(shù)日益成熟，利用甘薯渣作為動(dòng)物飼料是有效利用甘薯渣、防止資源浪費(fèi)的重要途徑。甘薯渣作為動(dòng)物飼料的限制條件依然較難克服，開發(fā)高效節(jié)能的干燥設(shè)備將有利于甘薯渣的運(yùn)輸貯存。此外，甘薯渣的飼養(yǎng)研究及毒性研究較少，加強(qiáng)這方面的研究將有利于推動(dòng)甘薯渣作為新型飼料的發(fā)展。

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Development and Application of Sweet Potato Residue

DENG Qifeng, GAO Fengxian
（College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China）

Abstract:Sweet potato residue as a by-product in the starch processing plant, every year have produced a lot of sweet potato residue in our country , if directly set aside to waste treatment, which will cause serious environmental pol?lution. The sweet potato residue rich in nutrients, and feeding safety, has been developed as a new feed resources,but in practical application its function will be affected by many factors, how to solve these factors has important signifi?cance innew feedresearch.

Key words:sweet potato residue; dietary fiber; exploit; actions

*通訊作者：教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: gaofx1964@163.com。

作者簡(jiǎn)介：鄧奇風(fēng)（1990-），男，湖南婁底人，碩士研究生，研究方向?yàn)樘胤N經(jīng)濟(jì)動(dòng)物養(yǎng)殖。

收稿日期：2015-08-06

中圖分類號(hào)：S816.46；S815

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-0084（2015）09-0047-03