奶牛高能高蛋白精料資源
——全棉籽的加工與利用

蘇義童，孫曉格，王雅晶，李勝利

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100193）

如今我國(guó)奶牛養(yǎng)殖成本居高不下、蛋白飼料資源緊張，而我國(guó)棉籽資源豐富，全棉籽以其高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)得到奶牛場(chǎng)的關(guān)注和青睞。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《2018年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，2018年我國(guó)棉花種植面積為335萬(wàn)hm2，棉花總產(chǎn)量為610萬(wàn)t，折合全棉籽的產(chǎn)量約為879萬(wàn)t。雖然棉酚是全棉籽作為動(dòng)物飼料原料利用的一項(xiàng)限制因素，但相比單胃動(dòng)物，奶牛以其獨(dú)特的消化系統(tǒng)而具有很強(qiáng)的解毒能力，因而全棉籽作為奶牛精料資源仍具有很高的探索與利用價(jià)值。目前，美國(guó)南部與西南地區(qū)40%～50%的全棉籽用于飼喂奶牛，將近70%的牧場(chǎng)將全棉籽作為奶牛常規(guī)的精飼料原料[1]，而我國(guó)則主要以棉籽餅（粕）的形式利用棉籽[2]。

為優(yōu)化全棉籽的飼用效果，針對(duì)全棉籽天然結(jié)構(gòu)性質(zhì)與抗?fàn)I養(yǎng)因子等不利因素，利用不同技術(shù)手段對(duì)奶牛飼用全棉籽進(jìn)行加工以提高全棉籽的飼喂效率是當(dāng)前人們關(guān)注與探討的方向。本文對(duì)全棉籽的營(yíng)養(yǎng)特性與飼喂價(jià)值、全棉籽利用方面的制約因素、現(xiàn)有的加工方法及全棉籽加工的挑戰(zhàn)與機(jī)遇做一綜述，以期對(duì)綜合優(yōu)化全棉籽的飼用性能提供參考。

1 全棉籽的營(yíng)養(yǎng)特性與飼喂價(jià)值

全棉籽以其高蛋白、高必需氨基酸、高能量、高不飽和脂肪酸和高有效纖維的特性和天然的過(guò)瘤胃保護(hù)作用，被視為極具潛力的奶牛飼料來(lái)源[2-5]。同時(shí)，全棉籽也富含具有高附加值的棉籽糖、維生素E與木糖醇等[6]值得繼續(xù)挖掘與利用的有益物質(zhì)。

棉仁脂肪和蛋白可通過(guò)影響瘤胃微生物的活動(dòng)實(shí)現(xiàn)甲烷減排[7-9]、調(diào)控瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的比例[9-11]與蛋白的消化與利用[9,11-12]。飼用適量的全棉籽對(duì)優(yōu)化奶牛泌乳性能（如提高產(chǎn)奶量、改善乳脂標(biāo)）、優(yōu)化奶制品脂肪酸結(jié)構(gòu)、提高奶制品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值均具有積極作用[13-17]。有報(bào)道稱，泌乳高峰期的奶牛采食適量棉籽時(shí)，其發(fā)情率和受胎率均有所提高，產(chǎn)犢間隔縮短，優(yōu)化奶牛繁殖性能，有利于提高牧場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益[18]。在保持精料比例大體不變時(shí)，添加全棉籽有助于提高日糧的能量密度，有利于奶牛短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)體況，協(xié)助克服奶牛能量負(fù)平衡[19]。同時(shí)，全棉籽因其高脂肪、高蛋白且體增熱低的優(yōu)勢(shì)，常被用于夏季奶牛日糧配方，以緩解奶牛熱應(yīng)激并維持高溫高濕條件時(shí)奶牛高水平的生產(chǎn)性能[20]。

2 全棉籽利用的制約因素

雖然全棉籽作為優(yōu)質(zhì)的奶牛飼料資源具有廣闊的利用前景，但由于其本身含有抗?fàn)I養(yǎng)因子（如棉酚、單寧、硫代葡萄糖苷和低聚糖等）、必需氨基酸組成不平衡、消化利用率低，儲(chǔ)存貯藏時(shí)易被霉菌毒素污染，從而損害奶牛健康、引起奶制品安全問(wèn)題[5,21-29]等，使得目前全棉籽的利用仍存在不少限制，考慮到奶牛棉酚中毒與牛奶棉酚殘留的風(fēng)險(xiǎn)管控，通常奶牛配方中的全棉籽添加量為1.0～2.0 kg/（頭·d），最高不能高于2.5 kg/（頭·d），犢牛則由于其瘤胃機(jī)能尚不健全，不能有效地降解棉酚，因而一般建議犢牛料中禁用棉籽[3]。

為充分發(fā)揮全棉籽的飼喂價(jià)值，一方面如何根據(jù)粗飼料的用量來(lái)合理科學(xué)地配比全棉籽以幫助奶牛形成更好的瘤胃草團(tuán)層，刺激奶牛的反芻與咀嚼，促進(jìn)全棉籽的破碎與消化利用，減少由于逃逸了消化道的降解作用直接排出體外而造成的飼料浪費(fèi)；另一方面如何防止棉仁蛋白和脂肪在瘤胃內(nèi)過(guò)早過(guò)多的消化，降低奶牛氨中毒或不飽和脂肪酸積累毒害瘤胃菌群的風(fēng)險(xiǎn)，又要保證其過(guò)瘤胃蛋白和脂肪在腸道內(nèi)的高效降解和利用，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi)是全棉籽加工利用時(shí)需要聚焦的關(guān)鍵點(diǎn)。

3 全棉籽的加工方式

為降低游離棉酚含量，提高全棉籽的消化率，加強(qiáng)棉籽蛋白和脂肪的過(guò)瘤胃保護(hù)效果，抑制霉菌毒素的積累和降低其毒性，目前普遍采用破碎、包被、膨化、堿化、熱處理、氨化、粉碎制粒與脫絨處理等方法加工棉籽，按照加工性質(zhì)劃分，則主要為物理、化學(xué)與微生物加工及其優(yōu)化組合。

3.1 物理加工

3.1.1 脫絨 全棉籽的脫絨方式主要包括機(jī)械脫絨與酸化脫絨。酸化脫絨能將棉絨全部除去，通常用于植物種子的制備；機(jī)械脫絨一般會(huì)殘留約3%的棉絨，簡(jiǎn)單的機(jī)械脫絨對(duì)于奶牛飼用棉籽更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。相比帶絨棉籽，脫絨棉籽的加工更加簡(jiǎn)單方便，且同等條件下脫絨棉籽的養(yǎng)分濃度更高，脫絨棉籽的能量與蛋白的含量較（有絨）全棉籽要高出約10%[21]，然而由于脫絨棉籽不能形成良好的草團(tuán)層，不能在奶牛反芻時(shí)隨粗飼料逆嘔回口腔繼續(xù)咀嚼，因而脫絨棉籽的消化道停留時(shí)間短，逃逸率高，利用率低，容易造成飼料原料的浪費(fèi)且很有可能達(dá)不到理想的日糧配方效果。

研究表明，酸化脫絨會(huì)導(dǎo)致全棉籽的利用率大幅下降，帶絨全棉籽的糞便排出量只占棉籽總采食量的0.4%，而酸化脫絨棉籽的糞便排出量則占其總采食量的11.3%，且酸化脫絨棉籽粗脂肪（EE）與粗蛋白質(zhì)（CP）的消化率（85.3%，58.9%）顯著低于帶絨全棉籽（90.9%，60.2%）；而輥壓加工能顯著提高酸化脫絨棉籽的CP和EE的降解率，但考慮到炎熱氣候條件下輥壓棉籽容易酸敗變質(zhì)，因而輥壓棉籽的應(yīng)用要因地制宜[24]。

與Coppock等[24]的結(jié)論相似，Sullivan等[25]也指出天然無(wú)棉絨的Pima全棉籽的利用率顯著低于短棉絨全棉籽與破碎的Pima棉籽，且當(dāng)不同棉籽的日糧添加量均為15%時(shí)，飼用Pima全棉籽的奶牛其標(biāo)準(zhǔn)奶量低，但乳脂率高于短棉絨全棉籽組，另外，Pima棉籽的預(yù)加工能顯著提高其飼料轉(zhuǎn)化率、乳中硬脂酸與共軛亞油酸（CLA）含量以及EE的全消化道降解率，但酸性洗滌纖維（ADF）的降解率有所下降。

鄒阿玲等[28]報(bào)道，相比不添加棉籽的對(duì)照組，在泌乳中后期的荷斯坦奶牛日糧中添加1 kg與1.5 kg脫絨棉籽能顯著提高試驗(yàn)牛的泌乳量（9.52%，9.73%），但乳成分間無(wú)顯著差異。

3.1.2 粉碎 全棉籽的粉碎毋庸置疑能夠增加微生物與棉籽的接觸面積從而提高全棉籽養(yǎng)分的消化利用率，同時(shí)，全棉籽的棉絨在機(jī)械加工時(shí)易相互粘連，不利于飼料的混勻。雖然粉碎全棉籽能一定程度上解決其機(jī)械加工不便的問(wèn)題，但一方面，棉仁脂肪失去了棉籽殼天然的過(guò)瘤胃保護(hù)功能，棉籽油脂的快速釋放將會(huì)抑制奶牛瘤胃纖維素分解菌的活性，降低日糧纖維素類養(yǎng)分的降解率，造成奶牛低乳脂癥等健康隱患；而另一方面，粉碎棉籽也會(huì)增加奶牛棉酚中毒的風(fēng)險(xiǎn)[21,30]。

Pires等[14]報(bào)道，與添加整粒全棉籽的試驗(yàn)組相比，添加粗粉至4.97 mm的全棉籽日糧試驗(yàn)組奶牛全消化道的有機(jī)物（OM）和氮的表觀消化率有所提高，但也增加了全棉籽瘤胃不可降解蛋白含量；而用粉碎Pima全棉籽替代部分（2/3）整粒高地全棉籽時(shí)，試驗(yàn)牛只有乳脂組成略有不同[31]。

3.1.3 熱加工 熱加工可通過(guò)阻斷蛋白酶的活性反應(yīng)基團(tuán)、降低蛋白質(zhì)的溶解性從而降低全棉籽CP的瘤胃降解率，增強(qiáng)全棉籽CP的過(guò)瘤胃保護(hù)作用，增加小腸可利用氮源，促進(jìn)棉仁蛋白在小腸內(nèi)的降解利用，優(yōu)化乳成分的合成，同時(shí)，高溫高壓也有一定的脫毒作用[32]。而針對(duì)全棉籽熱加工的最佳方法與熱加工全棉籽的消化代謝與飼用效果的評(píng)估一直以來(lái)都是學(xué)術(shù)界探討的熱門話題。

研究表明，149℃ 30 min的烘烤處理顯著增加了棉籽瘤胃不可降解蛋白的含量，提高了飼料發(fā)酵的乙酸/丙酸的比例、奶牛瘤胃pH以及乳蛋白率，但降低了OM與中性洗滌纖維（NDF）的瘤胃降解率，抑制了瘤胃菌群對(duì)脂肪酸的生物氫化作用，而若將烘烤棉籽粗粉碎成粒徑約4.97 mm的顆粒，則相比未經(jīng)加工的棉籽、只粗粉碎的棉籽和只烘烤的棉籽，烘烤粉碎的棉籽其全消化道的OM、氮以及NDF的消化率均有所提高[14]。同樣，相比未經(jīng)加工的無(wú)棉絨全棉籽，149℃ 30 min烘烤處理的無(wú)棉絨全棉籽瘤胃可降解蛋白、OM與EE的含量分別下降了14%、11% 與10%，但其日糧的干物質(zhì)（DM）與OM的降解率分別提高了6% 和5%；烘烤全棉籽試驗(yàn)組的奶牛其血漿尿素氮與瘤胃氨態(tài)氮的含量低于未經(jīng)加工的全棉籽試驗(yàn)組，且烘烤棉籽能顯著提高奶牛的產(chǎn)奶量、乳脂率和乳蛋白量[33]。

將全棉籽在初始溫度137℃的滾轉(zhuǎn)爐內(nèi)高溫加熱，（5±1）min內(nèi)將爐內(nèi)溫度降低到75℃，（20±3）min內(nèi)再將溫度回升至137℃，此法熱加工的全棉籽其瘤胃CP的降解率相比未加工的全棉籽降低了22%，OM的瘤胃降解率下降了5%，而當(dāng)全棉籽CP占飼料總蛋白的30% 時(shí)，奶牛日糧的DM與OM的全消化道表觀消化率、飼料發(fā)酵的乙酸/丙酸的比例均有所提高[34]。

140℃高溫處理2.5 h的熱加工全棉籽添加到奶牛日糧時(shí)有降低乳脂率的趨勢(shì)，除亮氨酸（Leu）與異亮氨酸（Ile）外，奶牛血漿其余氨基酸的濃度均與添加未加工全棉籽的日糧相似[35]。

全棉籽不同時(shí)間、不同溫度的高壓蒸汽或干熱處理的試驗(yàn)結(jié)果表明，120℃，1 kg/cm2，60 min的高壓蒸汽處理能顯著降低全棉籽體外發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的氨態(tài)氮；隨著干熱加工時(shí)溫度的升高和加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，全棉籽體外發(fā)酵時(shí)的氨生成量呈線性下降趨勢(shì)[36]。

雖然不同熱加工的具體方式有所不同，但其主要作用的靶點(diǎn)均為棉仁蛋白，同時(shí)也通過(guò)影響奶牛蛋白的代謝調(diào)控牛奶品質(zhì)與日糧發(fā)酵。值得關(guān)注的是，雖然熱加工具有良好的棉籽蛋白過(guò)瘤胃保護(hù)效果，但過(guò)度的熱處理也有可能增加小腸不可降解蛋白的量，從而導(dǎo)致棉籽蛋白全消化道降解率的下降，造成棉籽養(yǎng)分的浪費(fèi)。已有試驗(yàn)證實(shí)，全棉籽的酸性洗滌不溶氮（ADIN）含量隨熱處理程度的增強(qiáng)而增加，因而目前相對(duì)公認(rèn)的衡量全棉籽熱加工優(yōu)劣的指標(biāo)為ADIN，以避免過(guò)分熱處理對(duì)必需氨基酸的破壞，尤其是賴氨酸（Lys）[37-40]。

3.1.4 制粒 顆?；拮训膬?yōu)勢(shì)在于能一定程度上增強(qiáng)棉籽蛋白的過(guò)瘤胃保護(hù)作用，同時(shí)顆粒態(tài)的棉籽也便于取用和加工。

Bernard等[41]研究發(fā)現(xiàn)，相比添加未加工全棉籽的對(duì)照組，日糧中添加2.72 kg/（頭·d）（干物質(zhì)基礎(chǔ)）顆?；拮训脑囼?yàn)組奶牛的4%標(biāo)準(zhǔn)校正乳奶量、乳固體和乳糖含量顯著提高；試驗(yàn)組與對(duì)照組奶牛的日糧總能、DM、CP的攝入量及相應(yīng)的表觀消化率并無(wú)顯著差異；飼料發(fā)酵方面，采食顆?；拮训哪膛Ｆ淞鑫赴睗舛鹊陀趯?duì)照組，流入真胃的氮增加，但日糧纖維的降解未受到全棉籽顆?；庸さ挠绊?。

Reveneau等[42]評(píng)估了增加棉籽顆粒粒徑、用脫絨棉籽搭配小粒徑（44 mm）棉籽顆粒的全棉籽飼用效果，試驗(yàn)顯示，盡管以脫絨棉籽稀釋小顆粒棉籽的飼用方式存在降低棉籽脂肪酸消化率的風(fēng)險(xiǎn)，但相比大顆粒（52 mm）棉籽與不經(jīng)加工的全棉籽，脫絨棉籽與小顆粒棉籽搭配飼用時(shí)，奶牛的DM采食量和產(chǎn)奶量更高，說(shuō)明脫絨棉籽的添加能削弱小顆粒棉籽油脂釋放速率過(guò)快的負(fù)面影響。

顆粒化棉籽由于加工成本高，僅顆粒化加工對(duì)棉籽飼喂效果的改善作用并不十分明顯，因而目前顆?；拮训膶?shí)用性仍不強(qiáng)，或許棉籽的顆?；c其他加工方式的優(yōu)化組合將成為探討的新熱點(diǎn)。

3.1.5 包被 包被可將全棉籽的棉絨均勻地貼附在棉籽上，改善全棉籽的流動(dòng)性與加工性能；包被有助于抑制全棉籽的酸敗腐壞，延長(zhǎng)全棉籽的保質(zhì)期，便于貯存，且包被材料在奶牛瘤胃內(nèi)可快速溶解，對(duì)全棉籽本身養(yǎng)分的降解幾乎沒(méi)有影響；有的包被材料本身也能提供養(yǎng)分，提高“全棉籽”營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的同時(shí)，也具有調(diào)控飼料發(fā)酵的作用。而針對(duì)全棉籽包被所用的原料與不同原料間的配比組合，目前已經(jīng)進(jìn)行了大量的探索與嘗試。

Bernard等[43]采用5%玉米淀粉單一包被和5%玉米淀粉+10%麥芽糖糊精復(fù)合包被的全棉籽飼喂奶牛，試驗(yàn)結(jié)果顯示，添加麥芽糖糊精試驗(yàn)組的奶牛乳脂合成受到抑制，牛奶中乳脂含量顯著低于對(duì)照組；包被全棉籽使得日糧NDF與ADF的表觀消化率降低，且單一包被的全棉籽其試驗(yàn)牛體內(nèi)的棉酚含量較其他各組更高；體外發(fā)酵時(shí)，相比未加工的全棉籽，復(fù)合包被的全棉籽其發(fā)酵的pH較低，但發(fā)酵產(chǎn)生的總脂肪酸、丙酸與L型乳酸相對(duì)較高。另外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，利用2.5%的玉米淀粉包被全棉籽時(shí)，雖然試驗(yàn)牛的產(chǎn)奶量和乳成分未受到影響，但DM采食量有下降的趨勢(shì)，且采食包被全棉籽的奶牛其飼料轉(zhuǎn)化率（能量校正奶/DM采食量）和增重性能均優(yōu)于對(duì)照組，但其血中非酯化脂肪酸的濃度偏低[44]。

梯度濃度的玉米淀粉與飼料級(jí)尿素包被全棉籽的體外發(fā)酵試驗(yàn)揭示了隨著玉米淀粉添加量的增加，H2、CH4、總VFA和丙酸的比例呈線性增加，但pH、乙酸和乙酸/丙酸的比例線性降低，當(dāng)玉米淀粉的添加量為2.5% 時(shí)，L型乳酸的生成量最高；而pH與CH4則隨著尿素添加量的增加而升高，添加1%的尿素時(shí)，氨氣的濃度達(dá)到最高[45]。

類似的，學(xué)者對(duì)不同玉米淀粉與尿素配比的包被全棉籽對(duì)奶牛瘤胃發(fā)酵、纖維素消化以及微生物蛋白合成的影響開(kāi)展了相關(guān)研究。Bernard等[46]研究發(fā)現(xiàn)隨著尿素添加量的增加，乙酸比例降低，丁酸比例提高，且NDF降解率提高；尿素添加量相同時(shí)，奶牛養(yǎng)分的采食量隨玉米淀粉添加量的增加而下降；當(dāng)用2.5%和5%的玉米淀粉、0.25%和0.5%的尿素自由搭配制成全棉籽的包被材料時(shí)，加工全棉籽可在不影響纖維素降解和十二指腸可利用氮源的條件下，對(duì)奶牛的代謝起到微小的調(diào)控作用。

Cooke等[47]對(duì)玉米淀粉、尿素與酵母培養(yǎng)物的混合包被方式進(jìn)行了探索與嘗試，結(jié)果顯示，用2.5%玉米淀粉+0.5%尿素或2.5%玉米淀粉+2.0%酵母培養(yǎng)物包被的全棉籽對(duì)奶牛飼料消化降解無(wú)顯著影響，但能提高奶牛的飼料轉(zhuǎn)化率。

3.1.6 膨化擠壓 膨化擠壓對(duì)全棉籽的作用與熱加工相似。Stutts等[48]研究結(jié)果顯示，在不同膨化溫度與擠壓速率（131℃，314 kg/h；135℃，182 kg/h；146℃，195 kg/h；156℃，286 kg/h）的試驗(yàn)條件下，相比未加工的棉籽，膨化擠壓棉籽蛋白的溶解性均有所下降，且高溫膨化全棉籽的DM與CP的降解率低于低溫膨化棉籽。

Noftsger等[49]探索了不同膨化擠壓全棉籽添加量對(duì)奶牛體內(nèi)棉酚殘留與泌乳性能的影響，結(jié)果顯示，采食全棉籽的荷斯坦經(jīng)產(chǎn)奶牛其CP、ADF與EE的采食量均高于膨化棉籽組，且14% 不經(jīng)加工的全棉籽組的奶牛產(chǎn)奶量、乳脂校正乳、乳脂、乳蛋白以及非脂固形物均比14%、21% 和28% 的膨化棉籽組高；同時(shí)，隨著膨化棉籽的添加，奶牛體內(nèi)棉酚的殘留量也不斷增加。

也有報(bào)道稱，膨化棉籽雖然不會(huì)影響飼料發(fā)酵時(shí)總VFA含量，但能降低丙酸、異丁酸與異戊酸的比例，且膨化棉籽的添加有助于提高ADF與OM在奶牛后消化道的降解率，增加小腸可利用的非氨態(tài)氮與氨基酸含量，同時(shí)，由于飼用膨化棉籽時(shí)奶牛的能量利用率更高，因而膨化棉籽有利于奶牛的增重[37,48]。

用膨化棉籽替代部分豆粕時(shí)，奶牛精料的成本更低且奶牛飼料轉(zhuǎn)化率更高[50]，且相比只飼用全棉籽，膨化棉籽與豆粕搭配使用有助于提高奶牛日糧OM、NDF與ADF的全消化道表觀消化率[51]。

3.2 化學(xué)加工

3.2.1 氨化 氨化具有棉籽脫毒和增加棉籽CP含量的優(yōu)勢(shì)。有報(bào)道稱，全棉籽的棉酚脫毒率隨氨化時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，且氨化不會(huì)降低全棉籽的養(yǎng)分含量與飼用價(jià)值[52]。

3.2.2 堿化 堿化對(duì)棉籽種皮木質(zhì)纖維素的破壞有助于棉仁蛋白和脂肪等養(yǎng)分的釋放，有利于增加全棉籽的利用率；堿化也能降低棉酚和霉菌毒素的毒性[53-54]，提高飼用棉籽的安全性，延長(zhǎng)全棉籽的保存時(shí)間；同時(shí)，堿的添加有利于增強(qiáng)飼料原料的緩沖能力，協(xié)助調(diào)控高精料日糧下的奶牛瘤胃酸堿環(huán)境；此外，堿化所用的化學(xué)藥品成本低廉，操作簡(jiǎn)便，因而堿化棉籽曾得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的共同關(guān)注。

目前堿化的方式主要是用配置好的堿溶液直接浸泡全棉籽再自然風(fēng)干，此法雖然具有一定的脫堿作用，不至于劇烈影響奶牛瘤胃的酸堿環(huán)境，但由于全棉籽真正帶堿的量難以評(píng)估，以及堿化剩余廢液的排放存在污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，因而目前堿化棉籽的實(shí)用性不強(qiáng)。

有報(bào)道稱，相比未處理的棉籽，15%NaOH溶液浸泡15 min后自然風(fēng)干的Pima棉籽，其DM和OM的瘤胃消失率分別提高了10%和7%，且全消化道的DM消失率增加13%，且堿可作為瘤胃緩沖物質(zhì)，在奶牛采食高精料日糧時(shí)提高瘤胃內(nèi)乙酸/ 丙酸的比例；同時(shí)對(duì)Pima棉籽進(jìn)行堿處理和熱處理，其CP的瘤胃消失率下降幅度將增加，但全消化道的CP消失率增加了11%[55]；Solomon等[56]的試驗(yàn)結(jié)果顯示，4%NaOH堿化有助于提高Pima全棉籽的體外DM與NDF的降解率，堿化Pima棉籽相比Akala全棉籽和脫絨Pima棉籽，能提高奶牛DM和OM的采食量與飼料DM、OM、CP的消化率以及奶牛4%乳脂校正奶量、乳脂率和乳蛋白率。

3.2.3 FeSO4法 FeSO4中的Fe2+能與游離棉酚的毒性基團(tuán)形成棉酚——Fe的絡(luò)合物，此絡(luò)合物會(huì)隨糞尿排出動(dòng)物體外，不會(huì)對(duì)動(dòng)物健康造成負(fù)面影響，且與Fe2+結(jié)合的棉酚不能再與賴氨酸結(jié)合，因而FeSO4在脫酚的同時(shí)還能完好地保持全棉籽的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是目前公認(rèn)的最佳的棉籽脫酚的加工方法。類似的以脫酚為主要目的的全棉籽化學(xué)鈍化法還包括堿化、石灰石法、尿素處理法、氧化脫酚法、乙醇蒸汽失活法和極性有機(jī)溶劑浸出法等[57]。

王倩等[52]報(bào)道，以棉酚5倍的量制備FeSO4溶液，將全棉籽浸泡3 h后撈出瀝干，再置于40℃烘箱4 h，脫酚的效果最佳，且5倍FeSO4脫酚法也能很好地保持全棉籽的DM、CP、EE和粗纖維的含量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

3.3 生物發(fā)酵 全棉籽作為植物性蛋白與能量資源，其蛋白結(jié)構(gòu)不利于動(dòng)物的降解和利用，微生物的發(fā)酵一方面可將全棉籽大分子蛋白降解為易被動(dòng)物消化吸收的小分子蛋白或肽類，提高全棉籽養(yǎng)分的利用率；另一方面，通過(guò)對(duì)低質(zhì)發(fā)酵基質(zhì)的分解利用，合成優(yōu)質(zhì)的菌體蛋白、酶類與維生素等，改善全棉籽的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；此外，微生物發(fā)酵也有助于棉籽的脫毒脫酚、抑制霉菌毒素的滋生，提高全棉籽飼用的安全性。

目前生物發(fā)酵的主要途徑有坑埋法（利用棉籽或土壤本身存在的微生物進(jìn)行自然發(fā)酵）、瘤胃液微生物發(fā)酵法（利用瘤胃內(nèi)容物凍干粉進(jìn)行輔助發(fā)酵）以及微生物固態(tài)發(fā)酵法[58]。近年來(lái)，對(duì)棉籽餅粕或整粒全棉籽復(fù)合微生物發(fā)酵方法，包括接種的菌種與劑量、發(fā)酵溫度與時(shí)間和發(fā)酵基質(zhì)性質(zhì)等的探索取得了不少矚目的成果。

有報(bào)道稱，全棉籽含水量30%，發(fā)酵溫度30 ℃時(shí)，以0.8% 的米曲霉和0.2% 的酵母菌混合接種、固態(tài)有氧發(fā)酵整粒全棉籽的最佳時(shí)間為7 d，與發(fā)酵前相比，發(fā)酵后的全棉籽CP與EE分別提高了12.27% 和11.39%，但NDF與ADF含量有所下降，同時(shí)，發(fā)酵后全棉籽的必需氨基酸和總氨基酸含量分別提高了22.9%和27.2%，其中蛋氨酸含量提高了59%[6]。

而熱帶假絲酵母、擬內(nèi)孢霉菌和植物乳桿菌3株菌協(xié)同固態(tài)發(fā)酵棉籽粕、黑曲霉與釀酒酵母混合固態(tài)發(fā)酵棉籽餅粕與熱帶假絲酵母與黑曲霉復(fù)合固體發(fā)酵棉籽餅等均能顯著提高棉籽餅粕的CP含量，且有助于改善原料的氨基酸組成和平衡[59-61]。

4 全棉籽加工仍面臨的挑戰(zhàn)與展望

目前針對(duì)全棉籽養(yǎng)分不平衡、利用率低下、易發(fā)霉變質(zhì)和動(dòng)物體與奶制品的棉酚殘留問(wèn)題，已有的物理、化學(xué)和生物加工方法可通過(guò)改變?nèi)拮训奈锢硇螒B(tài)與化學(xué)性質(zhì)，輔以其他有益成分改善全棉籽的飼用價(jià)值，促進(jìn)全棉籽作為奶牛精料原料的推廣應(yīng)用。

雖然如今國(guó)內(nèi)外已有不少關(guān)于全棉籽加工利用方法的有益探索，但由于棉籽品種與性質(zhì)、試驗(yàn)條件和試驗(yàn)牛個(gè)體的不同，同類加工方法的實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果仍不盡相同；同時(shí)，全棉籽經(jīng)不同的加工處理后其本身的性質(zhì)（如形態(tài)、機(jī)械加工性能、氣味、適口性、可利用率以及發(fā)酵速率等）均有所不同，因而因地制宜地探索與選用最佳的加工方式，根據(jù)實(shí)際的飼料配方與奶牛的健康狀態(tài)科學(xué)搭配不同種類的加工棉籽、合理設(shè)計(jì)全棉籽的添加量，將有助于提高全棉籽的利用效率，減少浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)牧場(chǎng)的節(jié)本增效。

另外，已有的加工工藝難以做到全棉籽各項(xiàng)指標(biāo)的同步全面優(yōu)化，因而如何調(diào)整現(xiàn)有的工藝參數(shù)、將不同的加工方式恰到好處地協(xié)同與整合，同時(shí)盡可能地降低加工的成本，減少對(duì)環(huán)境的污染，全方位提高全棉籽的飼用價(jià)值，是將來(lái)值得繼續(xù)探索與嘗試的方向，尤其是近年來(lái)逐漸興起的微生物發(fā)酵，或許將成為全棉籽低成本、高收益、環(huán)保、安全的理想加工方式，而菌種的選擇與發(fā)酵條件的控制仍有待深入研究與實(shí)踐檢驗(yàn)。

食品安全仍將是全棉籽加工領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)，棉酚在奶牛體內(nèi)與奶制品中的殘留問(wèn)題仍不可忽視，因而除了把控好奶牛飼用全棉籽時(shí)的健康關(guān)，針對(duì)不同生理階段的奶牛設(shè)計(jì)科學(xué)合理的全棉籽飼喂標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)估方法，搭建與完善全棉籽消化代謝指標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)，以保障奶牛健康，延長(zhǎng)使用年限方面的工作也值得繼續(xù)開(kāi)展。同時(shí)，消費(fèi)終端的奶制品安全指標(biāo)的追蹤檢測(cè)也必不可少。

5 小 結(jié)

全棉籽兼具了奶牛飼料來(lái)源中精飼料（高能、高蛋白）和粗飼料（高纖維）的雙重特性，在奶牛生產(chǎn)中具有不可替代的巨大優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)面臨蛋白飼料資源供應(yīng)短缺的局面，除加快本土優(yōu)質(zhì)豆科牧草種植技術(shù)的發(fā)展，實(shí)行增產(chǎn)增收、減少豆類飼料對(duì)進(jìn)口的依賴以及科學(xué)合理地利用秸稈等低質(zhì)粗飼料外，加大對(duì)我國(guó)全棉籽資源的開(kāi)發(fā)力度，深入挖掘全棉籽可利用的有益物質(zhì)、因地制宜地探索與改良全棉籽的加工方法、科學(xué)合理地設(shè)計(jì)與搭配全棉籽日糧，以最大程度發(fā)揮全棉籽的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與飼喂優(yōu)勢(shì)。全棉籽的開(kāi)發(fā)利用不但可以高效利用我國(guó)蛋白質(zhì)飼料資源、緩解蛋白質(zhì)飼料原料的緊張局面，還能夠幫助我國(guó)奶牛養(yǎng)殖企業(yè)創(chuàng)造出更高的生產(chǎn)效益，推動(dòng)我國(guó)畜牧業(yè)的良性發(fā)展。