馬鈴薯副產(chǎn)物飼料化利用研究進(jìn)展

李樹生，梁東超，劉 洋，薛樹媛

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特

010031）

常規(guī)粗飼料，如豆科作物及禾本科作物秸稈等大部分來自糧食生產(chǎn)。隨著我國畜牧業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的常規(guī)粗飼料已不能滿足畜牧業(yè)生產(chǎn)需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020 年，我國蛋白類飼料缺口為2 400 萬～4 800 萬t，能量類飼料缺口為4 300 萬～8 300 萬t［1］。提高蛋白質(zhì)飼料及能量飼料利用效率，開發(fā)非常規(guī)飼料資源，研發(fā)配套的利用技術(shù)，是緩解我國飼料資源短缺的創(chuàng)新策略。馬鈴薯（Solanum tuberosum）營養(yǎng)成分豐富，植株耐瘠薄，增產(chǎn)潛力大，在世界糧食生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。2022 年我國馬鈴薯種植面積為93.85 萬hm2，大量的馬鈴薯副產(chǎn)物亟待開發(fā)。筆者以馬鈴薯秸稈、馬鈴薯渣、馬鈴薯淀粉渣及淀粉、馬鈴薯蛋白為代表，綜述了常見的馬鈴薯副產(chǎn)物在反芻動(dòng)物和非反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的飼料化利用研究進(jìn)展，以期為馬鈴薯副產(chǎn)物飼料高質(zhì)化利用提供參考。

1 馬鈴薯資源現(xiàn)狀

馬鈴薯對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，具有耐旱、耐熱、耐酸、耐鹽堿等特點(diǎn)，種植范圍廣，產(chǎn)量高［2］。2022年聯(lián)合國糧食和農(nóng)業(yè)組織 （Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）數(shù)據(jù)顯示，全世界馬鈴薯的種植面積約達(dá)2 000 萬hm2［3］。我國馬鈴薯資源豐富，主要分布在內(nèi)蒙古、山西、河南、四川、云南等省、自治區(qū)。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020 年我國馬鈴薯總產(chǎn)量達(dá)到了1 798.30 萬t［4］。隨著馬鈴薯種植面積的增加，秸稈處理問題日益突出。馬鈴薯秸稈（鮮）產(chǎn)量系數(shù)一般是0.96，馬鈴薯畝產(chǎn)為2 000 kg 時(shí)可產(chǎn)秸稈1 920 kg［5］；按該系數(shù)計(jì)算，2020 年我國產(chǎn)生的馬鈴薯秸稈高達(dá)1 726.37萬t。馬鈴薯秸稈營養(yǎng)成分含量豐富，飼用價(jià)值高，含有糖苷、揮發(fā)油、茄尼醇及生物堿等70 多種生物活性物質(zhì)［6］，因此，馬鈴薯秸稈飼料化開發(fā)對(duì)于馬鈴薯資源的充分利用具有重要意義。

2 馬鈴薯秸稈飼用價(jià)值的研究進(jìn)展

馬鈴薯秸稈主要指其莖葉、秧藤等。馬鈴薯莖葉的營養(yǎng)成分含量較高，干物質(zhì)中粗蛋白含量為11%～26%，粗脂肪含量為2.5%～4.8%，中性洗滌纖維含量為28%～47%，粗灰分含量為9.5%～16.8%，鈣含量為1.4%～1.9%，磷含量為0.19%～0.36%［7］。馬鈴薯鮮秧藤、風(fēng)干秧藤及秧藤青貯也含有多種營養(yǎng)成分（見表1）。

表1 馬鈴薯秧藤及青貯產(chǎn)品的營養(yǎng)成分含量［8］

2.1 馬鈴薯秸稈在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊宇為等［9］測定了馬鈴薯秸稈-全株玉米混合青貯的常規(guī)營養(yǎng)成分，結(jié)果表明，其粗脂肪含量顯著高于風(fēng)干馬鈴薯秸稈和單貯馬鈴薯秸稈，而粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、木質(zhì)素水平較低，且龍葵素含量達(dá)到毒素脫毒水平；飼喂肉牛后，其干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維有效降解率均為最優(yōu)，提示該種加工方式是馬鈴薯秸稈資源化利用較為理想的處理方式。但也有研究發(fā)現(xiàn)，與飼喂100%全株玉米青貯的對(duì)照組相比，飼喂30%馬鈴薯秧+70%全株玉米混合青貯的安格斯?？傇鲋睾推骄赵鲋貥O顯著降低，料重比極顯著升高，肌酸激酶的平均值高于參考范圍［10］。羔羊飼糧中可以用馬鈴薯秸稈替代40%的苜蓿干草飼喂育肥羔羊。馬鈴薯秸稈干草的營養(yǎng)價(jià)值較高，具有與苜蓿干草相當(dāng)?shù)拇值鞍缀浚?4.7%）。孫樓等［11］研究表明，40%馬鈴薯秧替代組羔羊的日均干物質(zhì)采食量、平均日增重、體重和料肉比與飼喂苜蓿組相比無明顯變化，而80%馬鈴薯秧替代組羔羊的生長性能指標(biāo)低于40%替代組，這表明給育肥羔羊飼喂高比例的馬鈴薯秧對(duì)其生長性能具有不利影響。綜上所述，日糧中添加適宜比例的馬鈴薯秸稈對(duì)動(dòng)物生長無不利影響，且可被動(dòng)物腸道消化吸收并利用。

2.2 馬鈴薯秸稈在非反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊漢林［12］研究表明，飼喂含有30%馬鈴薯莖葉和10%苜蓿草的日糧，可顯著提高育肥豬屠宰率和背膘厚度，但瘦肉率和眼肌面積顯著降低；日糧處理與性別對(duì)屠宰率、胴體長、眼肌面積及背膘厚度的影響具有顯著交互作用；可顯著提高肌肉系水力，而脂肪含量顯著降低。這說明馬鈴薯莖葉和苜蓿草混合日糧對(duì)育肥豬肌肉的適口性和嫩度表現(xiàn)出積極影響。李克玉等［13］研究表明，馬鈴薯蔓還可替代紫花苜蓿干草作為家兔飼料，飼喂后可顯著提高肉兔料重比；日糧不同處理沒有改變胴體重和肝臟重以及肩部肌肉中的干物質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪和灰分等含量。這表明在不影響肉兔生長性能和肌肉成分的前提下，用馬鈴薯蔓替代紫花苜蓿干草作為家兔飼料是可行的。綜上表明，馬鈴薯秸稈合理的飼料化利用既可以提高動(dòng)物生長性能，又可以節(jié)約飼養(yǎng)成本。

3 馬鈴薯渣飼用價(jià)值的研究進(jìn)展

馬鈴薯渣由馬鈴薯的細(xì)胞碎片、細(xì)胞壁殘留物、殘留淀粉顆粒以及薯皮細(xì)胞等構(gòu)成，鮮馬鈴薯渣中含有作為飼料的基本營養(yǎng)物質(zhì)［14］。鮮馬鈴薯渣主要成分和含量見表2。

表2 鮮馬鈴薯渣中的主要成分和含量［15］ 單位：%

3.1 馬鈴薯渣在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

筆者所在研究團(tuán)隊(duì)在前期試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，用馬鈴薯渣與劣質(zhì)牧草混合發(fā)酵飼料飼喂小尾寒羊，可顯著提高肌肉中纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、嬰兒必需氨基酸及成人必需氨基酸的含量，顯著提高肌肉脂肪酸中二十一碳烷酸和氨基酸的含量，顯著降低腎周脂肪酸中的硬脂酸含量［16］。飼喂馬鈴薯渣制備的發(fā)酵飼料對(duì)小尾寒羊肌肉的熟肉率、粗蛋白含量、粗脂肪含量、嫩度、系水力及肉色澤均具有改善的趨勢［17］。李偉等［18］研究了日糧中馬鈴薯糟渣部分替代玉米對(duì)奶牛產(chǎn)奶量的影響，結(jié)果表明，以15%比例的馬鈴薯糟渣飼料替代玉米飼喂效果較好，極大降低了飼料成本。綜上提示，馬鈴薯渣經(jīng)發(fā)酵處理后能夠提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能。

3.2 馬鈴薯渣在非反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

李永祥［19］研究表明，用坑貯池乳酸菌發(fā)酵的馬鈴薯渣飼喂仔豬后，可顯著提高仔豬日增重。劉元甲［20］研究發(fā)現(xiàn)，飼喂以混合發(fā)酵菌劑發(fā)酵的馬鈴薯渣為原料制備的固態(tài)蛋白飼料，可提高仔豬日增重，降低料重比，提高豬肉品質(zhì)。李志明［21］研究發(fā)現(xiàn)，綜合飼喂效果和經(jīng)濟(jì)效益，每千克日糧中摻入200 g 馬鈴薯渣可以代替部分玉米粉作為肉雞的常規(guī)日糧。梅寧安等［22］用含10%發(fā)酵馬鈴薯渣的配合飼料飼喂肉仔雞后，日增重明顯提高，料重比降低，無死淘現(xiàn)象；肌肉的pH 值、組織彈性、氣味、器官濕重、清烹肉湯鑒定指標(biāo)等均無異常。這說明發(fā)酵馬鈴薯渣應(yīng)用于肉仔雞是可行且安全的。張偉偉等［23-24］研究表明，用馬鈴薯渣發(fā)酵蛋白飼料飼喂肉雞和蛋雞，可提高日增重，減少飼料消耗，降低肌肉中的脂肪含量，增加蛋白質(zhì)含量。徐興軍等［25］研究發(fā)現(xiàn)，以20%比例的馬鈴薯渣發(fā)酵飼料替代肉兔日糧，可以促進(jìn)肉兔增重，減少飼料消耗，提高日糧中蛋白質(zhì)的利用率以及肌肉脂肪含量。綜上表明，發(fā)酵馬鈴薯渣適用于常見畜禽的養(yǎng)殖，具有營養(yǎng)豐富且安全性高的優(yōu)點(diǎn)。

4 馬鈴薯淀粉渣及馬鈴薯淀粉飼用價(jià)值的研究進(jìn)展

馬鈴薯淀粉渣是馬鈴薯淀粉加工后的副產(chǎn)物，在我國東北三省及西北地區(qū)的產(chǎn)量為12 萬～13.5 萬t/年（按干物質(zhì)計(jì)）［7］，富含多種肽類、淀粉、果膠、維生素和礦物質(zhì)等成分，纖維素和半纖維素含量也較高［26］。馬鈴薯淀粉渣作為動(dòng)物飼料的加工處理方式主要有直接干燥、粉碎、微生物發(fā)酵、酶解等，或與玉米秸稈混合青貯［7］。

4.1 馬鈴薯淀粉渣在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

我國北方地區(qū)降雨量少且日照充足，為理化法制備馬鈴薯淀粉干渣提供了有利條件。王占林等［27］將馬鈴薯淀粉渣晾曬處理后，按照5%的比例替代日糧中的玉米粉飼喂育肥牛，可顯著提高料重比和平均日增重；育肥牛血液總膽固醇、甘油三酯、尿素氮和磷酸酶水平均在正常范圍內(nèi)，并可獲得較優(yōu)的生長性能和經(jīng)濟(jì)收益。馬鈴薯淀粉渣經(jīng)過青貯發(fā)酵處理后，pH 值顯著降低，糖分等營養(yǎng)物質(zhì)含量顯著增加。研究表明，給肉羊和肉牛飼喂馬鈴薯淀粉渣與玉米秸稈的混合發(fā)酵飼料，可顯著提高日增重［28-29］。張新［30］研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯淀粉渣青貯替代60%的羊草飼喂薩寒雜交一代育肥公羔后，料肉比顯著降低，平均日增重增加21.4%，干物質(zhì)表觀消化率提高21.4%，粗蛋白表觀消化率提高14.2%，中性洗滌纖維表觀消化率提高14.9%，血清中白蛋白濃度增加17.1%，尿素氮含量降低12.7%。綜上所述，馬鈴薯淀粉渣營養(yǎng)成分豐富，可在肉牛及肉羊養(yǎng)殖中作為粗飼料廣泛應(yīng)用。

4.2 馬鈴薯淀粉在非反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

馬鈴薯淀粉可為動(dòng)物生長提供充足的糖源。嚴(yán)曉莉［31］研究發(fā)現(xiàn)飼料中添加40 g/kg 的馬鈴薯淀粉可顯著提高育肥豬的屠宰率和眼肌面積，降低平均背膘厚度，改善育肥豬的胴體特征。經(jīng)過加工的馬鈴薯淀粉濃縮蛋白的營養(yǎng)價(jià)值更高，與蛋氨酸和異亮氨酸含量相比，賴氨酸的含量較高。在肉雞基礎(chǔ)日糧中添加4%～12%的馬鈴薯淀粉濃縮蛋白替代豆粕，肉雞的日增重、采食量有所提高，料肉比呈下降趨勢［32］。綜上表明，將馬鈴薯淀粉科學(xué)化處理后可成為家禽飼料的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源之一。

5 馬鈴薯蛋白飼用價(jià)值的研究進(jìn)展

馬鈴薯蛋白是馬鈴薯淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物，含有多種營養(yǎng)成分（見表3）。新鮮馬鈴薯中蛋白質(zhì)含量為1.7%～2.1%，由19 種氨基酸組成［34］，必需氨基酸含量占總氨基酸含量的47.9%，氨基酸評(píng)分達(dá)到88.0 分［35］，高于其他植物蛋白質(zhì)，接近雞蛋的蛋白質(zhì)含量（49.7%），并且具有非致敏性。馬鈴薯蛋白富含其他糧食作物蛋白缺乏的賴氨酸和纈氨酸［36］，是優(yōu)質(zhì)的蛋白飼料來源之一。

表3 馬鈴薯蛋白粉營養(yǎng)成分及含量［33］ 單位：%

大量研究表明用馬鈴薯蛋白部分替代水產(chǎn)動(dòng)物飼料中的魚粉是可行的。研究人員在異育銀鯽、虹鱒和大西洋鮭等水產(chǎn)動(dòng)物上進(jìn)行了馬鈴薯蛋白替代魚粉蛋白的研究，適宜的替代水平因馬鈴薯蛋白的品質(zhì)、加工方法、魚的種類及養(yǎng)殖條件而存在較大差異［37］。馬鈴薯蛋白作為優(yōu)質(zhì)的飼料蛋白資源，既可以降低養(yǎng)殖成本，又可以減少魚粉的使用量，從而保護(hù)海洋漁業(yè)資源，滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。然而由于馬鈴薯中含有生物堿和蛋白酶抑制因子等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，限制了馬鈴薯蛋白在飼料中的開發(fā)與應(yīng)用。通過優(yōu)化加工技術(shù)和微生物發(fā)酵等方式可提高馬鈴薯蛋白的飼用價(jià)值，對(duì)我國馬鈴薯蛋白資源的開發(fā)和利用具有重要意義。

6 小結(jié)與展望

馬鈴薯耐貧瘠、產(chǎn)量高、營養(yǎng)物質(zhì)豐富，且加工副產(chǎn)物種類多、產(chǎn)量高，作為飼料原料進(jìn)行開發(fā)利用有利于減少畜禽養(yǎng)殖對(duì)糧食的需求。然而由于富含纖維、易腐爛、抗?fàn)I養(yǎng)因子含量高等因素，限制了其在畜禽養(yǎng)殖中的高效利用。馬鈴薯副產(chǎn)物是一類優(yōu)質(zhì)的蛋白飼料資源，其潛在的飼用價(jià)值和營養(yǎng)價(jià)值具有廣闊的開發(fā)前景。目前，馬鈴薯副產(chǎn)物收集、加工和貯存技術(shù)仍處在初級(jí)階段，存在飼料化利用率低等問題，有待進(jìn)一步研發(fā)新型技術(shù)對(duì)馬鈴薯副產(chǎn)物進(jìn)行加工、調(diào)制和儲(chǔ)藏處理，使其成為一種具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值與飼用價(jià)值的優(yōu)質(zhì)飼料原料。