新疆棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述

龍遺磊　吾買爾江·庫爾班　馬青山　牙生·玉努斯　李麗麗　陶志鑫　杜霄　艾先濤

摘要：新疆是我國(guó)最大的植棉省區(qū)，棉副產(chǎn)品中棉籽產(chǎn)量巨大，棉籽蛋白的開發(fā)利用前景廣闊。棉籽粕與豆粕相比營(yíng)養(yǎng)成分含量和成本的優(yōu)勢(shì)明顯，棉籽蛋白有替代大豆蛋白的基礎(chǔ)和潛力。但是新疆本土對(duì)于棉籽蛋白的開發(fā)利用依舊存在一些問題：民眾對(duì)棉籽蛋白的認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致棉籽蛋白使用率低；行業(yè)加工技術(shù)水平有限，新疆本土僅有個(gè)別企業(yè)能夠生產(chǎn)高濃縮棉籽蛋白；相關(guān)政策引導(dǎo)不充分。為加快新疆棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過多方考察給出以下建議：構(gòu)建技術(shù)體系，多方位刺激棉籽蛋白生產(chǎn)；加強(qiáng)高濃縮棉籽蛋白技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用的示范推廣，提高民眾對(duì)棉籽蛋白及其價(jià)值的認(rèn)同度；政府加強(qiáng)政策扶持，營(yíng)造良好的棉籽蛋白發(fā)展環(huán)境。

關(guān)鍵詞：棉籽；蛋白；開發(fā)利用；飼用；發(fā)展建議

我國(guó)飼料用糧占糧食總產(chǎn)量的40%以上，每年玉米供應(yīng)缺口超過2 000萬t，大豆進(jìn)口量超過1億t[1]，“人畜爭(zhēng)糧”問題日趨嚴(yán)重，中美貿(mào)易摩擦不斷加劇，對(duì)大豆的依賴將是制約我國(guó)飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)長(zhǎng)期性“卡脖子”問題。為應(yīng)對(duì)“人畜爭(zhēng)糧”問題，棉籽蛋白逐漸被飼料產(chǎn)業(yè)關(guān)注。

棉籽具有多種經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。其經(jīng)過精深加工分離后可得到棉短絨[2]、棉籽殼[3]、棉籽油[4]、棉籽糖[5]、棉酚[6]、單寧、棉籽蛋白、棉粕[7]等產(chǎn)品原料，這些分離物在食品、飼料、醫(yī)藥、生物燃料、工業(yè)加工等諸多方面都極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣泛用途。棉酚可以作為工業(yè)抗氧化劑、御寒劑、防老化劑的原料[8]，由棉酚和醋酸研制的藥可治療初期胃癌等癌癥、子宮腫瘤、功能性出血等疾病[9]；同時(shí)最新研究顯示，棉酚通過靶向RNA依賴的RNA聚合酶活性中心廣譜抑制冠狀病毒[10]。棉籽糖是一種功能性低聚糖，具有低糖度、低熱量特點(diǎn)，可作為功能性食品，提高肌體免疫力；棉籽中的單寧有益于心血管疾病的預(yù)防，還具有收斂抗皺、美白保濕、防氧化等作用[11]。

新疆是我國(guó)最大的棉花產(chǎn)地，每年棉籽產(chǎn)量超過750萬t[12]，是開展棉籽蛋白應(yīng)用研究、推進(jìn)新型飼料開發(fā)利用的最佳區(qū)域。近年來，新疆棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了一定成效，但也存在一些亟待解決的問題。

1 新疆棉籽蛋白開發(fā)利用必要性

1.1 新疆具有豐富的棉籽蛋白資源

新疆是我國(guó)最大的產(chǎn)棉區(qū)，2021年新疆棉花種植面積為250.6萬hm2，皮棉產(chǎn)量為512.9萬t，占全國(guó)總產(chǎn)量的89.5%，總產(chǎn)、單產(chǎn)、種植面積、商品調(diào)撥量連續(xù)28年位居全國(guó)第一，其中棉籽產(chǎn)量達(dá)750萬t左右[13]。雄厚的棉籽資源為棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)鏈提供了有利條件，具有巨大市場(chǎng)潛力。同時(shí)，棉籽為飼用蛋白和食用油的重要原料，1 hm2棉田的棉籽油含量和蛋白含量相當(dāng)于0.6～0.8 hm2的大豆[14-15]。在大食物觀背景下，其綜合利用價(jià)值值得關(guān)注。

1.2 棉籽蛋白的應(yīng)用價(jià)值

棉籽蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)高于谷類蛋白，在品質(zhì)上與大豆蛋白相似。棉籽粕中的礦物質(zhì)含量與大豆粕相近，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于谷物[16]。研究顯示，棉籽粕中維生素（VE、VB1、VB2、VB3、VB6）和葉酸等含量遠(yuǎn)比整粒大豆的高，多數(shù)接近全麥粉和綠色主食糙米。去除酚類化合物的棉籽蛋白是國(guó)內(nèi)新上市的一種原料[6，17]。這類棉籽蛋白的功能特性主要有溶解性、吸水性、吸油性、乳化性和乳化穩(wěn)定性、起泡性與泡沫穩(wěn)定性等[7，18]。使用這類棉籽蛋白能顯著提高奶牛產(chǎn)奶量，改善乳品品質(zhì)，節(jié)約飼養(yǎng)成本[19]，是一種很有應(yīng)用前景的奶牛蛋白飼料。

1.3 棉籽粕具有替代豆粕成為新型飼料的潛力

棉籽粕與豆粕相比營(yíng)養(yǎng)成分優(yōu)勢(shì)明顯。棉籽粕蛋白質(zhì)含量（45%～50%）比豆粕（40%～48%）高，在粕類中居第2位，且蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量?。?0 000），較豆粕蛋白質(zhì)（相對(duì)分子質(zhì)量為350 000）更利于動(dòng)物吸收[20]；棉籽粕粗纖維含量在10%～15%，在粕類中居于高位；棉籽粕賴氨酸含量在2.0%～2.5%（在各種氨基酸中，飼料中賴氨酸含量最低，動(dòng)物自身不能合成，須從外界獲得，被稱為“第一限制性氨基酸”），略低于豆粕，而精氨酸含量是粕類中最高的[21]。采用精細(xì)加工技術(shù)可生產(chǎn)65%高濃縮棉籽蛋白、脫毒棉籽蛋白、過瘤胃棉籽蛋白、全脂脫酚棉籽蛋白，可替代歐美進(jìn)口大豆蛋白，有助于打破壟斷。同時(shí)，在國(guó)際市場(chǎng)豆粕作為主要的飼料來源，其價(jià)格在粕類中最高，2022年其均價(jià)已經(jīng)升至3 310.47元·t－1左右；而棉籽粕均價(jià)在2 854.59元·t－1左右[22-33]，若能替代豆粕，將大大節(jié)約生產(chǎn)成本。

1.4 開發(fā)利用棉籽蛋白的緊迫性

當(dāng)前，新疆棉花的主要收益來自棉纖維，而棉籽油、棉籽粕、棉籽殼等加工利用環(huán)節(jié)的利潤(rùn)極低。這一方面，未能充分利用棉籽潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，另一方面，易受國(guó)內(nèi)國(guó)外市場(chǎng)、政治等因素波動(dòng)的影響，導(dǎo)致當(dāng)?shù)孛藁ㄉa(chǎn)加工企業(yè)甚至整個(gè)棉花產(chǎn)業(yè)受損。近年，歐美國(guó)家無中生有炮制的“新疆棉花事件”，使新疆部分企業(yè)失去歐美訂單，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，我國(guó)棉花出口也受到很大沖擊[34]。因此，新疆棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向應(yīng)是多元的，將現(xiàn)有棉花資源“吃干榨凈”，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益，降低外部因素引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，而棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)可以通過充分開發(fā)實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值甚至高于棉纖維的價(jià)值，能補(bǔ)強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈。

2 新疆棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)中存在的問題

2.1 對(duì)充分利用棉籽蛋白的緊迫性認(rèn)識(shí)仍不足

為應(yīng)對(duì)“人畜爭(zhēng)糧”和大豆依賴進(jìn)口的“卡脖子”問題，2021年3月15日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜牧獸醫(yī)局發(fā)布“關(guān)于推進(jìn)玉米豆粕減量替代工作的通知”，同時(shí)下達(dá)《飼料中玉米豆粕減量替代工作方案》[35]，旨在推進(jìn)飼料中玉米、豆粕的減量替代，促進(jìn)飼料糧保供穩(wěn)市。新疆作為我國(guó)最大的棉籽產(chǎn)地，在棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)、新型飼料開發(fā)利用等方面，仍未出臺(tái)針對(duì)性的政策以加大棉籽蛋白在飼料中的應(yīng)用；當(dāng)?shù)囟鄶?shù)棉籽加工企業(yè)依然以傳統(tǒng)的熱軋方式對(duì)棉籽進(jìn)行簡(jiǎn)單加工[36]，提取其中的油脂、棉粕，附加值低，且多不注重餅粕蛋白質(zhì)量，造成棉粕粗纖維含量高、蛋白質(zhì)含量低，有效能值低，有毒有害物質(zhì)含量高，蛋白質(zhì)（氨基酸）消化利用率低。經(jīng)過簡(jiǎn)單處理的棉籽蛋白含量明顯低于魚粉及豆粕等優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料資源，如只經(jīng)過壓榨處理的棉籽蛋白，蛋白含量只有42%～46%，其在飼料中的添加比例很?。?%～4%）[37]，尤其是不少地方把棉籽餅粕當(dāng)作肥料還田，形成低利用、低收益、高浪費(fèi)的不良發(fā)展局面。

2.2 棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)本土技術(shù)創(chuàng)新能力仍需加強(qiáng)

新疆作為我國(guó)棉花主產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展投入和技術(shù)研發(fā)的尖端人才嚴(yán)重不足，與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平差距仍很大，成為該領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的突出短板。65%的高濃縮棉籽蛋白[38]、脫酚棉籽蛋白[39]、棉籽糖[40]、棉酚[41]、小肽[40]的加工等技術(shù)成果，大多來自新疆以外的科研團(tuán)隊(duì)。新疆本土棉籽加工企業(yè)對(duì)棉籽精細(xì)加工技術(shù)的研發(fā)力度明顯不足，創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)，導(dǎo)致棉酚提取、去單寧工藝等存在缺陷，棉籽蛋白的飼用價(jià)值依然處于輔助地位。目前僅有個(gè)別企業(yè)（新疆金蘭植物蛋白有限公司、天康生物股份有限公司）具備生產(chǎn)高濃縮棉籽蛋白的能力。因此，新疆的棉籽加工工藝技術(shù)急需改進(jìn)、提升和創(chuàng)新，引導(dǎo)更多企業(yè)進(jìn)入棉籽蛋白精深加工領(lǐng)域，促進(jìn)棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

2.3 對(duì)發(fā)展棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)的政策扶持力度不足

雖然2018年中國(guó)飼料工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《仔豬、生長(zhǎng)育肥豬配合飼料》[42]、《蛋雞、肉雞配合飼料》[43]，2021年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部又發(fā)布《飼料中玉米豆粕減量替代工作方案》[35]提出多項(xiàng)建議促進(jìn)棉籽蛋白的飼用，但這些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和建議尚未引起新疆本地廣大畜牧工作者和相關(guān)單位的重視。目前尚未見到相應(yīng)政策以引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、激發(fā)市場(chǎng)自主創(chuàng)新動(dòng)力，并且缺乏項(xiàng)目、專項(xiàng)資金支持，使當(dāng)?shù)孛拮训鞍椎募夹g(shù)研發(fā)與推廣應(yīng)用滯后于強(qiáng)烈的市場(chǎng)需求，也與新疆作為最大棉籽產(chǎn)區(qū)的地位極不相符。

3 對(duì)新疆棉籽蛋白開發(fā)利用的建議

3.1 構(gòu)建技術(shù)體系，提升創(chuàng)新能力

首先，積極爭(zhēng)取國(guó)家和新疆財(cái)政專項(xiàng)資金，強(qiáng)化支持新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)和地方兩級(jí)科研院所、高校等單位開展以棉籽蛋白為核心的理論、方法、技術(shù)、工藝等基礎(chǔ)性、前沿性研究，加強(qiáng)濃縮棉籽蛋白、棉籽糖、棉酚等的綜合應(yīng)用研究，拓展棉花全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)、核心技術(shù)的研究突破，持續(xù)穩(wěn)定支持優(yōu)勢(shì)學(xué)科和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，讓科研人員沉下身子，潛心開展科研工作。可在以下幾方面開展攻關(guān)研究：一是濃縮棉籽蛋白深加工技術(shù)裝備研發(fā)與示范；二是高濃縮棉籽蛋白生產(chǎn)、加工工藝研究；三是開展低酚、高油分、飼用等專用棉花新品種的研發(fā)與示范。其次，建設(shè)以棉籽營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量為主的重大科技創(chuàng)新平臺(tái)，提升育種技術(shù)手段。通過生物育種技術(shù)，重點(diǎn)創(chuàng)制選育蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量更高、棉酚含量更低的低酚高效棉花新品種、低酚高油分或飼用專用棉花新品種。最后，深化科企合作，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用深度融合，逐步形成以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、資本為紐帶的利益共享的棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新模式。

3.2 提高思想認(rèn)識(shí)，加大輿論宣傳

目前當(dāng)?shù)卦S多養(yǎng)殖戶和養(yǎng)殖企業(yè)對(duì)棉籽蛋白的認(rèn)識(shí)還很陳舊，認(rèn)為棉籽蛋白飼用后會(huì)對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生不育[44]、生長(zhǎng)受阻[45]等諸多不利影響。從目前來看，利用棉籽脫酚去毒技術(shù)后，棉酚等有毒有害成分已不再是影響食用和飼用安全的限制因素，經(jīng)過規(guī)范化精深加工的棉籽蛋白完全能夠達(dá)到食用和飼用標(biāo)準(zhǔn)。因此，在加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)的基礎(chǔ)上，要兼顧技術(shù)宣傳，做好高濃縮棉籽蛋白相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品利用的示范推廣工作，讓廣大畜牧工作者認(rèn)識(shí)到棉籽蛋白成本低、營(yíng)養(yǎng)成分高的優(yōu)點(diǎn)。因此，建議政府相關(guān)部門加大對(duì)棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)的關(guān)注，加強(qiáng)對(duì)棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)的知識(shí)科普、技術(shù)宣傳，提高人們對(duì)棉籽蛋白作為食用和飼用原料的思想認(rèn)識(shí)，使其充分認(rèn)識(shí)到棉籽蛋白的開發(fā)價(jià)值，從而促進(jìn)新疆棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。

3.3 加大政策扶持力度，營(yíng)造良好發(fā)展環(huán)境

新疆棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景，其發(fā)展壯大需要加大政策扶持力度、發(fā)展龍頭企業(yè)、加大科研和市場(chǎng)資金投入，以推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。一是加大相關(guān)政策支持力度，激發(fā)該產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)主體活力，使其不僅能夠生存，而且能夠?qū)崿F(xiàn)更大發(fā)展。二是持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，深化國(guó)內(nèi)外相關(guān)合作，提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和發(fā)展質(zhì)量，制定出臺(tái)科企合作、市場(chǎng)營(yíng)銷等相應(yīng)政策措施，促進(jìn)棉籽蛋白深加工產(chǎn)業(yè)在更寬松的環(huán)境中健康成長(zhǎng)。三是完善政策支撐，放活科研人員管理體制機(jī)制，破除科研體制障礙，充分激發(fā)科研人員自主創(chuàng)新活力，允許科研機(jī)構(gòu)和科研人員以科技成果作價(jià)入股企業(yè)，鼓勵(lì)科研人員通過兼職、掛職、簽訂合同等方式到企業(yè)開展技術(shù)服務(wù)、參與項(xiàng)目合作，獲得合法合規(guī)收入，且在巡視巡察、審計(jì)監(jiān)督中應(yīng)按政策同向支持保護(hù)，促進(jìn)科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化。四是針對(duì)目前新疆從事棉籽蛋白深加工的規(guī)模企業(yè)不多，要堅(jiān)持扶優(yōu)扶強(qiáng)，優(yōu)先支持棉籽蛋白龍頭企業(yè)通過市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)做大做強(qiáng)。棉籽蛋白深加工過程中的諸多環(huán)節(jié)（如低溫萃取[46]）對(duì)加工設(shè)備具有較高的要求，大大提高了行業(yè)門檻，以致集原料生產(chǎn)、市場(chǎng)開拓、資金規(guī)模、研發(fā)能力于一體的棉籽蛋白深加工企業(yè)少之又少。因此，要著力推進(jìn)打造一批規(guī)模較大、成長(zhǎng)性較好、生產(chǎn)加工技術(shù)先進(jìn)、市場(chǎng)營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)健全、技術(shù)服務(wù)到位的現(xiàn)代棉籽蛋白深加工企業(yè)，提升新疆棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，鼓勵(lì)企業(yè)走出去，開拓國(guó)外市場(chǎng)，使技術(shù)、產(chǎn)品輻射周邊中亞國(guó)家，推動(dòng)新疆棉籽蛋白深加工產(chǎn)業(yè)在絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)發(fā)展中不斷壯大。

4 結(jié)語

隨著國(guó)內(nèi)大豆蛋白需求缺口的增大，人們逐漸將目光轉(zhuǎn)向棉籽蛋白。新疆作為中國(guó)最大的棉花產(chǎn)區(qū)，每年產(chǎn)出大量棉籽，這為當(dāng)?shù)孛拮训鞍桩a(chǎn)業(yè)鏈形成奠定了良好的基礎(chǔ)；但由于棉籽含有大量的棉酚、單寧等對(duì)生物體有害的物質(zhì)使得棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到了一定的限制。所以，棉籽蛋白產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然需要伴隨著生產(chǎn)技術(shù)的革新，如何在保留棉籽蛋白營(yíng)養(yǎng)成分完整性的同時(shí)完全去除有害成分成為急需解決的問題。目前新疆本地存在一些棉籽蛋白加工企業(yè)，但其規(guī)模和產(chǎn)業(yè)鏈相較于巨大的棉籽產(chǎn)量明顯不足；這些企業(yè)的棉籽蛋白粗加工技術(shù)已相當(dāng)成熟，但在棉籽蛋白精細(xì)化加工利用方面卻少有突破。這其中涉及研發(fā)經(jīng)費(fèi)少、產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新能力低等多方面的原因。因此，應(yīng)當(dāng)促進(jìn)新疆相關(guān)企業(yè)與科研單位合作，鼓勵(lì)企業(yè)自主申報(bào)國(guó)家和新疆當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)科研項(xiàng)目，加大研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入，全方位深層次開發(fā)利用棉籽蛋白資源，爭(zhēng)取早日做到新疆棉籽資源零浪費(fèi)。

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（責(zé)任編輯：楊子山 責(zé)任校對(duì)： 王小璐）

收稿日期：2023-01-13? ?第一作者簡(jiǎn)介：龍遺磊，碩士，研究方向?yàn)槊藁ㄓN，1936818538@qq.com。*通信作者：艾先濤，博士，研究員，研究方向?yàn)槊藁ㄟz傳育種，yixiantao@sina.com

基金項(xiàng)目：新疆維吾爾自治區(qū)科技援疆計(jì)劃“新疆棉花品種DNA身份鑒定體系構(gòu)建與應(yīng)用研究”（2020E02097）；新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新重點(diǎn)培育專項(xiàng)“新疆機(jī)采棉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)體系研究”（XJKCPY-2021005）