于 翔 ， 陳 寧 ， 王嘉盛 ， 吳非凡 ， 王夢芝

（1.揚(yáng)州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，新疆石河子 832000）

甘薯（Dioscorea esculenta（Lour.）Burkill）又稱甜薯、白薯等，為薯蕷科薯蕷屬，在我國作為主要的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品， 其耕種區(qū)域與總產(chǎn)值均接近全球前列。 甘薯加工提取淀粉后通常會剩余部分殘渣類物質(zhì)， 即甘薯渣。 據(jù)統(tǒng)計， 我國每年約會產(chǎn)生466 萬t 甘薯渣， 一個年產(chǎn)3000 t 的淀粉加工企業(yè)每年能產(chǎn)生 4000 t 濕薯渣 （韓俊娟，2008），大部分被當(dāng)作廢料丟棄和堆積， 而濕薯渣水分含量高達(dá)80%，容易腐敗酸化，產(chǎn)生臭味。 還有部分企業(yè)會將腐敗后的薯渣隨污水排放處理， 但甘薯渣廢水中氮、磷和H2S、NH3等氣體含量較高，總氮和總磷高達(dá) 69.0 mg/L 和 9.50 mg/L （Guo 等，2015）， 化學(xué)需氧量達(dá)到 25.0 g/L （Mishra 等，2004），會造成巨大的環(huán)境負(fù)荷和污染。

甘薯渣占甘薯鮮重的10% ~ 14%，其含有一定養(yǎng)分資源， 富含淀粉和膳食纖維 （Liu 等，2008），甘薯渣干物質(zhì)中含淀粉44.74%、膳食纖維27.40%、蛋白質(zhì)5.26%、脂類0.38%、粗纖維29.30%、 灰分 2.95%（Garna 等，2006）。 Aziz 等（2002）利用鐮刀霉菌和酵母菌對甘薯渣進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵后，其干基中蛋白質(zhì)含量提高至65.80%，是良好的蛋白質(zhì)飼料， 以上皆表明甘薯渣被二次處理后有作為優(yōu)質(zhì)飼料資源的潛力。 動物飼料中添加利用甘薯渣逐漸趨于常態(tài)化， 王淑軍等（2002）用發(fā)酵甘薯渣替換20%的基礎(chǔ)飼糧飼喂豬，其適口性得到改善，料重比降低，促進(jìn)豬生長發(fā)育飼喂效果明顯， 并且還能減少動物飼料中能量補(bǔ)充的成本。

1 甘薯渣的營養(yǎng)及抗?fàn)I養(yǎng)成分

1.1 甘薯渣的營養(yǎng)成分 甘薯渣常被當(dāng)作廢棄的副產(chǎn)物，其組成結(jié)構(gòu)為97.2%的果肉、2.8%的果梗和果皮三部分。徐夢瑤等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，甘薯渣含有豐富的養(yǎng)分和營養(yǎng)物質(zhì)（表1）。 鮮甘薯渣中水分含量高達(dá)86.75%，保持水分能量較強(qiáng)。 烘干去除水分后的干性甘薯渣中的主要組成成分為淀粉和膳食纖維。 其中淀粉含量占40.12%，說明雖然甘薯渣是甘薯生產(chǎn)淀粉的副產(chǎn)物， 但其淀粉含量高，有較高的可利用性。 其次，甘薯渣中粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量較低， 粗蛋白質(zhì)僅占干基5%左右；粗脂肪含量更低，僅占干基0.3%左右。研究發(fā)現(xiàn)，甘薯渣富含膳食纖維，其含量高達(dá)50.63%，對動物胃腸道微生物具有調(diào)控作用。 高美玲等（2019）通過動物試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，甘薯渣對腸道菌群具有特殊作用，有利于腸道中益生菌的繁殖，可有效降低有害菌群的活性。 并且甘薯渣中多酚類物質(zhì)具有優(yōu)良的抗氧化性、抗菌等生理活性。由此可見甘薯渣具有較高利用價值， 對甘薯渣進(jìn)行二次處理，可有效提高其經(jīng)濟(jì)價值，還能進(jìn)一步應(yīng)用于動物飼料中。

表1 甘薯渣的主要營養(yǎng)成分 %

1.2 甘薯渣的抗?fàn)I養(yǎng)成分 甘薯渣干基所含膳食纖維尤其豐富，是良好的膳食纖維原料，但膳食纖維主要包括纖維素、木質(zhì)素、果膠、β-葡聚糖，不易被消化酶消化，也無法產(chǎn)生能量（許錫凱等，2021），屬于常見抗?fàn)I養(yǎng)因子中的一類非淀粉多糖（NSP）。抗?fàn)I養(yǎng)因子在飼料原料中普遍存在，若不經(jīng)處理被動物采食后會對機(jī)體產(chǎn)生抗?fàn)I養(yǎng)作用或毒害作用，主要表現(xiàn)有降低營養(yǎng)物質(zhì)利用率、降低動物生長速度和不利于動物健康等影響（崔朝霞等，2007）。 參考《常見飼料原料抗?fàn)I養(yǎng)因子含量表》可知，甘薯渣所含抗?fàn)I養(yǎng)因子的種類和含量如表2 所示。

表2 甘薯渣抗?fàn)I養(yǎng)因子含量 %

非淀粉多糖（NSP）引起的消化液黏度是動物飼料行業(yè)最為關(guān)注的問題（尚加英等，2020）。 NSP能結(jié)合大量水分從而使腸道內(nèi)容物的黏度增加，進(jìn)而導(dǎo)致腸道食糜高黏度的形成， 腸道食糜通過消化道的速度減緩，從而降低畜禽采食量（張變英等，2006）。NSP 與腸壁邊界具有相互作用，會降低腸壁對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收效率。

針對NSP， 可使用物理方法浸泡使其縮合從而降低含量，但同樣會使水溶性營養(yǎng)物質(zhì)流失，還需烘干飼料，故成本較高，操作麻煩，并非理想的處理方式。 目前， 通常使用微生物發(fā)酵法來降低NSP 等抗?fàn)I養(yǎng)因子含量（花蘊(yùn)等，2020），經(jīng)微生物發(fā)酵后甘薯渣中NSP 含量大大下降從而降低抗?fàn)I養(yǎng)作用，提高了營養(yǎng)物質(zhì)消化率，粗纖維降解率達(dá)到43.10%， 從而增強(qiáng)了適口性 （趙啟美等，2002）， 粗蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量得到間接提高，能整體提高甘薯渣飼料的營養(yǎng)價值。

另外，NSP 中的木聚糖、β-葡聚糖和纖維素均存在于細(xì)胞壁中， 動物內(nèi)源酶無法分解這些物質(zhì)， 會阻礙消化酶與營養(yǎng)物質(zhì)的接觸， 所以NSP具有營養(yǎng)屏障作用。 有研究表明，添加NSP 酶制劑能有效降低NSP 的抗?fàn)I養(yǎng)特性，夏枚生（2000）在NSP 含量較高的豬日糧中添加β-葡聚糖酶、木聚糖酶和纖維素酶，飼喂一段時間后，生長豬日增重提高8.78%，料肉比改善9.42%，同時日糧中蛋白質(zhì)、 粗脂肪和粗纖維的消化率分別提高18.76%、16.04%和108.57%。

2 甘薯渣的飼料化應(yīng)用現(xiàn)狀

甘薯渣作為淀粉加工過程中的副產(chǎn)物， 營養(yǎng)成分豐富，粗蛋白質(zhì)含量為3.10%～5.26%，具有一定飼用價值，經(jīng)過合理處理和有效利用后，可以變廢為寶轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)的飼料資源， 一方面可減輕我國飼料資源短缺和人畜爭糧的現(xiàn)象， 另一方面也可減少對環(huán)境造成的污染。 劉倩倩等（2015）研究發(fā)現(xiàn)， 采用超聲波輔助鹽法從甘薯渣中提取果膠時， 當(dāng)料液比為1：20 時， 果膠提取率可提高至15.48%。 孫健等（2014）采用超聲波輔助酶法，以甘薯渣為原料， 在料液比1：50 等酶解條件下，可顯著優(yōu)化果膠的提取工藝。另外，鄔建國等（2005）采取藥用真菌液態(tài)發(fā)酵法， 應(yīng)用9%的甘薯渣培養(yǎng)發(fā)酵后，能大幅增加膳食纖維所占比例。 另外，由于多種類的營養(yǎng)物質(zhì)構(gòu)造， 甘薯渣也常被用于養(yǎng)殖飼料的開發(fā)。

2.1 反芻動物 在反芻動物的養(yǎng)殖中，科學(xué)化應(yīng)用甘薯渣飼料化技術(shù)，對其生長發(fā)育、屠宰性能、泌乳、肉質(zhì)和飼糧成本等都有一定程度的影響。張海波（2018）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)甘薯渣以 5∶5 比例替換白酒糟，即甘薯渣添加量控制在飼糧組成的10%以內(nèi)時，飼喂效果較好，且對育肥牛的生長、屠宰性能等指標(biāo)沒有不良影響； 而當(dāng)甘薯渣完全替代白酒糟進(jìn)行飼喂后， 會顯著降低育肥牛的生長性能和背最長肌IMF 含量，因此要對甘薯渣添加量進(jìn)行適當(dāng)控制，以免對畜禽產(chǎn)生危害。 同樣，Zhang 等（2015）使用高比例甘薯渣替代白酒糟調(diào)控肉牛飼糧能量水平，結(jié)果表明，飼喂添加占飼糧20%的甘薯渣會導(dǎo)致飼糧能量和粗蛋白質(zhì)含量下降，會明顯降低肉牛的終末體重和ADG，不利于提高育肥牛的生長性能。 陳宇光等（2009）對產(chǎn)奶量相近的荷斯坦奶牛研究發(fā)現(xiàn)， 在奶牛日糧中可用甘薯渣低含量等比例替換其他原料， 不會損害其乳脂率與產(chǎn)奶量， 此外還為奶牛生產(chǎn)業(yè)中粗纖維類飼料缺乏問題提供了一項(xiàng)合理有效的解決方法，同時也可降低生產(chǎn)成本。

包建等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)切碎加工處理后的甘薯渣也可用于飼喂羊， 在滿足其粗纖維需求情況下還能降低生產(chǎn)成本。

2.2 單胃動物 在肉兔的飼養(yǎng)過程中，王中華等（2012） 在肉兔日糧中應(yīng)用了10%～15%酸化后的甘薯粉渣，飼喂一定天數(shù)后發(fā)現(xiàn)，肉兔胃腸道中的pH 呈下降趨勢，并且還能有效提高其生長性能和免疫器官指數(shù)。 甘薯渣的飼料化技術(shù)也能有效應(yīng)用于豬的基礎(chǔ)日糧中。 在豬日糧中添加干燥后的甘薯渣時，當(dāng)比例控制在4%以內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用時，生長良好（鄒志恒等，2015）。而對甘薯渣實(shí)施微生物增殖發(fā)酵處理， 可提高其品質(zhì)， 擴(kuò)大其飼料化占比。 邢文會等（2016）研究顯示，對甘薯渣進(jìn)行復(fù)合微生物菌劑接種發(fā)酵后， 可作為育肥豬的優(yōu)質(zhì)理想日糧，將其按10%標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，能夠改善日糧的適口性，提高屠宰率與生產(chǎn)性能指標(biāo)。周曉容等（2016） 研究表明， 按照鮮甘薯渣 75%、 麥麩19.1%、酒糟5%、尿素0.5%和混合菌液0.4%的配方進(jìn)行發(fā)酵后， 可用13.2%、24.3%和33.8%新鮮發(fā)酵甘薯渣替換生長豬日糧中部分能量、 蛋白飼料，對采食量和日增重不產(chǎn)生影響，并且可節(jié)約飼料成本，增加養(yǎng)殖效率。 另外，在家禽動物例如蛋雞養(yǎng)殖中，甘薯渣的飼料化技術(shù)也被廣泛應(yīng)用。 王苑等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)蛋雞日糧中添加4%以下的甘薯渣， 一方面對提高蛋殼厚度和強(qiáng)度有一定作用，且對產(chǎn)蛋率、蛋重和蛋殼顏色均無顯著影響，另一方面還能降低養(yǎng)殖成本，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

3 甘薯渣飼料化利用效果及其限制性

3.1 甘薯渣飼料化利用的效果 由于甘薯渣富含淀粉、纖維、蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)，是畜禽優(yōu)質(zhì)的飼料資源， 國內(nèi)外均已經(jīng)開始在畜禽動物飼料中添加應(yīng)用一定比例甘薯渣飼料， 通常其添加量不超過40%，飼糧中的甘薯渣添加量應(yīng)隨著畜種不同而做出相應(yīng)調(diào)整， 且當(dāng)添加量調(diào)整至最適比例時能對畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生積極作用。

當(dāng)畜禽飼糧中添加的甘薯渣不超過10%時，鄒志恒等（2015）在對生長豬的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)基礎(chǔ)日糧中的玉米按2%、4%和6%等比例替換成甘薯渣飼喂后， 可有效提高其平均日采食量和平均日增重，說明在生長豬飼料配方中應(yīng)用2% ～6%最為恰當(dāng)。王碩等（2010）研究表明，甘薯酒精渣可等比例替代10%以內(nèi)的DDGS 作為肉牛的全價飼料， 不影響其生長性能， 且可使飼養(yǎng)成本降低5%，每天每頭肉牛的飼養(yǎng)利潤增加0.67 元。

而當(dāng)添加比例超過10%且不超過40%時，也能有效應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖中。 Zhang 等（2019）研究表明，對甘薯渣進(jìn)行熱干燥處理后，在顯著提高其營養(yǎng)物質(zhì)代謝率的情況下， 也保證了其不喪失抗氧化能力， 這說明甘薯渣能夠成為肉仔雞的有效飼料，并且潛力巨大。 汪敬生等（2000）研究發(fā)現(xiàn)，飼料青貯后添加30%的鮮貯甘薯渣，能有效刺激畜禽采食，增重效果顯著。

3.2 甘薯渣飼料化利用的限制性 甘薯渣雖然富含多種營養(yǎng)成分，是動物飼料理想的補(bǔ)充資源，但如果單獨(dú)飼喂，無法滿足畜禽的營養(yǎng)均衡，過多飼喂還易導(dǎo)致畜禽生長發(fā)育不良和患病 （鄧奇風(fēng)等，2015），因而常需混合飼喂。 其次，新鮮甘薯渣作為優(yōu)質(zhì)的反芻動物飼料，在豬、雞等單胃動物中直接利用時飼喂效果不佳， 因?yàn)榉雌c動物瘤胃中的微生物等能分解和消化甘薯渣中的粗纖維，而單胃動物對粗纖維的利用率較低。另外，新鮮甘薯渣雖可直接飼喂， 但是其水分含量高達(dá)80%，極易被霉菌等微生物污染，易產(chǎn)生有毒物質(zhì)。 因此，通常用烘干法使新鮮甘薯渣干燥以延長儲存時間，提高飼用價值，經(jīng)粉碎后便可直接飼喂，但是甘薯渣經(jīng)干燥后營養(yǎng)成分極易損失， 適口性也會降低（劉惠知等，2013）。

甘薯渣中除含有部分淀粉外，絕大部分是纖維素和半纖維素，木質(zhì)化程度高，而蛋白質(zhì)含量很低，僅占3.10%～5.26%， 高纖維低蛋白的特點(diǎn)使其直接飼喂動物時容易導(dǎo)致消化性和適口性較差，無法滿足畜禽的營養(yǎng)需要，需與其他飼料配合飼用。 而且還需要注意控制在飼糧中的添加或替換比例。研究發(fā)現(xiàn)， 在豬日糧中添加6%的甘薯渣飼喂一段時間后，生長豬的平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率均呈現(xiàn)下降趨勢。Peng 等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，利用20%的甘薯渣直接替代白酒糟飼喂育肥牛后，會降低飼料能量和蛋白能量，從而使其生長性能、最長肌IMF 含量下降。 另一方面，若添加比例過高或過多飼喂會對畜禽造成不利影響。 仔豬飼喂過多甘薯渣，會使其蛋白攝入不足，導(dǎo)致能氮比過高，從而影響生長發(fā)育；種公豬飼喂過多則會影響精子質(zhì)量；懷孕母豬飼喂過多，易產(chǎn)生死胎或畸形仔豬，還易出現(xiàn)缺乳或無乳現(xiàn)象（鐘榮珍等，2010）。

淀粉的黃原酸酯具有很好的吸附重金屬離子的能力，從而使其成為一種重要的吸附材料，專門用于一些重金屬離子含量高的工業(yè)廢水的處理。甘薯淀粉含量較高，常被用于淀粉的提取與加工，其重金屬吸附能力較強(qiáng)，劉小梅等（2003）研究發(fā)現(xiàn)，甘薯中重金屬銅含量高達(dá)12300 mg/kg，說明其為超強(qiáng)吸收重金屬的作物。 同樣， 何志堅等（2012）對9 種甘薯與土壤中重金屬及農(nóng)藥殘留的含量進(jìn)行測定， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)高淀粉型甘薯吸收重金屬鉛、鎘和農(nóng)藥殘留能力較強(qiáng)，并且其中有3 種甘薯表現(xiàn)出鎘含量超標(biāo)。 而甘薯渣作為甘薯淀粉加工的副產(chǎn)物，也存在一定重金屬吸附能力，張志國（2015）將甘薯渣作為原料制備出性能優(yōu)良的甘薯渣黃原酸酯，并能有效地吸附重金屬離子，其中對鉛離子的吸附能力達(dá)到270 mg/g。 因此甘薯渣在飼料化進(jìn)程中也存在著重金屬超標(biāo)的問題。 一方面， 雖然甘薯渣及其加工產(chǎn)品能有效吸附重金屬離子，但另一方面，考慮到畜牧業(yè)食用安全，應(yīng)優(yōu)選吸收重金屬及農(nóng)藥殘留較少的甘薯品種及薯渣進(jìn)行飼料開發(fā)利用。 因此高重金屬含量會成為限制甘薯渣飼料化利用的潛在因素。

4 甘薯渣的飼料化應(yīng)用技術(shù)發(fā)展思考

甘薯渣飼料化應(yīng)用過程中， 新鮮甘薯渣中水分含量高，易霉變產(chǎn)生毒素，所以良好貯存成為首要解決的問題，其次為干燥問題。甘薯渣中淀粉含量較高，干燥過程中具有難控制、耗能大和成本高等缺陷，因此應(yīng)改善干燥設(shè)備，開發(fā)節(jié)能高效的專用設(shè)備（梁陳沖等，2012）。

微生物發(fā)酵法是目前使用較多的可長期貯存的生物加工處理技術(shù)，生物發(fā)酵過后的甘薯渣作為飼料有益于動物的生長，利用甘薯渣發(fā)酵生產(chǎn)飼料將成為一種主流趨勢。鄭明利等（2015）對甘薯飲料渣接種乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)甘薯飲料渣青貯品質(zhì)隨乳酸菌接種劑中乳酸菌種類多樣性提升而提升。 Ouedraogo 等（2012）在葡萄糖濃度為 22 mmol/L、 發(fā)酵溫度為 30 ℃和 pH 5.0 的發(fā)酵條件下，利用酵母菌發(fā)酵甘薯渣，產(chǎn)生的菌體蛋白含量高達(dá)總生物量的40.4% ～46.95%。王雪濤（2014）使用固態(tài)混菌發(fā)酵觀察甘薯渣營養(yǎng)價值變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)粗蛋白質(zhì)含量從6.37%提升至9.75%，增幅53.06%，粗脂肪由2.71%提高至4.92%，增幅81.55%，且還原糖含量也顯著增加， 說明甘薯渣經(jīng)固態(tài)混菌發(fā)酵后營養(yǎng)品質(zhì)得到明顯改善，能間接提高其飼料營養(yǎng)價值，有利于畜禽營養(yǎng)的消化吸收。 王淑軍等（2002）采用混合發(fā)酵法使甘薯渣產(chǎn)生菌體蛋白， 發(fā)酵后可大幅提高粗蛋白含量， 按適宜比例應(yīng)用于豬日糧后， 能起到優(yōu)化整體風(fēng)味、 降低料肉比的效果。 甘薯渣發(fā)酵應(yīng)用，在未來畜禽養(yǎng)殖中具有很大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

目前，甘薯渣飼料化應(yīng)用技術(shù)在反芻動物領(lǐng)域還存在許多問題，不僅研究成果較少，且其飼料化后飼喂效率不高、 應(yīng)用效果欠佳等問題尚未得到解決。 甘薯渣纖維含量較高，可用作反芻動物的優(yōu)質(zhì)飼料資源， 以滿足養(yǎng)殖業(yè)對纖維類飼料的需求。 李雁等（2012）以濕薯渣為原料，通過超高壓技術(shù)對其不溶性膳食纖維進(jìn)行改性，改性后不溶性膳食纖維的理化性質(zhì)得到優(yōu)化，結(jié)晶度減小，比表面積增大，從而成功使薯渣中膳食纖維的功能特性得以改善。 另外，優(yōu)質(zhì)的纖維飼料還能促進(jìn)肉羊消化，提供營養(yǎng)，且我國湖羊存欄量較大， 是反芻動物養(yǎng)殖規(guī)模較大的品種之一， 因此進(jìn)一步深入研究甘薯渣在湖羊領(lǐng)域內(nèi)的具體飼料化利用技術(shù)并加以優(yōu)化， 提高纖維含量和品質(zhì)，便能達(dá)到充分利用薯渣資源、降低飼料成本、 提高反芻動物養(yǎng)殖生產(chǎn)效益和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的多重理想效果。

5 結(jié)語

甘薯渣資源的開發(fā)與利用逐漸成熟， 尤其是甘薯渣的飼料化技術(shù)，是有效利用甘薯渣、補(bǔ)充畜禽飼料資源、 防止薯渣資源浪費(fèi)的重要途徑。 由于甘薯渣低蛋白質(zhì)、高纖維，營養(yǎng)價值相對較低，若直接應(yīng)用于動物飼料，飼喂效果與養(yǎng)殖附加值都不高，但上述各項(xiàng)研究結(jié)果均已表明，經(jīng)過適當(dāng)?shù)亩翁幚砗笃滹暳匣瘧?yīng)用效果可得到一定的改善， 其飼料化應(yīng)用技術(shù)有很大的潛力。 目前我國甘薯渣飼料化技術(shù)還存在一些尚待解決的問題。比如，應(yīng)用畜禽的種類局限，在反芻動物中應(yīng)用的研究較少；飼喂效果欠佳，飼喂效率不高及生長、屠宰性能等提高效果不顯著；開發(fā)程度不高，營養(yǎng)價值提升效率不高，處理成本較高。 因此，甘薯渣的飼料化還需要再拓寬畜禽應(yīng)用范圍， 尤其要深入探索在反芻動物領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用， 并加強(qiáng)提高營養(yǎng)價值和節(jié)能高效等層面的研究， 以提升甘薯渣飼料化技術(shù)水平， 在提高畜禽養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益的同時，推動農(nóng)業(yè)資源綠色可持續(xù)發(fā)展。