甘薯渣的開發與應用

鄧奇風，高鳳仙（湖南農業大學動物科學技術學院，長沙　410128）

甘薯渣的開發與應用

鄧奇風，高鳳仙*
（湖南農業大學動物科學技術學院，長沙410128）

摘要：甘薯渣是淀粉加工廠的下腳料，我國每年都有大量的甘薯渣產生，若直接作廢棄物處理，將會造成嚴重的環境污染。甘薯渣由于營養成分豐富，且飼用安全，已被作為一種新飼料資源進行開發，但甘薯渣在實際應用中會受很多因素的影響，如何解決這些因素的影響對甘薯渣的研究具有重要意義。

關鍵詞：甘薯渣；膳食纖維；應用；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。甘薯原產于南美洲，在我國的種植歷史已有400余年，種植區域除高寒地區外，幾乎遍布全國。甘薯作為我國主要糧食作物之一，其栽培面積及總產量均居世界首位[ 1 ]。據聯合國糧農組織（FAO）統計，2011年我國甘薯種植面積約349. 096萬hm2，占全球甘薯種植面積的43.89%；甘薯總產量為7 556.79萬噸，占全球甘薯總產量的72.48%[ 2 ]。目前，我國甘薯主要用于淀粉、粉絲的生產加工，甘薯加工過程中會產生大量副產品—甘薯渣，約占原料的10%～ 14%。大量的甘薯渣可用來做飼料使用，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境污染。

1　甘薯渣

有資料顯示，年產3 000 t淀粉的甘薯加工企業，每年產生的濕甘薯渣量>4 000 t[ 3 ]。濕甘薯渣含水量高達80%，不易儲存和運輸，極易發生腐敗變質。據不完全統計，2005年我國有4.66×107t甘薯渣作為廢棄物處理，造成了嚴重的環境污染和資源浪費[ 4 ]。隨著甘薯淀粉加工企業的發展，越來越多的甘薯渣有待開發與利用。

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 ]。甘薯渣中蛋白質含量很少，僅約為2%。甘薯渣所含的主要化學成分見表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。目前我國對甘薯渣開發利用主要采用藥用真菌液態發酵和酶解法來提取膳食纖維[ 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 ]；采用釀酒酵母發酵甘薯渣生產乙醇[10]；利用微生物降解甘薯渣生產蛋白飼料等。外國對甘薯渣的利用主要是用于生產不飽和脂肪酸、氫氣、乙醇及蛋白飼料生產等[11]。對甘薯渣的利用都顯現出一個特點：成本高、效率低、難以實現工業化。

表1　甘薯渣的主要營養成分

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繁殖，并產生有毒代謝產物（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，嚴重影響動物的生產性能[12]。

2.2高纖維、低蛋白

甘薯渣高纖維、低蛋白的特點導致其適口性差，營養價值和消化利用率都不理想，單獨飼喂不能滿足畜禽對營養的均衡需求，過多飼喂反而會導致畜禽發育不良和疾病等。新鮮甘薯渣是優良的反芻動物飼料，但在單胃動物應用中使用效果不佳，因為單胃動物對粗纖維的利用比反芻動物差得多，但在鴨的應用中效果尚可，可能是甘薯渣在鴨的大腸中得到降解，營養成分利于吸收。

甘薯渣在養豬生產中的應用較多，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發育；種公豬飼喂過多會影響精子的活力；懷孕母豬飼喂過多不僅不能滿足胎兒形成和生長發育的需要，還易產生死胎或畸形仔豬，產后還會出現缺乳、無乳[13]。因此，在使用甘薯渣養豬的過程中，要注意和蛋白質飼料搭配使用，保證合適的能氮比。

2.3褐變現象

用甘薯生產淀粉的加工過程中，甘薯細胞破碎后多酚氧化酶催化酚類物質發生反應，所產生的褐變現象是影響甘薯淀粉白度最主要的因素。雖然現階段研究出的控褐方法較多，但能被企業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，還導致大量的蛋白質與淀粉一起沉降，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動物無害，過量的亞硫酸氫鈉對動物有一定的毒性作用，主要表現為損傷胃腸道黏膜，導致消化障礙。另外，亞硫酸氫鈉可破壞硫胺素，使動物產生維生素B1缺乏及代謝紊亂。亞硫酸鹽的中毒臨床上表現為動物繁殖性能下降，生產水平降低，消化機能紊亂等[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用中需解決的首要問題。新鮮甘薯渣通常經干燥延長貯存期，干燥后的甘薯渣一般水分含量約為12%，另含有大量的營養物質，其中蛋白質含量約為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損失部分營養成分，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，在蒸煮中，薯渣所含的淀粉、蛋白質等吸熱膨脹，更多的暴露在表面，且某些大分子物質降解為小分子物質，在提取過程中更利于脫去雜質，提高膳食纖維含量，還能降低膳食纖維的持油力和結合脂肪能力[17]。

3.2微生物發酵

通過微生物發酵將甘薯渣中的淀粉和部分纖維素轉化為菌體蛋白，不僅可以節約糧食，還可在很大程度上緩解我國蛋白飼料不足的問題。利用不同的發酵劑生產甘薯渣單細胞蛋白飼料，不僅提高了飼料中粗蛋白質含量，而且還改善了飼料風味，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酵，發酵10 d，產物粗蛋白質含量可達14.1%，比原料本身的粗蛋白質含量提高246.3%，發酵產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酵中的一種，和其他飼料不一樣的是甘薯渣含水量高，單獨青貯需降低水分，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加工的無污染新鮮薯渣，隨運隨貯。在青貯時，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，可提高其蛋白質含量和青貯品質。

3.3添加量限制

為減少因甘薯渣高纖維、低蛋白及加工殘渣含有亞硫酸氫鈉等給動物帶來的危害，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<20%，肥豬、架子豬可以多喂些,但一般日糧中添加比例應≤50%。干燥后甘薯渣用于豬飼料中，一般添加比例<6%，應用效果良好[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

甘薯渣的綜合利用研究技術日益成熟，利用甘薯渣作為動物飼料是有效利用甘薯渣、防止資源浪費的重要途徑。甘薯渣作為動物飼料的限制條件依然較難克服，開發高效節能的干燥設備將有利于甘薯渣的運輸貯存。此外，甘薯渣的飼養研究及毒性研究較少，加強這方面的研究將有利于推動甘薯渣作為新型飼料的發展。

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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，碩士生導師，E-mail: gaofx1964@163.com。

作者簡介：鄧奇風（1990-），男，湖南婁底人，碩士研究生，研究方向為特種經濟動物養殖。

收稿日期：2015-08-06

中圖分類號：S816.46；S815

文獻標志碼：A

文章編號：1001-0084（2015）09-0047-03