飼用稻和稻米產業副產品在長江中下游地區飼料化加工的應用前景

裘實 許軻　韓超　衛平洋　魏海燕　施林林　韋還和　徐棟　高尚勤　張軍　張洪程

摘要?近年來，隨著長江中下游地區水稻單產的不斷提高，稻米加工產業的快速發展，積壓了大量早稻和稻米產業副產品，如乞食米、劣質米、碎米、米糠和秸稈等。若將這些稻米生產副產品進行飼料化加工，不但有助于降低加工副產品的庫存，還可降低區域飼料成本，彌補南方地區飼料業缺口，緩和飼料資源緊缺的局面。該文介紹了飼用型稻米和稻米加工過程產生中碎米、米糠和秸稈等的飼用價值、加工工藝及其在畜禽生產中的應用，以期為長江中下游地區稻米產業副產品應用于飼料化加工提供參考。

關鍵詞?水稻產業化;稻米副產品;飼料稻;米糠深加工

中圖分類號?S-9文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）20-0010-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.20.003

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Application Prospect of Fodder Rice and By?products of Rice Industry in Feed Processing in Middle and Lower Reaches of the Yangtze River

QIU Shi?2，XU Ke1，HAN Chao1，2et al?（1.Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology/Jiangsu Key Laboratory of Crop Cultivation and Physiology，Agricultural College of Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu 225009;2.Jiangsu Co?Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops，Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu 225009）

Abstract?In recent years，with the continuous improvement of rice yield in the middle and lower reaches of the Yangtze River and the rapid development of rice processing industry，a large backlog of by?products of early rice and rice industry have been accumulated，such as begging rice，inferior rice，broken rice，rice bran and straw.If these by?products of rice production are processed into feed，it will not only helps to reduce the stock of processing by?products，but also reduces the cost of regional feed，makes up for the gap of feed industry in southern China，and alleviates the shortage of feed resources.This paper mainly introduced the forage value，the processing technology and its application in livestock and poultry production of the feed rice，broken rice，rice bran and straws produced during rice processing，in order to provide reference for the application of rice industry by?products in feed processing in the middle and lower reaches of the Yangtze River.

Key words?Rice industrialization;Rice by?products;Forage rice;Deep processing of rice bran

種植業是傳統農業的重要根基，糧棉油糖菜是關系國計民生的重要產品。水稻作為我國第一大糧食作物，在我國種植業生產中占據著舉足輕重的地位，而長江中下游地區作為我國水稻生產的主產區，年均水稻生產量高達9 000萬t，占全國水稻生產量的45%[1-3]。2000—2014年我國稻谷供需從緊平衡甚至個別年度供不應求的狀態逐漸過渡到供需盈余;我國稻谷以口糧消費為主，但消費比重減少明顯，工業和飼料消費比重增加[4]。未來10年，農業高質量發展將會取得明顯效果，農業發展不平衡、不充分的問題將得到有效解決。新時期，隨著豐產優質稻米品種的不斷推出，水稻產業化體系的不斷完善，長江中下游地區的水稻單產和總產仍將持續增長[5-8]，伴隨著稻米加工也會產生大量的工業副產品，合理綜合利用稻米生產的副產品對促進我國農牧業綠色發展具有重要意義[9-11]。2016年《國務院辦公廳關于進一步促進農產品加工業發展的意見》中明確指出要加快推進秸稈、稻殼、米糠等農產品加工副產物的綜合利用，首次從國家層面強調農產品深加工及副產物利用的必要性，從開發新能源、新材料、新產品等角度提出要求[12-13]。新時期，農業生產副產品飼料化已被納入國家農業綠色發展的重要議題，妥善處理稻米加工副產品為南方稻區農業可循環發展提供了契機。隨著飼料原料價格不斷上漲，畜牧行業生產成本不斷提高，開發價廉物美的飼料原料是我國飼料工業發展中的有效措施之一[14-16]。其中，可用于飼料化加工的主要有碎米、稻秸稈、米糠、米糠油和脫脂米糠[17-22]。有研究發現[23-25]，隨著人們生活水平的不斷提高，社會人群對肉、蛋、奶的食用量逐步增加，人均口糧需求量將逐年減少，而飼料用糧將逐年增加，這意味著今后我國糧食消費增長主要是飼料用糧，將來我國糧食問題關鍵是飼料用糧問題。這更凸顯出稻米產業副產品飼料化利用的重要性?？傮w而言，飼用稻米、碎米、秸稈和米糠屬于稻米加工業的初級產品，而米糠粕、米糠油等屬于稻米產業副產品中的中級產品，其飼用價值在特殊工藝加工下更優，而米糠蛋白及米糠肽等則是進一步深加工的精制產品，后者已經超出了飼用化的范疇[26-29]。

1?碎米和飼用稻米利用

1.1?應用前景?稻谷在脫殼、碾米等加工過程中產生的碎米粒，即為碎米。由于碎米的商品經濟性差、口感不佳且市場收購價低，因此通常將碎米加工成飼料原料。碎米中含有較多淀粉和營養品質較好的蛋白質，綜合利用的傳統產品主要是酒、醋和飴糖等，還可以開發再造米[26，30-34]。而飼用稻米主要是指早秈稻[23，35]，由于口感較差、市場銷路狹隘，稻米消費市場逐漸被優質粳稻占據，加之各地早秈稻已退出保護價收購體系，多地早秈稻的收購價格低至1.2～2.0元/kg，未來積壓將增多，因此將低質的早秈稻轉向飼用化已經成為一種趨勢。從20世紀開始，飼料稻專用品種的培育工作就已經開始進行[23，36]，早在1993年湖南省農業廳就率先在全國提出了對“三高”特征飼料稻的開發，1995年飼料稻的開發被列為國家水稻工程的“九·五”攻關項目的重要內容。其再次提出了“三高”的飼用稻育種目標，明確了飼料稻的內涵是指在生育期適宜、抗逆性強的基礎上，采用優化栽培，能實現產量高（≥550 kg）、糙米粗蛋白質含量高（≥12%）、出糙率高（≥80%）、適合飼用的水稻品種[23]。前人研究發現，開發出超高產、高蛋白、高出糙率的飼料稻作能量飼料主料，飼料自身的蛋白質含量提高而相應減少豆粕、魚粉等價格高的蛋白飼料用量，又以就地收購的飼料稻取代外地購買運回的玉米作能量飼料，不僅可減少運輸費用，節省人力、物力，又降低了飼料成本，且保證了飼料的營養價值。

1.2?飼用價值?稻米中富含直鏈淀粉、蛋白質和脂類，相較于傳統的飼用玉米，飼用稻米和碎米雖然在粗蛋白質含量上低于飼用玉米，但其氨基酸含量并不遜于飼用玉米，且其蛋白質氨基酸組成比較合理，尤其是賴氨酸含量較高[26]。大米蛋白主要由2%～10%的球蛋白、2%～5%的清蛋白、10%～50%的醇溶性蛋白和≥80%的谷蛋白組成，其中清蛋白和球蛋白主要存在于大米胚中，醇溶蛋白和谷物蛋白主要存在于大米胚乳中[35]。前人研究發現，稻谷和糙米的常規養分含量，除了稻谷的粗纖維含量比糙米高外，其他養分均較糙米低，這降低了豬對稻谷中干物質和其他養分包括總能、粗蛋白質、粗脂肪、粗纖維和無氮浸出物的消化率[36-37]。江容生等[38]報道，蛋雞生長階段用稻谷代替其他能量飼料不影響采食量、飼料轉化率及體增重。賀建華等[39]測定了稻谷和糙米對不同動物的有效能值，發現豬對稻谷能量和其他養分消化率明顯低于糙米，以此論證不宜直接用作豬飼料原料，但是，稻谷纖維不影響鴨對其能量的利用。夏晨[40]研究發現，以稻谷部分或完全替代玉米飼喂生長肥育豬完全可行。李麗立等[41]證實，稻谷替代玉米飼喂肉鴨，對肉鴨的生產性能無顯著影響。沈維軍等[42-44]用早秈稻飼用糙米和普通飼用玉米對比研究發現，兩者營養成分相當，并證明了糙米可完全代替玉米作雞和豬等的飼料，不僅無不良影響，在增重效率等方面還略有優勢。

2?稻秸稈利用

2.1?稻秸稈的應用前景及飼用價值?稻草、小麥秸、玉米秸是我國三大作物秸桿，我國農作物秸稈年產量6億～7億 t，約占世界秸稈總量的30%，列世界之首，如何將農業生產過程中產生的大量秸稈進行飼料化處理引起了科研工作者們的重視[45-46]。我國是秸稈生產大國，提高秸稈利用率實質上等于提高了農業資源的產出率。必須把秸稈當作農產品一樣看待，在收儲運等產業鏈環節上下功夫，把秸稈產業做大做強。我國目前尚未得到利用的秸稈如果能被充分利用，相當于增加了 21%～27%的農業資源[47]。秸稈飼料化是一項比較復雜的系統工程，涉及秸稈的回收、運輸、儲藏、粉碎、飼喂、配料等多個環節，但是長期以來由于農機與牧藝技術的脫節，導致秸稈收獲和后處理技術嚴重脫節[48]。農業秸稈含有氮、磷、鉀、鈣、鎂等礦物質和蛋白質、纖維素等有機質，是自然界中數量極大且具有多用途的可再生生物資源[49]。未經處理的秸稈因其沒有濃縮效應，故粗蛋白含量低，秸稈營養吸收率也較低，而且適口性差。故加強秸稈資源化利用，形成秸稈資源的良性循環，對徹底解決秸稈焚燒和污染問題，增加農民收入，具有現實意義。前人已針對秸稈還田、秸稈生物質能利用、秸稈沼液發酵等作了大量的研究[50-54]，目的在于將秸稈農作物肥料化和能源化利用，具有良好的社會前景。但是南方地區以稻麥輪作制度為主，每年的秸稈產生量較大，產生的速度也較快，已有專家建議，拓展稻麥秸稈的飼料化利用渠道，為秸稈綜合利用尋找新的出路。常見農作物秸稈雖然主要成分為木質素、纖維素和半纖維素，特別是其木質素不僅影響秸稈的適口性，而且影響營養成分的吸收轉化，而飼料精加工不僅可改善秸稈的適口性和營養成分，提高秸稈的成分轉化效率，也可以使一些不適合直接飼喂的秸稈成為適宜飼喂的可就地取材的優良飼料[55-57]。水稻秸稈主要包括穎殼和稻草，稻草中粗纖維、粗蛋白、粗脂肪和可溶性碳水化合物含量在不同類型品種間差異較大，但水稻秸稈飼料具有和干草近似的質量，具有豐富營養，是反芻家畜粗飼料的重要來源;稻草適宜直接飼喂和加工飼喂，但稻殼即使加工后也不適宜飼喂動物[58-59]。在秸稈精加工飼用化運用方面，前人已作了大量的相關研究。張佩華等[60]研究發現，水稻秸稈青貯處理極顯著提高了飼料稻秸稈中干物質的中性洗滌纖維的瘤胃有效降解率，并得出青貯鮮濕稻秸稈能顯著改善其被奶牛瘤胃消化利用的結論，是南方奶牛飼養的重要粗飼料資源。由于秸稈中粗纖維含量多、蛋白質含量少、適口性差、消化率低，直接飼喂效果不佳，因此，只有很少一部分秸稈用作牛羊等反芻動物的粗飼料，而在豬禽等單胃動物飼料中，僅可作為填充料使用或不被利用，造成了巨大的資源浪費[61]。文奇南[62]研究表明，添加劑處理的水稻秸與干水稻秸相比，添加青玉米汁發酵液的水稻秸青貯營養物質表觀消化率最高，能顯著提高奶牛的產奶量，改善乳品質。門宇新[63]研究表明，隨著乳酸菌添加量的增加青貯飼料營養物質的損失降低，能顯著改善青貯飼料的品質。趙金鵬等[64]研究發現，添加甲酸、纖維素酶和乳酸菌對水稻秸稈青貯發酵品質和結構性碳水化合物降解的影響顯著，添加甲酸能顯著提高水稻秸稈水溶性碳水化合物含量，添加纖維素酶和乳酸菌對水稻秸稈青貯發酵品質有一定的改善效果。

2.2?稻秸稈的飼料化生產?水稻秸稈的營養特點為：蛋白質、可溶性碳水化合物、礦物質和胡蘿卜素含量低，而粗纖維含量高，因此消化率低，適口性差[22，64]。前人研究發現，對秸稈進行適當的物理、化學、生物等技術處理，其營養價值和適口性會得到很大提高[65]。其中，秸稈的化學處理主要包括秸稈的氨化處理[66]、堿化處理[67]和氧化劑[68]處理，秸稈氨化原理是利用氨的弱堿性作用使半纖維素和木質素部分溶解，還能給反芻動物提供氮源，改善秸稈適口性。秸稈堿化處理包括用氫氧化鈉、氫氧化鈣或氫氧化鉀等處理，其目的是利用堿性環境打破秸稈粗纖維中纖維素、半纖維素、木質素之間的醚鍵或醋鍵，增加纖維素之間的空隙度，提高纖維素在動物體內的降解率。秸稈的氧化劑處理目前被認為是最有效的方法，其原理是植物的木質化纖維素對氧化劑表現較強的敏感性，通過氧化劑消解秸稈中的粗纖維。水稻秸稈的物理處理主要包括碾磨、搗碎、切碎和制粒等[69-71]。物理加工方法主要涉及以鍘切機、揉切機、粉碎機、揉搓機等為代表的秸稈加工設備，全混合日糧飼喂設備和稻秸稈制粒設備。其中，稻秸稈通過粉碎、制粒設備加工成顆粒飼料，利用高溫工作環境減少飼料中的抗營養因子，并殺死飼料中的有害微生物，使物料中的有機成分發生反應，能顯著提高飼料的適口性和營養價值[72]。秸稈的生物處理技術主要包括青貯[62，64，73]、酶解、微生物分解（如乳酸桿菌、白腐真菌或細菌）[74-76]等。綜上，通過將秸稈青儲、秸稈氨化鹽化、秸稈機械化加工和發展全混合口糧，可以有效提高奶牛產奶量和質量，降低飼料和勞力成本，顯著提高反芻動物的養殖效益。

3?米糠和米糠油和利用

3.1?米糠和米糠油的飼用價值?我國屬于米糠產生大國，據農業部統計，2018年我國年產米糠1 134萬t[77]。米糠是稻谷脫殼后依附在糙米上的表面層，由外果皮、中果皮、交朕層、種皮及糊粉層組成，是大米加工的主要副產物，集中了64%的稻米營養素及90%以上的人體必需元素，通常占稻谷重量的5%～7%，富含近百種營養成分和數十種功能性生物活性因子，有非常高的飼用價值，市場應用前景廣闊[78-79]。米糠中各種成分的含量因稻谷原料和加工技術的不同而異，是一種很好的能量飼料，根據其加工方式可分為普通米糠、脫脂米糠和細米糠，其均是飼用化的潛在原料[80]。一般而言，產蛋雞對米糠的耐受量較肉雞強，因此肉雞飼料中的米糠添加量不要過大，而產蛋雞的米糠添加量可適當增加，這是由于米糠中亞麻酸含量高，使用含脫脂米糠日糧的產蛋雞蛋重往往有所增加[81]。日糧中隨著米糠使用量的增加，肉雞生長速度顯著下降，飼料轉化率也逐漸降低[82-83]。同時，米糠富含粗蛋白、粗脂肪和礦物質等營養物質，與玉米相比，氨基酸組成更合理[84-85]。黃開華等[86]研究發現，在飼糧中使用米糠并同時使用復合添加劑，不但沒有對蛋雞的生產性能產生負面影響，而且還提高了產蛋率。劉麗等[87]研究發現，飼喂單胃動物大量米糠，會引起蛋白質消化障礙和雛雞胰腺肥大等癥狀。周安國等[81，88]研究發現，米糠對豬的適口性不佳，如用于肉豬肥育，隨用量的增加（取代玉米25%～100%），豬生長速度和飼料轉化效率降低，所以豬出欄時間推遲，從而造成圈舍利用率降低。郝帥帥等[89-90]研究認為，在豬飼糧中適量搭配米糠粕可降低飼養成本，但是用米糠替代部分玉米作為豬日糧時，米糠的喂量應控制在25%～30%，不宜超過30%。過多的米糠攝入將致使豬肉品質受到影響，會產生低品質的軟脂肉，還會引起豬皮炎等癥;會使種豬體重過胖，繁殖性能降低，降低其血小板數目和血小板壓積，同時增加豬肉皮下脂肪的不飽和脂肪酸含量，降低豬肉飽和脂肪酸含量。長期米糠過量攝入還會引起仔豬腹瀉，不利于其正常生長發育。綜上，米糠的綜合利用雖然是稻米副產品飼料化生產的重要一環，但是米糠在飼料中的使用量必須嚴格控制，否則對蛋雞和生豬的生產均會產生負面效應，同時，米糠中的抗營養因子[91-92]還需要更多的針對性研究，米糠飼用化的價值離不開米糠精加工產品的推出，這無疑是米糠飼料化利用的根本出路。

米糠油功效豐富，是一種營養價值和附加值都很高的油品，米糠油中含有飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和部分生物活性物質。其中不飽和脂肪酸占60% ～70%，不飽和脂肪酸含有油酸和亞油酸，部分生物活性物質包括維生素E、植物甾醇、角鯊烯和特有的γ-谷維素。另外，米糠油不含長鏈飽和脂肪酸，不能形成反式脂肪酸[93]，對畜禽個體生長具有顯著的促進效用。其也常作為熱能的飼料原料加入配合飼料中，從而提高肉料比[94]。前人研究發現[95-97]，米糠代謝能為7.2～7.8 MJ/kg，大約是玉米2.3倍，而米糠中主要的代謝能由米糠油構成，這對于家畜尤為重要。米糠油不僅可以作為能量補充劑在高溫環境中提高畜禽抗熱能力、避免熱應激，還可以改善色素及脂溶性維生素的吸收利用，提高飼料的適口性[79，98]。

安徽農業科學2019年

3.2?米糠和米糠油的飼料化生產?米糠是玉米豆粕型飼糧重要替代產品。米糠富含營養，但由于生米糠中含有油脂，易被脂肪酶分解，特別在高溫多濕的夏季，會迅速產生游離脂肪酸，產生油脂酸敗，使酸值急劇上升。另外，微生物污染也可使酸值上升，這大大限制了米糠飼料化使用的范圍[87，90]。米糠的穩定化是提高米糠附加值，增加原料利用效率的技術關鍵。米糠經過脫脂、高溫膨化處理后，蛋白質和脂肪酸品質提高，部分抗營養因子含量降低，這意味對米糠進行處理不僅可以提高其飼用化的效率，更可以降低大量米糠攝入對畜禽的影響[82，85-87]。前人研究發現，米糠直接飼喂牲畜常帶來生產上的不良影響，為促成米糠的深度利用，飼料化利用中常對米糠進行物理處理、化學處理和生物處理，以便于米糠穩定化利用，關鍵技術就是要抑制或鈍化米糠中的脂酶，又稱脫酶，而米糠穩定化的機理是采用高溫高壓高剪切使脂解酶鈍化失活，從而延緩其酸敗變質[99]。米糠處理的常見方法有擠壓蒸煮、脫脂、加酶制劑和抗氧化劑等[100-104]。而米糠油和脫脂米糠均為米糠的進一步加工產品，其中米糠油作為飼料加工中的重要添加劑，前人已對其精煉作了大量研究，其提取方法包括溶劑浸出法、壓榨法、超臨界CO2浸出法、酶催化浸出制油法等[105-109]。

4?小結與展望

長江中下游地區作為我國南方稻米生產的重要基地，也是稻米產業化發展的最前線。劣質早秈稻和稻米生產過程中產生的大量加工副產品，正成為稻米產業化健康發展和區域飼料精加工產業發展的桎梏。目前我國稻米副產物利用產業化還較弱，其飼料化加工的科技含量和高附加值產品都有待提升。綜上所述，基于全產業鏈和全利用的思路，碎米和飼料稻以及稻秸稈和米糠等稻米產業副產品的綜合利用前景仍然廣闊，對貫通稻米產業化和飼料工業化的雙向進步，促進資源節約化利用和能源回收具有重要意義，符合國家節能減排和可持續發展的基本國策。

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