新疆棉籽蛋白產業發展概述

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：新疆是我國最大的植棉省區，棉副產品中棉籽產量巨大，棉籽蛋白的開發利用前景廣闊。棉籽粕與豆粕相比營養成分含量和成本的優勢明顯，棉籽蛋白有替代大豆蛋白的基礎和潛力。但是新疆本土對于棉籽蛋白的開發利用依舊存在一些問題：民眾對棉籽蛋白的認識不足，導致棉籽蛋白使用率低；行業加工技術水平有限，新疆本土僅有個別企業能夠生產高濃縮棉籽蛋白；相關政策引導不充分。為加快新疆棉籽蛋白產業發展，通過多方考察給出以下建議：構建技術體系，多方位刺激棉籽蛋白生產；加強高濃縮棉籽蛋白技術和產品應用的示范推廣，提高民眾對棉籽蛋白及其價值的認同度；政府加強政策扶持，營造良好的棉籽蛋白發展環境。

關鍵詞：棉籽；蛋白；開發利用；飼用；發展建議

我國飼料用糧占糧食總產量的40%以上，每年玉米供應缺口超過2 000萬t，大豆進口量超過1億t[1]，“人畜爭糧”問題日趨嚴重，中美貿易摩擦不斷加劇，對大豆的依賴將是制約我國飼料產業發展的一個長期性“卡脖子”問題。為應對“人畜爭糧”問題，棉籽蛋白逐漸被飼料產業關注。

棉籽具有多種經濟利用價值。其經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]等產品原料，這些分離物在食品、飼料、醫藥、生物燃料、工業加工等諸多方面都極具經濟價值和廣泛用途。棉酚可以作為工業抗氧化劑、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，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防，還具有收斂抗皺、美白保濕、防氧化等作用[11]。

新疆是我國最大的棉花產地，每年棉籽產量超過750萬t[12]，是開展棉籽蛋白應用研究、推進新型飼料開發利用的最佳區域。近年來，新疆棉籽蛋白產業發展取得了一定成效，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

新疆是我國最大的產棉區，2021年新疆棉花種植面積為250.6萬hm2，皮棉產量為512.9萬t，占全國總產量的89.5%，總產、單產、種植面積、商品調撥量連續28年位居全國第一，其中棉籽產量達750萬t左右[13]。雄厚的棉籽資源為棉籽蛋白產業鏈提供了有利條件，具有巨大市場潛力。同時，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，其綜合利用價值值得關注。

1.2 棉籽蛋白的應用價值

棉籽蛋白的營養價值遠高于谷類蛋白，在品質上與大豆蛋白相似。棉籽粕中的礦物質含量與大豆粕相近，遠遠高于谷物[16]。研究顯示，棉籽粕中維生素（VE、VB1、VB2、VB3、VB6）和葉酸等含量遠比整粒大豆的高，多數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內新上市的一種原料[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、乳化性和乳化穩定性、起泡性與泡沫穩定性等[7，18]。使用這類棉籽蛋白能顯著提高奶牛產奶量，改善乳品品質，節約飼養成本[19]，是一種很有應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養成分優勢明顯。棉籽粕蛋白質含量（45%～50%）比豆粕（40%～48%）高，在粕類中居第2位，且蛋白質相對分子質量?。?0 000），較豆粕蛋白質（相對分子質量為350 000）更利于動物吸收[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]。采用精細加工技術可生產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，可替代歐美進口大豆蛋白，有助于打破壟斷。同時，在國際市場豆粕作為主要的飼料來源，其價格在粕類中最高，2022年其均價已經升至3 310.47元·t－1左右；而棉籽粕均價在2 854.59元·t－1左右[22-33]，若能替代豆粕，將大大節約生產成本。

1.4 開發利用棉籽蛋白的緊迫性

當前，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節的利潤極低。這一方面，未能充分利用棉籽潛在的經濟價值，另一方面，易受國內國外市場、政治等因素波動的影響，導致當地棉花生產加工企業甚至整個棉花產業受損。近年，歐美國家無中生有炮制的“新疆棉花事件”，使新疆部分企業失去歐美訂單，造成嚴重經濟損失，我國棉花出口也受到很大沖擊[34]。因此，新疆棉花產業發展方向應是多元的，將現有棉花資源“吃干榨凈”，延長產業鏈，進一步提高經濟效益，降低外部因素引發的風險，而棉籽蛋白產業可以通過充分開發實現的經濟價值甚至高于棉纖維的價值，能補強產業鏈。

2 新疆棉籽蛋白產業中存在的問題

2.1 對充分利用棉籽蛋白的緊迫性認識仍不足

為應對“人畜爭糧”和大豆依賴進口的“卡脖子”問題，2021年3月15日，農業農村部畜牧獸醫局發布“關于推進玉米豆粕減量替代工作的通知”，同時下達《飼料中玉米豆粕減量替代工作方案》[35]，旨在推進飼料中玉米、豆粕的減量替代，促進飼料糧保供穩市。新疆作為我國最大的棉籽產地，在棉籽蛋白產業、新型飼料開發利用等方面，仍未出臺針對性的政策以加大棉籽蛋白在飼料中的應用；當地多數棉籽加工企業依然以傳統的熱軋方式對棉籽進行簡單加工[36]，提取其中的油脂、棉粕，附加值低，且多不注重餅粕蛋白質量，造成棉粕粗纖維含量高、蛋白質含量低，有效能值低，有毒有害物質含量高，蛋白質（氨基酸）消化利用率低。經過簡單處理的棉籽蛋白含量明顯低于魚粉及豆粕等優質蛋白質飼料資源，如只經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小（3%～4%）[37]，尤其是不少地方把棉籽餅粕當作肥料還田，形成低利用、低收益、高浪費的不良發展局面。

2.2 棉籽蛋白產業本土技術創新能力仍需加強

新疆作為我國棉花主產區，產業鏈發展投入和技術研發的尖端人才嚴重不足，與國內先進水平差距仍很大，成為該領域創新發展的突出短板。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]的加工等技術成果，大多來自新疆以外的科研團隊。新疆本土棉籽加工企業對棉籽精細加工技術的研發力度明顯不足，創新意識不強，導致棉酚提取、去單寧工藝等存在缺陷，棉籽蛋白的飼用價值依然處于輔助地位。目前僅有個別企業（新疆金蘭植物蛋白有限公司、天康生物股份有限公司）具備生產高濃縮棉籽蛋白的能力。因此，新疆的棉籽加工工藝技術急需改進、提升和創新，引導更多企業進入棉籽蛋白精深加工領域，促進棉籽蛋白產業健康發展。

2.3 對發展棉籽蛋白產業的政策扶持力度不足

雖然2018年中國飼料工業協會發布團體標準《仔豬、生長育肥豬配合飼料》[42]、《蛋雞、肉雞配合飼料》[43]，2021年農業農村部又發布《飼料中玉米豆粕減量替代工作方案》[35]提出多項建議促進棉籽蛋白的飼用，但這些相關標準和建議尚未引起新疆本地廣大畜牧工作者和相關單位的重視。目前尚未見到相應政策以引導產業發展、激發市場自主創新動力，并且缺乏項目、專項資金支持，使當地棉籽蛋白的技術研發與推廣應用滯后于強烈的市場需求，也與新疆作為最大棉籽產區的地位極不相符。

3 對新疆棉籽蛋白開發利用的建議

3.1 構建技術體系，提升創新能力

首先，積極爭取國家和新疆財政專項資金，強化支持新疆生產建設兵團和地方兩級科研院所、高校等單位開展以棉籽蛋白為核心的理論、方法、技術、工藝等基礎性、前沿性研究，加強濃縮棉籽蛋白、棉籽糖、棉酚等的綜合應用研究，拓展棉花全產業鏈關鍵環節、核心技術的研究突破，持續穩定支持優勢學科和創新團隊，讓科研人員沉下身子，潛心開展科研工作?？稍谝韵聨追矫骈_展攻關研究：一是濃縮棉籽蛋白深加工技術裝備研發與示范；二是高濃縮棉籽蛋白生產、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與示范。其次，建設以棉籽營養物質含量為主的重大科技創新平臺，提升育種技術手段。通過生物育種技術，重點創制選育蛋白等營養物質含量更高、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，推進產學研用深度融合，逐步形成以企業為主體、市場為導向、資本為紐帶的利益共享的棉籽蛋白產業創新模式。

3.2 提高思想認識，加大輿論宣傳

目前當地許多養殖戶和養殖企業對棉籽蛋白的認識還很陳舊，認為棉籽蛋白飼用后會對動物產生不育[44]、生長受阻[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，經過規范化精深加工的棉籽蛋白完全能夠達到食用和飼用標準。因此，在加強技術開發的基礎上，要兼顧技術宣傳，做好高濃縮棉籽蛋白相關技術和產品利用的示范推廣工作，讓廣大畜牧工作者認識到棉籽蛋白成本低、營養成分高的優點。因此，建議政府相關部門加大對棉籽蛋白產業的關注，加強對棉籽蛋白產業的知識科普、技術宣傳，提高人們對棉籽蛋白作為食用和飼用原料的思想認識，使其充分認識到棉籽蛋白的開發價值，從而促進新疆棉籽蛋白產業發展壯大。

3.3 加大政策扶持力度，營造良好發展環境

新疆棉籽蛋白產業具有廣闊的發展前景，其發展壯大需要加大政策扶持力度、發展龍頭企業、加大科研和市場資金投入，以推動整個產業健康有序發展。一是加大相關政策支持力度，激發該產業的市場主體活力，使其不僅能夠生存，而且能夠實現更大發展。二是持續優化產業發展環境，深化國內外相關合作，提升產業創新能力和發展質量，制定出臺科企合作、市場營銷等相應政策措施，促進棉籽蛋白深加工產業在更寬松的環境中健康成長。三是完善政策支撐，放活科研人員管理體制機制，破除科研體制障礙，充分激發科研人員自主創新活力，允許科研機構和科研人員以科技成果作價入股企業，鼓勵科研人員通過兼職、掛職、簽訂合同等方式到企業開展技術服務、參與項目合作，獲得合法合規收入，且在巡視巡察、審計監督中應按政策同向支持保護，促進科技創新和成果轉化。四是針對目前新疆從事棉籽蛋白深加工的規模企業不多，要堅持扶優扶強，優先支持棉籽蛋白龍頭企業通過市場競爭做大做強。棉籽蛋白深加工過程中的諸多環節（如低溫萃取[46]）對加工設備具有較高的要求，大大提高了行業門檻，以致集原料生產、市場開拓、資金規模、研發能力于一體的棉籽蛋白深加工企業少之又少。因此，要著力推進打造一批規模較大、成長性較好、生產加工技術先進、市場營銷網絡健全、技術服務到位的現代棉籽蛋白深加工企業，提升新疆棉籽蛋白產業整體競爭力。同時，鼓勵企業走出去，開拓國外市場，使技術、產品輻射周邊中亞國家，推動新疆棉籽蛋白深加工產業在絲綢之路經濟帶核心區發展中不斷壯大。

4 結語

隨著國內大豆蛋白需求缺口的增大，人們逐漸將目光轉向棉籽蛋白。新疆作為中國最大的棉花產區，每年產出大量棉籽，這為當地棉籽蛋白產業鏈形成奠定了良好的基礎；但由于棉籽含有大量的棉酚、單寧等對生物體有害的物質使得棉籽蛋白產業的發展受到了一定的限制。所以，棉籽蛋白產業的發展必然需要伴隨著生產技術的革新，如何在保留棉籽蛋白營養成分完整性的同時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，但其規模和產業鏈相較于巨大的棉籽產量明顯不足；這些企業的棉籽蛋白粗加工技術已相當成熟，但在棉籽蛋白精細化加工利用方面卻少有突破。這其中涉及研發經費少、產品研發創新能力低等多方面的原因。因此，應當促進新疆相關企業與科研單位合作，鼓勵企業自主申報國家和新疆當地的相關科研項目，加大研發經費投入，全方位深層次開發利用棉籽蛋白資源，爭取早日做到新疆棉籽資源零浪費。

參考文獻：

[1] 陳雨生，周睿，張婷. 中國飼料糧進口替代研究[J]. 農業技術經濟，2022（7）：64-77.

[2] 王如南，張軍，霍永峰，等. 工業級棉短絨清理回收工藝的改進[J]. 中國棉花，2021，48（8）：3-7.

[3] 崔浩然，白天天，趙林波，等. 飼喂高比例棉籽殼飼糧對多浪羊反芻行為、瘤胃發酵參數及營養物質表觀消化率的影響[J]. 動物營養學報，2022，34（6）：3867-3874.

[4] 左青，李普選，左暉. 棉籽油的深度分提工藝[J]. 中國油脂，2021，46（10）：150-152.

[5] 童彬彬，劉陽，于輝，等. 棉籽糖的生理功能及其在動物生產中的應用[J]. 飼料研究，2021，44（4）：133-136.

[6] 榮夢杰，金云倩，王延琴. 亞臨界萃取棉酚工藝研究[J]. 中國農學通報，2021，37（26）：6.

[7] 汪豐，張維樹，崔穎，等. 棉酚降解菌的篩選、鑒定及棉粕固態發酵效果研究[J]. 食品工業科技，2022，43（17）：132-139.

[8] 胡波，鄭文新，高維明，等. 游離棉酚毒理學與脫毒技術的研究進展[J]. 草食家畜，2020（3）：1-7.

[9] 金銖烈，樸種培，李澔，等. 預防和治療癌癥的藥物組合物，包括棉酚、苯乙雙胍和抗癌劑：201980053659.4[P]. 2021-03-26.

[10] Wang W J，Li W K，Wen Z Y，et al. Gossypol broadly inhibits coronaviruses by targeting RNA-dependent RNA polymerases[J]. Advanced Science，2022，9：1-15.

[11] 鄭曙峰. 棉花的多功能利用——大自然對人類的饋贈，超乎想象的棉花[J]. 中國棉花，2022，49（1）：7-9.

[12] 何林池，徐鵬，郭婷婷，等. 陸地棉棉籽油分和蛋白質含量QTL的定位[J]. 江蘇農業學報，2014，30（6）：1242-1252.

[13] 邵會，韓文杰，朱丹丹，等. 棉籽加工生產線中低溫棉籽蛋白棉酚含量的影響因素[J]. 中國油脂，2022，47（9）：55-58.

[14] 陳新立，曾智，馮藝. 我國大豆產業競爭力研究——基于提高大豆主產區產量的實證分析[J]. 價格理論與實踐，2019（11）：66-69.

[15] 李培良，魏曉文. 近11年影響我國棉花產量增長因素分析[J]. 中國棉花，2017，44（3）：8-12.

[16] 陸恒. 棉籽蛋白質的營養價值和食用趨勢[J]. 現代商貿工業，2003，15（11）：48-51.

[17] 潘泓藝，胡傳榮，何東平. 棉籽蛋白提取及分離[C]// 中國糧油學會油脂分會. 中國糧油學會油脂分會第二十三屆學術年會暨產品展示會論文集. 無錫：中國糧油學會油脂分會，2014：324-327.

[18] 高海燕，趙鐳，尹京苑，等. 棉籽分離蛋白功能性質的研究[J]. 食品科學，2008，29（11）：72-79.

[19] 郭翠華，李勝利，馬成璽. 棉籽及其脫脂餅粕在奶牛日糧中的應用[J]. 中國畜牧雜志，2007（13）：56-57.

[20] 寧程茜，葉展，王斌，等. 糖化酶純化棉籽分離蛋白的工藝研究[J]. 食品工業，2016，37（9）：75-79.

[21] 趙小龍，劉大川. 棉籽蛋白資源開發研究進展[J]. 中國油脂，2014，39（1）：23-26.

[22] 謝凱麗. 2022年12月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2023，40（1）：317.

[23] 謝凱麗. 2022年11月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（12）：2491.

[24] 謝凱麗. 2022年10月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（11）：2272.

[25] 謝凱麗. 2022年9月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（10）：2126.

[26] 謝凱麗. 2022年8月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（9）：1860.

[27] 謝凱麗. 2022年7月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（8）：1598.

[28] 謝凱麗. 2022年6月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（7）：1340.

[29] 謝凱麗. 2022年5月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（6）：1139.

[30] 謝凱麗. 2022年4月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（5）：1023.

[31] 謝凱麗. 2022年3月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（4）：777.

[32] 謝凱麗. 2022年2月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（3）：484.

[33] 謝凱麗. 2022年1月國際市場主要畜產品與飼料價格分析[J]. 草業科學，2022，39（2）：289.

[34] 同黎娜. 當期貨為“新疆棉”保駕護航[N]. 中國紡織報，2021-06-28（2）.

[35] 農業農村部發布飼料原料營養價值數據庫和飼料中玉米豆粕減量替代技術方案[J]. 鄉村科技，2021（12）：1-2.

[36] 付嘉陽，馬夢婷，郭穎，等. 制油工藝對棉籽粕中蛋白結構與功能特性的影響[J]. 食品科學，2019，40（3）：122-128.

[37] 馬夢婷，付嘉陽，周大云，等. 棉籽餅粉的理化特性與功能特性[J]. 西北農業學報，2019，28（1）：155-160.

[38] 劉慶鋒，馬麗. 脫酚濃縮棉籽蛋白萃取工藝：202110832622.0[P]. 2021-09-28.

[39] 李振江，余培娥，閆小軍，等. 一種飼料用棉籽蛋白的制備方法：202011356721.8[P]. 2022-05-27.

[40] 鄧波，胡文鋒，李雪玲，等.? 黑水虻幼蟲處理豆粕、棉籽粕和菜籽粕對抗營養因子和小肽的影響[J]. 飼料工業，2020，41（6）：25-31.

[41] 顧恒，朱慶莉，云志，等. 雙液相萃取棉仁粉工藝中甲醇相棉子糖的精制[J]. 中國糧油學報，2021，36（2）：132-137.

[42] 中國飼料工業協會關于發布《仔豬、生長育肥豬配合飼料》[J]. 江西飼料，2018（6）：50-51.

[43] 袁建敏. 團標“蛋雞、肉雞配合飼料”編制依據[J]. 飼料工業，2019，40（6）：1-6.

[44] 王春梅. 畜禽棉籽餅（粕）中抗營養因子的危害與消除方法分析[J]. 現代畜牧科技，2017（8）：51-52.

[45] 喬曉艷，羅宏極，郭夷，等. 改善棉籽粕飼用品質的研究進展[J]. 中國飼料，2014（6）：36-39.

[46] 高浩云，林有志. 全脂低溫脫酚棉籽蛋白生產實踐[J]. 中國油脂，2020，45（3）：119-121.

（責任編輯：楊子山 責任校對： 王小璐）

收稿日期：2023-01-13? ?第一作者簡介：龍遺磊，碩士，研究方向為棉花育種，1936818538@qq.com。*通信作者：艾先濤，博士，研究員，研究方向為棉花遺傳育種，yixiantao@sina.com

基金項目：新疆維吾爾自治區科技援疆計劃“新疆棉花品種DNA身份鑒定體系構建與應用研究”（2020E02097）；新疆農業科學院科技創新重點培育專項“新疆機采棉高產優質分子設計育種技術體系研究”（XJKCPY-2021005）