張效川?高娟

一、導論

1.研究的背景

（1）馬鈴薯及馬鈴薯渣。馬鈴薯，是一種營養(yǎng)豐富、易于消化吸收，并且生長期短、適應性強、用途廣、耐儲藏的糧菜兼用的高產(chǎn)茄科多年生草本植物，是全球第四大重要的糧食作物，僅次于小麥、稻谷和玉米。我國是世界上主要的馬鈴薯種產(chǎn)大國，據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2007年我國的馬鈴薯年產(chǎn)量已突破7000萬噸；2010年馬鈴薯種植面積達507.75萬h㎡，產(chǎn)量達7479.91萬t，均占世界20%以上；2013年全球馬鈴薯種植面積994.5萬h㎡，產(chǎn)量3.68億t，而我國馬鈴薯種植面積577.48萬h㎡，產(chǎn)量8898.7萬t，我國馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量均居全球第一位。

馬鈴薯淀粉和淀粉深度加工業(yè)是實現(xiàn)糧食增值的主要途徑之一，日益受到地方政府的重視，馬鈴薯加工迅速進入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路。馬鈴薯渣是馬鈴薯深加工過程中產(chǎn)生的殘渣。經(jīng)測定，馬鈴薯渣干物料中蛋白質(zhì)含量為4.6%-5.5%左右，粗脂肪含量0.16%，粗纖維含量9.46%，糖分含量1.05%，濕料中粗蛋白含量為1.2%左右。馬鈴薯渣營養(yǎng)含量比較低，適口性差，畜禽不愛吃，利用率也低，除少量被用作粗飼料直接飼喂外，絕大部分被遺棄，被遺棄的廢渣發(fā)霉腐爛，嚴重污染環(huán)境。隨著馬鈴薯淀粉產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，副產(chǎn)物馬鈴薯渣的產(chǎn)量也在逐漸增大，對環(huán)境的污染加重，而且造成了資源的嚴重浪費。

（2）馬鈴薯加工企業(yè)面臨的困境。隨著馬鈴薯加工企業(yè)的發(fā)展壯大，產(chǎn)品產(chǎn)量不斷增加，在此過程中，大量的馬鈴薯渣排放使馬鈴薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)成為污染大戶。這與近年來國際社會及我國大力倡導的改變傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展模式新戰(zhàn)略不相符的，也是企業(yè)周邊居民不能接受的。節(jié)能減排，保護環(huán)境，是實現(xiàn)經(jīng)濟和環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之路，也是我國建設(shè)環(huán)境友好型社會、建成全面小康社會、實現(xiàn)偉大中國夢的的戰(zhàn)略要求。同時，國家和地方在節(jié)能減排也出臺了新政策，“將節(jié)能減排作為考核各級領(lǐng)導干部政績的重要指標” 。因此，在用馬鈴薯生產(chǎn)淀粉和粉條過程中產(chǎn)生的薯渣和污水，亟待需要徹底解決，破除馬鈴薯加工企業(yè)面臨的種種困難。

（3）我國畜牧業(yè)蛋白飼料存在重大缺口。我國的畜牧養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖都居世界首位，據(jù)國家農(nóng)業(yè)部畜牧業(yè)司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2006年全國的肉類總產(chǎn)量為7980萬噸，禽蛋產(chǎn)量達2940萬噸，奶類產(chǎn)量3290萬噸。2006年全國畜牧業(yè)總產(chǎn)值超過1.4萬億元，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的34%，與畜牧業(yè)相關(guān)的其它產(chǎn)業(yè)（包括飼料工業(yè)、獸藥業(yè)、畜產(chǎn)品加工業(yè)等）年總產(chǎn)值近萬億元人民幣。畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及相關(guān)加工產(chǎn)業(yè)年GDP近3萬億元人民幣，已成為國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)分支。但是，隨著畜牧業(yè)的迅猛發(fā)展，我國豆粕等優(yōu)質(zhì)蛋白飼料資源的短缺。據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，我國餅粕等植物蛋白資源和動物蛋白飼料資源全年需求量為6000萬噸以上。目前，我國蛋白飼料主要為豆餅豆粕等，但是我國大豆年產(chǎn)量僅有1500多萬噸，遠低于美國的8000萬噸/年，因此造成我國每年缺口大豆3000萬噸之多，拉動了我國的大豆產(chǎn)品的價格猛增，豆粕價格居高不下，大大增加養(yǎng)殖成本，不利于我國畜牧業(yè)的良性發(fā)展。在這種情況下，應用馬鈴薯淀粉渣生產(chǎn)可用于畜牧業(yè)的單細胞蛋白飼料具有廣闊的市場前景。

2.研究的目的和意義

將馬鈴薯渣作為整體，通過物理、化學、生物技術(shù)等科學技術(shù)方法加工后，做成適口性好、營養(yǎng)價值較高的飼料，運用在養(yǎng)殖業(yè)中，在促進養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的同時，切實減少馬鈴薯渣對環(huán)境的污染，減少飼料資源的浪費，填補我國養(yǎng)殖業(yè)蛋白質(zhì)飼料的短缺，同時，緩解馬鈴薯加工企業(yè)面臨的種種困難。

3.國內(nèi)外目前利用現(xiàn)狀及存在的問題

馬鈴薯淀粉和粉條在加工過程中經(jīng)常添加一些化學物質(zhì)，因此產(chǎn)生的馬鈴薯渣適口性差，不能直接被畜禽利用，需要運輸?shù)綄ｉT的加工企業(yè)進行再處理，但由于馬鈴薯渣松散、容積密度較小不易儲存運輸，實際中除少量就近作為飼料外，大部分廢棄，因此利用程度地。

馬鈴薯渣作為淀粉生產(chǎn)的廢渣，其處理和轉(zhuǎn)化問題一直沒有得到很好的解決。無論是從馬鈴薯渣中提取有益物質(zhì)，還是利用馬鈴薯渣生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品，技術(shù)上面臨的主要問題就是馬鈴薯渣的營養(yǎng)價值較低，經(jīng)濟上面臨的瓶頸就是薯渣轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的經(jīng)濟效益較差、市場化推廣難度較高。利用薯渣發(fā)酵生產(chǎn)禽畜飼料，是未來馬鈴薯渣處理的最有發(fā)展?jié)摿Φ姆较?。如何在薯渣的處理技術(shù)和經(jīng)濟效益之間找到合適的平衡點，既能解決馬鈴薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)廢料處理的問題，提高企業(yè)環(huán)保水平，增加企業(yè)經(jīng)濟效益；又能降低飼養(yǎng)成本，促進畜牧業(yè)的良好發(fā)展，是馬鈴薯渣綜合利用中應該主要考慮的問題。

二、馬鈴薯渣在養(yǎng)殖業(yè)中應用前景分析

1.發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料

馬鈴薯渣適口性差，營養(yǎng)價值較低，直接被畜禽利用率較低。通過利用酵母菌、霉菌、乳酸菌、芽孢菌等微生物發(fā)酵馬鈴薯渣，生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料，不僅可提高馬鈴薯渣中蛋白質(zhì)含量，而且也可以產(chǎn)生一些活性物質(zhì)。這些活性物質(zhì)對動物的營養(yǎng)也起著重要的作用，其中蛋白酶不僅提高蛋白質(zhì)的消化利用率，而且可以增強動物機體的免疫力；纖維素酶可以改善動物胃中的微生態(tài)環(huán)境，既能促進小腸對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，又能促進動物健康生長。同時，纖維素酶能講解纖維素為易被動物吸收的小分子糖類，產(chǎn)生大量菌體蛋白，使飼料的營養(yǎng)價值得到顯著提高，飼喂效果也將進一步提高。張華等在用以馬鈴薯渣為原料發(fā)酵生產(chǎn)的蛋白質(zhì)飼料飼喂育肥肉羊的試驗研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗組育肥肉羊按0.5kg/只/日的標準另增加發(fā)酵的馬鈴薯渣，相較對照組育肥肉羊日增重37.55g/只，胴體增重2.27kg/只。因此，發(fā)酵后的馬鈴薯渣，應用于養(yǎng)殖業(yè)，在一定程度能提高畜禽的生產(chǎn)性能，有較好的發(fā)展前景。

2.青貯包裹發(fā)酵飼料

馬小強等進行馬鈴薯渣和玉米秸稈混合青貯研究，薯渣和秸稈比例分別為1：1、1：2、1：3、1：4、1：5，在青貯過程中，每隔15d測定一次青貯樣品，直到120d，試驗結(jié)果表明最佳比例是1：4，最佳發(fā)酵時間為30～45d，對包裹青貯飼料干物質(zhì)和蛋白質(zhì)含量影響不顯著。馬鈴薯渣可與粉碎至1～3㎝的玉米秸稈按3：1的比例混合后再青貯。王典等試驗研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯渣與粉碎至1～3㎝的玉米秸稈按3：1的比例混合后再青貯，此方法的青貯飼料無異味，品質(zhì)優(yōu)良。Okinea等研究結(jié)果表明，添加馬鈴薯淀粉渣制備的青貯飼料可以直接飼喂反芻動物，對動物的生產(chǎn)性能無不良影響。馬鈴薯渣和玉米秸稈按比例混合青貯，味道酸香，飼喂奶牛可提高其采食速度。

三、結(jié)語

1.經(jīng)濟及社會效益

馬鈴薯渣經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料及包裹青貯生產(chǎn)青貯飼料，在生產(chǎn)過程中增加了就業(yè)機會，將農(nóng)村剩余勞動路充分利用起來，增加了農(nóng)民的收入，促進了農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展和社會的穩(wěn)定。同時，為當?shù)仞B(yǎng)殖戶提供了優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料和粗飼料，降低養(yǎng)殖成本投入，提高了養(yǎng)殖戶的養(yǎng)殖效益，促進當?shù)匦竽廉a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.生態(tài)效益

將馬鈴薯渣通過生產(chǎn)發(fā)酵飼料和青貯飼料，變廢為寶，減少了馬鈴薯渣對環(huán)境的污染，同時，提高農(nóng)村對玉米秸稈的利用率，增加農(nóng)民收入，減少了農(nóng)村焚燒秸稈對環(huán)境的污染，改善生態(tài)。同時，發(fā)展馬鈴薯廢渣的有效利用，實現(xiàn)馬鈴薯淀粉加工廢棄物的快速、批量轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化推廣，符合《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中提出的“發(fā)展廢棄物等資源化利用技術(shù)”的要求，有利于解決馬鈴薯淀粉加工廢渣處理的難題，降低馬鈴薯淀粉的生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染和資源浪費，促進馬鈴薯加工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展，保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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