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大國,據統計數據顯示,2007年我國的馬鈴薯年產量已突破7000萬噸;2010年馬鈴薯種植面積達507.75萬h㎡,產量達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㎡,產量3.68億t,而我國馬鈴薯種植面積577.48萬h㎡,產量8898.7萬t,我國馬鈴薯種植面積和產量均居全球第一位。
馬鈴薯淀粉和淀粉深度加工業是實現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業化發展道路。馬鈴薯渣是馬鈴薯深加工過程中產生的殘渣。經測定,馬鈴薯渣干物料中蛋白質含量為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,被遺棄的廢渣發霉腐爛,嚴重污染環境。隨著馬鈴薯淀粉產業的迅速發展,副產物馬鈴薯渣的產量也在逐漸增大,對環境的污染加重,而且造成了資源的嚴重浪費。
(2)馬鈴薯加工企業面臨的困境。隨著馬鈴薯加工企業的發展壯大,產品產量不斷增加,在此過程中,大量的馬鈴薯渣排放使馬鈴薯淀粉生產企業成為污染大戶。這與近年來國際社會及我國大力倡導的改變傳統經濟發展模式新戰略不相符的,也是企業周邊居民不能接受的。節能減排,保護環境,是實現經濟和環境協調可持續發展的關鍵之路,也是我國建設環境友好型社會、建成全面小康社會、實現偉大中國夢的的戰略要求。同時,國家和地方在節能減排也出臺了新政策,“將節能減排作為考核各級領導干部政績的重要指標” 。因此,在用馬鈴薯生產淀粉和粉條過程中產生的薯渣和污水,亟待需要徹底解決,破除馬鈴薯加工企業面臨的種種困難。
(3)我國畜牧業蛋白飼料存在重大缺口。我國的畜牧養殖和水產養殖都居世界首位,據國家農業部畜牧業司的統計數據顯示,2006年全國的肉類總產量為7980萬噸,禽蛋產量達2940萬噸,奶類產量3290萬噸。2006年全國畜牧業總產值超過1.4萬億元,占農業總產值的34%,與畜牧業相關的其它產業(包括飼料工業、獸藥業、畜產品加工業等)年總產值近萬億元人民幣。畜牧水產養殖業及相關加工產業年GDP近3萬億元人民幣,已成為國民經濟的重要產業分支。但是,隨著畜牧業的迅猛發展,我國豆粕等優質蛋白飼料資源的短缺。據調查結果顯示,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品的價格猛增,豆粕價格居高不下,大大增加養殖成本,不利于我國畜牧業的良性發展。在這種情況下,應用馬鈴薯淀粉渣生產可用于畜牧業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、生物技術等科學技術方法加工后,做成適口性好、營養價值較高的飼料,運用在養殖業中,在促進養殖業發展的同時,切實減少馬鈴薯渣對環境的污染,減少飼料資源的浪費,填補我國養殖業蛋白質飼料的短缺,同時,緩解馬鈴薯加工企業面臨的種種困難。
3.國內外目前利用現狀及存在的問題
馬鈴薯淀粉和粉條在加工過程中經常添加一些化學物質,因此產生的馬鈴薯渣適口性差,不能直接被畜禽利用,需要運輸到專門的加工企業進行再處理,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的廢渣,其處理和轉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,還是利用馬鈴薯渣生產發酵產品,技術上面臨的主要問題就是馬鈴薯渣的營養價值較低,經濟上面臨的瓶頸就是薯渣轉化產品的經濟效益較差、市場化推廣難度較高。利用薯渣發酵生產禽畜飼料,是未來馬鈴薯渣處理的最有發展潛力的方向。如何在薯渣的處理技術和經濟效益之間找到合適的平衡點,既能解決馬鈴薯淀粉生產企業廢料處理的問題,提高企業環保水平,增加企業經濟效益;又能降低飼養成本,促進畜牧業的良好發展,是馬鈴薯渣綜合利用中應該主要考慮的問題。
二、馬鈴薯渣在養殖業中應用前景分析
1.發酵生產蛋白質飼料
馬鈴薯渣適口性差,營養價值較低,直接被畜禽利用率較低。通過利用酵母菌、霉菌、乳酸菌、芽孢菌等微生物發酵馬鈴薯渣,生產蛋白質飼料,不僅可提高馬鈴薯渣中蛋白質含量,而且也可以產生一些活性物質。這些活性物質對動物的營養也起著重要的作用,其中蛋白酶不僅提高蛋白質的消化利用率,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環境,既能促進小腸對營養物質的吸收,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,產生大量菌體蛋白,使飼料的營養價值得到顯著提高,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酵生產的蛋白質飼料飼喂育肥肉羊的試驗研究結果發現,試驗組育肥肉羊按0.5kg/只/日的標準另增加發酵的馬鈴薯渣,相較對照組育肥肉羊日增重37.55g/只,胴體增重2.27kg/只。因此,發酵后的馬鈴薯渣,應用于養殖業,在一定程度能提高畜禽的生產性能,有較好的發展前景。
2.青貯包裹發酵飼料
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,試驗結果表明最佳比例是1:4,最佳發酵時間為30~45d,對包裹青貯飼料干物質和蛋白質含量影響不顯著。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。王典等試驗研究發現,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,品質優良。Okinea等研究結果表明,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、結語
1.經濟及社會效益
馬鈴薯渣經發酵生產蛋白質飼料及包裹青貯生產青貯飼料,在生產過程中增加了就業機會,將農村剩余勞動路充分利用起來,增加了農民的收入,促進了農村經濟的發展和社會的穩定。同時,為當地養殖戶提供了優質蛋白質飼料和粗飼料,降低養殖成本投入,提高了養殖戶的養殖效益,促進當地畜牧產業的發展。
2.生態效益
將馬鈴薯渣通過生產發酵飼料和青貯飼料,變廢為寶,減少了馬鈴薯渣對環境的污染,同時,提高農村對玉米秸稈的利用率,增加農民收入,減少了農村焚燒秸稈對環境的污染,改善生態。同時,發展馬鈴薯廢渣的有效利用,實現馬鈴薯淀粉加工廢棄物的快速、批量轉化和產業化推廣,符合《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》中提出的“發展廢棄物等資源化利用技術”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成本,減少環境污染和資源浪費,促進馬鈴薯加工業和養殖業的健康發展,保護環境,實現可持續發展。
參考文獻:
[1]馬小強.馬鈴薯淀粉渣和玉米秸稈混合青貯技術研究[J].甘肅農業,2013,(15).
[2]王典,李發弟,張養東.馬鈴薯淀粉渣和玉米秸稈混合青貯飼料對牛瘤胃內環境及血清生化指標的影響[J].草業學報,2012,(5):13-15.
[3]呂海東.周巖民.李如治.飼用纖維素酶應用研究[J].中國飼料,2004(9):25-27.
[4]張凡華.馮強.發酵馬鈴薯淀粉渣飼喂育肥肉羊效果[J].飼料與營養.2008(6):28-31.
[5]顧正彪.程力.洪雁等.馬鈴薯淀粉生產過程中薯渣的有效利用技術[J].食品科學技術學報.2013,31(1):64-69.
[6]陳志敏.滾雙全.馬鈴薯淀粉渣的開發利用現狀分析[J].農業科技與信息.2015.(1):9-11.
[7]張亞黎.常永杰.馬鈴薯渣裹包青貯對肉羊生產性能的影響[J].中獸醫醫藥雜志.2015.(1):67-68.
[8]常永杰.馬小強.馬鈴薯渣裹包青貯飼料在牛羊養殖中的應用[J].畜牧獸醫雜志.2014.33(3):46-48.