甘薯產品營養價值及其在畜禽生產中的應用

林國釗， 李 平， 朱曉萍， 尚秀國*（.佛山科學技術學院生命科學與工程學院，廣東佛山583；.廣東省農業科學院動物科學研究所，農業農村部華南動物營養與飼料重點實驗室，畜禽育種國家重點實驗室，嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室茂名分中心，廣東省畜禽育種與營養研究重點實驗室，廣東廣州50640）

甘薯（Ipomoea batatas L.）屬旋花科甘薯屬，俗稱地瓜、番薯、紅苕等，由塊根、莖葉等部分組成。甘薯起源于美洲，在全球范圍內被用于人類食品及動物飼料，還作為能源以及工業原料作物被廣泛使用。世界糧農組織（FAO）統計數據顯示，2018年我國甘薯種植總面積為237.93×104hm2，占世界種植面積的29.0%，是世界上最大的甘薯生產和消費國（FAO，2018）。此外，甘薯還具有來源廣，對土壤要求低，產品中有害殘留少等優點。甘薯各種產品營養特性有所不同，同種產品之間營養成分也存在差異。本文對我國甘薯種植分布及分類進行總結，并對各產品營養成分、有效能值等研究結果，及其在畜禽生產中的應用進行綜述，為甘薯飼用研發和應用提供重要參考。

1 我國甘薯種植分布及分類

1.1 種植分布 甘薯產量高，種植面積廣，在我國主要分為5個產區：北方春薯區，包括遼寧、吉林、河北、陜西北部等地；黃淮流域春夏薯區，種植面積約占全國甘薯總面積的40%；長江流域夏薯區，除青海和川西北高原以外的整個長江流域；南方夏秋薯區，北回歸線以北的長江流域以南地區；南方秋冬薯區，北回歸線以南的沿海陸地和臺灣等島嶼（米谷等，2008）。

1.2 甘薯分類 甘薯在世界種植分布很廣，栽培歷史悠久，不同的性狀和經濟利用價值形成了不同的甘薯品種類型。我國甘薯不僅產量高，而且品種豐富，農業農村部2018—2020年登記公告品種數據的統計分析，結果顯示甘薯登記品種共248個，根據用途可分為鮮食型、淀粉型、菜用型、加工型、色素型、兼用型（袁蕊等，2021）。根據肉色可分為紫肉甘薯、橘肉甘薯、黃肉甘薯、白肉甘薯（王春雨等，2017）。

2 甘薯產品營養成分

甘薯產品眾多，塊根和莖葉為主要產物。塊根淀粉含量高，能充當能量飼料；莖葉粗蛋白質含量較高，并且能提供一定膳食纖維。甘薯在經過青貯加工后能夠提高飼用價值，而甘薯加工副產品價格低廉，也具有良好研發利用價值。由于品種、產地、貯存時間、加工方式等不同使得產品存在成分差異，具體營養成分情況見表1～表3。

表1 甘薯產品常規營養成分與有效能值含量（飼喂基礎）

2.1 甘薯塊根 甘薯塊根是甘薯作物的地下部分，富含碳水化合物和生物活性物質，其主要飼用價值是充當能量飼料。新鮮甘薯塊根水分含量高，能值較低，并且含有胰蛋白酶抑制因子，直接飼喂會降低動物對蛋白質消化利用率；干燥后的甘薯塊根能值較高，更便于儲存 （Dominguez等，2012）；而塊根加熱熟化后可以消除甘薯中的胰蛋白酶抑制因子，提高甘薯風味（楊燁，2017）。

甘薯碳水化合物主要以淀粉形式存在，不僅含量高，而且消化利用效果好。淀粉是由α-1,4-和α-1,6-糖苷鍵連接的D-吡喃葡萄糖單元所構成的水不溶性葡聚糖，主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成（韓文芳等，2020）。由于支鏈淀粉的分子表面積比直鏈淀粉大得多，因此認為支鏈淀粉含量高的淀粉可以更快地被機體消化吸收（冀鳳杰等，2021）。而甘薯淀粉中的支鏈淀粉含量在73.36%～82.27%（張令文等，2021），因而推測甘薯淀粉能夠很好地被畜禽消化吸收。

此外，甘薯塊根還含有豐富的生物活性物質，具有良好的抗氧化作用。其中，Sullivan等（1997）以熱帶作物作為對比，證實甘薯是提取胡蘿卜素的首選食品。而紫甘薯的花青素也被認為比草莓、紅甘藍和紫蘇等其他植物的花青素更穩定（Hwang等，2011；Zhang等，2009）。此外，塊根的部分活性物質含量與其肉色具有一定相關性，其中，紫肉甘薯的多酚和花青素含量高于白肉和黃肉品系；橙肉甘薯的β-胡蘿卜素含量普遍高于其他肉色品系，具體情況見表3。

表3 不同肉色甘薯塊根生物活性物質含量（飼喂基礎）mg/100 g

2.2 甘薯莖葉 甘薯莖葉屬于甘薯地上部分，也被稱做甘薯蔓、甘薯藤、甘薯秧等。甘薯莖葉作為甘薯塊根收獲后的副產物，其產量與塊根相當或略高，資源非常豐富。甘薯莖葉能值較低，粗纖維含量高，但富含蛋白質和氨基酸。新鮮收獲的甘薯莖葉體積大，水分含量高，不宜貯存，利用率較低，一般采用青貯或風干制粉的方法進行貯藏利用。

除了常規營養價值外，甘薯莖葉同樣富含維生素和生物活性物質。邱俊凱等（2021）對58種甘薯莖葉進行檢測，研究結果顯示，甘薯莖葉干物質基礎中維生素B1含量為0.01～0.08 mg/100 g、維生素B2含量為0.64～1.46 mg/100 g、維生素C含量為1.47～131.64 mg/100 g、β-胡蘿卜素含量為6.75～55.00 mg/100 g、維生素E含量為0.39～10.25 mg/100 g、總酚含量為3.30～17.25 g CAE/100 g，并且認為甘薯莖葉的抗氧化活性與總酚含量呈現顯著正相關，即總酚含量越高的品種，抗氧化活性越強。

表2 甘薯塊根與莖葉氨基酸含量（干物質基礎）%

2.3 甘薯加工物

2.3.1 甘薯青貯物 甘薯通過青貯不僅可以去除部分胰蛋白酶抑制因子，還可以增加乳酸菌、乳酸菌代謝產物（主要為乳酸）和次生代謝產物（乳酸菌素等），增加適口性。甘薯青貯物制備方法和原料選擇靈活，主要是以甘薯塊根和甘薯莖葉為主要原料，搭配其他物質進行青貯?？梢詫⒏适韷K根經過粉碎打漿，按照一定比例與菜枯（油菜籽榨油后剩下的壓成餅狀的渣滓）、食鹽等混合均勻，然后密閉青貯制成（劉進遠等，2009）。也可將甘薯藤搭配40%酒糟和20%的稻草進行混合青貯（王鴻澤等，2014），其青貯搭配不一也導致了其營養成分變異較大。需要注意的是，青貯原料的適宜水分含量應該在80%以下，水溶性碳水化合物含量應該占鮮樣的2%～3%以上（王力生等，2013）。由于新鮮的甘薯莖葉水分含量大于80%，碳水化合物含量不足1%，單一青貯后腐爛發黏，并且輕微霉變，效果較差（王鴻澤等，2014）。

2.3.2 其他甘薯加工物 其他甘薯加工物主要用于人類食用。甘薯全粉是以新鮮甘薯塊根為原料，經過挑選、清洗、去皮、切片、預煮、熟化、搗泥和干燥等工序，制得的脫水制品，可幾乎全部保留鮮塊根的各種營養成分（潘悠優等，2019）。相比較于脫水甘薯，甘薯全粉多了熟化工序。甘薯干是以甘薯或甘薯全粉為主要原料，經過蒸煮、干燥等工序制備。

2.4 甘薯加工副產品

2.4.1 甘薯渣 甘薯渣是甘薯提取淀粉過程中的副產品，主要由塊根皮、梗和肉組成，其中塊根皮和肉約占97.2%，塊根梗僅占2.8%，新鮮的甘薯渣含水量高，各種細菌、真菌，特別是黃曲霉等霉菌極易生長繁殖，并產生有毒代謝產物，因此新鮮的甘薯渣不易保存，并且由于霉菌的繁殖，自然堆放的甘薯渣很快會變黃變黑，飼喂動物后常引起黃曲霉中毒、嘔吐、拒食、腹瀉、肝腎損傷等負面影響（鄧奇風等，2015）。甘薯渣曬干保存會使得營養成分大量流失，因此最好利用鮮貯發酵的方法保存利用，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，改善飼料適口性，提高畜禽食欲（劉惠知等，2013）。

甘薯渣發酵菌種主要是乳酸菌、芽孢桿菌、雙歧桿菌和霉菌這四類，在發酵后能夠降解纖維、提高蛋白質和氨基酸含量。崔嘉等（2018）選取10種發酵菌對甘薯渣進行發酵，結果顯示，各菌株發酵對甘薯渣營養成分均有明顯效果，纖維降解率在20.47%～51.54%，真蛋白增加量在48.05%～118.05%，氨基酸總量、必需氨基酸總量增加量分別提高63.64%～211.32%、16.45%～154.78%；其中甲硫氨酸提高50.00%～200.00%，賴氨酸提高66.67%～300.00%；使用產朊假絲酵母發酵的氨基酸增加量和必需氨基酸增加量最高，分別為211.32%和154.78%。

2.4.2 甘薯酒精渣 甘薯酒精渣是酒精廠發酵剩余的副產品，水分含量高，能值和營養成分較低，但價格便宜，還沒有被很好的開發利用。

3 甘薯產品在畜禽生產中的應用

3.1 甘薯塊根在畜禽生產中的應用 甘薯塊根淀粉含量高，可以作為能量飼料在畜禽飼料中添加使用，但是由于蛋白質，特別是賴氨酸、蛋氨酸、含硫氨酸含量較低，這使得甘薯塊根在飼糧中的添加比例不宜過高，并且需要補充其他蛋白質原料或氨基酸添加劑。此外，甘薯鮮塊根含有胰蛋白酶抑制因子，生食會抑制蛋白質吸收，不利于畜禽生產，但可通過干燥、烹調等方式來降低或去除胰蛋白酶因子。

常文環等（2003）在飼料中摻入新鮮甘薯塊根碎飼喂生長豬和育肥豬，研究結果顯示，少量替代可以降低飼料成本，但隨著甘薯比例增加，豬的日增重逐步降低，在60%添加量時達到極顯著水平；日糧粗蛋白質和粗脂肪消化率差異不顯著，但呈下降趨勢，因此不適于大量添加。Beckford等（2015）將甘薯塊根清洗切碎后，自然風干粉碎，分別以10%、20%、30%添加量替代日糧中的玉米飼喂肉雞，結果顯示，各處理的總采食量、平均日采食量和屠宰率均無顯著差異，對大部分內臟和其他胴體成分也沒有顯著影響，證明甘薯能夠少量替代玉米充當能量飼料。Pandi等（2017）用25%甘薯塊根粉替代基礎日糧飼喂肉雞，結果顯示，飼糧中添加甘薯塊根粉不影響飼糧表觀代謝能和干物質消化率，但在配制日糧時需要補充蛋白質和氨基酸。具體甘薯塊根在畜禽生產中的應用情況見表4。

表4 甘薯塊根在畜禽生產中的應用

3.2 甘薯莖葉在畜禽生產中的應用 甘薯莖葉部分可以作為蛋白質和纖維來源添加到畜禽飼料當中。新鮮甘薯莖葉還可以為畜禽提供額外的維生素，特別是基礎日糧中缺乏維生素C的情況。新鮮甘薯莖葉中干物質含量和能量較低，粗纖維含量高；曬干甘薯莖葉中性洗滌纖維、粗灰分和蛋白質含量均較高，但賴氨酸、蘇氨酸和含硫氨基酸含量較低，因此不宜在飼料中過多添加。

甘薯莖葉在畜禽中主要是充當纖維源飼喂母豬和反芻動物，也可用于補充部分蛋白質。Zhang等（2019）將新鮮甘薯莖葉剁碎后，分別以0%、2%、4%、6%水平等比例替代玉米飼喂育齡前期妊娠母豬，結果表明，添加甘薯莖葉能夠促進妊娠母豬卵巢的發育，增加卵巢相對重量和大卵泡（＞5mm）數量。Megersa等（2013）將甘薯莖葉曬干后，不同比例替代精料飼喂成年山羊，結果顯示，用35%甘薯莖葉替代精料對日糧各營養成分消化率無顯著影響，對山羊總增重、屠宰體重和肋眼肌面積也無顯著影響。Pietrosemoli等（2016）將甘薯莖葉和塊根干燥研磨后，按70%葉和30%根比例混合制備成甘薯粉，之后用于飼喂育肥豬，結果顯示，添加比例在10%～20%時不影響豬的生長和日糧養分利用率。具體甘薯莖葉在畜禽生產中的應用情況見表5。

表5 甘薯莖葉在畜禽生產中的應用

3.3 甘薯加工產品在畜禽生產中的應用 甘薯青貯物含有的乳酸可提高鈣、磷、鐵的利用率，促進鐵和維生素D的吸收。乳酸菌素具有抗菌，促進胃液分泌，增強胃腸蠕動，促進食物消化，選擇性殺死腸道致病菌，保護和促進有益菌的生長，調節電解質平衡，改善微循環等功能（El-saadony等，2021）。因此，在畜禽日糧中添加部分甘薯青貯物，可能可以提高畜禽生產性能。

劉進遠等（2009）分別用15%、20%、25%甘薯青貯物替代基礎日糧飼喂育肥豬，結果顯示，隨替代比例的增加，平均日增重先增加后下降，但差異不顯著，這有可能是青貯處理不能完全消除胰蛋白酶抗營養因子，影響生長性能。

3.4 甘薯加工副產品在畜禽生產中的應用 甘薯渣能量和蛋白質含量低，但富含膳食纖維，而膳食纖維可改善胃腸道微生物，促進鈣、磷等礦物元素吸收。但甘薯渣經過發酵后能夠顯著提高其蛋白質含量和質量，并且能夠補充益生菌，調節動物腸道健康。甘薯酒精渣雖然營養價值低，但價格便宜，目前可充當廉價的填充飼料飼喂反芻動物（王碩等，2010）。

新鮮甘薯渣價格低廉，但營養水平較低，在替代玉米后會導致日糧能量和蛋白質水平下降，過多添加不利于畜禽生長。但甘薯渣經發酵后整體營養水平上升，具有良好替代效果。甘薯酒精渣的水分含量高，能值低，但其干物質粗蛋白質含量較高，具有一定利用價值。鄒志恒等（2015）分別用2%、4%、6%甘薯渣等比例替代日糧中的玉米飼喂生長豬，結果顯示，隨著甘薯渣添加水平的提高，各組間平均日采食量和平均日增重均無顯著差異；當甘薯渣添加水平從4%提高到6%時，采食量升高，但平均日增重和飼料轉化率均出現下降。王苑等（2015）同樣以2%、4%、6%甘薯渣等比例替代日糧中的玉米飼喂產蛋雞，結果顯示，隨添加比例增加，產蛋率、日產蛋重和平均蛋重呈下降趨勢，但是對蛋殼厚度、強度、蛋黃顏色和哈氏單位均無顯著影響。周曉容等（2016）分別使用5%、10%、15%的風干發酵甘薯渣替代日糧飼喂生長豬，結果顯示，用發酵甘薯渣替代部分能量、蛋白飼料，不影響豬的采食量和日增重，但可改善飼料利用效率，節約飼料成本，增加養殖效益。王碩等（2010）分別用5%、10%、15%甘薯酒精渣替代日糧中的玉米豆粕飼喂肉牛，結果表明，替代比例在5%時能夠提高肉牛平均日增重，但繼續增加比例后會降低整體生長性能，這有可能是因為甘薯酒精渣整體能值較低，替代比例過高會導致能值不足而影響生長性能。具體甘薯加工副產品在畜禽生產中的應用情況見表6。

表6 甘薯加工副產品在畜禽生產中的應用

4 小結

我國甘薯及其加工副產品產量大、來源廣、營養豐富，具有很大的飼用潛能。甘薯塊根部分可替代畜禽日糧中玉米等能量飼料原料；莖葉部分可以作為很好的蛋白質和纖維素來源，替代畜禽日糧中豆粕、苜蓿草粉等原料；甘薯渣等其他加工副產品，在控制用量的情況下，也可有效利用而降低飼料成本。目前甘薯飼用領域雖已有一些研究證實其營養成分與飼用價值，但針對甘薯不同產品在不同動物中的作用，有效能、氨基酸消化率等系統的有效性評價研究很少，通過更深入研究與應用，甘薯有望成為一種更加重要的飼料原料。