木薯渣饲用价值分析

冀凤杰，王定发，侯冠彧，周雄，周汉林

（中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南儋州571737）



木薯渣饲用价值分析

冀凤杰，王定发，侯冠彧，周雄，周汉林*

（中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南儋州571737）

本研究主要调研了木薯渣的生产工艺，测定了木薯渣的化学成分，包括常规养分、矿物质元素、氨基酸及重金属和氰化物的含量。结果表明，木薯渣作为粗饲料具有较高的营养价值，但是木薯酒精渣和木薯淀粉渣的生产工艺和成分并不相同。两种木薯渣都具有高水分、高碳水化合物、高矿物质、低蛋白、极低脂肪的特点，并且重金属和氰化物含量均在安全范围内。

木薯渣；生产工艺；营养价值

木薯是热带、亚热带地区重要的经济作物和燃料作物。木薯渣是木薯提取淀粉或者生产燃料乙醇后的副产品，主要由木薯的外皮、破碎细胞壁组织组成。我国每年加工木薯淀粉所产生的木薯渣产量大约有30万吨，加上加工酒精等其他产品的木薯渣总计达150万吨左右（以风干物质计）（刘平，2009）。研究木薯渣的饲用价值，不仅可以减少环境污染，实现资源就地转化，还能缓解当前饲料原料的紧张状态，降低饲料成本，建设因地制宜的环境友好型畜牧业。本试验主要调研了木薯渣的生产工艺，测定了木薯渣的营养成分、矿物质元素含量、氨基酸含量及重金属和氰化物含量。

1　材料与方法

1.1材料试验用木薯淀粉渣来自海南省四个木薯淀粉厂，木薯酒精渣来自广西省两个木薯淀粉厂，采样时间分别为2014年12月和2015年2月。采样规则参照GB/T14699.1-2005饲料采样方法进行，每种样品采集50 kg，样品新鲜无污染、无霉变。风干后粉碎，再用四分法分样取得代表性样本，装袋密封保存供分析测定。

1.2木薯渣生产工艺调查主要通过对工厂实地考察，同时结合文献调研对木薯渣生产工艺进行调查。

1.3化学成分测定样品分析主要包括干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）、粗纤维（CF）、粗灰分（CA）、无氮浸出物（NFE）、总能（GE）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）测定，参照AOAC（2005）介绍的方法进行测定。

1.4饲料相对值（RFV）计算

式中：RFV为饲料相对值；DMI为粗饲料干物质随意采食量，以占体重的百分比表示；BW为体重；DM为干物质；DDM为可消化干物质，以占干物质的百分比表示；NDF为中性洗涤纤维，以占干物质的百分数表示；ADF为酸性洗涤纤维，以占干物质的百分数表示（ROHWEDER，1978）。

1.5矿物质含量测定磷的测定采用分光光度法，参照饲料中总磷的测定方法（GBT 6437-2002）进行。其他矿物质含量的分析采用原子吸收光谱法，参照动物饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定方法（GB/T 13885-2003）进行。

1.6氨基酸含量测定氨基酸的测定采用高效液相色谱法，按照饲料中氨基酸的测定方法（GB/ T18246-2000）进行。

1.7重金属和氰化物含量测定重金属铅和镉分别参照饲料中铅的测定方法（GB/T 13080-2004）和饲料中镉的测定方法（GB/T 13082-1991）进行。

氰化物测定参照饲料中氰化物的测定方法（GBT 13084-2006）进行。

2　结果与分析

以往文献报道木薯渣，少有明确是来自木薯淀粉或者木薯酒精的副产物，然而调研结果表明，两者生产工艺截然不同。本试验测定结果也表明木薯淀粉渣和木薯酒精渣成分并不相同，应当区别对待。

2.1木薯淀粉渣生产工艺木薯淀粉的生产主要采用湿法工艺，即生产过程中采用新鲜水洗涤鲜木薯和淀粉原浆（刘亚伟，2011）。据调查，木薯渣的产量约为700 kg鲜渣/1000 kg鲜木薯，新鲜木薯渣含水量在70%以上。木薯淀粉渣是生产木薯淀粉的副产物，其生产工艺流程为：（1）清洗：在清洗机内进行清洗，目的是去泥、除砂和剥皮。（2）去皮：搅拌并把摩擦下来的薄皮冲掉。（3）分切：切块机把块根分切成片，每片厚约30 mm左右。（4）粉碎：用粉碎机进行粉碎，目的是使细胞组织破裂，淀粉析出，但不能将纤维粉碎得太细，否则不利于后面的分离。有些淀粉厂粉碎木薯要分2次进行，经刨丝机粉碎后再细磨粉碎。（5）分离：使用多级分离器分为4个阶段连续分离，各阶段之间是直接连接的，中间不设贮槽。分离器最后阶段流出的浆液含水量为85%～95%。（6）精制：淀粉乳进入高速离心机之前必须经过安全粗滤器和分砂器，将其所含杂质全部除去以保证高速离心机的安全。（7）脱水：精制后的淀粉乳在连续式真空过滤机中脱水，或者在刮刀离心器中脱水，使水分含量降至40%～45%。（8）干燥：可使淀粉产品的含水量保持在12%～13%。快速烘干后冷却、过筛、称重、打包形成淀粉产品。（9）步骤1～6阶段的残渣和废水混合物经管道被输送到终端，挤压脱水后放入贮藏池中，形成含水量70%以上的鲜木薯淀粉渣。

2.2木薯酒精渣生产工艺木薯酒精生产的主要方法是淀粉质原料发酵生产乙醇，利用木薯等含有淀粉的农副产品为主要原料，经蒸煮、糖化工艺将淀粉转化为葡萄糖，并进一步发酵生产乙醇（薛万伟等，2005）。此过程中副产物之一为木薯酒精渣。木薯酒精渣的生产工艺流程为：（1）清洗、去皮、分切和粉碎与木薯淀粉生产工艺1～4步骤相同。（2）液化：使用淀粉酶将淀粉链打断，淀粉的网状结构被破坏，从而使淀粉浆的黏度降低，使淀粉水解为糖和糊精。（3）糖化：用糖化酶将短的淀粉链即糊精转化为可发酵性糖。（4）发酵：包括酵母活化、酵母接种和发酵工艺控制。（5）蒸馏：产生乙醇和废液；乙醇经过提纯和二次蒸馏形成无水乙醇；废液被分离产生清液和带水残渣。（6）前面各流程产生的废液、残渣经过干燥，成为木薯酒精渣。

2.3木薯渣营养成分测定和RFV值计算结果由表1可知，木薯淀粉渣成分以碳水化合物为主，无氮浸出物含量高达60%以上，而粗脂肪和粗蛋白质含量极低。但是由于粗灰分和粗纤维含量较高，这会影响动物适口性和采食量。同时，新鲜木薯淀粉渣含水量高达70%以上，导致此种饲料不耐贮存、不易运输，并且极容易滋生霉菌，腐败变质。

表1　木薯渣营养成分分析

木薯酒精渣成分主要是粗纤维、粗灰分和无氮浸出物，而粗脂肪含量极低，可以忽略不计。木薯酒精渣的粗蛋白质、粗灰分含量都高于木薯淀粉渣，而无氮浸出物含量低于木薯淀粉渣。这主要是由于生产工艺不同造成的。木薯在生产酒精过程中，液化、糖化和发酵的各阶段中要加入大量的酶和酵母，以便彻底地破坏木薯细胞壁，而酶和酵母的添加会提高木薯酒精渣的蛋白质和氨基酸含量。木薯淀粉渣中的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量低于木薯酒精渣，两者能值含量比较接近。

由表2可知，胡忠泽和刘雪峰（2002）、陈丽新等（2009）、唐德富等（2014）均报道过木薯淀粉渣和木薯酒精渣的营养成分，与本研究结果类似。而张芬芬等（2015）、张潇月（2014）、吴世林等（1993）虽然也报道了木薯渣的营养成分，但是并未明确生产工艺。

表2　文献报道的木薯渣营养成分

参照表3中RFV饲料分级标准对本研究中6种木薯渣饲料进行分级，木薯淀粉渣全部属于优质粗饲料，而采自广西南宁和北海的木薯酒精渣分别属于5级和3级粗饲料。邹彩霞等（2009）测定木薯渣的RFV为1.495，这与本研究结果类似。然而木薯酒精渣具有较高的粗蛋白质含量，需要指出的是RFV没有考虑粗蛋白质和能量，这影响了饲料营养价值评定的准确性。但是由于只需在实验室测定粗饲料的NDF、ADF以及DM便可计算出某粗饲料的RFV，因而RFV的参数预测模型是一种比较简便的经验模型。

表3　RFV粗饲料分级标准

2.4木薯渣矿物质含量测定由表4可见，木薯淀粉渣钙、磷、铁、铜、锌、锰含量分别为0.25%～0.34%、0.03%～0.04%、174.57～488.08 mg/kg、1.5～2.14 mg/kg、11.26～16.91 mg/kg、27.69～4 2.92 mg/kg，而木薯酒精渣钙、磷、铁、铜、锌、锰含量分别为0.73%～1.16%、0.25%～0.3%、6674.56～7307.15 mg/kg、8.31～14.4 mg/kg、38.35～64.02 mg/kg、84.69～283.23 mg/kg。木薯淀粉渣的钙、磷及铜、锌、铁、锰含量都低于木薯酒精渣，这与两者粗灰分含量的差异一致。木薯渣矿物质含量的差异，可能主要与土壤和加工工艺不同有关。来自广西北海的木薯酒精渣中铜、锌、锰含量与胡忠泽（2002）报道结果类似，而与唐德富等（2014）报道的结果大相径庭。

表4　木薯渣矿物质含量分析

2.5木薯渣氨基酸含量分析由表5可知，木薯淀粉渣水解氨基酸总和仅为1.74，而木薯酒精渣水解氨基酸总和为8.52，这与粗蛋白质含量的差异一致，原因主要是由于生产工艺不同造成的。不论是木薯淀粉渣还是木薯酒精渣，两者的赖氨酸含量均较高，而蛋氨酸含量都较低，在生产过程中要注意氨基酸不平衡问题；同时必需氨基酸总和占全部氨基酸总和约50%的比例，这提示木薯渣可利用氨基酸水平较低。张芬芬等（2015）报道了木薯渣的氨基酸含量，与本研究中木薯酒精渣的结果类似。

2.6木薯渣重金属和氰化物含量测定本试验研究了木薯渣中重金属和氰化物含量，结果均在安全范围内（表6）。

表5　木薯渣氨基酸含量分析

表6　木薯渣重金属和氰化物含量分析

木薯酒精渣的铅、镉含量分别为10.61～11.18 mg/kg和0.02～0.18 mg/kg，而木薯淀粉渣铅含量为3.42～7.67 mg/kg，镉含量未检出。孙建国（2004）报道，越南木薯干样品铅含量超标率80.0%，泰国木薯干样品铅含量超标率为26.7%，判定木薯干中铅含量高于0.4 mg/kg即为超标，但是木薯干在配合饲料中添加量远远高于木薯渣。饲料卫生标准（GB13078-2001）中没有明确规定木薯渣重金属允许限量，规定米糠中镉含量不得超出1.0 mg/kg，木薯渣营养成分与米糠类似，可参照米糠的限量。饲料卫生标准规定生长鸭、产蛋鸭、肉鸭和鸡、猪用配合饲料中铅含量不得超出5 mg/kg。假设木薯渣在配合饲料中添加量为20%，只有当木薯渣中铅含量为25 mg/kg时才会超标。不过总的说来，木薯酒精渣铅含量高于木薯淀粉渣，两者的铅含量都比较高，应当引起重视。

饲料卫生标准中没有明确规定木薯渣中氰化物（以HCN计）的最大允许量，但是界定了配合饲料中氰化物的限量为50 mg/kg（表7），可以据此推算木薯渣在配合饲料中的最高添加量。参照本研究结果中氰化物的最大值126.66 mg/kg，木薯渣在配合饲料中最高添加量为39.4%，而实际生产中考虑到动物消化率和适口性，木薯渣添加量往往低于15%，所以氰化物的影响微乎其微。

表7　木薯中氰化物（以HCN计）最大允许量

3　小结

综上所述，木薯渣具有高水分、高碳水化合物、高矿物质、低蛋白质、极低脂肪含量的特点，重金属和氰化物含量均在安全范围内。木薯渣生产工艺调研和测定结果表明，木薯淀粉渣和木薯酒精渣成分并不相同，应当区别对待。木薯酒精渣中粗蛋白质、氨基酸和粗灰分及铜、锌、铁、锰等含量高于木薯淀粉渣，但是RFV值低于木薯淀粉渣。

本研究表明，木薯渣作为粗饲料具有较高的营养价值，值得进一步开发和利用。特别是在木薯产区对缓解冬季牧草不足，解决粗饲料匮乏的状况具有重要意义。然而关于木薯渣作为粗饲料在体外产气、瘤胃降解和饲料分级指数等方面仍需做进一步研究。

［1］陈丽新，黄卓忠，韦仕岩，等.木薯酒精废渣营养成分分析及栽培毛木耳试验［J］.食用菌，2009，6：34～35.

［2］，刘雪峰.木薯渣饲用价值研究［J］.安徽技术师范学院学报，2002，4：4～6.

［3］刘平.木薯渣饲料资源化开发研究［J］.养殖与饲料，2009，1：55～59.

［4］刘亚伟.木薯淀粉的加工［J］.农产品加工，2011，1：34～35.

［5］孙建国.进口木薯干有毒有害物质分析及对策［J］.中国国境卫生检疫杂志，2004，4：243～245.

［6］唐德富，史兆国，汝应俊，等.木薯日粮中添加α-淀粉酶对肉仔鸡生产性能和养分消化利用的影响［J］.国外畜牧学（猪与禽），2014，6：62～64.

［7］吴世林，沈应然，蒋宗勇，等.木薯叶粉和木薯渣对猪的营养价值评定［J］.中国饲料，1993，3：18～19.

［8］薛万伟，党选举，李鑫.木薯酒精发酵工艺的研究［J］.酿酒，2005，4：39～40.

［9］张芬芬，王志跃，杨海明，等.木薯渣对22～49日龄仔鹅生长性能、屠宰性能及内脏器官发育的影响［J］.动物营养学报，2015，6：1804～1812.

［10］张潇月.家兔五种非常规糟渣类饲料的营养价值评定：［硕士学位论文］［D］.保定：河北农业大学，2014.

［11］邹彩霞，梁坤，梁贤威，等.应用体外产气法评定几种广西饲草的营养价值［J］.饲料研究，2009，8：33～35.

［12］Rohweder D A，Barnes R F，Jorgensen N.Proposed hay grading stands based on laboratory analyses for evaluating quality［J］.Journal of Animal Science，1978，47：747～759.

This article attempts to study the processing technology of cassava residue（CR）and its chemical composition，including routine nutrients，minerals，amino acids，heavy metal and cyanide.The results showed that CR as roughage has high nutritive value，but those two kind of CR differ from eacher other both in processing technology and in nutrive value.Both cassava residues are a rich source of moisture，carbohydrate and mineral but deficient in protein and fat.Moreover，the content of heavy mineral and cyanide in CR is within the scope of the security.

cassava residue（CR）；processing technology；nutritive value

S816.7

A

1004-3314（2016）06-0037-04

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20160610

公益性行业（农业）科研专项（201403049）；海南省社会发展科技专项（SF201447）