新疆棉籽蛋白产业发展概述

龙遗磊　吾买尔江·库尔班　马青山　牙生·玉努斯　李丽丽　陶志鑫　杜霄　艾先涛

摘要：新疆是我国最大的植棉省区，棉副产品中棉籽产量巨大，棉籽蛋白的开发利用前景广阔。棉籽粕与豆粕相比营养成分含量和成本的优势明显，棉籽蛋白有替代大豆蛋白的基础和潜力。但是新疆本土对于棉籽蛋白的开发利用依旧存在一些问题：民众对棉籽蛋白的认识不足，导致棉籽蛋白使用率低；行业加工技术水平有限，新疆本土仅有个别企业能够生产高浓缩棉籽蛋白；相关政策引导不充分。为加快新疆棉籽蛋白产业发展，通过多方考察给出以下建议：构建技术体系，多方位刺激棉籽蛋白生产；加强高浓缩棉籽蛋白技术和产品应用的示范推广，提高民众对棉籽蛋白及其价值的认同度；政府加强政策扶持，营造良好的棉籽蛋白发展环境。

关键词：棉籽；蛋白；开发利用；饲用；发展建议

我国饲料用粮占粮食总产量的40%以上，每年玉米供应缺口超过2 000万t，大豆进口量超过1亿t[1]，“人畜争粮”问题日趋严重，中美贸易摩擦不断加剧，对大豆的依赖将是制约我国饲料产业发展的一个长期性“卡脖子”问题。为应对“人畜争粮”问题，棉籽蛋白逐渐被饲料产业关注。

棉籽具有多种经济利用价值。其经过精深加工分离后可得到棉短绒[2]、棉籽壳[3]、棉籽油[4]、棉籽糖[5]、棉酚[6]、单宁、棉籽蛋白、棉粕[7]等产品原料，这些分离物在食品、饲料、医药、生物燃料、工业加工等诸多方面都极具经济价值和广泛用途。棉酚可以作为工业抗氧化剂、御寒剂、防老化剂的原料[8]，由棉酚和醋酸研制的药可治疗初期胃癌等癌症、子宫肿瘤、功能性出血等疾病[9]；同时最新研究显示，棉酚通过靶向RNA依赖的RNA聚合酶活性中心广谱抑制冠状病毒[10]。棉籽糖是一种功能性低聚糖，具有低糖度、低热量特点，可作为功能性食品，提高肌体免疫力；棉籽中的单宁有益于心血管疾病的预防，还具有收敛抗皱、美白保湿、防氧化等作用[11]。

新疆是我国最大的棉花产地，每年棉籽产量超过750万t[12]，是开展棉籽蛋白应用研究、推进新型饲料开发利用的最佳区域。近年来，新疆棉籽蛋白产业发展取得了一定成效，但也存在一些亟待解决的问题。

1 新疆棉籽蛋白开发利用必要性

1.1 新疆具有丰富的棉籽蛋白资源

新疆是我国最大的产棉区，2021年新疆棉花种植面积为250.6万hm2，皮棉产量为512.9万t，占全国总产量的89.5%，总产、单产、种植面积、商品调拨量连续28年位居全国第一，其中棉籽产量达750万t左右[13]。雄厚的棉籽资源为棉籽蛋白产业链提供了有利条件，具有巨大市场潜力。同时，棉籽为饲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当于0.6～0.8 hm2的大豆[14-15]。在大食物观背景下，其综合利用价值值得关注。

1.2 棉籽蛋白的应用价值

棉籽蛋白的营养价值远高于谷类蛋白，在品质上与大豆蛋白相似。棉籽粕中的矿物质含量与大豆粕相近，远远高于谷物[16]。研究显示，棉籽粕中维生素（VE、VB1、VB2、VB3、VB6）和叶酸等含量远比整粒大豆的高，多数接近全麦粉和绿色主食糙米。去除酚类化合物的棉籽蛋白是国内新上市的一种原料[6，17]。这类棉籽蛋白的功能特性主要有溶解性、吸水性、吸油性、乳化性和乳化稳定性、起泡性与泡沫稳定性等[7，18]。使用这类棉籽蛋白能显著提高奶牛产奶量，改善乳品品质，节约饲养成本[19]，是一种很有应用前景的奶牛蛋白饲料。

1.3 棉籽粕具有替代豆粕成为新型饲料的潜力

棉籽粕与豆粕相比营养成分优势明显。棉籽粕蛋白质含量（45%～50%）比豆粕（40%～48%）高，在粕类中居第2位，且蛋白质相对分子质量小（40 000），较豆粕蛋白质（相对分子质量为350 000）更利于动物吸收[20]；棉籽粕粗纤维含量在10%～15%，在粕类中居于高位；棉籽粕赖氨酸含量在2.0%～2.5%（在各種氨基酸中，饲料中赖氨酸含量最低，动物自身不能合成，须从外界获得，被称为“第一限制性氨基酸”），略低于豆粕，而精氨酸含量是粕类中最高的[21]。采用精细加工技术可生产65%高浓缩棉籽蛋白、脱毒棉籽蛋白、过瘤胃棉籽蛋白、全脂脱酚棉籽蛋白，可替代欧美进口大豆蛋白，有助于打破垄断。同时，在国际市场豆粕作为主要的饲料来源，其价格在粕类中最高，2022年其均价已经升至3 310.47元·t－1左右；而棉籽粕均价在2 854.59元·t－1左右[22-33]，若能替代豆粕，将大大节约生产成本。

1.4 开发利用棉籽蛋白的紧迫性

当前，新疆棉花的主要收益来自棉纤维，而棉籽油、棉籽粕、棉籽壳等加工利用环节的利润极低。这一方面，未能充分利用棉籽潜在的经济价值，另一方面，易受国内国外市场、政治等因素波动的影响，导致当地棉花生产加工企业甚至整个棉花产业受损。近年，欧美国家无中生有炮制的“新疆棉花事件”，使新疆部分企业失去欧美订单，造成严重经济损失，我国棉花出口也受到很大冲击[34]。因此，新疆棉花产业发展方向应是多元的，将现有棉花资源“吃干榨净”，延长产业链，进一步提高经济效益，降低外部因素引发的风险，而棉籽蛋白产业可以通过充分开发实现的经济价值甚至高于棉纤维的价值，能补强产业链。

2 新疆棉籽蛋白产业中存在的问题

2.1 对充分利用棉籽蛋白的紧迫性认识仍不足

为应对“人畜争粮”和大豆依赖进口的“卡脖子”问题，2021年3月15日，农业农村部畜牧兽医局发布“关于推进玉米豆粕减量替代工作的通知”，同时下达《饲料中玉米豆粕减量替代工作方案》[35]，旨在推进饲料中玉米、豆粕的减量替代，促进饲料粮保供稳市。新疆作为我国最大的棉籽产地，在棉籽蛋白产业、新型饲料开发利用等方面，仍未出台针对性的政策以加大棉籽蛋白在饲料中的应用；当地多数棉籽加工企业依然以传统的热轧方式对棉籽进行简单加工[36]，提取其中的油脂、棉粕，附加值低，且多不注重饼粕蛋白质量，造成棉粕粗纤维含量高、蛋白质含量低，有效能值低，有毒有害物质含量高，蛋白质（氨基酸）消化利用率低。经过简单处理的棉籽蛋白含量明显低于鱼粉及豆粕等优质蛋白质饲料资源，如只经过压榨处理的棉籽蛋白，蛋白含量只有42%～46%，其在饲料中的添加比例很小（3%～4%）[37]，尤其是不少地方把棉籽饼粕当作肥料还田，形成低利用、低收益、高浪费的不良发展局面。

2.2 棉籽蛋白产业本土技术创新能力仍需加强

新疆作为我国棉花主产区，产业链发展投入和技术研发的尖端人才严重不足，与国内先进水平差距仍很大，成为该领域创新发展的突出短板。65%的高浓缩棉籽蛋白[38]、脱酚棉籽蛋白[39]、棉籽糖[40]、棉酚[41]、小肽[40]的加工等技术成果，大多来自新疆以外的科研团队。新疆本土棉籽加工企业对棉籽精细加工技术的研发力度明显不足，创新意识不强，导致棉酚提取、去单宁工艺等存在缺陷，棉籽蛋白的饲用价值依然处于辅助地位。目前仅有个别企业（新疆金兰植物蛋白有限公司、天康生物股份有限公司）具备生产高浓缩棉籽蛋白的能力。因此，新疆的棉籽加工工艺技术急需改进、提升和创新，引导更多企业进入棉籽蛋白精深加工领域，促进棉籽蛋白产业健康发展。

2.3 对发展棉籽蛋白产业的政策扶持力度不足

虽然2018年中国饲料工业协会发布团体标准《仔猪、生长育肥猪配合饲料》[42]、《蛋鸡、肉鸡配合饲料》[43]，2021年农业农村部又发布《饲料中玉米豆粕减量替代工作方案》[35]提出多项建议促进棉籽蛋白的饲用，但这些相关标准和建议尚未引起新疆本地广大畜牧工作者和相关单位的重视。目前尚未见到相应政策以引导产业发展、激发市场自主创新动力，并且缺乏项目、专项资金支持，使当地棉籽蛋白的技术研发与推广应用滞后于强烈的市场需求，也与新疆作为最大棉籽产区的地位极不相符。

3 对新疆棉籽蛋白开发利用的建議

3.1 构建技术体系，提升创新能力

首先，积极争取国家和新疆财政专项资金，强化支持新疆生产建设兵团和地方两级科研院所、高校等单位开展以棉籽蛋白为核心的理论、方法、技术、工艺等基础性、前沿性研究，加强浓缩棉籽蛋白、棉籽糖、棉酚等的综合应用研究，拓展棉花全产业链关键环节、核心技术的研究突破，持续稳定支持优势学科和创新团队，让科研人员沉下身子，潜心开展科研工作。可在以下几方面开展攻关研究：一是浓缩棉籽蛋白深加工技术装备研发与示范；二是高浓缩棉籽蛋白生产、加工工艺研究；三是开展低酚、高油分、饲用等专用棉花新品种的研发与示范。其次，建设以棉籽营养物质含量为主的重大科技创新平台，提升育种技术手段。通过生物育种技术，重点创制选育蛋白等营养物质含量更高、棉酚含量更低的低酚高效棉花新品种、低酚高油分或饲用专用棉花新品种。最后，深化科企合作，推进产学研用深度融合，逐步形成以企业为主体、市场为导向、资本为纽带的利益共享的棉籽蛋白产业创新模式。

3.2 提高思想认识，加大舆论宣传

目前当地许多养殖户和养殖企业对棉籽蛋白的认识还很陈旧，认为棉籽蛋白饲用后会对动物产生不育[44]、生长受阻[45]等诸多不利影响。从目前来看，利用棉籽脱酚去毒技术后，棉酚等有毒有害成分已不再是影响食用和饲用安全的限制因素，经过规范化精深加工的棉籽蛋白完全能够达到食用和饲用标准。因此，在加强技术开发的基础上，要兼顾技术宣传，做好高浓缩棉籽蛋白相关技术和产品利用的示范推广工作，让广大畜牧工作者认识到棉籽蛋白成本低、营养成分高的优点。因此，建议政府相关部门加大对棉籽蛋白产业的关注，加强对棉籽蛋白产业的知识科普、技术宣传，提高人们对棉籽蛋白作为食用和饲用原料的思想认识，使其充分认识到棉籽蛋白的开发价值，从而促进新疆棉籽蛋白产业发展壮大。

3.3 加大政策扶持力度，营造良好发展环境

新疆棉籽蛋白产业具有广阔的发展前景，其发展壮大需要加大政策扶持力度、发展龙头企业、加大科研和市场资金投入，以推动整个产业健康有序发展。一是加大相关政策支持力度，激发该产业的市场主体活力，使其不仅能够生存，而且能够实现更大发展。二是持续优化产业发展环境，深化国内外相关合作，提升产业创新能力和发展质量，制定出台科企合作、市场营销等相应政策措施，促进棉籽蛋白深加工产业在更宽松的环境中健康成长。三是完善政策支撑，放活科研人员管理体制机制，破除科研体制障碍，充分激发科研人员自主创新活力，允许科研机构和科研人员以科技成果作价入股企业，鼓励科研人员通过兼职、挂职、签订合同等方式到企业开展技术服务、参与项目合作，获得合法合规收入，且在巡视巡察、审计监督中应按政策同向支持保护，促进科技创新和成果转化。四是针对目前新疆从事棉籽蛋白深加工的规模企业不多，要坚持扶优扶强，优先支持棉籽蛋白龙头企业通过市场竞争做大做强。棉籽蛋白深加工过程中的诸多环节（如低温萃取[46]）对加工设备具有较高的要求，大大提高了行业门槛，以致集原料生产、市场开拓、资金规模、研发能力于一体的棉籽蛋白深加工企业少之又少。因此，要着力推进打造一批规模较大、成长性较好、生产加工技术先进、市场营销网络健全、技术服务到位的现代棉籽蛋白深加工企业，提升新疆棉籽蛋白产业整体竞争力。同时，鼓励企业走出去，开拓国外市场，使技术、产品辐射周边中亚国家，推动新疆棉籽蛋白深加工产业在丝绸之路经济带核心区发展中不断壮大。

4 结语

随着国内大豆蛋白需求缺口的增大，人们逐渐将目光转向棉籽蛋白。新疆作为中国最大的棉花产区，每年产出大量棉籽，这为当地棉籽蛋白产业链形成奠定了良好的基础；但由于棉籽含有大量的棉酚、单宁等对生物体有害的物质使得棉籽蛋白产业的发展受到了一定的限制。所以，棉籽蛋白产业的发展必然需要伴随着生产技术的革新，如何在保留棉籽蛋白营养成分完整性的同时完全去除有害成分成为急需解决的问题。目前新疆本地存在一些棉籽蛋白加工企业，但其规模和产业链相较于巨大的棉籽产量明显不足；这些企业的棉籽蛋白粗加工技术已相当成熟，但在棉籽蛋白精细化加工利用方面却少有突破。这其中涉及研发经费少、产品研发创新能力低等多方面的原因。因此，应当促进新疆相关企业与科研单位合作，鼓励企业自主申报国家和新疆当地的相关科研项目，加大研发经费投入，全方位深层次开发利用棉籽蛋白资源，争取早日做到新疆棉籽资源零浪费。

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（责任编辑：杨子山 责任校对： 王小璐）

收稿日期：2023-01-13   第一作者简介：龙遗磊，硕士，研究方向为棉花育种，1936818538@qq.com。*通信作者：艾先涛，博士，研究员，研究方向为棉花遗传育种，yixiantao@sina.com

基金項目：新疆维吾尔自治区科技援疆计划“新疆棉花品种DNA身份鉴定体系构建与应用研究”（2020E02097）；新疆农业科学院科技创新重点培育专项“新疆机采棉高产优质分子设计育种技术体系研究”（XJKCPY-2021005）