林源饲料和添加剂技术现状及展望_蒋剑春.pdf

书书书第 43 卷第 1 期2023 年 2 月林产化学与工业Chemistry and Industry of Forest ProductsVol 43 No 1Feb 2023收稿日期:2022-10-16基金项目:中国林科院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(CAFYBB2020MC001);中国工程院战略研究与咨询项目(2022-XY-140)作者简介:蒋剑春(1955)，中国工程院院士，研究员，博士生导师，研究领域为生物质能源转化技术、活性炭制备和应用等领域的基础与应用基础研究;E-mail:jiangjc icifp cn。专 家 特 稿doi:10 3969/j issn 0253-2417 2023 01 001林源饲料和添加剂技术现状及展望JIANG Jianchun蒋剑春(中国林业科学研究院 林产化学工业研究所;江苏省生物质能源与材料重点实验室;国家林业和草原局林产化学工程重点实验室;林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心;江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心，江苏 南京 210042)摘要:我国是世界上第一大饲料生产国和消费国，巨大的饲料生产及消费量需要庞大的原料量，饲料粮供给紧张，人地矛盾问题凸显，2021 年仅饲用大豆原料累计进口已达 9 652 万吨。发展林源饲料部分替代粮食饲料，能有效缓解饲料粮供需矛盾，推动农林牧高质量融合发展。本文归纳总结了我国林源饲料及添加剂中植物蛋白饲料、昆虫蛋白饲料、功能性低聚糖类饲料添加剂、提取物类饲料添加剂的制备及开发利用技术，充分分析了产业发展中主要存在的资源利用率低、产业核心技术缺乏、科技支撑薄弱、产业基础脆弱等瓶颈问题，在产业发展规划、科技创新体系、政策扶持等方面提出了全面发展林源饲料及添加剂产业的政策建议。关键词:林源饲料;添加剂;蛋白饲料;功能性低聚糖;林源提取物中图分类号:TQ35文献标志码:A文章编号:0253-2417(2023)01-0001-14引文格式:蒋剑春 林源饲料和添加剂技术现状及展望 J 林产化学与工业，2023，43(1):114Technical Development and Policy Suggestions of Feed andAdditives from Forest SourcesJIANG Jianchun(Institute of Chemical Industry of Forest Products，CAF;Key Lab of Biomass Energy and Material，Jiangsu Province;KeyLab of Chemical Engineering of Forest Products，National Forestry and Grassland Administration;National Engineeringesearch Center of Low-Carbon Processing and Utilization of Forest Biomass;Jiangsu Co-InnovationCenter of Efficient Processing and Utilization of Forest esources，Nanjing 210042，China)Abstract:China is the largest feed producing and consuming country in the world The huge production and consumption of feedrequired a huge amount of raw materials The problems of supply tightly of feed grain and lack of arable land were highlighted Thetotal cumulative imports of soybean feed raw materials had reached 9652 million tons in 2021 Developing forest source feed couldpartial substitute grain feed，which can effectively solve the contradiction between supply and demand of feed，and promote thehigh-quality and integrated development among agriculture，forestry and animal husbandry This paper summarized the preparationand utilization technology of plant protein feed，insect protein feed，functional oligosaccharide feed additive and forest source feedadditive of extract in forest feed and additives in China The bottleneck problems in industrial development were also analyzed，suchas low utilization rate of resources，lack of industrial core technology，weak support of science and technology and weak industrialfoundation，etc Finally，in the fields of industrial development planning，scientific and technological innovation system andpolicy support，policy suggestions were proposed forward to develop Chinese forest sources feed and additives industryKey word:forest source feed;additive;protein feed;functional oligosaccharide;forest source extract2林产化学与工业第 43 卷中国是世界第一大饲料生产国，2021 年我国工业饲料产品消费结构调整加快，据中国饲料工业协会统计数据显示，2021 年国内工业饲料产量为2 93 108t，同比增长16 1%1，产量已连续2 年增幅超过 10%。同时，我国又是全世界最大的养殖国家，是饲料消费第一大国，2016 2020 年，我国饲料消费量均在 2 108t 以上，并且呈上升趋势，2020 年，我国饲料消费量高达 2 50 108t2。巨大的饲料生产及消费量需要的饲料原料的数量也是庞大的。2019 年，全国饲用玉米消费量达 1 86 108t，饲用大豆消费量 9 180 107t。中国海关数据显示，2021 年饲用谷物原料(玉米、小麦、大麦、高粱和玉米酒糟)累计进口 6 033 3 107t，较上年增长84 2%，其中玉米进口2 835 6 107t，蛋白饲用原料(大豆和菜籽等油籽)累计进口 9 905 107t，其中大豆进口 9 652 107t3，饲用大豆基本全部依赖进口。据预测，到2025 年大豆等蛋白质饲料缺口将达 1 07 108t，到 2035 年缺口将超过 1 24 108t。目前，我国对美洲国家的进口大豆依赖度已高达 90%，若大豆出口大国(如美国、巴西)停止大豆出口，我国大豆陷入短缺情况的可能性进一步增加，饲用粮形势将更为严峻。我国饲料用粮占粮食总产量的比重随着生活水平的提高逐年增加，已由 20 世纪 50 年代的 20%上升到目前的 40%，预测到 2030 年我国饲料粮需求量将占粮食总需求量的 56 5%，饲料用粮的增长对我国粮食供需平衡影响越来越大。随着饲料粮与工业用粮消费量的显著增长，粮食消费结构呈现出“以口粮为主”向“以饲料粮为主”转变的特征，从中长期看，中国粮食安全的根本问题是饲料粮短缺。另外，据预测，到 21 世纪中叶，我国人均占有耕地面积可能会下降到 666 7 m2以下，同时，从我国的水土资源、土壤肥料等农业生产条件分析，预计在近期内粮食产量成倍增长的难度很大，不可能从现有粮食产量中为我国饲料工业提供更多的粮食，而且有一部分草地以绿化和水土保持为目的而不能放牧或利用，因此，通过增加饲料生产土地面积来增加饲料粮的产量已经越来越不现实。另一方面，我国具有丰富的林木资源，2019 年第九次全国森林资源清查报告显示，我国森林面积达2 20 108hm2，占世界森林面积5 51%，森林蓄积 1 756 1012m3，其中人工林面积达 7 954 107hm2，为林源饲料的开发与利用提供了非常有利的条件。同时，我国宜林荒山地、边际性土地资源丰富，如果充分开发利用，不仅能够提供高蛋白饲料，有效缓解饲料原料短缺的局面，实现不与粮争地，还有助于国土绿化和生态建设。本文中提到的林源饲料包括传统意义上的木本饲料(即植物蛋白饲料)4 6 和昆虫蛋白饲料。林源饲料富含纯天然黄酮类、功能性寡糖、有机酸类、酚类、动物用膳食纤维等功能性活性物质，具有增强动物生长性能和免疫机能、提高肉蛋奶品质等功能，符合饲料禁抗、养殖减抗的国际畜牧业发展趋势。充分挖掘资源潜力，发展林源饲料，对于缓减饲料粮供需矛盾，推动农林牧高质量融合发展，促进农民增收致富具有重要意义。1林源饲料及饲料添加剂主要产品类别根据资源来源和处理技术，林源饲料主要有植物蛋白饲料和昆虫蛋白饲料，林源饲料添加剂主要有功能性低聚糖类饲料添加剂和提取物类饲料添加剂。1 1蛋白类饲料11 1植物蛋白植物蛋白是蛋白质的一种，来源于植物，与动物蛋白相仿，是人类最主要的蛋白质资源之一，对人体生理代谢以及膳食结构的调节具有重要作用，它的存在与生命的各种活动息息相关。一般而言，被人类所利用的植物蛋白主要来源于豆类和米面类粮食作物，但鉴于我国耕地稀缺的国情和农情，寻找其他蛋白饲料来源对保障市场稳定非常重要。目前，大多数植物蛋白是被直接用作饲料，以生产牛奶、鸡蛋和肉类等功能性动物蛋白，但随着科学技术的发展，来源于林草类植物的叶蛋白在近几十年也逐渐被提取利用。叶蛋白是一种具有功能性的蛋白质，主要以绿色植物的茎叶为提取原料(见表 1)，经过榨取或浸提、蛋白质分离和浓缩干燥等步骤制备蛋白质浓缩物，具有可媲美来自粮食作物蛋白质的营养价值。表1 中列出的主要是木本植物，草本植物中的牧草也适合生产叶蛋白，主要有豆科和禾本科牧草。豆科牧草包括苜蓿、三叶草、草木樨、紫云英、光叶紫花苕等，生产的叶蛋白一般含 50%60%的粗蛋白质。禾第 1 期蒋剑春:林源饲料和添加剂技术现状及展望3本科牧草包括黑麦草、鸡脚草、燕麦叶等，生产的叶蛋白含有 30%50%的粗蛋白质。表 1部分高蛋白树种叶蛋白质量分数7 11 Table 1Mass fraction of leaf protein in some high protein tree species7 11 树种tree species叶蛋白/%leaf protein树种tree species叶蛋白/%leaf protein构(树)Broussonetia papyrifera(Linn)L Heritier ex Ventenat1723(白)榆 Ulmus pumila L17 90桑(树)Morus alba L1890白花泡桐 Paulownia fortunei(Seem)Hemsl19 33文冠果 Xanthoceras sorbifoli