马铃薯属一年生草本植物[1]，因具有栽培简易、产量大等特点，是重要的粮食、蔬菜和饲料兼用的经济作物[2]。随着马铃薯种植面积扩大以及马铃薯加工方式的多元化，加工过程中会产生大量副产物。马铃薯渣是马铃薯被加工成为淀粉后的主要副产物[3]。而由于马铃薯渣含水量高会导致其不易贮存，极易腐败恶臭，常以掩埋或直接丢弃的方式处理[4-6]。因此，合理开发利用马铃薯渣、解决薯渣环境污染问题是目前亟待解决的问题。本文综述了马铃薯渣营养成分、发酵工艺、营养价值的影响以及发酵马铃薯渣在养殖业中的应用研究，以期为微生物发酵马铃薯渣在畜牧业生产中的应用提供参考。1马铃薯渣营养成分1.1马铃薯渣果胶果胶是一类水溶性杂多糖，是植物细胞壁的组成成分，主要成分为D-半乳糖醛酸[7-9]。果胶一般为白色或黄色、浅灰色、浅棕色，具有弱酸性、耐热性强、凝胶弹性和口感黏滑等特点。马铃薯渣中果胶占比较大，约15%~30%[10]。研究显示，果胶会降低单胃动物对营养物质的消化吸收[7,10]，但能够调控反刍动物瘤胃内环境的平衡，如调节瘤胃菌群、提高瘤胃液pH值等[11-13]。1.2马铃薯渣淀粉淀粉是一种水不溶性葡聚糖，由α-1, 4和α-1, 6糖苷键与D-吡喃葡萄糖相互连接构成，在各种植物中以碳水化合物方式普遍储存[14]。淀粉主要包括直链淀粉和支链淀粉两种形式[15]。与其他植物淀粉相比，马铃薯淀粉具有颗粒大、黏度大、不易老化、透明度高、易膨胀和糊化等独特性能[16]。而经过干燥的马铃薯渣中，淀粉含量为30%~50%，其除了具有马铃薯淀粉的晶体结构和特性外，还具有抵抗酶解的性质[17]。1.3马铃薯渣粗纤维粗纤维是植物细胞壁的主要组成部分，包括纤维素、半纤维素和木质素等成分。研究发现，少量的粗纤维有利于肠胃蠕动，促进有益微生物生长和繁殖，为机体提供营养物质；但大量的粗纤维会在一定程度上阻碍消化，降低养分的利用[18]。马铃薯渣中粗纤维含量较高，其中纤维素含量占15%~35%，半纤维素含量占5%~20%，直接饲喂动物适口性差，利用率低[19-21]。研究表明，马铃薯渣经微生物发酵后，粗纤维含量降低，有助于畜禽对其消化、吸收和利用[1]。1.4马铃薯渣其他成分马铃薯渣中除含有果胶、淀粉和粗纤维成分外，还包括游离氨基酸、寡肽、多肽和阿拉伯半乳糖等营养物质[1]。此外，马铃薯渣中含有90%左右水分，这些水分主要嵌入细胞内[22]。2微生物发酵马铃薯渣工艺的研究进展赵颜[1]对马铃薯渣微生物最佳发酵工艺条件进行筛选，发现营养辅助物麸皮添加量为12%，且培养基中4种无机盐的最佳添加量分别为尿素2%、硝酸铵0.5%、磷酸二氢钾0.6%、硫酸镁0.02%时，马铃薯渣培养基的菌株生长最佳，菌群密度最大；同时该发酵工艺条件还受接种量、料层厚度、发酵时间和发酵温度等因素的影响，以接种量8%、料层厚度5 cm、发酵时间48 h、发酵温度26 ℃条件进行发酵时效果最优。孙雪颖[23]通过接种1%的黑曲霉发酵马铃薯渣生产果胶酶工艺进行优化，发现在发酵工艺条件为时间52 h、温度32.15 ℃、pH值5.09时，果胶酶活力为747 U/mL，果胶酶活力提升了69.00%，且果胶降解效果提升了50.15%。怀宝东等[24]采用单因素试验与正交试验，以马铃薯薯渣生产菌体蛋白饲料的工艺研究中，发现工艺条件为硫酸铵添加量2%、培养温度32 ℃、培养时间72 h、薯渣∶麸皮=85∶15、菌种（黑曲霉+热带假丝酵母+解脂假丝酵母+啤酒酵母）接种量为1%、水分65%~70%且pH值自然时达到最佳，粗蛋白质和真蛋白含量分别增加了59.2%和194.4%。刘娴[25]采用响应面分析法分析发酵法提取马铃薯渣果胶的工艺过程，发现最优提取工艺条件为菌种接种量10%、发酵时间36 h、发酵温度35 ℃及pH值5.0。张虹洁[26]利用响应面设计试验对马铃薯渣发酵工艺进行优化，发现在工艺条件发酵时间73 h、接种量5.6%、液料比2.8 mL/g时，原料中淀粉利用率为91.58%，单细胞蛋白的得率为1.25%，粗蛋白含量为39%。3微生物发酵马铃薯渣对其营养价值的影响微生物发酵马铃薯渣过程中可以促进马铃薯渣中粗纤维和淀粉等物质降解，提高发酵后薯渣中游离氨基酸、维生素、蛋白质以及各种生物酶等营养物质的含量[27-28]；而且发酵后马铃薯渣中粗纤维结构发生改变，适口性增加，并伴有清淡香味[3]。目前，已有许多关于利用微生物发酵马铃薯渣进行动物饲料生产的研究报道。Schügerl等[29]利用发酵技术生产马铃薯渣微生物蛋白饲料，发现采用毛壳菌固态发酵方式发酵后，马铃薯渣原料中的粗蛋白含量由3%提高至27%。赵颜[1]发现，利用酵母菌、霉菌、枯草芽孢杆菌和苏云金杆菌等4种菌组合发酵马铃薯渣后，薯渣饲料中总蛋白含量增加，粗纤维含量减少。史琦云等[30]采用多菌（白地霉、酿酒酵母和热带假丝酵母）联合固态发酵技术对马铃薯渣发酵并生产菌体蛋白饲料，结果发现，发酵后的蛋白质含量提高22.16%。张鑫等[31]以马铃薯渣为原料，采用多菌（即酿酒酵母、白地霉、热带假丝酵母与植物乳杆菌）混合发酵，发现马铃薯渣粗蛋白含量提高，达到35.63%。祝英[32]使用单菌发酵马铃薯渣发现，米曲霉菌的发酵马铃薯渣效果最优，薯渣中的粗蛋白含量提高了10倍；使用复合菌发酵马铃薯渣发现，由米曲霉、黑曲霉、热带假丝酵母和产朊假丝酵母组成的复合菌发酵马铃薯渣效果最佳，薯渣中的粗蛋白含量提高了8.6倍。沈飞等[33]以厌氧固态发酵技术对马铃薯渣进行发酵，发现发酵后马铃薯渣中粗蛋白、总酸和乳酸含量分别升高了182.78%、307.05%和2 646.19%。有研究发现，在马铃薯渣接种黑曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌发酵后，产物中果胶酶活力提升69.00%，果胶降解效果提升了50.15%，发酵液还原糖总量提高了84.91%。因此，采用微生物发酵技术发酵马铃薯渣可以提高了其营养价值，促进了薯渣在动物生产中的利用。4微生物发酵马铃薯渣在动物生产中的应用4.1微生物发酵马铃薯渣在猪生产中的应用目前，关于微生物发酵马铃薯渣饲料在猪生长中的应用研究报道较少。李永祥[34]采用坑贮池乳酸菌发酵的马铃薯，在猪日粮中添加一定量的马铃薯渣，发现试验组每头猪平均日增重提高了11.68%，投入产出提高了13.85%。刘元甲[35]在仔猪日粮中添加马铃薯渣发酵蛋白饲料，结果发现，试验组仔猪的平均日增重比对照组提高了14%；料重比比对照组降低了12.3%；试验组的投入产出比为1∶1.45，比对照组提高了7.4%。刘继科[36]在仔猪日粮中添加乳酸菌发酵马铃薯渣饲料，发现与未添加发酵马铃薯渣组相比，添加发酵马铃薯渣组每头猪平均日增重为53.6 g，提高11.68%，投入产出比提高13.85%。成红[37]在仔猪日粮中按2次/d分别添加0.50、0.75 kg/头发酵洋芋渣，发现与对照组相比，试验组每头猪的平均日增重提高9.43%，眼肌面积和瘦肉率分别提高31.59%和12.04%，盈利21.45%，饲料支出减少9.12%。贾得宏等[38]在仔猪混合料中添加洋芋渣，按照每头猪每天0.50、0.75 kg饲喂两次，与对照组相比，试验组每头猪日增重多6.6 kg，利润率高9.20%。董交其等[39]以0、4.0％和6.0％发酵马铃薯渣代替等量麸皮，发现３组育肥猪日增重分别为531.00、601.33和537.70 g，且饲料成本显著降低，表明在生猪日粮中添加发酵马铃薯渣可替代部分麸皮。因此，发酵马铃薯渣蛋白饲料可以提高猪的生长性能，降低养殖成本，提高经济效益。4.2微生物发酵马铃薯渣在鸡生产中的应用微生物发酵马铃薯渣饲料在鸡生产中应用较为广泛。研究表明，在肉鸡日粮中添加30%由复合真菌（白地霉、啤酒酵母和热带假丝酵母）发酵的马铃薯渣饲料，肉鸡日增重提高了29.60%，料重比降低了21.09%，鸡肉中蛋白质水平显著提高了37.72%，脂肪降低了38.47%[40]。张伟伟等[41]在AA肉鸡日粮中分别添加30%的3种菌马铃薯渣发酵蛋白饲料和30%的5种菌马铃薯渣发酵蛋白饲料，结果发现，添加马铃薯渣发酵蛋白饲料的肉鸡料重比降低，鸡肉中蛋白质含量增加，脂肪含量降低，且3种菌发酵蛋白饲料饲喂效果优于5种菌发酵蛋白饲料。有研究表明，在仔鸡日粮中添加发酵马铃薯渣复合饲料对鸡腹泻率、死亡率具有一定的改善作用[42]。梅宁安等[43]在肉仔鸡配合饲料中添加10%发酵马铃薯渣饲料，与不添加组相比，添加组肉仔鸡日增重提高3.29%，料重比降低5.58%，死亡率为0，肉仔鸡血液中总胆红素含量和γ-谷氨酰转肽酶、谷草转氨酶活性均极显著降低。鸡的消化代谢试验结果表明，与发酵前相比，鸡对发酵后马铃薯渣粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和总能的消化率分别提高了16.51%、89.64%、17.78%和18.15%，且各氨基酸的表观消化率也高于发酵前[44]。研究发现，与不添加发酵马铃薯渣组相比，日粮中添加30%经产朊假丝酵母发酵的马铃薯渣，蛋白质利用率显著提高，产蛋率、料蛋比、平均蛋重、蛋清重和蛋黄重则差异不显著，表明发酵马铃薯渣饲料可应用于蛋鸡日粮中[45]。4.3微生物发酵马铃薯渣在牛生产中的应用董俊等[46]对马铃薯渣接种1%的99发酵菌剂，并添加5%尿素，控制温度为33 ℃、水分含量55％，发酵７ｄ后，该发酵产品中粗蛋白含量高达13.5%，粗蛋白含量比发酵原料提高66.87%。张微微等[47]设计固态发酵薯渣生产奶牛常用饲料的工艺条件，发现当黑曲霉变种和白地霉接种比例1∶10、接种量6.03%（5%）、料层厚度6 cm、发酵温度28.0 ℃、发酵时间64.36 h（取60 h）、pH值4.09等条件下进行发酵，可延长饲料贮藏时间，提高薯渣利用率，可为马铃薯渣发酵生产奶牛饲料提供一种新型途径。刘震等[48]利用芽孢杆菌LZ-1和产朊假丝酵母双菌联合固态发酵马铃薯渣，发现当菌种比例1∶1、接种量10%、水分含量70%、发酵温度30 ℃、发酵时间48 h并添加2.0%尿素时，马铃薯渣发酵产物中的微生物活菌总数升高，为17.21×108 CFU/g，且有机物含量升高至65.46%，促进反刍动物对粗纤维和果胶的利用。马小强[49]发现，与75%玉米青贮饲喂的肉牛相比，添加乳酸菌发酵马铃薯渣饲料饲喂的肉牛瘤胃液pH值、氨态氮、挥发性脂肪酸和血液生化指标效果差异均不显著，表明添加乳酸菌发酵马铃薯渣饲料可替代75%玉米青贮饲料。益蕊等[50]使用裹包青贮（乳酸菌发酵）发酵马铃薯渣饲料分别替代日粮中0、25%、50%和75%的青贮玉米，结果发现，各试验组肉牛瘤胃液中挥发性脂肪酸及血液中总蛋白、尿素氮和葡萄糖含量与对照组相比差异均不显著，而瘤胃液中氨态氮浓度增加，为肉牛瘤胃蛋白的合成提供了氮源，有利于提高肉牛的日增重。韦科龙等[51]在奶牛日粮中分别添加20%和50%微生物发酵马铃薯部分代替精饲料，发现试验期间各组泌乳量比试验前均有所下降，各组奶牛泌乳量、乳品质、乳蛋白质率、乳脂肪率、乳总固形物率和乳糖率差异均不显著，表明微生物发酵马铃薯饲料部分代替奶牛精料还需进一步深入探究。闫晓波[52]使用马铃薯渣和玉米秸秆混合发酵替代日粮中青贮玉米，发现奶牛乳脂率、乳蛋白率和乳糖率显著提高，表明发酵马铃薯渣有利于提高奶牛生产性能和乳品质。由此可知，马铃薯渣经微生物发酵后能够改善饲料的营养价值，提升其利用率，在日粮中添加发酵马铃薯渣可提高牛的生产性能。4.4微生物发酵马铃薯渣在羊生产中的应用有研究表明，饲喂300 g/(kg·DM)的混合马铃薯-小麦秸秆青贮（微生物发酵）饲料，羔羊在饲料摄入量、生长性能、饲料效率和血液参数等指标方面与浓缩饲料+苜蓿饲料具有相同的潜力，表明马铃薯渣青贮饲料可用做绵羔羊安全饲料[53]。张亚黎等[54]给肉羊饲喂乳酸菌发酵马铃薯渣饲料，发现肉羊日增重、料重比、瘤胃液pH值和挥发性脂肪酸等各项指标与对照组相比差异均不显著，表明乳酸菌发酵马铃薯渣饲料可替代玉米青贮饲料饲喂肉羊。张新[55]用60%和90%发酵马铃薯渣饲料替代羊草，发现羊的日增重、干物质的表观消化率和粗蛋白质的表观消化率相应升高，分别提高了14.3%和21.4%、15.4%和21.4%、10.2%和14.2%。薛树媛等[56]和王莉梅等[57]发现，饲喂土豆渣与劣质牧草混合发酵饲料，小尾寒羊日增重增加，熟肉率显著提高，肌肉中氨基酸的含量提高，表明给小尾寒羊饲喂土豆渣发酵饲料对其肉品质具有一定改善作用。孙德成[58]在育肥羊全混合日粮中添加土豆渣发酵料，发现在育肥30 d和60 d时羊的日增重分别显著升高，表明发酵土豆渣在育肥羊生产中具有较好的饲料利用价值。张凡华等[59]发现，与对照组相比，饲喂0.5 kg自然发酵的马铃薯淀粉渣的试验组育肥肉羊日增重提高了17.39%，屠宰率提高了1.56%，经济效益提高了30.62%，且羔羊的生长性能和免疫能力有所提升。研究表明，饲料中添加微生物发酵马铃薯渣饲料可提高羊的生长速度，改善羊肉品质。5微生物发酵马铃薯渣对畜禽养殖经济效益的影响马铃薯渣经发酵后其饲用价值显著提高，可提高动物的生产性能，降低饲料成本，提高畜禽养殖的经济效益。微生物发酵马铃薯渣对畜禽养殖经济效益的影响见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.037.T001表1微生物发酵马铃薯渣对畜禽养殖经济效益的影响动物适宜添加量经济效益文献来源猪试验前期为0.5 kg/(头·d)，后期为1.5 kg/(头·d)试验阶段每头猪饲料成本投入降低9.15元，收入增加64.5元刘元甲[35]第一阶段：0.25 kg/(头·d)，第二阶段：0.50 kg/(头·d)，第三阶段：0.75 kg/(头·d)，第四阶段：1.00 kg/(头·d)饲料及添加剂投入成本下降2.03元/头，总增重收入提高48.25元/头刘继科[36]每天饲喂两次，分别为0.50 kg/头、0.75 kg/头单位增重饲料支出减少0.29元/kg，每头猪盈利增加36.73元成红[37]前期添加4%（体重30~60 kg），后期添加8%（体重60~90 kg）每头猪盈利增加9.48元董交其等[39]肉鸡80%基础日粮+20%马铃薯渣发酵饲料每日增重的纯收入提高0.08元张伟伟等[40]70%基础饲料+30% 5种菌马铃薯渣发酵蛋白饲料每只鸡日增重收益提高0.14元张伟伟等[41]含10%发酵马铃薯渣配合饲料每只鸡日增重的纯收入提高1.58元梅宁安等[43]蛋鸡70%基础日粮+30%马铃薯渣发酵蛋白饲料每只鸡蛋重收入提高0.02元张伟伟等[45]水牛37.5%发酵马铃薯（风干基础）替代精料每头牛每日增重收入18.90元韦科龙等[60]奶牛20%微生物发酵马铃薯饲料（风干基础）替代精饲料每头奶牛每日产奶收入49.44元韦科龙等[51]发酵马铃薯渣饲料（全部青贮玉米）+精料补充料+小麦秸秆每头奶牛每日可增加收入2.56元闫晓波[52]肉羊以马铃薯渣和玉米秸秆混合发酵饲料为粗饲料肉羊每日节省0.5元，每日每只肉羊收入增加0.68~1.33元张亚黎等[54]玉米秸秆中加入60%经乳酸菌发酵马铃薯渣饲料每头肉羊每日收益增加5.16元张新[55]含47.68%土豆渣发酵配方饲料+精料每只小尾寒羊日产肉收入增加4.38元王莉梅等[57]0.5 kg/(只·d)发酵的马铃薯淀粉渣+0.4 kg/(只·d)精料+1.5 kg/(只·d)小麦秸和苜蓿青干草每只肉羊利润增加39.98元张凡华等[59]6展望马铃薯渣来源丰富，成本低，使用微生物发酵技术可改善马铃薯渣纤维素含量高、易腐败变质等缺点，循环利用马铃薯渣资源，减少环境污染。微生物发酵马铃薯渣富含优质蛋白，是一种绿色且新型的非常规饲料原料，能够提高动物生长性能，降低养殖成本，具有广阔的应用前景。未来还需要进一步探索发酵马铃薯渣饲料生产技术、发酵工艺、菌种选择及其在畜禽生产中精准应用标准，为进一步指导发酵马铃薯渣在畜禽养殖行业中应用提供一定参考。