農業核心論文刊發馬鈴薯淀粉加工副產物

　　摘 要：薯渣是馬鈴薯淀粉加工的主要副產物之一，主要由淀粉、纖維素、半纖維素、果膠、蛋白質、游離氨基酸、礦物質和脂肪等組成。目前，國內外主要還是將薯渣作為動物飼料。最新研究進展表明，薯渣可用于發酵生產高品質飼料、生產酒精，提取果膠以及制備膳食纖維、活性炭等。

　　關鍵詞：馬鈴薯 淀粉加工 副產物 薯渣 綜合利用　論文刊發

　　1 馬鈴薯淀粉加工及副產物的形成

　　馬鈴薯淀粉的加工過程是先將馬鈴薯清洗干凈隨后用銼磨機銼磨成漿，再經過旋轉篩，將淀粉乳和纖維(薯渣)進行分離。淀粉乳除了含有淀粉，還含有可溶性的物質(糖、蛋白、有機酸和鹽)及細纖維。這些物質可以通過進一步連續離心分離(水力旋流分離器)和細篩進行分離。分離出來的淀粉可直接用于生產變性淀粉，或者進行脫水干燥。馬鈴薯淀粉加工的副產物主要是馬鈴薯淀粉加工分離汁水和薯渣。工業化生產馬鈴薯淀粉的過程及副產物的形成[1]見圖1。

　　2 薯渣的化學組成

　　薯渣作為馬鈴薯淀粉加工形成的副產物，含水量特別高，達到80%左右，國產淀粉加工設備產生的薯渣含水量更高(>90%)。除了水分以外，薯渣其他化學成分以干基計算，主要包括淀粉、纖維素、半纖維素、果膠、蛋白質、游離氨基酸、礦物質和脂肪等。國產馬鈴薯淀粉生產線和荷蘭進口的馬鈴薯淀粉生產線上出來的薯渣主要是淀粉含量不一樣，其他組分含量差不多，說明國產生產線淀粉提取不太完全，殘留多一些。Gao等[2]對中國北大荒馬鈴薯集團有限公司克山淀粉廠的薯渣化學成分進行了詳細分析，濕樣品干物質含量為10%～20%，結果按生物質百分比計，如表1所示。

　　從表1可以看出，薯渣的生物質主要為淀粉、果膠和纖維素，除淀粉以外其余兩種物質主要來源于馬鈴薯塊莖的細胞壁，均屬于細胞壁多糖。

　　3 馬鈴薯淀粉加工廢渣處理研究進展

　　按照每生產1噸淀粉計，需消耗馬鈴薯原料6噸左右，排放馬鈴薯鮮渣4.5～5噸。鮮馬鈴薯渣含水量高達80%以上，果膠含量高，呈現出典型的膠體特性。因此，常溫常壓下，很難從中除去水分。加壓條件下，可去除約10%左右的水分。薯渣自帶菌多達33種，不宜貯存、運輸，生產季節集中，大量的薯渣堆積，若不及時處理，既占用場地又容易腐敗產生惡臭，造成環境污染。若作烘干處理，制做干飼料，則成本過高。因此，我國有不少企業的馬鈴薯渣無法利用，通常作為廢渣丟棄或掩埋處理，造成資源的極大浪費;大部分企業是將鮮薯渣以極低的價格賣給或者是送給附近的農戶，與其他飼料摻混后飼喂畜禽;還有少部分企業將馬鈴薯渣晾干或水泥池中密封發酵后直接作為禽畜飼料。但這種飼料的營養價值低，無法滿足家畜的營養需求。

　　隨著馬鈴薯產業的快速發展，薯渣的綜合利用和開發越來越受到人們的關注。國內外許多學者做了多方面的嘗試，力求通過低成本加工利用途徑獲得馬鈴薯渣高值化利用，同時解決環境污染問題。綜合大致有三種處理方式：發酵法、理化法和混合法。發酵法是利用不同種類的微生物發酵馬鈴薯渣，制備出燃料酒精、氫氣、乳酸、聚丁烯、果糖、普魯藍糖等發酵產品，利用馬鈴薯渣配合其他營養物質發酵生產單細胞蛋白飼料，利用木霉發酵馬鈴薯渣生產木聚糖酶、羧甲基纖維素酶等。理化法主要是通過物理化學的手段將馬鈴薯渣制備膳食纖維、提取果膠、制備高吸附性活性碳等。混合法是把發酵法和理化法兩種方法綜合。

　　3.1 發酵法生產高品質飼料

　　發酵是高值化利用薯渣非常有效的一種方法，薯渣中含有的淀粉和糖可以通過細菌轉化成發酵產品，如乳酸、揮發性脂肪酸和酒精。發酵后的薯渣多汁，適口性得以改善，動物愛吃，并因為含有益生菌，因此能改善動物的消化道菌群有利于動物的健康，并能提高肉的品質。

　　甘肅省農業科學院農產品貯藏加工研究所龐中存等[3]對玉米秸稈與薯渣混合發酵進行了研究(圖2)，采用的是產朊假絲酵母。發酵熟化后的馬鈴薯渣是優勢飼料，具有清香味，豬牛都喜歡吃，貯藏在棚里可以用到第二年6～7月。

　　中國農業大學動物營養學國家重點實驗室Li等[4]和Xue等[5]分別研究了發酵薯渣用于商品豬和哺乳期母豬飼料，他們采用的是固態厭氧發酵法，菌種包括嗜熱鏈球菌(CGMCC No.1.2471)、枯草芽孢桿菌(MA193)和啤酒酵母(CGMCC No.2.1793)，發酵過程為25℃發酵3天，發酵產品的化學組成如表2所示。研究結果表明，發酵薯渣可以用作豬飼料，能彌補玉米、大豆粉和麥麩這3種主要豬飼料原料的不足。