农业核心论文刊发马铃薯淀粉加工副产物

　　摘 要：薯渣是马铃薯淀粉加工的主要副产物之一，主要由淀粉、纤维素、半纤维素、果胶、蛋白质、游离氨基酸、矿物质和脂肪等组成。目前，国内外主要还是将薯渣作为动物饲料。最新研究进展表明，薯渣可用于发酵生产高品质饲料、生产酒精，提取果胶以及制备膳食纤维、活性炭等。

　　关键词：马铃薯 淀粉加工 副产物 薯渣 综合利用　论文刊发

　　1 马铃薯淀粉加工及副产物的形成

　　马铃薯淀粉的加工过程是先将马铃薯清洗干净随后用锉磨机锉磨成浆，再经过旋转筛，将淀粉乳和纤维(薯渣)进行分离。淀粉乳除了含有淀粉，还含有可溶性的物质(糖、蛋白、有机酸和盐)及细纤维。这些物质可以通过进一步连续离心分离(水力旋流分离器)和细筛进行分离。分离出来的淀粉可直接用于生产变性淀粉，或者进行脱水干燥。马铃薯淀粉加工的副产物主要是马铃薯淀粉加工分离汁水和薯渣。工业化生产马铃薯淀粉的过程及副产物的形成[1]见图1。

　　2 薯渣的化学组成

　　薯渣作为马铃薯淀粉加工形成的副产物，含水量特别高，达到80%左右，国产淀粉加工设备产生的薯渣含水量更高(>90%)。除了水分以外，薯渣其他化学成分以干基计算，主要包括淀粉、纤维素、半纤维素、果胶、蛋白质、游离氨基酸、矿物质和脂肪等。国产马铃薯淀粉生产线和荷兰进口的马铃薯淀粉生产线上出来的薯渣主要是淀粉含量不一样，其他组分含量差不多，说明国产生产线淀粉提取不太完全，残留多一些。Gao等[2]对中国北大荒马铃薯集团有限公司克山淀粉厂的薯渣化学成分进行了详细分析，湿样品干物质含量为10%～20%，结果按生物质百分比计，如表1所示。

　　从表1可以看出，薯渣的生物质主要为淀粉、果胶和纤维素，除淀粉以外其余两种物质主要来源于马铃薯块茎的细胞壁，均属于细胞壁多糖。

　　3 马铃薯淀粉加工废渣处理研究进展

　　按照每生产1吨淀粉计，需消耗马铃薯原料6吨左右，排放马铃薯鲜渣4.5～5吨。鲜马铃薯渣含水量高达80%以上，果胶含量高，呈现出典型的胶体特性。因此，常温常压下，很难从中除去水分。加压条件下，可去除约10%左右的水分。薯渣自带菌多达33种，不宜贮存、运输，生产季节集中，大量的薯渣堆积，若不及时处理，既占用场地又容易腐败产生恶臭，造成环境污染。若作烘干处理，制做干饲料，则成本过高。因此，我国有不少企业的马铃薯渣无法利用，通常作为废渣丢弃或掩埋处理，造成资源的极大浪费;大部分企业是将鲜薯渣以极低的价格卖给或者是送给附近的农户，与其他饲料掺混后饲喂畜禽;还有少部分企业将马铃薯渣晾干或水泥池中密封发酵后直接作为禽畜饲料。但这种饲料的营养价值低，无法满足家畜的营养需求。

　　随着马铃薯产业的快速发展，薯渣的综合利用和开发越来越受到人们的关注。国内外许多学者做了多方面的尝试，力求通过低成本加工利用途径获得马铃薯渣高值化利用，同时解决环境污染问题。综合大致有三种处理方式：发酵法、理化法和混合法。发酵法是利用不同种类的微生物发酵马铃薯渣，制备出燃料酒精、氢气、乳酸、聚丁烯、果糖、普鲁蓝糖等发酵产品，利用马铃薯渣配合其他营养物质发酵生产单细胞蛋白饲料，利用木霉发酵马铃薯渣生产木聚糖酶、羧甲基纤维素酶等。理化法主要是通过物理化学的手段将马铃薯渣制备膳食纤维、提取果胶、制备高吸附性活性碳等。混合法是把发酵法和理化法两种方法综合。

　　3.1 发酵法生产高品质饲料

　　发酵是高值化利用薯渣非常有效的一种方法，薯渣中含有的淀粉和糖可以通过细菌转化成发酵产品，如乳酸、挥发性脂肪酸和酒精。发酵后的薯渣多汁，适口性得以改善，动物爱吃，并因为含有益生菌，因此能改善动物的消化道菌群有利于动物的健康，并能提高肉的品质。

　　甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所庞中存等[3]对玉米秸秆与薯渣混合发酵进行了研究(图2)，采用的是产朊假丝酵母。发酵熟化后的马铃薯渣是优势饲料，具有清香味，猪牛都喜欢吃，贮藏在棚里可以用到第二年6～7月。

　　中国农业大学动物营养学国家重点实验室Li等[4]和Xue等[5]分别研究了发酵薯渣用于商品猪和哺乳期母猪饲料，他们采用的是固态厌氧发酵法，菌种包括嗜热链球菌(CGMCC No.1.2471)、枯草芽孢杆菌(MA193)和啤酒酵母(CGMCC No.2.1793)，发酵过程为25℃发酵3天，发酵产品的化学组成如表2所示。研究结果表明，发酵薯渣可以用作猪饲料，能弥补玉米、大豆粉和麦麸这3种主要猪饲料原料的不足。