淺談木薯資源的利用價值

許元明 梁任龍 張貞發(fā)

（廣西民族師范學院化學與生物工程系 廣西 崇左 532200）

木薯是一種比較重要的糧食、飼料、工業(yè)原料多用途作物。漢語亦稱樹薯，偶稱木番薯，其英語名為 cassava，亦作 manioc，manihot，yuca等。木薯屬大戟科木薯屬，學名Manihot esculenta Crantz，多年生亞灌木。地下根部中的塊根結(jié)薯，結(jié)構(gòu)似甘薯。木薯為世界三大薯類作物（木薯、甘薯、馬鈴薯）之一，在熱帶亞熱帶地區(qū)的發(fā)展中國家是重要的糧食作物，在中國是重要的飼料和工業(yè)原料作物[1]。有研究認為木薯的種植起源于熱帶美洲，具有悠久的歷史，16世紀由歐洲人傳入中國。當前，木薯的食用、飼用、工業(yè)用和綜合利用也在不斷發(fā)展深入。

1 食用價值

木薯作為糧食，目前世界上平均每七個人中就有一個以主要吃木薯維生[1],世界上木薯全部產(chǎn)量的65%用于人類食用，是熱帶濕地低收入農(nóng)戶的主要食用作物。在非洲幾乎所有的木薯都作為糧食消耗，在拉美約40%被加工成各種食品而食用。木薯的葉片中含有豐富的蛋白質(zhì)、VA、VB、VC，其營養(yǎng)價值與大豆相似，是一種良好的植物蛋白，可作蔬菜食用;此外，木薯還可以制作各類粉絲、蝦片、醬料、糕點、煎餅、薯片（絲、條）等食物[2]。

2 飼用價值

木薯塊根可以代替配合飼料中的谷類成分，作為畜禽的熱能飼料，并能夠降低飼料的成本。木薯葉片營養(yǎng)豐富，是一種良好的蛋白飼料，主要氨基酸相當豐富，胡蘿卜素、粗纖維、粗蛋白、鈣、維生素和微量元素均豐富，可與絕大部分熱帶豆科牧草相媲美，甚至更好，因此，國內(nèi)很多地方在飼料開發(fā)利用中大力推廣木薯葉作飼料飼喂畜禽[2]。木薯渣是木薯提取淀粉后的下腳料混合物，主要由木薯的外皮、內(nèi)部的薄壁組織等組成。新鮮木薯渣的主要成分是淀粉、纖維素和少量蛋白質(zhì)，此外，木薯渣中還含有多種對動物健康有益的微量元素，如銅、鋅、錳等。由于反芻動物對粗纖維能夠更好地消化吸收，所以木薯渣在反芻動物飼養(yǎng)中的使用較多，可以作為能量補充飼料，用于雜交牛補飼時，可以通過改變補飼方式與增加飼喂次數(shù)來調(diào)控木薯渣的瘤胃降解速率，達到更好的效果[3]。

黃金華[4]等的研究結(jié)果表明：木薯渣中含有大量的淀粉，但蛋白質(zhì)含量低，采用適當?shù)奶幚矸椒梢蕴岣吣臼碓娘曈脿I養(yǎng)價值。聶新志[5]等人的試驗結(jié)果顯示，木薯具有較高的能值，將木薯用作動物飼料時，注意蛋白質(zhì)的補充，同時，也要注意合適的添加量。

木薯渣還可以用來飼養(yǎng)奶牛。在奶牛生長過程中，苜蓿干草是一種理想的粗飼料來源。但苜蓿草的主產(chǎn)區(qū)在北方，運往南方后不僅購買價格高，而且貯存運輸不便。南方盛產(chǎn)木薯，木薯渣含有豐富的粗纖維、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)元素，莫慧誠[6]的研究表明：試驗奶牛日糧中添加木薯渣代替苜蓿干草，對試驗奶牛產(chǎn)奶量和乳成分影響不顯著，利用木薯渣不僅可以為奶牛提供大量粗纖維飼料，而且能降低奶牛養(yǎng)殖成本。經(jīng)過生物技術處理的木薯渣主要成分含量發(fā)生較大的變化，能有效促進與細胞壁結(jié)合的礦物質(zhì)的吸收，提高小腸絨毛的完整性，生物轉(zhuǎn)化效率明顯提高。木薯渣的營養(yǎng)成分結(jié)構(gòu)得到改善之后，有效地促進了畜禽生物轉(zhuǎn)化效率。另外，還可以提高粗蛋白質(zhì)和粗脂肪的消化率，促進小腸對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。唐興[7]等采用瘤胃尼龍袋法評定木薯檸檬酸渣對山羊的營養(yǎng)價值。結(jié)果表明：在山羊體內(nèi)，干物質(zhì)有效降解率為45.32%，說明木薯檸檬酸渣對山羊是有飼用價值的。

除了可以用作家禽家畜的飼料外，木薯還可以作為魚類的飼料。田雪[8]等的研究成果表明：木薯粉能提高羅非魚的增重和蛋白質(zhì)效率,其中以40%木薯粉組的效果最佳，木薯粉組的干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的表觀消化率分別較對照組有所提高，木薯粉組的全魚粗蛋白、粗灰分分別較對照組顯著提高，粗脂肪有所降低。

3 工業(yè)價值

木薯塊根富含淀粉，其淀粉粉質(zhì)細膩，以支鏈淀粉為主，含蛋白質(zhì)等雜質(zhì)少[2]。木薯通過深加工，主要可以得到三大類工業(yè)產(chǎn)品。一類，是變性淀粉。廣泛用于紡織、造紙、醫(yī)藥、食品、建材、石油、能源、輕工、飼料、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、生物工程等行業(yè)。二類，是化工產(chǎn)品。用木薯淀粉生產(chǎn)的有機化工品主要有酒精、聚乙烯、醋酸、環(huán)氧乙烷、山梨醇、乙醇胺、檸檬酸等，是生產(chǎn)橡膠、農(nóng)藥、油脂、包裝品、化妝品、軍用品的重要原料，特別是酒精可作為汽油中的添加燃料，在世界上很多國家作為汽油的替代品，市場潛力相當可觀。第三類，是淀粉糖，木薯淀粉可生產(chǎn)葡萄糖、果葡糖、果糖、麥芽糖、高麥糖，低聚糖、寡糖、異寡糖、海藻糖等數(shù)十種不同甜度的糖，是新興的保健食品。

3.1 變性淀粉

變性淀粉是一種經(jīng)過二次加工后改變了性質(zhì)的淀粉的統(tǒng)稱。為改善原淀粉的性能、擴大其應用范圍，利用物理、化學或酶法處理，在淀粉分子上引入新的官能團或改變淀粉分子大小和淀粉顆粒性質(zhì)，從而不同程度地改變其原來天然的理化特性（如：糊化溫度、熱粘度及其穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性、凝膠力、成膜性、透明性等），使其更適合于一定應用的要求。目前，變性淀粉的品種、規(guī)格達2000多種。有酸變性淀粉、糊精、氧化淀粉、預糊化淀粉、交聯(lián)淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接技淀粉、抗性淀粉、微球淀粉、多孔淀粉等。變性淀粉作為食品添加劑廣泛應用于食品；作為工業(yè)助劑廣泛用于紡織、造紙、化工、建材；作為賦型劑、填充劑、潤滑劑廣泛用于醫(yī)藥等領域。

3.2 化工產(chǎn)品

將木薯淀粉進行深加工，可以制備化工產(chǎn)品。如有機酸、乙醇和酵母等。木薯淀粉經(jīng)酶或微生物發(fā)酵可生產(chǎn)透明質(zhì)酸、乳酸、衣康酸、蘋果酸、曲酸、醋酸、葡萄糖酸、酒石酸等；氨基酸（谷氨酸、賴氨酸）等，還可以用來生產(chǎn)抗生素和有機溶劑等。木薯淀粉經(jīng)酵母發(fā)酵后，能生產(chǎn)酒精，這是繼甘蔗糖蜜生產(chǎn)酒精的另一生產(chǎn)途徑，符合國家非糧政策。

木薯還能應用于制備其他化工原料。木質(zhì)纖維素材料可通過苯酚液化的方式進行利用，木薯莖稈及葉部分中可能含有黃酮類、酚類、糖、香豆素、三菇類和揮發(fā)油等化學成分，與木材等木質(zhì)素材料化學差異較大。唐黎明[9]等采用硫酸為催化劑對木薯稈進行液化研究，并以液化物代替苯酚與甲醛進行樹脂化試驗。

3.3 淀粉糖產(chǎn)品

木薯可以制成多種淀粉糖產(chǎn)品。如木薯淀粉經(jīng)酶、酸法加工制備的淀粉糖，是淀粉深加工的主要產(chǎn)品之一。包括液體葡萄糖漿、結(jié)晶葡萄糖、麥芽糖漿、結(jié)晶麥芽糖、結(jié)晶果糖等。除淀粉糖之外，還可以制得多元醇、低聚糖和微生物多糖等產(chǎn)品。多元醇是以淀粉為原料，經(jīng)酶、酸法加工制備，再經(jīng)加氫還原得糖醇（山梨糖醇、麥芽糖醇、氫化糖液等）；如經(jīng)差向異構(gòu)后再加氫還原可得差向異構(gòu)體糖醇（甘露糖醇）；以淀粉為原料，經(jīng)酶或生物發(fā)酵可制備赤蘚糖醇。低聚糖是以淀粉或淀粉糖為原料，經(jīng)酶、酸法加工制備的糖品，如低聚麥芽糖、低聚異麥芽糖、麥芽糊精、環(huán)狀糊精及稀有糖。隨著差向異構(gòu)技術和新的分離技術出現(xiàn)，可以從葡萄糖的差向異構(gòu)糖液中獲取甘露糖。淀粉糖直接發(fā)酵可得海藻糖、龍膽二糖、昆布二糖、核糖等。微生物多糖具有許多獨特的功能與性質(zhì)，其中許多優(yōu)良特性是傳統(tǒng)的淀粉糖和已知的糖所不具備的，目前微生物多糖通常是以淀粉或淀粉糖為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵培養(yǎng)或酶法轉(zhuǎn)化得到的[10]。

4 綜合利用價值

在加工木薯過程中，會產(chǎn)生一些副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品也能夠充分的利用起來。例如，木薯桿和木薯皮以及在深加工過程中產(chǎn)生的木薯渣等等，這些資源可以綜合的利用起來，變廢為寶[2]。

4.1 用作有機肥料

木薯加工過程中產(chǎn)生的酒糟渣通過發(fā)酵、脫水干燥、混合配料等工序，能生產(chǎn)出適合不同作物生長的有機肥料供應市場，原料成本低，在一定程度上能降低生產(chǎn)成本。木薯桿和木薯葉等也可以制成有機肥料。

4.2 用于包裝材料

常用的包裝材料塑料的原料主要來自不可再生的石油等化石燃料，發(fā)泡塑料因其具有高強度、低密度、價格低廉等優(yōu)點，被廣泛用作緩沖包裝材料。石油、煤炭等傳統(tǒng)化石能源發(fā)展面臨著日益枯竭、環(huán)境污染嚴重、碳排放量大等一系列制約因素，因此，植物纖維發(fā)泡材料可以作為一種環(huán)保型緩沖包裝材料。木薯渣的主要成分是淀粉、纖維素和少量的蛋白質(zhì)，纖維較長，灰分含量低，是一種優(yōu)質(zhì)的植物纖維材料。利用木薯渣制備緩沖包裝材料，對環(huán)境有益[11]。

4.3 用作造紙材料

木薯酒糟渣作為造紙原料應用于生產(chǎn)瓦楞紙、紗管紙，研究表明，其產(chǎn)品無論是硬度、挺度、防水性等，均優(yōu)于全廢紙生產(chǎn)出來的產(chǎn)品。經(jīng)檢測，達到了國家有關標準要求，市場推廣也證明其質(zhì)量完全達到要求。利用木薯酒糟渣生產(chǎn)瓦楞紙、紗管紙，不但流程短，成本低，而且產(chǎn)品質(zhì)量得到進一步提高。還能變廢為寶，循環(huán)使用，利國利民，符合國家有關政策[12]。

4.4 栽培食用菌

木薯生產(chǎn)酒精后會產(chǎn)生木薯渣，不但含有食用菌生長所需的碳源、氮源、無機鹽和生長素4類營養(yǎng)物質(zhì)，而且木薯淀粉在生產(chǎn)酒精過程中經(jīng)糖化處理轉(zhuǎn)化為小分子單糖更有利于食用菌吸收利用[13]。利用木薯酒精廢渣栽培雞腿菇[14]既降低了生產(chǎn)成本，又可變廢為寶，配以適當?shù)脑?，雞腿菇的轉(zhuǎn)化率可達到100%以上。能夠有效延伸木薯產(chǎn)業(yè)鏈，促進廣西地區(qū)木薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，又能夠解決雞腿菇生產(chǎn)用料與林業(yè)資源保護的矛盾，還可以提高雞腿菇產(chǎn)量，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

木薯稈屑、木薯渣還可以用來栽培杏鮑菇[15]。木薯渣質(zhì)粘，通氣性差，而木薯稈屑質(zhì)地疏松，吸水性好，它們之間經(jīng)過合理搭配，其培養(yǎng)料能夠滿足杏鮑菇菌絲生長和子實體生長發(fā)育的營養(yǎng)要求，表現(xiàn)出菌絲生長塊，生長勢強，外觀潔白濃密，同時現(xiàn)蕾早，出菇快。李發(fā)盛[16]等通過以木薯桿為原料栽培金福菇的試驗，結(jié)果表明，其菌絲生長狀況良好，12小時萌發(fā)，24小時開始吃料，25～30天滿袋，菌絲潔白、濃密、強壯，達到甚至超過文獻記載的利用棉籽殼、麥秸等原料栽培金福菇的生物轉(zhuǎn)化率。由此說明，木薯桿完全適合用于金福菇的栽培。

木薯酒精廢渣自身的物理性狀和基本成分均適合毛木耳的分解利用，根據(jù)其碳氮比含量單獨或與其他基料按照一定配比組合，完全可以滿足毛木耳菌絲生長及子實體生長發(fā)育的營養(yǎng)要求，表現(xiàn)出菌絲生長快，生長勢強，外觀潔白濃密的良好特征。此外，木薯酒精廢渣在生產(chǎn)過程中經(jīng)過高溫蒸汽滅菌，很大程度地減少了食用菌生產(chǎn)過程中病蟲害的發(fā)生。因此，只要處理得當，木薯酒精廢渣是一種非常優(yōu)良、經(jīng)濟的食用菌栽培原材料[17]。

4.5 用作制沼氣

木薯渣的高有機物含量、高含水率的特點適宜采用厭氧生物發(fā)酵處理，實驗研究發(fā)現(xiàn)，木薯渣厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷是可行的[18]。

木薯是一種可再生資源，隨著社會的發(fā)展，科技的進步，人們對木薯資源的開發(fā)研究也會越來越多，木薯的利用價值將會被更廣泛、更深層地發(fā)掘出來。

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