馬鈴薯渣的綜合利用與研究進(jìn)展

（合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 238000）

[摘 要] 馬鈴薯渣是馬鈴薯淀粉生產(chǎn)過程中的一種產(chǎn)物，在傳統(tǒng)的馬鈴薯淀粉的生產(chǎn)過程中，一般因其比較難以處理，所以多以廢物的形式直接排掉，不僅造成了資源的浪費(fèi)，也給環(huán)境造成了一定的污染。經(jīng)大量的研究表明，在紅薯渣的成分當(dāng)中，含有大量的纖維、高蛋白以及果膠等成分，具有很高的開發(fā)再利用價(jià)值。對馬鈴薯渣的綜合利用進(jìn)行探究，對目前馬鈴薯渣的處理中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并提出馬鈴薯渣的研究發(fā)展趨勢。

[關(guān) 鍵 詞] 馬鈴薯渣；綜合利用；研究進(jìn)展

[中圖分類號] TS209 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）06-0030-02

馬鈴薯是一種茄科多年生草本植物，塊莖可供食用，繼小麥、稻谷和玉米，是全球第四大重要的糧食作物，推進(jìn)把馬鈴薯加工成饅頭、面條、米粉等主食的工作，但剩下的馬鈴薯渣則在傳統(tǒng)的處理中，就被直接排掉。隨著馬鈴薯淀粉行業(yè)的不斷發(fā)展，馬鈴薯渣的堆積也越來越嚴(yán)重，馬鈴薯渣是馬鈴薯淀粉生產(chǎn)中的一種副產(chǎn)物，在其變質(zhì)后會(huì)造成環(huán)境的污染。對于馬鈴薯渣的處理也有一些簡單的烘干處理，用來當(dāng)飼料。經(jīng)有關(guān)研究表明：馬鈴薯渣中含有大量的纖維素、果膠等成分，具有很高的開發(fā)利用價(jià)值。所以，對于馬鈴薯渣的開發(fā)越來越受到人們的重視。

一、馬鈴薯渣的性質(zhì)分析

馬鈴薯渣是殘余淀粉顆粒、細(xì)胞碎片以及薯皮細(xì)胞結(jié)合物，其化學(xué)成分包括纖維素、淀粉、果膠、寡肽等成分，在不同的研究中，馬鈴薯渣的成分略有不同，但是共同的一點(diǎn)是淀粉、纖維素和果膠的含量都比較高。

由于馬鈴薯的水分含量比較高，所以表現(xiàn)出典型的膠體特性。由于膠體中水分比較難處理，耗時(shí)比較大，付出的代價(jià)也比較大。如果加壓除去10%的水分，馬鈴薯渣則表現(xiàn)出跟蛋白軟糖比較接近的性質(zhì)，嵌入到細(xì)胞內(nèi)部的水分則需要通過細(xì)胞膜的交換才能排出。

二、馬鈴薯渣的綜合利用現(xiàn)狀

目前對馬鈴薯渣的開發(fā)有理化法、發(fā)酵法以及混合法。理化法是運(yùn)用物理或者化學(xué)的方法對馬鈴薯渣進(jìn)行有效的處理，然后提取有效的成分。發(fā)酵法是用馬鈴薯渣為培養(yǎng)基，在培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上運(yùn)用微生物進(jìn)行發(fā)酵，再經(jīng)過相關(guān)條件的控制，得到目標(biāo)產(chǎn)物，制備出一些生物制劑和一些有機(jī)的物料。至于混合法則是將理化法和發(fā)酵法進(jìn)行混合，綜合運(yùn)用兩種方法，制備出想要的物質(zhì)。在國外，對于馬鈴薯渣的處理，是通過向馬鈴薯漿渣中添加一些營養(yǎng)成分，轉(zhuǎn)化為糖漿類物質(zhì)，然后從液相中提取目標(biāo)產(chǎn)物。在國內(nèi)對馬鈴薯的研究還是在起步階段，一般的研究主要集中在馬鈴薯渣的成分上，如膳食纖維的提取、高蛋白飼料的加工、果膠的提取、其他可食用有機(jī)物的提取以及酒精的制備研

究等。

（一）膳食纖維的提取

膳食纖維是一種比較復(fù)雜的混合物，是現(xiàn)在健康飲食中的重要物質(zhì)。其中包括了纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、交織以及粘質(zhì)等物質(zhì)，在一般的情況下，膳食纖維可以分為水溶性的膳食纖維和不溶性的膳食纖維，由于其有益于人類的身體健康，被譽(yù)為第七大營養(yǎng)素。

在馬鈴薯渣的含量中，含有大量的纖維，并且馬鈴薯也是一種安全的可食用的膳食纖維資源。馬鈴薯渣膳食纖維產(chǎn)品的外觀是白色，有很強(qiáng)的持水力以及膨脹力。因此，馬鈴薯渣的充分利用為膳食纖維的加工制備也提供了充足的資源。

目前運(yùn)用馬鈴薯渣制備膳食纖維的方法有物理法、生物法以及物理化學(xué)生活相結(jié)合的方法等。物理法是運(yùn)用微波以及超微波粉碎技術(shù)將馬鈴薯中的一些細(xì)胞進(jìn)行粉碎，然后提取馬鈴薯膳食纖維；化學(xué)法是運(yùn)用酸解、堿解或者是酸堿共解的方法進(jìn)行細(xì)胞的變性，從而提取所需要的膳食纖維；生物法是運(yùn)用酶解的方法進(jìn)行提取；運(yùn)用物理、化學(xué)和生物結(jié)合的方法進(jìn)行膳食纖維的提取，則是先用微波的方法將細(xì)粉碎，然后運(yùn)用酸解溶解膳食纖維，最后再運(yùn)用生物培養(yǎng)基，將膳食纖維進(jìn)行提純。不管用什么方法，都可以很好地將膳食纖維從馬鈴薯渣中提取。在現(xiàn)在對馬鈴薯渣的膳食纖維的研究中，則有對膳食纖維的檢測、提高膳食纖維的含量、改善膳食纖維的產(chǎn)量和特性，這一些研究對以后提出馬鈴薯的膳食纖維具有指導(dǎo)性的意義。

（二）高蛋白飼料的加工

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對高蛋白的需求量也逐漸增大，也對動(dòng)物性食品的需求量變大，這在一定程度上也帶動(dòng)了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，也對高蛋白的飼料要求逐漸變高。但是目前我國的高蛋白的飼料還是處于比較緊張的局面。但是馬鈴薯渣的生產(chǎn)是比較簡單，這也進(jìn)一步增加了高蛋白的提供渠道，同時(shí)投資比較少，生產(chǎn)工藝比較簡單，更不會(huì)造成二次污染，所以是一種效益性比較高的物質(zhì)，也具有廣闊的市場運(yùn)用前景。

馬鈴薯渣中的蛋白含量比較低，但是粗纖維含量比較高，如果直接作為飼料喂養(yǎng)動(dòng)物的話，適口性比較差，降低了飼料的品質(zhì)。很多有關(guān)學(xué)者和專家經(jīng)過研究表明，如果經(jīng)過微生物的發(fā)酵技術(shù)，可以將馬鈴薯渣中的蛋白含量提升，也可以提升其營養(yǎng)價(jià)值。同時(shí)，也可以改善粗纖維的結(jié)構(gòu)，改變之前比較澀的口感，從而增加適口性。經(jīng)有關(guān)研究表明，用馬鈴薯渣進(jìn)行家畜的喂養(yǎng)，可以有效地提升動(dòng)物產(chǎn)品的質(zhì)量。

目前，在馬鈴薯渣中提取高蛋白的方法有固態(tài)發(fā)酵法和半固態(tài)發(fā)酵法兩種，在一般的情況下，是通過接種真菌、霉菌等菌種，對馬鈴薯渣進(jìn)行發(fā)酵，可以產(chǎn)生一定比例的蛋白飼料。如果在進(jìn)行培養(yǎng)的條件下，再進(jìn)一步確定培養(yǎng)的發(fā)酵條件，運(yùn)用比較優(yōu)質(zhì)的培養(yǎng)基，則通過生物學(xué)上的正交實(shí)驗(yàn)，可以測得高蛋白的含量在逐漸增加。運(yùn)用高蛋白提高動(dòng)物的肉品質(zhì)量，則可以讓人們能在飲食上更加安全，有利于提升人們的身體健康程度。

（三）果膠的提取

除了膳食纖維之外，在馬鈴薯渣中還有一種比較重要的成分就是果膠。果膠是植物細(xì)胞壁中最重要的成分之一，可以從大量的植物細(xì)胞中獲得，具有良好的乳化作用，常被當(dāng)做食品添加劑加入到食品中，在食品方面有著舉足輕重的作用。我國的果膠有80%需要進(jìn)口來維持所需，但是果膠的來源卻是很有限的。馬鈴薯渣中含有豐富的果膠，是一種比較好的果膠提取物。經(jīng)有關(guān)專家學(xué)者表明，馬鈴薯中的果膠具有比較高程度的乙?；?，分子量比較低。這在一定程度上提升了馬鈴薯的附件值，同時(shí)也為果膠的來源提供了重要的渠道。

目前在馬鈴薯渣中提取果膠的工藝還不是太成熟，但是已經(jīng)有很多專家學(xué)者開始研究。在實(shí)驗(yàn)室的研究中，一般在馬鈴薯渣中進(jìn)行果膠的提取，是運(yùn)用沸水提取法、酸堿結(jié)合微波以及萃取法。常用的方法是有鹽析法和酸堿乙醇沉淀法。在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行有效的提取和提純。果膠在提取的過程中，是由不溶性的果膠轉(zhuǎn)化成易溶解的果膠。但是在實(shí)驗(yàn)的過程中，由于使用的工藝不同，得到的果膠的效率和產(chǎn)量也不同。

（四）其他可食用有機(jī)物的提取

由于馬鈴薯渣中含有其他的物質(zhì)，可以運(yùn)用物理化學(xué)的方法將其轉(zhuǎn)化成有用的有機(jī)物，提高馬鈴薯渣的利用程度。（1）在馬鈴薯渣的處理過程中，可以以馬鈴薯渣為基質(zhì)，通過生物處理的方式，進(jìn)行相應(yīng)的處理和發(fā)酵，轉(zhuǎn)化成果糖、聚丁烯等有機(jī)物，這些有機(jī)物在一定程度上也提升了馬鈴薯的利用率。（2）可以運(yùn)用馬鈴薯渣制備一些可食用性膜，由于馬鈴薯渣中大量的纖維和淀粉的存在，可以制備成相應(yīng)的可食用性的膜，在方便面料的包裝上進(jìn)行使用，可以提高食品的安全性，也是一種可食用的生產(chǎn)方法，這樣不僅可以提升生產(chǎn)成本，而且可以有效地提高馬鈴薯渣的利用率。（3）可以將馬鈴薯渣經(jīng)過一系列的物理化學(xué)的處理，轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)化工原料，制成新型的吸附材料，有關(guān)專家和學(xué)者表明運(yùn)用馬鈴薯渣轉(zhuǎn)化成新型的吸附材料，有很好的吸附性，吸附速度快，對Pb2+、Hg2+具有較強(qiáng)的吸附性，則可以很好地運(yùn)用到污水的處理中，減少二次污染，也充分運(yùn)用了資源，將資源的利用率提升到最大。

（五）酒精的制備研究

馬鈴薯渣經(jīng)過一系列的提純，可以轉(zhuǎn)化成燃料酒精。隨著化石燃料的日益枯竭，新型的燃料已經(jīng)漸漸被運(yùn)用到生活中的方方面面，燃料酒精已經(jīng)開始成為生活科技發(fā)展的必然，乙醇不僅可以完全燃燒轉(zhuǎn)化成水和二氧化碳，也可以減少空氣污染，是一種既節(jié)能又環(huán)保的材料。乙醇還可以降解一些復(fù)雜的有機(jī)物，例如烯烴和芳香烴等，也可以通過一定的階段降低煉油廠中的改造費(fèi)用，在乙醇的運(yùn)用過程中，優(yōu)勢已經(jīng)很明顯的被表露出來。乙醇作為燃料運(yùn)用時(shí)間比較長的是國外，國內(nèi)則起步比較晚，剛開始的是酒精，是為了消化陳化的糧食，但是這種方法影響了食品的健康，所以現(xiàn)在的酒精發(fā)展也開始了多元化，但是前提不能損害人的健康。紅薯、高粱已經(jīng)被漸漸地當(dāng)做原料進(jìn)行酒精的多元化生產(chǎn)，馬鈴薯渣可以生產(chǎn)燃料酒精，這也已經(jīng)得到了有關(guān)專家學(xué)者的認(rèn)定，既符合食品安全的要求，又能很好地利用馬鈴薯在利用過程中的剩余產(chǎn)物，可以實(shí)現(xiàn)多元化的利用，有效地避免了浪費(fèi)，保護(hù)了環(huán)境，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)大量有效地轉(zhuǎn)化和利用，這也是馬鈴薯渣可以最優(yōu)化運(yùn)用的途徑之一。

三、馬鈴薯渣的研究前景

馬鈴薯渣的成分在生活中的運(yùn)用雖然還是處于起步階段，但是隨著馬鈴薯產(chǎn)量的不斷上升，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，馬鈴薯渣的產(chǎn)量也越來越多。對于這種資源要能夠合理地利用起來，雖然在馬鈴薯渣的轉(zhuǎn)化過程中還存在著大量的問題，其綜合運(yùn)用也受到了一定的阻礙。但是可以在技術(shù)的處理上和經(jīng)濟(jì)的效益中間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，根據(jù)馬鈴薯渣的特性進(jìn)行綜合利用，突破科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，不斷改良馬鈴薯渣的轉(zhuǎn)化和提取的過程，提高轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)量，提高轉(zhuǎn)化效率，不僅可以實(shí)現(xiàn)廢物的有效利用，減少環(huán)境的污染，還可以給人們的食品安全帶來更好的保證，提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

總之，馬鈴薯渣在的價(jià)值是比較高的，也具有相當(dāng)豐厚的開發(fā)利用價(jià)值，產(chǎn)品的開發(fā)前景也很好，人們也在努力尋找平衡點(diǎn)，提高馬鈴薯渣的利用率，使它既要能夠保證人們的利益，又能夠?qū)崿F(xiàn)馬鈴薯渣的成分產(chǎn)品達(dá)到最優(yōu)化，更有利于人們的生活發(fā)展。

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[1]劉瑋，李蘭紅，孫麗華.馬鈴薯渣綜合利用研究[J].糧油食品科技，2010（4）.

[2]王拓一，張杰，吳耘紅，等.馬鈴薯渣的綜合利用研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2008（7）.

[3]史靜，陳本建.馬鈴薯渣的綜合利用與研究進(jìn)展[J].青海草業(yè)，2013（1）.

①本文系安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目“馬鈴薯渣中高果膠提取率菌種的選育和發(fā)酵工藝研究”（項(xiàng)目編號：SKJ2015B04）

的研究成果；合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院質(zhì)量工程項(xiàng)目“食品加工技術(shù)專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”（項(xiàng)目編號：zgsd201203）的研究成果。