馬鈴薯渣的開發(fā)價值及應(yīng)用前景分析

摘要本文總結(jié)分析了馬鈴薯渣的營養(yǎng)價值、加工技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)，闡述了其開發(fā)利用與環(huán)境保護之間的關(guān)系，并探討了其開發(fā)前景及有待提升的方面，為實現(xiàn)資源高效利用、綠色可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護提供參考。馬鈴薯渣含有豐富的纖維、蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，通過利用先進的加工技術(shù)，其可以轉(zhuǎn)化為高價值產(chǎn)品，如飼料、生物燃料和生物降解塑料等。這不僅減少了資源浪費，減輕了對環(huán)境的污染，而且有助于循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。然而，馬鈴薯渣的高效利用面臨著一些挑戰(zhàn)，包括技術(shù)限制、市場約束和安全性等，通過采用創(chuàng)新技術(shù)和策略，可以將馬鈴薯殘渣從廢物轉(zhuǎn)化為寶貴的資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用和環(huán)境保護。

關(guān)鍵詞馬鈴薯渣；營養(yǎng)價值；資源化利用；環(huán)境保護

中圖分類號TS239文獻標(biāo)識碼A文章編號1007-7731（2024）18-0082-05

DOI號10.16377/j.cnki.issn.1007-7731.2024.18.018

Analysis of development value and application prospects of potato residue

PANG Ze¹TIAN Guokui¹WANG Haiyan¹LI Fengyun¹PAN Yang¹LI Mingxue¹WANG Lichun¹WEI Xiaoshuang²

（¹Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Potato Biology and Genetics， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Potato Improvement Center of China， Qiqihar 161000， China;

²Facult of Agronomy， Jilin Agricultural University， Changchun 130033， China）

Abstract The nutritional value， processing technology and product development of potato residue were summarized and analyzed， the relationship between the development and utilization of potato residue and environmental protection was expounded ， and the development prospect of potato residue and the aspects to be improved were discussed， so as to provide references for realizing efficient utilization of potato residue resources， green sustainable development and environmental protection. Potato residue is rich in nutrients such as fiber， protein， vitamins， and minerals， making it a valuable resource for various industries. By utilizing advanced processing technologies， potato residue can be converted into high-value products such as feed， biofuels， and biodegradable plastics. These products not only reduce waste and relieve environmental pollution but also contribute to the development of a circular economy. However， there are still challenges to overcome in the efficient utilization of potato residue.，including technical limitations， market constraints， and security. By adopting innovative technologies and strategies， potato residue can be transformed a waste product into a valuable resource， achieving the utilization of agricultural waste resources and environmental protection.

Keywords potato residue; industrial processing; resource utilization; environmental protection

馬鈴薯是茄科茄屬一年生草本植物^[1-2]，是一種重要的糧菜兼用型作物^[3-4]。該作物富含淀粉、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分^[5]，具有高產(chǎn)、適應(yīng)性強以及營養(yǎng)豐富等特點，被廣泛種植^[6-7]。該作物可加工成多種食品，如薯片、薯條等，也可用于飼料、淀粉以及生物質(zhì)能源生產(chǎn)等領(lǐng)域。由于其重要性和多樣化的用途，在農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)中具有重要地位^[8-10]。

馬鈴薯渣是指在馬鈴薯加工過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品^[11]，主要包括馬鈴薯皮、碎塊和殘余淀粉等^[12]。其富含纖維素、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等成分，具有潛在的高附加值^[13-14]，可作為飼料加工、生物質(zhì)能源生產(chǎn)和食品加工等的原料。其合理處理和利用有助于減少環(huán)境污染，促進資源循環(huán)利用，對于保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。此外，馬鈴薯渣具有豐富的加工特性^[15]，含有豐富的膳食纖維，被廣泛應(yīng)用于食品加工中。Kaack等^[16]利用馬鈴薯渣加工制作了低能量和高纖維的肝醬，以及探索了利用馬鈴薯渣和黃豆殼制作低能量巧克力蛋糕的方法。毛麗娟等^[17]以馬鈴薯渣為原料，利用超聲波輔助鹽析法提取果膠。廖原等^[18]對馬鈴薯渣提取果膠的工藝條件進行了研究。馬鈴薯渣在其他方面也具有一定加工潛力，例如，有機燃料^[19]、蛋白飼料^[20-21]等。馬鈴薯渣加工的多樣性，使其具有較高的再加工價值。本研究從綠色可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，對馬鈴薯渣的綜合利用進行了綜述，為該資源高效利用、綠色可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護等提供參考。

1 馬鈴薯渣的營養(yǎng)價值

干燥后的薯渣具有較高的利用價值^[22]，可用于動物飼料加工，功能成分提取和有機物質(zhì)生產(chǎn)等^[23]。由表1可知^[24]，馬鈴薯渣中淀粉含量占其干重的30%～50%，纖維素含量占15%～35%，果膠含量占10%～25%。淀粉是動物和人體的重要能量來源之一；纖維素有利于促進胃腸道的消化和吸收。與新鮮馬鈴薯相比，馬鈴薯渣中的蛋白質(zhì)和脂肪含量較低，而淀粉和纖維素含量豐富，具有較高的營養(yǎng)價值，可用作動物飼料或生物質(zhì)能源生產(chǎn)等原料。

2 馬鈴薯渣的加工技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)

2.1 加工技術(shù)

馬鈴薯渣的加工技術(shù)主要包括干燥、粉碎和成型等步驟。干燥是將馬鈴薯渣中的水分蒸發(fā)掉，使其具備更長的保存期和更好的加工性能。干燥技術(shù)包括曬干、烘干等多種方法。粉碎是將干燥后的馬鈴薯渣進行粉碎或研磨，以便后續(xù)的產(chǎn)品加工。成型是將其制成顆粒、塊狀或片狀的成品，便于儲存和運輸。

2.2 產(chǎn)品開發(fā)

2.2.1 飼料 馬鈴薯渣富含淀粉和纖維素，可作為牲畜和家禽的飼料原料。將其加工成飼料顆粒，或直接與其他飼料混合喂養(yǎng)，可提高飼料的營養(yǎng)價值，降低飼養(yǎng)成本。趙萍等^[25]采用4因素正交試驗設(shè)計半固態(tài)發(fā)酵方法，對馬鈴薯渣進行生料發(fā)酵和貯存試驗，確定發(fā)酵劑、添加劑的較佳使用量及對提高蛋白質(zhì)含量的影響程度，得出較佳配方及生產(chǎn)工藝，提高了飼料中蛋白質(zhì)的含量；董俊等^[26]利用微生物固態(tài)發(fā)酵技術(shù)對馬鈴薯渣生產(chǎn)蛋白飼料進行了研究，優(yōu)化了加工工藝；史琦云等^[27]采用單菌生料發(fā)酵、單菌熟料發(fā)酵及多菌種協(xié)同固態(tài)發(fā)酵等技術(shù)，研制了馬鈴薯渣蛋白飼料；劉元甲^[28]開展了復(fù)合微生物菌劑發(fā)酵馬鈴薯渣生產(chǎn)蛋白飼料的研究，確定了馬鈴薯渣發(fā)酵的較佳菌種組合、配比及發(fā)酵條件，發(fā)酵飼料對生豬有明顯的增重效果；邵淑麗等^[29]研究發(fā)現(xiàn)，30%馬鈴薯渣發(fā)酵飼料與沙棘嫩枝葉配合使用，可提高兔肉蛋白質(zhì)、脂肪和氨基酸含量，改善兔肉品質(zhì)；彭勁松等^[30]綜述了微生物發(fā)酵馬鈴薯渣對畜禽生產(chǎn)和經(jīng)濟效益的影響；夏善勇^[31]分析了馬鈴薯渣與莖葉飼料化利用及研究進展，提出未來的研究重點，為馬鈴薯渣及莖葉的飼用化研究提供了參考。

2.2.2 生物質(zhì)能源 將馬鈴薯渣進行發(fā)酵，生產(chǎn)生物乙醇或生物氣體，可作為替代能源使用。Yokoi等^[32]開發(fā)了一種微生物并用于發(fā)酵馬鈴薯渣，獲得了優(yōu)質(zhì)的燃料酒精；蘇檳楠等^[33]開展了馬鈴薯渣發(fā)酵酒精的菌種篩選及產(chǎn)酒精性能研究，篩選出高效菌株Z40。這種方式不僅可以減少對化石能源的依賴，還能有效處理農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，具有環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的特點。

2.2.3 食品 馬鈴薯渣可提取果膠、膳食纖維和蛋白質(zhì)等。陳改榮等^[34]通過鹽沉淀法從馬鈴薯渣中提取了果膠并形成完備的加工工藝；楊希娟等^[35]對從馬鈴薯渣中提取果膠的工藝進行優(yōu)化，提高了果膠得率；吳海燕等^[36]開展了新鮮馬鈴薯渣同時制備膳食纖維和蛋白的研究，獲得了可供食用的蛋白質(zhì)及膳食纖維，并設(shè)計了其工藝流程；袁惠君等^[37]利用微生物發(fā)酵對馬鈴薯渣膳食纖維得率及性質(zhì)的影響進行了研究，得到了更好的發(fā)酵方式；郭變麗^[38]利用馬鈴薯渣提取了膳食纖維并對其在面包中的應(yīng)用開展了研究。利用馬鈴薯渣生產(chǎn)食品，不僅可以提高原料的綜合利用率，還可以開發(fā)出更多種類的食品，滿足市場需求。

馬鈴薯渣的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，涉及動物飼料、生物質(zhì)能源生產(chǎn)及食品加工等多個方面。通過合理的加工和產(chǎn)品開發(fā)，可以實現(xiàn)對馬鈴薯渣的有效利用，提高其附加值，促進農(nóng)業(yè)資源的綜合利用和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。

3 馬鈴薯渣開發(fā)利用與環(huán)境保護的關(guān)系

馬鈴薯渣的合理開發(fā)和利用對保護環(huán)境具有重要意義^{[31，39]}。一是馬鈴薯渣的合理利用可以減少環(huán)境污染。馬鈴薯渣含有有機物質(zhì)和氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，可能會對土壤和水質(zhì)造成負面影響^[40]。二是馬鈴薯渣的資源化利用有利于節(jié)約能源和減少溫室氣體排放。用馬鈴薯渣生產(chǎn)生物質(zhì)能源，可以減少對能源資源的依賴，降低能源消耗。同時，生物質(zhì)能源的利用也有助于減少化石能源的燃燒，從而減少溫室氣體的排放^[19]。三是馬鈴薯渣的土壤改良作用具有環(huán)保意義。尤美云等^[41]研究表明，以馬鈴薯渣為原料合成土壤保水劑，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用與農(nóng)業(yè)應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)應(yīng)用、廢棄物的資源化利用及環(huán)境治理等提供了思路。將馬鈴薯渣作為有機肥料施入土壤，可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機質(zhì)含量，提高土壤肥力，減少化肥施用，降低化肥施用對環(huán)境造成的負面影響，有利于生態(tài)環(huán)境的保護。綜合來看，馬鈴薯渣的環(huán)保意義主要體現(xiàn)在減少污染、節(jié)約能源、減少溫室氣體排放、改善土壤質(zhì)量和促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展等方面。因此，對馬鈴薯渣的合理開發(fā)和利用，對于保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。

4 馬鈴薯渣的開發(fā)前景展望

4.1 開發(fā)前景

馬鈴薯渣含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)和纖維等，作為畜禽飼料的主要成分之一，可提供豐富的營養(yǎng)。馬鈴薯渣還可用于生產(chǎn)飼料添加劑，提高飼料的營養(yǎng)價值和口感。在養(yǎng)殖業(yè)中，馬鈴薯渣的應(yīng)用有望得到進一步推廣和應(yīng)用，為畜禽養(yǎng)殖提供更加豐富和多樣化的飼料資源。

近年來，纖維食品成為食品結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要方向之一^[42]。2023年頒布的《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》規(guī)定，成人每日膳食纖維攝入量為25～30 g。綠色健康的膳食纖維食品將成為一種消費趨勢。以馬鈴薯渣為原料提取膳食纖維，不僅可以消化馬鈴薯渣，還可以提高經(jīng)濟效益，是馬鈴薯渣開發(fā)利用的重要方向之一。

果膠作為一種天然的植物膠，可作為膠凝劑、穩(wěn)定劑、組織形成劑、乳化劑和增稠劑被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中^[43]；果膠也是一種優(yōu)良的藥物制劑基質(zhì)和重金屬吸附劑。據(jù)統(tǒng)計，每年果膠的消耗量較大，需求量與生產(chǎn)量存在不協(xié)調(diào)現(xiàn)象^[44]。因此大力開發(fā)果膠資源，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果膠，對滿足市場需求具有現(xiàn)實意義^[19]。將馬鈴薯渣作為生產(chǎn)果膠的原料之一，不僅可以增加馬鈴薯渣加工的附加值，還可以豐富果膠生產(chǎn)的原料來源。

4.2 下一步研究關(guān)注環(huán)節(jié)

4.2.1 處理技術(shù) 馬鈴薯淀粉加工具有季節(jié)性，薯渣的產(chǎn)生相對集中，其加工工藝容易造成薯渣含水量高、易腐爛變質(zhì)。因此，薯渣的保存是亟待解決的問題。薯渣的處理和利用技術(shù)有待進一步改進，商品得率有待進一步提高，這在一定程度上可能會導(dǎo)致馬鈴薯渣的浪費。

4.2.2 市場需求 整體來看，馬鈴薯渣的加工產(chǎn)品的特色有待進一步凸顯，導(dǎo)致產(chǎn)品競爭力有待進一步提升。同時，市場需求不足，進一步影響了其開發(fā)的進程。

4.2.3 使用安全性 目前，有關(guān)馬鈴薯渣的毒理學(xué)研究較少，王禹程等^[45]開展了發(fā)酵馬鈴薯渣飼喂動物的毒性研究。馬鈴薯等茄科植物植株和塊莖中普遍含有龍葵素、α-龍葵素等甾族生物堿配糖衍生物^[46]，其加工產(chǎn)生的薯渣可能存在潛在毒素污染風(fēng)險。同時，馬鈴薯渣在儲存和加工過程中容易受到霉菌等的污染，會產(chǎn)生一定毒素。

5 結(jié)語

馬鈴薯渣含有豐富的纖維、蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，利用先進的加工技術(shù)，如酶水解、發(fā)酵和提取，可以將馬鈴薯渣轉(zhuǎn)化為高價值的產(chǎn)品，如飼料、生物燃料和生物降解塑料等。這不僅減少了資源浪費，而且有助于循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。此外，馬鈴薯渣的合理開發(fā)利用還可減少環(huán)境污染。通過妥善處理和利用馬鈴薯渣，可以減少馬鈴薯加工過程中的碳足跡，對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護具有積極意義。然而，馬鈴薯渣的高效利用可能面臨著一些挑戰(zhàn)，包括技術(shù)限制、市場約束和安全性等。綜上，馬鈴薯渣的開發(fā)利用在促進資源利用效率、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展等方面具有較大潛力。采用創(chuàng)新技術(shù)和策略，可以將馬鈴薯殘渣轉(zhuǎn)化為寶貴的資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用和環(huán)境保護。

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（責(zé)任編輯：何艷）