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传统马铃薯渣加工利用技术的发展现状

发布时间:2014-12-09 10:13:03     作者:鼎力小编

 马铃薯渣含有淀粉、纤维素、果胶及少量蛋白质等可利用组分,具有一定的开发利用价值和潜力。目前,对马铃薯渣的加工利用主要包括作为底物发酵转化利用和提取有益组分两个方向。
  一、发酵转化利用
  1. 发酵生产饲料
  马铃薯渣含有淀粉、蛋白质、纤维素等组分,具有作为饲料应用的潜力,但其适口性差,粗纤维含量高,而蛋白质含量较低,无法直接作为饲料。利用马铃薯丰富的营养成分,作为微生物发酵的底物,通过微生物发酵提高蛋白质含量并改善其营养配比,可以将马铃薯渣转化为动物饲料,实现加工利用。
  采用半固态、固态发酵马铃薯渣生产单细胞蛋白饲料, 是马铃薯渣转化饲料较为常见的方法,它具有能耗低,方法简单,适合工业化生产的特点。以黑曲霉、白地霉和热带假丝酵母为发酵菌种,采用固态发酵马铃薯渣制备菌体蛋白饲料,产物中粗蛋白含量达43.94 %;采用半固态法发酵薯渣,并通过多次正交优化设计实验,提高粗蛋白含量最高可达57.49 %。
  通过微生物发酵马铃薯渣虽然都能提高蛋白质含量,但是由于其自身蛋白质含量较低,粗纤维含量较高,且微生物发酵可利用的碳源较少,需要加入大量的其他营养源,显著增加了成本。同时由于发酵周期长等诸多问题,利用马铃薯渣生产蛋白饲料尚未得到大规模的应用。
  2.发酵转化其他产品
  将马铃薯渣通过微生物发酵, 转化成新的高附加值发酵产品, 是马铃薯渣再利用的另一个主要途径。国内外学者利用不同种类的微生物菌种发酵马铃薯渣,制备出燃料酒精、乳酸、草酸、柠檬酸、聚丁烯、果糖、维生素等发酵产品。国内有学者报道了通过筛选合适菌种和改进培养基配方利用马铃薯渣发酵生产柠檬酸,可产生较高的附加值;日本利用马铃薯渣代替部分粮食原料制备酱油和醋,可节约生产成本,是适合家庭作坊式生产的实用方法。在马铃薯渣发酵生产燃料酒精方面,国外已逐步开始产业化生产,目前已建成每年可将马铃薯渣转化为4万吨燃料酒精的生产线。此外,马铃薯渣还可作为发酵生产纤维素酶的主要原料,等将果胶和淀粉从纤维素及半纤维素中分离出来,并接种里氏木霉生产纤维素酶。
  二、提取有效组分
  1.提取利用纤维素组分
  马铃薯渣中具有较高的纤维素含量,薯渣膳食纤维持水力、膨胀力较高, 有良好的生理活性,是一种廉价的膳食纤维来源。
  薯渣膳食纤维的提取工艺方法主要包括酒精沉淀法、酸碱法、挤压法、酶法等。采用淀粉酶处理薯渣,并通过酸解、碱解、干燥(薯渣烘干机)、粉碎等步骤制备了性能优良的薯渣膳食纤维。利用纤维素酶处理薯渣并优化了膳食纤维提取的最佳工艺,确定了该纤维素的分子大小和分子组成。采用酸处理、中温α-淀粉酶处理和耐高温α-淀粉酶处理三种工艺条件分别制得了马铃薯膳食纤维产品,通过比较实验表明马铃薯膳食纤维的阳离子交换能力优于市售燕麦纤维,且酸处理所制得的膳食纤维综合性能最好。目前,从马铃薯渣中提取或制备膳食纤维的技术路线比较复杂, 产品得率较低, 成本较高, 且生产过程中易对环境造成二次污染。
  在薯渣纤维素提取利用方面,国外已把马铃薯渣作为一种重要的、廉价的膳食纤维资源,并不仅仅停留于纤维素提取领域,而是探索了将马铃薯渣处理直接添加到食品中作为脂肪替代物和纤维素添加剂,用于生产休闲糕点、饼干,适用于糖尿病、肥胖症、心脑血管疾病、肠癌及其他营养失调的病人。
  2.提取利用果胶组分
  马铃薯渣中具有一定的果胶含量,约占干基的10%-25%,是一种潜在的果胶来源。一般均采用条件较为温和的提取方法从薯渣中提取果胶,尽量保证其结构完整性。等在微波条件下,用稀硫酸溶液萃取、硫酸铝沉淀提取果胶。在不同条件下提取果胶, 并对其凝胶性能进行了比较和分析。以马铃薯渣为原料,分别采用水法、酸法和酸法+微波提取,饱和硫酸铝沉析的方法制备果胶,优化后的产品得率分别为14.8%、17.7%和17.9%;对所提取的果胶进行分离纯化后分析了其主要组成,并添加到酸奶中取得了较好的应用效果。目前,不同工艺提取的马铃薯渣果胶的凝胶强度都相对偏低,且较为复杂的提取工艺和较低的得率也限制了马铃薯渣果胶提取利用技术的发展和应用。

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