马铃薯渣综合利用研究现状及进展

doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2019.05.014云南化工

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Vol.46，No.5

May.2019

马铃薯渣综合利用研究现状及进展渊五邑大学生物科技与大健康学院袁广东摘李钰铃江门529020冤要：马铃薯渣是马铃薯淀粉加工产业的一种副产物袁常被作为垃圾废弃掉袁造成资源浪费和环境污染遥实际上袁马铃薯渣中含有许多有价值的成分袁具有被开发利用的潜力遥目前袁马铃薯渣的综合利用主要集中在以下几方面院提取膳食纤维和果胶曰制备高蛋白高能量饲料曰制备新型黏合剂尧胶黏剂和吸附材料曰制备燃料酒精尧生物质混合燃料和能量气体曰制备种曲尧醋尧酱油及可食性膜等遥综述了马铃薯渣目前综合利用的研究现状及进展遥关键词：马铃薯渣曰综合利用曰膳食纤维曰果胶曰饲料中图分类号：S532文献标志码：A文章编号：1004-275X（2019）05-038-03CurrentStatusandProgressofResearchonComprehensiveUtilizationofPotatoResidueLiYuling（SchoolofBiotechnologyandHealthScience,WuyiUniversity,Jiangmen529020,Guangdong,China）away,whichnotonlycauseswasteofresourcesbutalsoenvironmentalpollution.Infact,potatoresidueprehensiveutilizationofpotatoresiduemainlyfocusonthefollowingfields:extractionofdietaryfiberandAbstract:Potatoresidueisby-productofthepotatostarchprocessingindustry,andisoftenthrowncontainslotsofvaluableconstituent,andhaspotentialtobedevelopedandutilized.Atpresent,thecom原pectin;preparationofhighproteinandhighenergyfeed;preparationofnewadhesivesandadsorbentma原gar,soysauce,ediblefilm,etc.Thispaperreviewsthecurrentresearchstatusandprogressofcomprehen原siveutilizationofpotatoresidue.Keywords:terials;preparationoffuelalcohol,biomassblendedfuelandenergygases;preparationofseedkoji,vine原Potatoresidue;comprehensiveutilization;dietaryfiber;pectin;feed学成分主要有院淀粉尧纤维素尧半纤维素尧果胶尧游离氨基酸尧寡肽尧多肽及灰分[6]遥其中袁纤维素尧半纤维素和果胶的含量较大袁可以被提取广泛应用于食品加工工业和医疗保健工业之中遥马铃薯渣是果胶和膳食纤维的良好来源遥然而在饲料应用方面效果不佳袁因其蛋白质含量低和粗纤维含量高袁使饲料的适口性较差以及动物的生理机能受到影响遥1.2马铃薯渣的性质马铃薯渣的含水量很高且具有典型胶体的物化特性袁不呈液态流体性质遥水分没有与细胞壁碎片的纤维和果胶结合袁直接嵌入到残存的细胞中袁黏性较高袁需要借助细胞膜交换到外界[6]遥因此袁常温常压下袁除去马铃薯渣中的水分较为困难遥据F.Mayer等[7]研究发现袁马铃薯渣中自带的微生物较多袁菌种多达33种袁其中细菌28种袁真菌4种和酵母菌1种遥我国马铃薯的栽培历史悠久尧资源丰富袁其种植面积和产量均占全球总产量的20%以上袁是世界上第一大马铃薯生产国[1]遥据农业部统计袁现种植面积和产量正逐年上升袁预计到2020年马铃薯种植面积将被扩大到一亿亩[2]袁而与马铃薯密切相关的深加工行业也将迎来迅猛发展遥利用马铃薯生产制备淀粉是解决马铃薯粮食增产的主要途径之一遥其中在马铃薯淀粉生产过程中伴随产生大量的副产物袁即以水尧细胞碎片和残余颗粒为主要成分的马铃薯废渣[3]遥我国马铃薯淀粉的年产量约为35万吨左右袁而每加工获得1吨的淀粉就会有0.8吨的马铃薯废渣[4]遥其中袁马铃薯渣含有大量的水分及丰富的菌种袁储存运输比较困难袁并易腐败变质发出恶臭气味袁对环境造成一定的污染遥在马铃薯的加工利用过程中产生的大量马铃薯渣并没有得到合理利用袁通常直接丢弃或者掩埋袁其产生的无机盐会污染地下水和土壤袁并易造成资源的浪费[5]袁为寻找更经济高效环保的马铃薯渣处理办法袁本文就马铃薯渣的综合利用作一简要综述袁以供参考遥211.1马铃薯渣的主要成分及性质2.1马铃薯渣的主要成分马铃薯渣中含有高达90%的水分袁此外其化有益物质的提取膳食纤维和果胶是马铃薯渣中主要的有益物质袁其提取工艺有院沸水抽提法尧酸水解法尧离子交换树脂法尧微生物提取法尧微波提取法尧超综合利用研究的现状-38-

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声波提取法等袁通过对有益物质的养提成分提取方法进行研究改进[8-9]袁提高有价值的营取率袁以2.1.1达到提高马铃薯渣的综膳食膳食合利用率遥纤纤维维是一种多糖袁被认定为第七营养渊素以遥干其基中计马冤铃薯袁是渣一含有种安全丰富尧的廉纤价维的素膳袁食约达纤维31%来源遥与其他来源的膳食纤维一样袁马铃薯渣中提取的膳食纤维具有强吸水性尧持水性和膨胀性袁可以降低食物脱水袁防止老化和维持外观构型袁对降低糖尿病尧心血管病和肥胖发病率也有一定的作用遥通过对马铃薯渣纤维上的含有微观带结构支链的和红外检测研究发现[9]袁主链糖元茁半乳聚糖和SDF中存在糖醛酸尧可溶性的半纤维素与茁-吡喃糖袁以此依据采用耐高温琢-淀粉酶进行处理袁使从马铃薯渣中提取的膳食纤维的持水率尧膨胀率等性质有了更好的提高遥同时这种膳食纤维被认为是安全的食用产品袁国外许多学者将其直接作为脂肪替代物和纤维添加剂添加到食品2.1.2中[10-11]果胶果遥是胶来源于植物细胞壁的一种杂多糖袁主要成分为D-半乳糖醛酸袁因其具有良好的胶凝性和乳化稳定性而被广泛应用于食品和化妆品行渊业以中干遥基马计铃冤袁薯是渣一中含种良有好丰富的果的胶果提胶取袁原料约遥达17%果胶的性质与其结构有关遥如院从火龙果中提取的高甲氧基果胶对胆固醇具有高亲和力袁因而能成为理想的降血脂剂[12]遥而且随着黏度尧分子量尧疏水基团和酯化度等差异袁果胶对抑制脂质的消化袁降低胆固醇的能力袁和预防癌症的功效也不同[13]遥提取工艺的不同对果胶也有影响袁据洪雁等[14]的研究报道袁马铃薯渣通过酸法和酸法加微波提取的果胶为低酯果胶袁水法提取的为高酯果胶袁凝胶强度和黏度均较低遥因此袁可以通过化学渊pH冤改性尧酶改性尧热改性尧辐照改性尧接枝改性尧交联改性和取代改性等改性方法袁让改性后的果胶可以提高抗癌尧降血脂尧降重2.2金属由于动物尧抗马饲血栓等的活性[15]遥铃薯料的渣制的备鲜基物料中粗纤维和水分含量较高袁而蛋白质含量较低以及含有有毒因子的特点袁使其在应袁用通过于熟动制物尧饲混料合方贮面存有尧一青定贮的和约束遥研究发现[16]固体发酵等方式制备饲料袁可以有效的提高其营养价值袁生产出高蛋白尧高能量的饲料遥李伟等[17]研究表明袁以15%的马铃薯糟渣饲料替代精料玉米对奶牛产奶量无明显变化袁但饲喂效果较好遥周芳[18]通过采用单一菌种和复合菌种发酵实验袁确定双菌组合发酵的产物比单菌和三菌组合发酵的粗蛋白含量要高袁从而得出微生物发酵蛋白饲料可2.3以有效地提高马化铃薯工原饲料的利用率遥渣料的开可应用发于制备新型黏结剂尧胶黏剂以及吸附材料等遥王小芳等[19]通过对马铃薯渣中含有的茁-半乳尧聚Cd糖聚合而成新型纤维渊PDF冤袁其对Hg2+尧Pb2+2+有较好吸附效果遥刘汉士[20]以马铃薯淀粉工业废渣及黄腐酸为原料袁制备了超强吸水剂和耐高温材料遥程力等[21]利用胶体磨湿法超微粉碎及高压蒸汽处理马铃薯渣袁再通过氧化改性改善其流动性袁制备出了与广泛应用的淀粉2.4基马制瓦楞铃薯备燃纸板黏合剂性能类似的黏合剂遥渣料中含有酒精、生丰富物质的混纤合维燃素和料及半纤能源维气体素袁纤维素酶可以将纤维质原料降解为现D-袁不葡同萄的发糖袁被酵母利用转化为酒精[22]遥研究发酵方式有不一样的效果遥采用生料同步糖化发酵法可以降低生产成本袁减少可发酵性糖的损失袁乙醇的产率比传统生产工艺高[23]遥马铃薯渣中含有的淀粉尧纤维尧蛋白质等这些有较高燃烧值的可燃物袁通过冷压成型工艺袁转化为生物质混合燃料袁此外也可铃薯通过渣在马生产有铃薯渣机厌物氧方发面酵的产生沼气[6]遥提高马利用率2.5遥工制业上备种袁曲马、醋、酱铃薯渣主要是油及可食经过性发膜酵制备口感好尧营养价值高尧低成本的饲料袁在这过程中种曲的制备则至关重要遥制曲可以为菌种提供适宜的生长环境袁有助于菌种分泌大量的纤维素酶尧蛋白酶尧糖化酶等袁满足马铃薯铃薯渣渣制备中的饲纤料维的发酵工艺的要求[24]遥同时袁马素尧果胶尧淀粉和蛋白质是天然的可食性物质[25]袁可以用于制备可食性膜替代塑料膜应用于包装上袁减少白色污染袁提高马铃薯渣的利用价值遥3结语我国马铃薯产量较高袁其伴随产生的马铃薯渣的产量巨大遥马铃薯渣价格低廉袁并含有较多有价值的物质袁目前对其进行的开发利用研究主要围绕提升其综合利用率袁包括对有益物质的提取工艺改进袁制备高蛋白动物饲料尧生产化工原料和燃料气体等袁但对马铃薯渣中存在的有毒有害物质处理以及脱水干燥等技术并没有太多的相关研究袁如处理马铃薯渣中含有的有毒糖苷生物碱龙葵素尧解决马铃薯渣的脱水干燥问题等袁这可以作为今后的课题研究方向遥参考文献：[1]柳导报俊.袁我2011国马袁13(05)铃薯产院13-18.业技术研究现状及展望[J].中国农业科技[2]农(农资业部与:到市场2020)袁2016(06)年马铃薯院22.种植面积扩大到一亿亩[J].营销界-39-

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[3]吴海燕.马铃薯渣资源循环利用的工艺技术研究[D].华南理工大学硕士学位论文袁2012.[4]郭文斌袁高晶晶袁王洪波袁等.马铃薯废渣再利用途径及其发展对策[J].食品研究与开发袁2017袁38(16)院205-208.2013袁22(01)院42-45+50.[5]史静袁陈本建.马铃薯渣的综合利用与研究进展[J].青海草业袁[6]李芳蓉袁王英袁安志刚.马铃薯渣的资源化开发利用[J].粮食与饲料工业袁2018袁7院43-48.[7]MAYERF袁HILLEBRANDTJO.Potatopulpmicrobiologicalagriculturalwasteproduct[15]叶兴乾袁陈健乐袁金妙仁袁等.果胶改性方法及生物学作用机理研究进展[J].中国食品学报袁2015袁15(07)院1-9.展[J].饲料工业袁2018袁39(05)院1-7.[16]蔡辉益,于继英,许小军,等.马铃薯饲用资源固体发酵研究进[17]李伟,刘学良,郭春晖,等.马铃薯糟渣饲料部分替代玉米对奶牛产奶量的影响[J].黑龙江畜牧兽医袁2016袁24院72-74.论文袁2015.[18]周芳.马铃薯渣发酵蛋白饲料的研究[D].新疆大学硕士学位[19]王小芳,吕金顺,杨安仁.PDF对Hg~(2+)尧Pb~(2+)尧Cd~(2+)的2003袁04院51-55.characterization袁physicalmodification袁andapplicationofthisBiotechnology,1997,48:435-440.牧兽医杂志袁2016袁35(05)院30-33.业大学,2018.[J].AppliedMicrobiologyand吸附机理及动力学研究[J].西南科技大学学报(自然科学版)袁[8]童丹,韩黎明,党雄英.马铃薯渣中提取果胶生产技术研究[J].畜[9]姚琦.马铃薯渣膳食纤维提取尧改性及应用研究[D].哈尔滨商[10]KaackK,PedersenL.Low-energyandhigh-fibreliverpateTechnology袁2005,220(3/4):278-282.US4160849[P].1979.[20]刘汉士.马铃薯淀粉工业废渣制备SAP及黄腐酸在耐高温材料方面的应用探索[D].西北师范大学硕士学位论文袁2007.剂研究[J].环境工程学报袁2010袁4(09)院2125-2130.技袁2005袁03院57-60.[21]程力,顾正彪,王鹏,等.废弃马铃薯渣改性制备瓦楞纸板黏合[22]王丽,陈卫平.纤维质原料制燃料酒精的研究进展[J].酿酒科[23]杨敏,杨继涛,虎玉森,等.马铃薯渣生料同步糖化发酵生产乙醇工艺研究[J].中国酿造袁2013袁32(02)院106-109.研究[J].江苏农业科学袁2011袁39(04)院270-271.[24]江成英,吴耘红,王拓一.利用马铃薯渣制备饲料种曲的工艺[25]李俊芳袁王国泽袁游新勇.马铃薯渣制备方便面油料包可食性膜的研究[J].安徽农业科学袁2012袁40(02)院1044-1046.processedusingpotatopulp[J].EuropeanFoodResearch&[11]HuchetteM,BussiereG.Foodscontainingpotatopulps:US,[12]RubaiyiM.Zaid,PuranjanMishra,ZularisamAbWahid,et.al.Hylocereuspolyrhizuspeel'shigh-methoxylpectin:Apotentialsourceofhypolipidemicagent[J].InternationalJournalofBio原logicalMacromolecules,2019,134:361-367.技袁2019.(inpress)收稿日期：2019-04-10基金项目：广东省恩平市农业局委托项目渊HX16137冤遥作者简介：李钰铃渊1998-冤袁女袁广州人袁大学生袁研究方向为农产品加工与检测遥[13]刘成梅袁刘琪袁陈军袁等.果胶功能性质新进展[J].食品工业科[14]洪雁,顾正彪.不同提取工艺对马铃薯渣果胶性质的影响[J].食品科学袁2009袁30(24)院202-205.（上接第37页）44.1各组分引入不确定度的分析1冤试验表明袁热热量测定过程中硝酸校正系数引入的标准不确定度U渊N冤为0.0001袁所以硝酸校正热在发热量测定过程中引入的不确定度院U渊N冤=0.0001伊25422=2.542J遥2冤煤样在发热量测定过程中袁硫酸形成热的不确定度是由试样中全硫分的测定所引入的袁所以依据叶煤中全硫的测定方法曳袁当w(St,ad)=0.73%时袁重复性限r=0.05%袁故全硫测定值的不确定度为院U(St,ad)=r=0.05=0.068490.730.73发热量测定过程中硫酸形成热引入的不确定度为院U(St)=0.06849伊94.1=6.445J遥4.2合成标准不确定度合成高位发热量各组分引入的不确定度U(Qgr,ad)院高位发热量的不确定度4.3U(Qgr,ad)=姨22.642+2.5422+6.4452=23.68J/g5高位发热量的结果扩展不确定度U包含因子k=2袁U=k伊U(Qgr,ad)=2伊23.68=47J/g煤样的高位发热量Qgr,ad测量结果为院渊25422依47冤J/g参考文献:[1]煤炭科学研究总院煤炭分析实验室.煤中全硫的测定方法院GB/T214-2007[S].北京院中国标准出版社袁2007.[2]煤炭科学技术研究院有限公司检测分院.煤质分析中测量不2016.确定度评定指南院GB/T33303-2016[S].北京院中国标准出版社袁收稿日期：2019-04-27作者简介：刘增辉渊1989-冤袁男袁河北保定人袁助理工程师袁主要从事煤炭检验及管理工作遥-40-