马铃薯渣的资源化开发利用现状研究

1.制备高蛋白、高能量饲料

随着经济的腾飞，人们生活水平提高，动物性食品需求量增大，带动养殖业极速发展。高蛋白饲料的需求与日俱增，蛋白质不足已成为世界问题。我国蛋白质饲料更是供不应求，马铃薯皮渣原料来源广，以其生产高蛋白饲料，耗资少，工艺简单，底物和发酵物利用完全，无二次污染，是马铃薯皮渣资源化利用的重要途径。

用马铃薯皮渣制备高蛋白饲料，通常采用固态或半固态发酵方式。以马铃薯皮渣为底物，利用微生物发酵降解马铃薯皮渣中淀粉和粗纤维，产生大量微生物蛋白质，提高蛋白质含量及营养价值，改善粗纤维结构，增加清香味，提高适口性。

2.制备膳食纤维

膳食纤维是指不能被人体小肠吸收但具有健康意义的、植物中天然存在或通过提取/合成的、聚合度DP≥3的碳水化合物聚合体，包括纤维、半纤维素、果胶及其他单体成分等。膳食纤维是健康饮食不可缺少的，在保持消化系统健康上扮演着重要的角色，同时摄取足够的膳食纤维也可预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其他疾病。但仅凭吃蔬菜、水果难以满足人体膳食纤维需要。马铃薯皮渣含有高达约干基的50%的纤维，是廉价而安全的膳食纤维资源。研究者所得马铃薯皮渣膳食纤维色白，膨胀力、持水力高，生理活性良好。故马铃薯皮渣膳食纤维的加工制备具有广阔的开发前景。

制备马铃薯膳食纤维的方法主要有化学法、物理法、生物法及三者相结合等。采用纤维素酶处理湿马铃薯皮渣制备可溶性膳食纤维，并研究其理化、功能性质。结果表明：该可溶性膳食纤维具有相对较高的分子质量和黏度，其葡萄糖延迟扩散能力、α-淀粉酶活力抑制力、胆酸钠的吸附能力和胰脂肪酶活力抑制力均高于马铃薯皮渣膳食纤维和市售可溶性膳食纤维。

3.提取果胶

果胶是羟基被不同程度甲酯化的线性聚半乳糖醛酸和聚L-鼠李糖半乳醛酸。果胶分子量约为5 万～30 万u，主要存在于植物细胞壁和内层，为细胞壁主要成分，有良好增稠、乳化、稳定和凝胶作用，广泛应用于食品工业，可作为包装膜、增稠剂、胶凝剂、乳化剂、稳定剂、悬浮剂等。也用于化妆品，有护肤、美容养颜、防紫外线、治疗创口的功效。马铃薯皮渣含近干基17%的果胶，是量大而实用的良好果胶提取原料。

工业化提取马铃薯渣果胶的生产法主要有：沸水抽提法、萃取法、酸法、酸法+微波等。研究多集中于提取方法的结合和工艺的优化。目前已经有了关于酶法提取马铃薯渣果胶的专利技术。采用酶法去除蛋白质和淀粉，进行酸提，经乙醇沉淀和洗涤后干燥粉碎得到果胶。产品果胶纯度高、得率高、无铝残，大分子碳水化合物含量也低。

4.制备马铃薯皮渣青贮饲料

将马铃薯皮渣与玉米秸秆按一定比例混合并打包可制成马铃薯皮渣裹包青贮饲料。研究发现，经过青贮后的马铃薯皮渣是优良的肉羊饲料，其干物质、粗蛋白质和中性洗涤纤维的瘤胃降解率较高。同时用马铃薯皮渣和玉米秸秆混合青贮饲料可以替代全株青贮玉米喂奶牛，使奶牛的饲养成本降低，经济效益提高。(www.xing528.com)

5.制备燃料酒精和生物质混合燃料及能源气体

燃料酒精为新型可再生能源，其推广应用可望有效缓解温室效应及化石能源枯竭等问题，故其发展已成必然。燃料酒精的应用对经济、社会和环境产生巨大的影响。利用高科技降低成本、减少生产过程中对环境的负面影响，是未来燃料酒精的研究方向。我国制备燃料酒精的起步较晚，起先以消化陈化粮为主，故该产业的发展直接影响国家粮食安全。以马铃薯皮渣生产燃料酒精，可大量有效地转化利用马铃薯皮渣，避免资源浪费和环境污染。同时正符合国家非粮化、多元化生产之要求。

目前性价比较高的发展方向为低成本生物质燃料的冷压成型工艺。马铃薯皮渣中所含淀粉、纤维、固形物以及粗蛋白质等均为较高燃烧值的可燃物质，马铃薯皮渣具有胶粘性质，将其与可燃物（如煤粉等）按一定比例混合，冷压成型，即为生物质混合燃料，实现马铃薯皮渣的低成本高效利用。

在能源气体生产方面，四川马铃薯工程技术中心通过使用外来入侵植物——紫茎泽兰的茎秆和马铃薯废渣为原料，探究厌氧发酵沼气产气量与两种原料比例、沼气底液和温度的关系，得出在马铃薯皮渣与紫茎泽兰茎秆比例为2∶1，沼气底液100 mL 和30 °C 的厌氧发酵条件，产气速率和累积产气量出现最高峰。又以小白鼠为试验对象，利用产气后的沼渣做饲料进行毒性研究，观察65 天后，发现沼渣比例在10%内时，试验组小白鼠生长发育情况与对照组相近。为紫茎泽兰和马铃薯废渣的资源化利用提供了新的方法。为采用马铃薯渣厌氧发酵产生沼气提供了技术支持。

6.制备方便面料包可食性膜和饲料种曲

利用马铃薯皮渣制备方便面料包可食性膜和饲料种曲，实用且经济，以马铃薯皮渣代替部分粮食，原料来源广泛、成本低、效益高。研究表明：制备马铃薯皮渣方便面油料包可食性膜的最佳工艺条件为：鲜马铃薯皮渣20 g，琼脂与海藻酸钠的复配比例0.5∶0.5，甘油1.5 mL，硬脂酸的添加量0.3 g，水浴温度80 °C。产品膜抗拉强度11.882 MPa，以其包装方便面油料放置于相对湿度60%，45 °C 下，3 天无渗油，沸水煮3～4 min 可全溶。

在饲料种曲制备方面，采用啤酒酵母、白地霉和热带假丝酵母的固态多菌株协同培养，制备饲料种曲。种曲制备的最佳工艺条件为：培养基组成为麸皮与马铃薯皮渣比例为4∶6，在水分含量50%、28 °C 条件下培养60 h，并将啤酒酵母、白地霉和热带假丝酵母以1∶3∶2 的比例混合接种，得到的种曲中各种酶的活力达到较高水平。

7.制备新型粘结剂、黏粘剂以及吸附材料

以改性马铃薯皮渣为基料，以改性植物胶（GZJ）为增黏剂制备了竹签香用胶黏剂。结果表明，研制的胶黏剂在性能、外观及成本等方面均优于商品胶黏剂。