賴譜富,陳君琛,李怡彬,翁敏劼
(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所,福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究中心,國(guó)家食用菌加工技術(shù)研發(fā)分中心 350003)
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葛根加工副產(chǎn)物資源化利用研究進(jìn)展
賴譜富,陳君琛*,李怡彬,翁敏劼
(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所,福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究中心,國(guó)家食用菌加工技術(shù)研發(fā)分中心 350003)
綜述了葛渣、葛根淀粉工業(yè)廢水等副產(chǎn)物的資源化利用研究進(jìn)展,對(duì)國(guó)內(nèi)的葛根加工副產(chǎn)物的綜合利用進(jìn)行展望。
葛根;加工副產(chǎn)物;廢水;廢渣;資源化利用
我國(guó)葛根資源豐富,除新疆、西藏外的其余省區(qū)均有分布,具有極高的保健和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,是一種具有廣闊開發(fā)前景的藥食兼用植物[1-4]。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織預(yù)言:21 世紀(jì)粉葛將成為繼水稻、小麥、玉米、馬鈴薯、甘薯之后的第六大主食。因此,進(jìn)一步開發(fā)利用葛根資源日益受到重視[5-6]。
葛根加工副產(chǎn)物主要包括提取葛淀粉后剩下的葛渣和廢水等,這些副產(chǎn)物大部分被直接拋棄,既造成資源浪費(fèi)又污染環(huán)境,而我國(guó)葛根總量巨大,加上精深加工程度低,副產(chǎn)物基本未得到有效利用。如何有效地將葛根加工副產(chǎn)物綜合利用、變廢為寶,有著良好的環(huán)境和社會(huì)效益。為此,本文就葛根加工副產(chǎn)物的研究進(jìn)展等做簡(jiǎn)要綜述。
1.1 制備膳食纖維及葛根纖維
隨著科學(xué)研究的深入,膳食纖維功效逐漸被人們認(rèn)識(shí),被稱為“第七營(yíng)養(yǎng)素”。王巖巖[7]、韓軍[8]研究了藥用真菌發(fā)酵葛渣生產(chǎn)活性膳食纖維工藝,結(jié)果顯示:菌株DS 固體發(fā)酵葛渣的最優(yōu)培養(yǎng)條件為37℃下培養(yǎng)8 d 、15%接種量、4 d種齡,產(chǎn)物中可溶性膳食纖維含量11.6%、黃酮含量6.13 mg/g。韓軍等[9]從葛根渣中酶法制備膳食纖維,在混合酶(淀粉酶與糖化酶質(zhì)量比為1∶3)用量0.2%、70℃處理80 min、蛋白酶用量0.3%、50℃處理60 min條件下,膳食纖維得率較高。
1.2 制備黃酮類物質(zhì)
當(dāng)前利用葛渣制備黃酮類物質(zhì)的方法主要有超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、酶提取法及發(fā)酵法等。左蕾蕾等[10]研究了超聲輔助提取葛渣中異黃酮的最佳條件:以60%(V/V)乙醇溶液為溶劑,超聲功率100 W、超聲頻率40 KHz、料液比1∶18、溫度60℃下浸提30 min,異黃酮提取率達(dá)88.3%。馬海樂等[11]用微波中高火檔對(duì)葛渣輔助萃取處理1 min后,75% 乙醇溶液浸提2次可得到較高提取率的葛根總黃酮。黃彤等[12]確定纖維素酶提取葛渣異黃酮的最佳條件:酶解溫度51℃、pH 5、酶解時(shí)間138 min,異黃酮得率可達(dá)12.34 mg/g。施英英等[13-14]研究了葛根渣黑曲霉菌株固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)異黃酮工藝,利用微生物產(chǎn)生的木聚糖酶和內(nèi)切-β-葡聚糖酶(CMC酶)破壞細(xì)胞壁的纖維結(jié)構(gòu),促進(jìn)異黃酮的溶出。伍自力等[15]利用產(chǎn)纖維素酶S522B-41菌株對(duì)葛渣進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵,在接種量4%、發(fā)酵溫度40℃、pH值6.4、發(fā)酵時(shí)間44 h 條件下,異黃酮得率高達(dá)12.28 mg/g。
1.3 提取多糖物質(zhì)
張永軍等[16]利用響應(yīng)面法優(yōu)化了葛根多糖提取工藝,料液比33∶1、溫度98℃下提取144 min,多糖得率達(dá)12.59%。張勇等[17]采用乙醇回流法提取葛渣中的多糖,在乙醇濃度75%、料液比1∶40、溫度95℃下回流提取90 min,提取率達(dá)1.168%。
1.4 栽培食用菌
利用葛根廢渣栽培食用菌既可以減少環(huán)境污染、變廢為寶,又可為食用菌產(chǎn)業(yè)提供新型生產(chǎn)原料。賀榆霞[18]、盧成英[19]、王勇等[20]研究了葛渣替代料栽培食用菌技術(shù),結(jié)果顯示:栽培平菇、香菇、金針菇、猴頭菇的最高生物學(xué)效率分別為96.72%、78.69%、92.00%、51.00%,且利用葛渣栽培的平菇、香菇營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與市售的相當(dāng)[21]。
1.5 制備曲奇餅干
以葛渣為原料制備曲奇餅干,最佳配方為低筋粉100%、葛渣粉15%、黃油70%、麥芽糖醇35%、奶粉12%、雞蛋液10%[22],其中葛渣粉碎后過(guò)100目篩,所制作葛渣曲奇餅干呈焦黃色,口感松脆,甜而不膩。
2.1 制備黃酮類物質(zhì)
冼瑩瑩[23-24]探索從葛根淀粉工業(yè)廢水中回收及分離純化葛根素的工藝,添加0.1 g/L的十二水硫酸鋁鉀去除廢水中大量的蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)去除率43.96%,利用大孔樹脂富集回收葛根素,回收率85.54%,葛根素純度49.18%,并采用膜過(guò)濾進(jìn)一步純化葛根素。鄢貴龍等[25]研究葛粉及葛根異黃酮的清潔生產(chǎn)工藝,開發(fā)出葛粉工業(yè)廢水的全回流利用新工藝,葛根異黃酮提取率0.98%,葛根素含量為36.32%。董華強(qiáng)等[26]比較分析了“合水粉葛”淀粉生產(chǎn)廢渣水中的異黃酮成分差異,廢渣、廢水干物質(zhì)中葛根素含量分別達(dá)到0.46%、0.34%,高于葛粉(0.21%) 和葛芯(0.26%),且廢渣和廢水干物質(zhì)中葛根素占總異黃酮含量的比例低于葛根,其他異黃酮組分也與葛根原料存在差別。陳全斌等[27]研究了磨漿法提取黃酮及其生產(chǎn)葛根淀粉廢水的綜合利用工藝,采用磨漿法對(duì)提取葛根黃酮有較高的提取率,且葛根素含量達(dá)47%,生產(chǎn)葛根淀粉廢水中富集到的黃酮含葛根素39%。李傳潤(rùn)[28]等利用大孔樹脂吸附法處理廢水,制備葛根黃酮,酸水解法制備葛根素,100 kg鮮野葛可同時(shí)制備18.4 kg純天然葛粉、205 g精制黃酮(葛根素含量為40.6%)或20 g葛根素(97.6%)。
2.2 制備乳酸
黃勇[29]發(fā)明了一種以葛粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備乳酸的方法。該方法以葛粉工業(yè)廢水為原料配制培養(yǎng)基,對(duì)培養(yǎng)基微波滅菌,再把干酪乳桿菌接入培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)即得到乳酸。
2.3 制備富含葛根素的固體粉劑
陳國(guó)慶等[30]發(fā)明了一種葛粉生產(chǎn)廢水、廢渣的綜合利用方法。該方法將葛粉生產(chǎn)的廢水分1~3次浸提葛粉生產(chǎn)的纖維性廢渣,在溫度40~80℃下浸提1~6 h,分離得到的浸提液經(jīng)微濾膜過(guò)濾、反滲透膜濃縮、噴霧干燥,得到富含葛根素的固體粉劑。
2.4 制備富含黃酮的葛粉粉皮
趙力超等[31]發(fā)明了一種富含黃酮類物質(zhì)的葛粉粉皮的生產(chǎn)方法。該方法以葛根淀粉為主要原料,加工過(guò)程中將葛根淀粉廢水經(jīng)特殊處理后制成富含黃酮的回收液,加入原料及輔料中制成粉漿,把粉漿拉成粉皮,經(jīng)鼓風(fēng)干燥后得優(yōu)質(zhì)葛粉粉皮成品;產(chǎn)品中總黃酮含量增加了165.15%,斷條率減少了25.00%。
近年來(lái)我國(guó)葛根加工產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展勢(shì)頭,有關(guān)葛根加工副產(chǎn)物的綜合利用研究工作也受到廣泛關(guān)注,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還處在相對(duì)初級(jí)階段。雖然加工副產(chǎn)物所占原料的比重很大,但由于傳統(tǒng)消費(fèi)習(xí)慣和大部分加工企業(yè)規(guī)模小,研究開發(fā)能力不足,基本不具備綜合利用的開發(fā)能力。
我國(guó)葛根種植量穩(wěn)步增長(zhǎng),產(chǎn)量逐年增加,解決葛根加工副產(chǎn)物的綜合利用問題迫在眉睫。綜合利用現(xiàn)有資源,提高葛根的附加值,促進(jìn)葛根產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,最大程度地提高其社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益,將是葛根產(chǎn)業(yè)今后發(fā)展的方向。
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(責(zé)任編輯:劉新永)
Research Progress in resource utilization of by-product in processing of Pueraria
LAI Pu-fu, CHEN Jun-chen*, LI Yi-bin, WENG Min-jie
(AgriculturalEngineeringTechnologyInstituteofFAAS,AgriculturalProductsProcessingResearchCenterofFAAS,BranchofNationalEdibleFungusProcessingTechnologyResearchandDevelopmentCenter,FujianProvince350003)
Research progress in resource utilization of by-product of Pueraria residue and Pueraria starch wastewater were reviewed in this paper, and the prospect of the comprehensive utilization of by-products in Pueraria processing in domestic were put forward.
Pueraria; processing byproduct; wastewater; waste residue; resource utilization
2016-07-07
賴譜富,男,1983年生,助理研究員。
*通訊作者:陳君琛,男,1959年生,研究員 (E-mail:junchencc@sina.com)。
公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201503142);福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研項(xiàng)目(YC2016-8,2014QB-19);福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)PI項(xiàng)目(2016PI-3)。
10.13651/j.cnki.fjnykj.2016.08.016