張 婷,陳小偉,趙優(yōu)萍,范昊安,姚 剛,蔡海鶯,毛建衛(wèi)

(浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院,浙江省農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)與生物加工技術(shù)重點實驗室,浙江省農(nóng)業(yè)生物資源生化制造協(xié)同創(chuàng)新中心,浙江杭州 310023)

木薯(ManihotesculentaCrantz,Cassava)又名樹薯、南洋薯等,屬于雙子葉植物綱,屬熱帶和亞熱帶的塊根作物,與甘薯、馬鈴薯并稱之為世界三大薯類,且木薯有“淀粉之王”和“能源作物”之美譽。據(jù)國際熱帶農(nóng)業(yè)研究中心預(yù)測,到2020年世界木薯的產(chǎn)量將達2.171億噸。木薯被種植后或其生產(chǎn)淀粉及酒精的加工過程中會產(chǎn)生大量的木薯副產(chǎn)物,如木薯渣、木薯葉、木薯皮和木薯莖稈等。目前,木薯副產(chǎn)物絕大多數(shù)會被當(dāng)做薪燎直接焚燒甚至被丟棄,這不僅浪費資源,且對環(huán)境造成嚴重污染,這凸顯出木薯副產(chǎn)物綜合利用的重要性。現(xiàn)有相關(guān)文獻報道了將木薯渣、木薯葉與木薯皮等作為畜禽飼料[1-3],可解決牧草不足、飼料短缺等問題,在一定程度上可緩解國內(nèi)外飼料資源匱乏的現(xiàn)狀;以木薯渣、木薯皮和木薯莖稈等作農(nóng)作物基質(zhì)[4-6],能夠使農(nóng)工們獲得較大的經(jīng)濟效益;以木薯葉作菜肴或膨化食品[7-8],可減少糧食危機。本文通過對木薯副產(chǎn)物發(fā)展動態(tài)的了解,闡述了木薯渣、木薯葉、木薯皮、木薯莖稈的資源化利用現(xiàn)狀,旨在為木薯的高值化利用以及進一步開發(fā)利用功能化酵素提供理論依據(jù)。

1 木薯渣

目前我國木薯渣的產(chǎn)量為150萬噸/年[9],其主要由木薯外皮、內(nèi)部的薄壁組織及大多數(shù)有毒的生氰糖苷類等構(gòu)成,主要分為木薯酒精渣和木薯淀粉渣,其營養(yǎng)成分多樣,富含淀粉、纖維和少量脂肪、蛋白質(zhì)等。此外,木薯渣還富含多種有益于各種動物生長發(fā)育的微量礦物質(zhì)元素,如Fe、Mn、Zn和Cu等。不同來源的木薯渣營養(yǎng)物質(zhì)及其含量見表1[10]。從表1可知,木薯酒精渣與木薯淀粉渣的營養(yǎng)成分差異較大,酒精渣中的粗纖維、粗灰分、粗蛋白及粗脂肪含量,以及鐵、錳、鋅、銅礦物質(zhì)元素含量高于淀粉渣。木薯渣營養(yǎng)物質(zhì)含量的差異,主要受木薯加工工藝的影響,加工工藝不同,所得的木薯成分也存在一定差異。

表1 不同來源的木薯渣營養(yǎng)物質(zhì)及其含量 Table 1 Nutrients and contents of cassava residue from different sources

1.1 木薯渣生物飼料

目前,國內(nèi)外學(xué)者正在尋求新型的天然飼料添加劑,用于代替危害動物乃至人類健康的抗生素和生長促進劑等,以降低單胃動物和反芻動物的患病率,提高其生長速率?，F(xiàn)已有相關(guān)文獻[11-15]報道,木薯渣可作為生物飼料,用于飼喂鴨、鵝、雞、魚、兔、豬、牛、羊等。由此可見,木薯渣作為單胃動物和反芻動物生物飼料的應(yīng)用發(fā)展十分迅速。但木薯渣含水量較高,不耐保存,易發(fā)霉變質(zhì),且木薯渣中纖維素、木質(zhì)素及半纖維素等含量較高,還含少量有毒物質(zhì)氰化物,在一定程度上限制了動物的采食量。因此木薯渣并不適合作為飼料直接喂食,需將其進行一定的加工處理,以達到木薯渣的利用率最大化及無害化的目的。

1.1.1 發(fā)酵木薯渣 發(fā)酵是解決木薯渣營養(yǎng)利用率、降低毒性成分的主要方法。由于木薯副產(chǎn)物中的主要成分絕大多數(shù)都是粗纖維,而動物自身分泌的消化液內(nèi)沒有分解纖維類的相應(yīng)酶,所以不利于動物的生長發(fā)育。因此需益生菌或其他微生物分解木薯副產(chǎn)物中纖維素類,從而提高單胃與反芻動物的采食量,促進其生長。徐元慶等[16]將熱帶假絲酵母和地衣芽孢桿菌等復(fù)合益生菌添加至日糧中,增加了中國荷斯坦后備牛的采食量,降低了血清中免疫球蛋白濃度。目前,國內(nèi)外相關(guān)研究主要集中于單菌發(fā)酵木薯渣,Zhao等[17]研究以黑曲霉在38 ℃下發(fā)酵木薯渣,發(fā)現(xiàn)料液比1∶1.3 (m/V),發(fā)酵4 d后效果最佳,其粗蛋白含量增加了43%,粗脂肪含量上升了75%,還原糖含量提高至7.34%,這有效改善了木薯渣的營養(yǎng)品質(zhì)。

為降解木薯渣中的粗纖維與氰化物等抗營養(yǎng)因子,Song等[18]利用黃孢原毛平革菌、硬毛蓋孔菌、雜色云芝、糙皮側(cè)耳和刺芹側(cè)耳等白腐菌對木薯渣進行生物處理。研究發(fā)現(xiàn),利用雜色云芝分解木薯渣中木質(zhì)素,使其降解率降至42.14%,且糙皮側(cè)耳對木薯渣中氰化物的降解能力較強,最終其含量僅為4.52 mg/kg。眾多研究表明,混合菌種發(fā)酵木薯渣比單一菌種發(fā)酵的效果更好。魏立民等[19]以2000 mL/t混合菌種發(fā)酵木薯渣。研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵木薯渣的粗蛋白質(zhì)含量較自然發(fā)酵的木薯渣增加了19.84%,同時減少了中性和酸性洗滌纖維含量,依次為9.78%、6.02%。這與Tang等[20]的研究結(jié)果一致。這說明部分微生物協(xié)同使用,不僅可提升木薯渣的營養(yǎng)品質(zhì),延長其儲存時間,還可代替各種動物日糧中的部分飼料。以上研究均表明,發(fā)酵會使得木薯蛋白含量增加,纖維素含量降低。前者增加的原因可能是淀粉酶和纖維素酶的一些細胞外分泌物[21],或是細菌/真菌復(fù)合而成的單細胞蛋白[22];而后者減少的原因可能是細菌和白腐真菌、軟腐真菌及褐腐真菌等微生物會合成纖維二糖脫氫酶,使不可溶的粗纖維轉(zhuǎn)化成葡萄糖、纖維二糖等可溶性糖類[23]。如今在飼養(yǎng)單胃與反芻動物等方面已取得了較好效果,進而能夠緩解國內(nèi)外飼料資源極為短缺的現(xiàn)象。

1.1.2 發(fā)酵木薯渣在動物飼養(yǎng)上的應(yīng)用 發(fā)酵木薯渣能提高單胃動物的生長性能,維持其腸道微生態(tài),增強其免疫力和抗應(yīng)激力,還可降低養(yǎng)殖成本,創(chuàng)造更顯著的經(jīng)濟效益。如Feng等[1]發(fā)現(xiàn),10%發(fā)酵木薯渣添加至日糧中飼喂肉雞,其發(fā)病率較基礎(chǔ)日糧組降低了12%,日均增重量、日采食量分別提高了7.02%、5.95%,且毛利潤提高了28.36%。發(fā)酵木薯渣還能提升養(yǎng)殖環(huán)境,促進動物生長。Jiang等[11]以發(fā)酵木薯淀粉渣替代肉鴨的部分全價飼料,這降低了養(yǎng)殖環(huán)境中H2S、NH3濃度,且其效果隨木薯渣添加量的增加而增加。木薯渣不僅可代替雞和鴨的部分飼料原料,也可作為新型飼料原料在魚的養(yǎng)殖上加以運用。據(jù)報道,張偉濤等[13]分別采用五種發(fā)酵木薯渣添加至羅非魚飼料中,這可使魚體具備良好的防病力及維持肝功能正常,從而促進羅非魚的正常生長?？梢?發(fā)酵木薯渣飼料有利于單胃動物的養(yǎng)殖,提升了木薯渣飼料化的應(yīng)用價值。

木薯渣在反芻動物飼養(yǎng)上的應(yīng)用也較廣泛。牛、羊等反芻動物由于具有獨特的瘤胃結(jié)構(gòu)和奇特的消化生理功能,能夠以瘤胃微生物幫助自身利用飼料中難以消化的粗纖維,從而更好地吸收木薯渣飼料中豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。唐春梅等[14]發(fā)現(xiàn),7%木薯酒精渣日糧組的育肥牛日均增重及經(jīng)濟效益均最高,比對照組分別增加8.45%、38.82%,且對育肥牛的血液指標無不良影響。而飼喂湖羊時,以20%發(fā)酵木薯酒精渣的育肥羊效果是最佳[15]。這說明不同動物的食性及消化代謝體制有所差異,因此飼料中木薯渣的最佳用量也相應(yīng)有所不同。每年產(chǎn)量極高的木薯渣若經(jīng)復(fù)合益生菌有效降解后,就可能成為適口性極佳的飼用酵素,這不僅降低飼料了成本,解決了飼料原料不足的問題,減少環(huán)境污染,而且極大改善了木薯渣飼料的營養(yǎng)價值。

1.2 木薯渣農(nóng)作物基質(zhì)

現(xiàn)有相關(guān)文獻[4,24-27]報道,木薯渣可作蔬菜瓜果及食用菌等基質(zhì)。

1.2.1 蔬菜瓜果基質(zhì) 木薯渣含有生長素與赤霉素等植物生長調(diào)節(jié)劑,可促進植物種子的發(fā)芽及根莖葉等器官的發(fā)育。大量研究表明,木薯渣可作辣椒、甘藍、黃瓜和番茄等經(jīng)濟作物的主要栽培基質(zhì),如今在生產(chǎn)上已大規(guī)模運用。由于木薯渣存在體積質(zhì)量和總孔隙度較低、pH較高等缺陷,因此其需與其他基質(zhì)混合,以改善自身的理化性狀,進而栽培出最優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物。如王林闖等[4]以木薯渣、椰糠、蛙石和珍珠巖為基礎(chǔ)原料,以有機肥、硫酸亞鐵和硝酸鈣等輔料配制而成的育苗基質(zhì)育辣椒苗,發(fā)現(xiàn)其出苗率達到了93.6%,葉綠素量提高了38.0%,同時莖粗、株高及壯苗指數(shù)等指標均有明顯的提升。這與在甘藍育苗[24]上的應(yīng)用效果類似。徐剛等[25]以體積比2∶1∶1(木薯渣∶草炭∶蛭石)作為栽培黃瓜的最佳復(fù)配基質(zhì),這與彭天沁[26]的研究結(jié)果一致。但Li等[27]發(fā)現(xiàn),體積比4∶1∶3(木薯渣:醋糟∶蛭石)復(fù)配基質(zhì)育番茄苗的作物效果最佳。這說明不同輔料基質(zhì)及不同經(jīng)濟作物的生長特性在一定程度下會影響復(fù)配基質(zhì)的最佳比例。

1.2.2 食用菌基質(zhì) 據(jù)文獻報道,木薯渣還可栽培木耳[28]、真姬菇[29]和雞腿菇[30]等食用菌,食用菌是我國第五大農(nóng)作物[31]。這不僅可變廢為寶,還能夠提高各種菌絲品質(zhì),且栽培食用菌后的剩余菌渣又可回歸至木薯種植地,實現(xiàn)木薯資源的循環(huán)利用,或用來加工生物飼料、二次栽培農(nóng)作物,或作為燃料及作為土壤調(diào)理劑等,為薯農(nóng)帶來額外的附加經(jīng)濟效益,從而促進木薯及食用菌等農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展。但木薯渣質(zhì)黏、通透性較差。韋仕巖等[32]以木薯酒精渣中添加適量的谷殼、玉米芯等輔料,以改善培養(yǎng)料的通透性,促進平菇、姬菇和茶樹菇等菌絲生長。Qin等[33]以70%木薯酒精渣為主料,以15%棉籽殼及12%麩皮為輔料,栽培13種草菇,結(jié)果發(fā)現(xiàn)草菇V9菌絲生長強勢,其生長速度可達到14.86 mm/d,且具有子實體較大、菌膜較厚、難以開傘等特征,其產(chǎn)量和生物轉(zhuǎn)化率均為最高值。這說明木薯酒精渣最適栽種草菇V9。因此只要加入適宜添加量的輔料,就能以木薯酒精渣為原料栽培不同品種的優(yōu)質(zhì)食用菌。

農(nóng)用酵素是利用細菌、酵母菌、放線菌及絲狀真菌等酵素菌的生物發(fā)酵技術(shù),將農(nóng)副產(chǎn)品的副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為有益成分,提高土壤中的有機質(zhì)和腐殖酸含量,專門用于種植養(yǎng)殖的專用酵素產(chǎn)品;農(nóng)用酵素能夠滿足經(jīng)濟作物及食用菌等營養(yǎng)需要,使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)更安全更健康,有益于人畜的生長與環(huán)境的保護[34-35]。因此可采用酵素菌以高效利用木薯渣等副產(chǎn)物,進而生產(chǎn)出適合不同農(nóng)作物生長或土壤營養(yǎng)的農(nóng)用酵素,這不僅防治環(huán)境污染,節(jié)約資源,降低生產(chǎn)成本,還減少化肥與農(nóng)藥的使用量,進而提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量與品質(zhì)。

2 木薯葉

木薯葉富含蛋白、纖維、脂肪及礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),其價值可與絕大多數(shù)的熱帶豆科牧草相似。目前,國內(nèi)外將木薯葉作為鵝、豬、魚、牛、羊和蠶類等飼料的相關(guān)報道較多,且均取得了良好效果。再加上其主要氨基酸的組成較均衡,也可供人食用。此外,木薯葉還含有豐富的酚類、醌類、黃酮類和甾體皂苷等生物活性物質(zhì),其市場前景極為廣闊。木薯葉的營養(yǎng)物質(zhì)及其質(zhì)量分數(shù)比較見表2[36]。由表2可知,木薯葉中干物質(zhì)含量為38.20%～45.80%,粗蛋白含量為19.70%～38.10%,粗纖維含量為8.30%～27.40%,粗灰分含量為4.00%～7.90%,粗脂肪含量為3.80%～6.80%。木薯葉各類營養(yǎng)物質(zhì)含量存在一定差異,主要與木薯品種、生長環(huán)境、氣溫、濕度變化等因素相關(guān),尤其受木薯葉成熟度的影響。隨著木薯葉的成熟,其粗蛋白質(zhì)含量減少,而其脂肪、灰分、纖維含量增多。

表2 木薯葉的營養(yǎng)物質(zhì)及其質(zhì)量分數(shù)(以干物質(zhì)基礎(chǔ)計)

2.1 木薯葉生物飼料

除木薯渣是主要飼料的來源外,含高能量的木薯葉同樣能夠作為生產(chǎn)飼料的原料。目前,國內(nèi)外學(xué)者主要研究了木薯葉飼料原料的最佳添加量及其對動物的生長特性影響。Iheukwumere等[2]將日糧中添加5%木薯葉飼喂肉仔雞后,發(fā)現(xiàn)肉仔雞的采食量、體增重、飼料轉(zhuǎn)化率及總血清白蛋白、血紅蛋白顯著高于添加10%和15%木薯葉組(p<0.05),且不影響其生長發(fā)育、血液化學(xué)及產(chǎn)肉量。木薯葉經(jīng)簡單的干燥粉碎等加工過程后,可達到明顯降低其單寧、氰化物等有毒物質(zhì)含量的效果。Mao等[37]以添加5%木薯葉粉日糧飼養(yǎng)雜交鵝時,發(fā)現(xiàn)不僅不會影響雜交鵝的健康及血液生理指標,反而其生長性能能夠達到最佳效果?，F(xiàn)有許多文獻報道,用木薯葉飼喂單胃動物均取得了良好效果,這可能與木薯葉富含黃酮類化合物有關(guān)。鑒于Hao等[38]提取木薯葉中黃酮類化合物的方法,呂飛杰等[39]發(fā)現(xiàn),與商品魚飼料相比,木薯葉乙醇提取液使圖麗魚、羅非魚的存活率分別達到90%、100%,使羅非魚的血清溶菌酶含量提高了7.08%,將羅非魚的堿性磷酸酶活力降低了17.86%。

除了可用作單胃動物的飼料外,木薯葉還可作為反芻動物的飼料。Thang等[40]利用木薯葉飼料直接飼喂雜交牛時,發(fā)現(xiàn)牛的采食量、中性洗滌纖維消化率及氮滯留率降低,導(dǎo)致牛生長速率變緩慢。這可能由于木薯葉中有機質(zhì)量較低、氫氰酸量較高所造成的。因此木薯葉也需經(jīng)生物發(fā)酵技術(shù)以達到降解抗營養(yǎng)因子的效果。Oni等[41]以木薯葉作主料,添加5%糖蜜后的青貯飼料中蛋白質(zhì)、干物質(zhì)含量分別降低了4.38%、5.35%,且分別加入糖蜜、籠層廢棄物添加劑后,其HCN含量依次減少至84.7、89.3 mg/kg。這說明青貯木薯葉與5%糖蜜、籠層廢棄物的搭配,可改善侏儒山羊的青貯條件和瘤胃參數(shù)。

木薯葉不僅是營養(yǎng)較均衡的單胃動物、反芻動物飼料原料,還可用來飼養(yǎng)蠶類等昆蟲。Long等[42]研究的SC9木薯鮮葉中氫氰酸(HCN)含量較低,故其可作家蠶飼料。羅群等[43]以木薯葉飼養(yǎng)熟蠶、預(yù)蛹及蛹,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其氨基酸、蛋白質(zhì)含量分別高于蓖麻葉飼養(yǎng)的,其中木薯葉飼養(yǎng)熟蠶的氨基酸、蛋白質(zhì)含量最高,依次為14.42%、18.70%。木薯葉飼養(yǎng)蛹的無機元素含量是最豐富,而木薯葉飼養(yǎng)預(yù)蛹的總糖含量最低,為0.34%。由此認為,若食用含低濃度氰化物的木薯葉飼養(yǎng)的熟蠶、預(yù)蛹和蛹后,均不會使人中毒,且該產(chǎn)品又符合當(dāng)今世人所追求的高蛋白、低脂肪和低糖度等食用標準。另外,吳俊才等[44]以25%中草藥紅茶菌處理的木薯葉養(yǎng)殖黃粉蟲幼蟲后,發(fā)現(xiàn)其成活率最高,可達到96.67%,且幼蟲的增重效果最佳,平均每日增重率為28.20%。這說明經(jīng)低濃度的中草藥紅茶菌處理木薯葉后,會使黃粉蟲對木薯葉的食欲大增,且促進木薯葉在黃粉蟲體內(nèi)的消化吸收,從而促進黃粉蟲的生長。

2.2 木薯葉加工食品

Kubo等[45]發(fā)現(xiàn),木薯葉是巴西帕拉洲當(dāng)?shù)厝藰O為青睞的菜肴,且其富含顯著抗氧化性的蘆丁與槲皮素3-蕓香苷,且含有穗花杉雙黃酮、二氫黃酮甙、兒茶素和山奈酚等[46]多種活性物質(zhì)。據(jù)有關(guān)報道,木薯葉的保健功能可能與其含有豐富的黃酮類化合物有關(guān),如能調(diào)節(jié)血脂、抗炎抑菌、抗氧化、抗腫瘤及抗病毒等[47-48]。已有學(xué)者對木薯葉中黃酮的提取方法進行了優(yōu)化,雍梁敏等[49]采用碳酸氫鈉浸提法,得到黃酮提取的最佳條件為浸提溫度79.65 ℃,浸提時間11.82 min,加水量30.77 mg/L,在此條件下木薯葉中總黃酮的提取率達到11721.7 mg/kg。木薯葉中活性物質(zhì)除了黃酮類,還有類胡蘿卜素,如富含抗癌延衰老、提高免疫等功效的β-胡蘿卜素[50]。據(jù)相關(guān)報道,鮮木薯葉中含483～880 mg/kg的β-胡蘿卜素[51]。木薯葉中β-胡蘿卜素不僅含量豐富,且具有良好的生理功能。Siqueira等[52]發(fā)現(xiàn),木薯葉粉中β-胡蘿卜素能夠維持鼠生長,還能夠促進鼠肝臟中維生素A的合成,但食用鮮木薯葉前應(yīng)將其進行脫毒。Fasuyi[53]采用不同的處理方法降解木薯葉中氰化物,結(jié)果發(fā)現(xiàn)木薯葉日曬后并切碎膨化是最有效的加工方法。目前,國內(nèi)外學(xué)者不僅研究了木薯葉中的各種功能性成分提取方法及其生理功能,而且在木薯葉加工食品方面也進行了一系列研究,如以木薯葉粉、基料、水和植物油混合后進行擠壓膨化制成了木薯葉膨化食品[7];以木薯葉粉和黃豆作為原料進行發(fā)酵,生產(chǎn)出風(fēng)味獨特,滋味鮮美的木薯葉豆腐乳[8]。可見木薯葉可作為供人食用的膨化食品或烹調(diào)的菜肴。

據(jù)有關(guān)報道,食用酵素[54]是以益生菌來發(fā)酵蔬菜、菌菇、水果和中草藥等,從而生產(chǎn)出富含多種活性酶及次生代謝物等營養(yǎng)成分的功能性食品。開發(fā)木薯葉中黃酮類化合物、類胡蘿卜素等營養(yǎng)保健成分,研發(fā)木薯葉相應(yīng)產(chǎn)品的,不僅可減少糧食危機,減少環(huán)境污染,還有益于人的身心健康。

3 木薯皮

利用木薯進行加工其淀粉或酒精時,去皮是必要流程。木薯皮營養(yǎng)物質(zhì)及其質(zhì)量分數(shù)見表3[55]。表3可知,木薯皮中粗淀粉為28.90%～37.00%、粗蛋白含量為25.00%～28.20%,粗纖維含量為14.00%～19.90%。VC含量為119.00～261.00 mg·kg-1,β-胡蘿卜素含量為2.80～6.30 mg·kg-1?？梢?從營養(yǎng)物質(zhì)的角度出發(fā),木薯皮也可作為飼料加以利用。

表3 木薯皮營養(yǎng)物質(zhì)及其質(zhì)量分數(shù)Table 3 Nutrient substance and mass fraction of cassava peelings

3.1 木薯皮生物飼料

國內(nèi)外已有將木薯皮作為生物飼料,提高動、植物產(chǎn)量的相關(guān)研究。據(jù)報道,Ubalua等[56]將木薯皮經(jīng)植物乳桿菌、腸串珠菌、釀酒酵母及粟酒裂殖酵母等混合菌種發(fā)酵3 d后,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵木薯皮的粗蛋白量從5.4%增加至17.2%,且以發(fā)酵木薯皮喂養(yǎng)羅非魚后,羅非魚重量增加了50%。另外,木薯皮在反芻動物的飼養(yǎng)上同樣有應(yīng)用。如Olorunnisomo等[3]發(fā)現(xiàn)添加木薯皮的青貯飼料飼喂索科托山羊后,山羊的血糖水平維持在2.44～3.09 mmol/L,血紅細胞含量在14.57～16.11×1012個/L的健康水平。結(jié)果表明,在飼料資源不足的熱帶地區(qū),象草和木薯皮可作優(yōu)質(zhì)的青貯飼料原料,以改善熱帶山羊的產(chǎn)量。

3.2 木薯皮農(nóng)作物基質(zhì)

木薯皮雖含有大量粗纖維及有毒物質(zhì)氰化物,但其作為栽培基質(zhì),卻具有容重較小、大小孔隙比偏大的優(yōu)勢。木薯皮作農(nóng)作物基質(zhì)的研究和應(yīng)用已取得一定成果。蘇天明等[5]發(fā)現(xiàn),甘蔗套種花生(化肥配施半量木薯皮和半量雞糞)處理組比甘蔗單種化肥組增收3904.2 kg/hm2的花生,使花生粗脂肪量達51.3%,其純收益增加至17442.15元/hm2。現(xiàn)相關(guān)報道,利用發(fā)酵木薯皮作為基質(zhì),已成功栽培了黃瓜等農(nóng)作物。如Chen等[57]發(fā)現(xiàn),EM菌和酵素菌適宜作為木薯皮的發(fā)酵菌,且8∶2(木薯皮∶砂子)比例用于黃瓜育苗效果較佳。木薯皮還可作多種食用菌的栽培基質(zhì)。如勞有德[58]以木薯皮成功栽培了草菇。其中pH為11時,培養(yǎng)基出菇最早,且其生物效率最高,可達19.9%。且發(fā)酵木薯皮可栽培杏鮑菇[59]、長根菇[60]和楊樹菇[61]等食用菌。另外,發(fā)酵木薯皮還成功栽培出龍血樹、散尾葵及魚尾葵等盆栽觀葉植物[62],具有較大的經(jīng)濟效益。

4 木薯莖桿

將木薯莖桿作為農(nóng)作物基質(zhì),如作為食用菌基質(zhì),能夠滿足多種食用菌的生長需求,提高食用菌的產(chǎn)量。木薯莖稈每年產(chǎn)量約為329.94萬噸[63],且其質(zhì)地疏松,吸水性良好,其培養(yǎng)基能滿足各種農(nóng)作物幼苗或菌體子實體生長發(fā)育的基本營養(yǎng)需求。因此,木薯莖桿可用于發(fā)展瓜果蔬菜的農(nóng)作物基質(zhì)以及食用菌的培養(yǎng)基質(zhì)。據(jù)報道,木薯莖稈可用于番茄、黃瓜和茄子育苗[64],同時也是栽培毛木耳[65]、秀珍菇[66]和金福菇[67]等食用菌的好原料。目前,國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注并研究了不同比例木薯莖稈對不同食用菌的菌絲效果及經(jīng)濟效益的影響。如Wang等[6]分析不同比例木薯莖稈栽培的黑木耳、平菇和榆黃蘑分別對其含海藻糖量的影響,研究表明,以31.2%木薯莖稈作食用菌基質(zhì)時,平菇中的海藻糖含量最多,其達到250.3 mg/g,其次是黑木耳。這說明食用菌種類及木薯莖稈的比例同時會影響海藻糖含量的高低。在綜合評價木薯莖稈栽培各種食用菌的最佳比例時,不僅要看食用菌中海藻糖含量,同時還應(yīng)考慮菌絲生長指標、食用菌的產(chǎn)量及利潤。吳章榮等[68]以6種不同配方栽培杏鮑菇,發(fā)現(xiàn)以70%木薯莖稈,13%棉子殼的復(fù)合配方栽培后的杏鮑菇蓋小,現(xiàn)蕾數(shù)多,果實體柄長等效果極為理想,且杏鮑菇的轉(zhuǎn)化率及獲利指數(shù)最高,分別達到76.40%、4.52。這與黃雪星[65]的研究結(jié)果類似,而有異于Wang等[6]研究結(jié)果,說明了栽培不同食用菌時,所需木薯莖稈基質(zhì)的最佳比例也所不同。另外,木薯莖稈還可粉碎還田,以18000 kg/公頃處理土壤肥力的效果極好[69]。

5 展望

目前國內(nèi)外市場上木薯副產(chǎn)物呈快速發(fā)展的態(tài)勢,但仍有許多問題亟待深入探討。從產(chǎn)品的安全及營養(yǎng)角度考慮,以木薯渣、木薯葉及木薯皮作生物飼料資源,除了應(yīng)注意木薯副產(chǎn)物中抗營養(yǎng)因子障礙,還需注意飼料的營養(yǎng)均衡問題。若將木薯副產(chǎn)物大規(guī)模地應(yīng)用于生產(chǎn)食用酵素、飼用酵素和農(nóng)用酵素,則存在發(fā)酵菌的有效篩選、發(fā)酵工藝的確定及產(chǎn)品的標準化等難題。另外農(nóng)用酵素涉及的酵素菌能否抑蟲,其效果與機理仍尚需深入研究。同時利用體外或體內(nèi)模擬揭示木薯副產(chǎn)物食用酵素、飼用酵素和農(nóng)用酵素的作用機制,并在此基礎(chǔ)上有目的性地改造、設(shè)計或生產(chǎn)最優(yōu)酵素,成為今后重要的研究。對木薯副產(chǎn)物生產(chǎn)的食用酵素、飼用酵素和農(nóng)用酵素等產(chǎn)品質(zhì)量進行安全風(fēng)險評估,通過識別分析該酵素產(chǎn)品在其生產(chǎn)加工及攝食等環(huán)節(jié)的潛在危害及特性,建立恰當(dāng)模型對木薯副產(chǎn)物抗營養(yǎng)因子進行暴露評估等,為酵素產(chǎn)品中的有毒物質(zhì)作出風(fēng)險評價,也是之后的研究重點。以木薯副產(chǎn)物發(fā)展酵素產(chǎn)品是未來的重要發(fā)展方向之一,若以資源豐富的木薯副產(chǎn)物作為新型的功能性酵素資源,成功生產(chǎn)食用酵素、飼用酵素和農(nóng)用酵素等高附加值產(chǎn)品,不僅能夠達到節(jié)約資源和保護環(huán)境的目的,還能夠?qū)崿F(xiàn)木薯副產(chǎn)物的高價值資源化利用,為木薯副產(chǎn)物的國際市場開拓提供了新途徑。