浅谈酵母菌在马铃薯渣领域的开发及应用前景

王 倩，王玉洁，孙美玲

（湖北大学知行学院粮食与食品工程系，湖北武汉 430011）

我国马铃薯产量居世界第1位，常年种植面积稳定在570×104hm2左右，总产量保持在9 000×104t以上，种植面积还在不断扩增，故产品加工后将会大量产生一种副产物，即马铃薯渣。马铃薯渣中的水分含量比较高，易滋生微生物，从而造成污染，其生物利用率却不高，在运输和贮藏过程中会带来一定的困扰，同时也会对环境造成污染，故马铃薯渣可直接作为粗饲料喂饲牲畜，但利用效率比较低。而市场上有一种高蛋白质营养物质存在，含有维生素、无机盐，是具有生物活性的一类物质，即为单细胞蛋白质，因此开发利用单细胞蛋白质饲料在食品工业上具有很大的开发潜能。生产单细胞蛋白，利用酵母菌等微生物，改善马铃薯渣里的各种营养成分，大大提高其利用率，并可有效缓解因马铃薯所产生的废弃物造成的环境污染压力。

1 马铃薯渣的营养组成及其相关产品开发

1.1 马铃薯渣的营养组成

水、残余淀粉粒及薯皮细胞等成分是马铃薯渣的主要成分，淀粉、果胶、纤维素等是马铃薯渣的化学组成部分，其中淀粉、果胶与纤维素含量都比较高。

Mayer F[1]所测得马铃薯渣营养成分见表1。

表1 Mayer F所测得马铃薯渣营养成分/%

1.2 开发与应用

目前对于马铃薯渣的开发利用有理化法、发酵法和混合法3种方法。用酶进行处理的方法即为理化法；用微生物对马铃薯渣进行发酵，制备生物有机物料的方法即为发酵法；把酶和发酵处理这2种方法相结合的方法即为混合法。目前，国外对于马铃薯渣的研究有了较大的研究成果，而国内的研究才开始起步，由于马铃薯渣中含有大量的有益成分，因此将其作为动物饲料的原料来源具有较广阔的开发前景[2]。

马铃薯渣处理方法见表2。

表2 马铃薯渣处理方法

1.2.1 高蛋白动物饲料的生产

在牲畜养殖行业，马铃薯渣可以作为一种饲料给动物食用，但利用率却不高，又因其粗纤维含量较高，牲畜会因此而拒食。有研究表明，对马铃薯渣进行发酵处理，马铃薯渣中的蛋白含量在一定程度上可以得到相应的提高，从发酵前干质量的5%左右增加到60%左右。除此之外，通过发酵作用还可对粗纤维的结构进行改善，会有香味产生，从而增加牲畜的适口性。就目前而言，酵母菌是进行高蛋白饲料生产最好的一种微生物。

1.2.2 膳食纤维的提取

膳食纤维是主要来自于植物的细胞壁，包括纤维素、半纤维素等成分。随着社会进步和科技发展，人们越来越关注自己的健康，因此对于膳食纤维的摄入量也十分在意，膳食纤维因其各种功效与作用，被誉为第七大营养素。有研究表明，人们生活中常见的病（如便秘、肥胖等）都与膳食纤维的摄入量不足有关。目前，国内对马铃薯渣中膳食纤维的应用开发研究还较少，而马铃薯渣中含有的膳食纤维含量却比较高，约占干质量的17%，因此它可以作为一种很好的膳食纤维原料，王宏勋等人[3]利用微生物发酵马铃薯渣生产膳食纤维，是一种既安全又价廉的膳食纤维产品。

1.2.3 果胶的提取

植物细胞壁的主要成分之一是果胶，它是一种多糖物质，虽然植物中含量比较多，但作为一种商品果胶，它的来源非常有限，马铃薯渣中果胶的含量约占干基的20%，其产量也特别高，实用性也比较强，因此从马铃薯渣中提取果胶是一种既经济又来源广的生产方式。目前，从马铃薯渣中提取果胶一般采用萃取的方法，萃取的果胶包括2个部分，为低度酯化的果胶和Ca2+存在的高凝胶性果胶，用不同的方式对果胶进行提取，其成分也会有所不同。

2 酵母菌的性质作用及其综合利用

2.1 酵母菌的性质及作用

酵母菌是一种碱性微生物，可以通过接种酵母菌来发酵酒糟[4]、醋糟[5]等含较高粗纤维的饲料，在一定程度上，不仅可以增加一定的活菌数，而且还可以增加其原料中粗蛋白的含量，对于牲畜而言，这样更有利于对营养物质的消化与吸收。酵母细胞中含有丰富的蛋白质、脂质等营养物质，同时还含有丰富的酶系统和多种生物活性物质，这些具有生物活性的酶不仅可以促进肠道中有益菌群的生长，而且对于机体的生态平衡具有一定的调节作用；酵母菌还因其便于控制、形态大、代谢产物多等特点，在发酵、食品和生物制药等相关行业中都有应用；随着科技的创新与社会的发展，酵母菌在饲料行业中得到了很好的应用；无论是农业还是工业上产生的废弃物都可作为酵母菌的生产原料，成本低、来源广[6-9]。蛋白质含量高的一种酵母菌即为饲料酵母，含量将近50%，因此添加到动物饲料中，有很大的利用价值，不仅提高了蛋白的含量，同时也改善动物肠道功能，而且饲料成本也大大降低了，正因为这些有利条件，使得酵母菌在牲畜行业中得到了广泛应用[10-12]。

2.2 酵母菌的利用情况

2.2.1 医疗方面

酵母因其属性和本质特征，可以作为一种保健品，不仅可以治疗维生素缺乏等疾病，而且还因酵母细胞中含有大量的凝血质，可用于制药。酵母在凝血酶的作用下，凝血质可以起到凝血的作用，其操作工艺技术简单，安全性相对而言也比较高，因此在市场上是一种很好的凝血药品来源。在保健功能上，酵母菌可以对SOD进行提取，在肠胃方面也能起到助消化的作用。

2.2.2 酿造方面

现代的酿造技术相比以前有了很大的改进，对于菌种的选择也起到重要的作用，有研究学者将秘鲁酵母及球拟酵母固定化，并与酱油相结合，以此来提高酱油的风味，同时对酿造技术也有了一定的改进，生产时间周期变短，同时原料的利用率也得到了一定的提高[13]。

2.2.3 环境污染方面

酵母菌在理化性质上，由于具有产生单细胞蛋白、耐酸等特点，因此对于环境污染的处理可以起到相应的作用。有研究学者从含油的废水处选出来5株酵母菌，与其他3种酵母菌相混合，组成酵母菌群，在SBR系统中进行处理——油脂碱炼废水，取得了一定的效果，COD和去油率分别为96.9%和99.5%[14]。

3 酵母菌在马铃薯渣领域的开发

由于马铃薯渣产量高且营养丰富，因此有很多科研人员对其进行了一定的研究。研究表明，利用马铃薯渣为底物、麦麸和玉米面为辅料进行对比试验，利用单一菌种酵母菌对添加不同辅料进行固体发酵，所得结果为发酵后蛋白明显增高，且麦麸发酵后蛋白含量要高于玉米面[15]；同时用单一菌种和多种菌种进行发酵对比，以2种酵母、白地霉和植物组织杆进行结合，利用2种发酵方式，其所产生的蛋白质含量也明显增高，相较单一菌种而言，多菌株发酵效果更好。我国对马铃薯渣的研究较国外而言还处于未成熟阶段，而我国又高产马铃薯，可以从各方面对其进行有效利用，就目前来看，作为高蛋白饲料是最有潜力的发展方向。

4 结语

我国在进一步推进马铃薯主粮化，因此马铃薯的产量还会不断增加，其废弃物也会大量增产，对于马铃薯渣的研究也会更进一步，目前对其进行的研究包括膳食纤维和果胶的提取、酒精制备等多个领域。而利用酵母菌发酵马铃薯渣作为高蛋白饲料是最有前景的一个领域，用酵母菌对饲料进行发酵，提前能把饲料中的营养分离出来，在发酵过程中把饲料中的营养物质进行分解，当牲畜进食后，不仅吸收快，而且发酵饲料中存在大量的蛋白和益生菌，可以有效增加牲畜的机体免疫力。目前，我国蛋白质饲料极度缺乏，寻找高蛋白、低价格的饲料自然成了最主要的目标。发酵饲料不仅可以促进牲畜的消化与吸收，还能增强牲畜的食欲。相信随着科技的创新与社会的进步，会出现更优的试验方案和更完善的工艺技术。

参考文献：

[1]Mayer F.Potato pulp：properties physical modification and applications[J].Polym Degradation Stability，1998，59（1-3）：231-235.

[2]王卓，顾正彪，洪雁.马铃薯渣的开发与利用 [J].中国粮油学报，2007，22（2）：132-136.

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[11]单立莉，张敏.酵母菌在发酵秸秆饲料中的研究概况[J].吉林畜牧兽医，2007，28（10）：51-52.

[12]崔黎，郭雪娜，王肇悦，等.乳酸酵母菌的研究现状及其在饲料添加剂中的功能 [J].食品与发酵工业，2009，35（5）：118-121.

[13]毛友辉，朱薇，邓放明，等．益生菌的研究进展及其在食品中的应用 [J].现代生物医学进展，2011，11（20）：3 978-3 980．

[14]吕文洲，刘英，黄亦真.酵母菌-SBR法处理油脂碱炼废水研究 [J].环境科学，2008，29（4）：966-970．

[15]蔡维北，姜海龙，王鹏，等.酵母菌固态发酵马铃薯渣的研究 [J].吉林畜牧兽医，2014（10）：10-14.◇