马铃薯淀粉加工分离汁水资源化处理应用

胡博

摘  要：马铃薯是我国重要的农作物的一种，随着对马铃薯的实际价值的开发，马铃薯淀粉成为很多食品的重要原材料，马铃薯淀粉的加工成为马铃薯产业中的重要组成部分，为帮助农民脱贫提供了巨大的推动力。然而，马铃薯淀粉加工的过程中会产生很多的废物，如果不及时处理，对周围的水体和土壤都会产生严重的危害，本文主要针对马铃薯淀粉加工中分离汁水的资源化处理应用进行试验分析，以微涡流絮凝技术工艺为本次试验的主要方式，测定每个环节的处理结果，结果数据表明从马铃薯淀粉加工的分离汁水中可以提取蛋白质，达到资源化处理的目的。

关键词：马铃薯加工淀粉;絮凝;马铃薯蛋白质

马铃薯是日常中非常常见的一种蔬菜品种，也是我国重要的农作物种类之一，随着人们对马铃薯的价值的开发和利用，马铃薯淀粉成为马铃薯产业的一个主要生产内容。然而在马铃薯淀粉的实际加工过程中，会产生一种富含多种营养成分的分离汁水，英文缩写PSJ，据统计，马铃薯淀粉加工厂每年要排放上千万吨的分离汁水，如果不能进行有效处理，直接排放在附近的湖水和土壤中，很可能会造成水体富营养化，从而导致水生生物的大量死亡。因此，对马铃薯淀粉分离汁水的处理成为国内相关领域研究的重点问题。本文主要采用固液分离技术与微涡流絮凝技术，对马铃薯淀粉分离汁水中的营养物质进行回收，实现资源化的处理，不仅能够改善环境，还能为马铃薯企业带来附加效益。

1 材料与方法

1.1 马铃薯淀粉加工分离汁水

本实验中试设备直接与某公司马铃薯淀粉加工工艺旋流器排出管道相连接，确保PSJ不污染。其PSJ的水质指标为COD=40000～50000mg/L，氮含量为2500～3000mg/L，pH=4.6±0.5，温度为18±1℃，浊度为800～1000 NTU。

1.2 分析方法

干物质含量测定：将测定液搅拌均匀，称取m湿（约5.0g）于烧杯中在100℃烘干至恒重后称取m干，干物质含量（%）=（m干/m湿）×100。总蛋白质氮测定：在PSJ中加入三氯乙酸至体积比为15%，静置12h后使用离心机4000r/min离心5min，测定分离液的氮含量，总蛋白质氮=PSJ氮-分离液氮。蛋白质测定：m蛋白质=m氮×6.25。氨基酸成分分析：氨基酸成分分析采用德国S-433D全自动氨基酸分析仪进行测定。

1.3 PSJ提取马铃薯蛋白质及水处理工艺过程

马铃薯淀粉在加工的过程中，所产生的分离汁水中含有一定的小颗粒淀粉，但是为了保证淀粉的整体质量而选择放弃这些小颗粒淀粉，分离汁水中还有细纤维、蛋白质以及其它多种有机营养物质。对分离汁水中蛋白质的提取主要通过四个步骤完成：第一，旋流站回收小颗粒淀粉与细纤维，确保提取的蛋白质纯度较高;第二，利用微涡流絮凝器絮凝沉淀蛋白质;第三，对絮状的蛋白质进行脱水;第四，烘干提取的蛋白质，得到蛋白粉。

2 结果与讨论

2.1 旋流分离小颗粒淀粉及细纤维

在提取过程中，对小颗粒淀粉以及细纤维的提取是最终提取蛋白质的第一个步骤，也是非常关键的一步，如果没有进行精细化的提取，导致小颗粒淀粉残留，会极大的影响到蛋白粉的品质，降低市场价值。图1是旋流站对小颗粒淀粉与细纤维等干物质含量的分离结果，如图显示，干物质含量一直保持在4.0%～4.5%之间，分离效果稳定。

2.2 马铃薯淀粉加工分离汁水水处理测定及絮凝机制分析

2.2 马铃薯蛋白絮体脱水测定

在该中试设备技术与工艺中，脱水器脱水效率测定结果见表1，结果显示，该脱水器将浓缩的蛋白质絮体脱水后，马铃薯蛋白质絮体的含水率从最初的94%～95%降低到了67%～73%，絮体的固形物含量在30%，经烘干后所制备的马铃薯蛋白粉蛋白质含量测定结果蛋白质含量高达76～82%，达到饲料级，可直接当作饲料蛋白添加剂利用。

2.3 马铃薯蛋白酸水解氨基酸组分测定

表2为所含有的氨基酸组分即含量测定结果。分析结果可知，马铃薯蛋白质所含的氨基酸组分里天门冬氨酸含量最高，其次为谷氨酸与亮氨酸等16种氨基酸，营养价值良好，可以作为原料进一步深加工为氨基酸类高附加值产品。

3 结论

综上所述，通过本次对从马铃薯淀粉加工分离汁水中提取蛋白质的实验测定结果来看，可以看出：本次实验所采用的提取技术对分离汁水的处理能力能达到10m3/h之上，提取蛋白质的有效率达到85%，将提取的蛋白质物质进行烘干处理，最后得到的烘干蛋白粉纯度高达76%～82%，所提取的蛋白粉具有豐富的营养价值，能够添加在饲料中，具有很高的实用价值。经过技术处理的分离汁水，最终的成分含量中COD去除45%～50%、总氮去除50%～55%，剩余丰富的钾、氮等营养物质，直接排放在农田或者湖水中，对农作物或者水生生物的成长有很好的帮助。

参考文献

[1]周添红，赵鑫，耿庆芬，等.马铃薯淀粉加工分离汁水资源化处理应用技术研究[J].食品科技，2014，39（8）：162-166.

[2]周添红，耿庆芬，曾凡逵，等.马铃薯加工淀粉废弃物资源化利用技术研究[C]//2014中国环境科学学会学术年会.0.

[3]刘晖，周康群，刘洁萍，等.微生物絮凝剂处理淀粉废水[J].仲恺农业技术学院学报，2004（02）：51-54+71.