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浅谈酵母菌在马铃薯渣领域的开发及应用前景

更新时间:2009-03-28

我国马铃薯产量居世界第1位,常年种植面积稳定在570×104 hm2左右,总产量保持在9 000×104 t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。

宝贵的林业资源对经济、科技的发展和环境的保护有着十分重要的意义。针对现阶段林业资源管理工作存在管理投入不足、执法不规范、机构配置不相符等问题,从转变管理理念、完善管理制度、优化产业结构出发,合理利用林业资源,做好林业资源管理工作,不断提高管理质量和效率,充分发挥林业资源的经济效益和环境效益。

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/%

  

成分 质量分数(湿基) 质量分数(干基)固形物灰分淀粉纤维素半纤维素果胶粗蛋白13.0 0.5 4.9 2.2 1.8 2.2 0.5-4 3 7 17 14 17 4

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

  

处理生产方法 应用在马铃薯浆渣中添加蛋白或其他营养成分制成各类胶或果胶,淀粉混合物转化成糖和摄取糖浆水酵,发酵中的培养基从液料中摄取营养成分用水稀释不做处理,作为酵母培养基不做处理,作为微生物生长培养基动物饲料营养和技术应用处理薯片和薯条(增色)制备酒精肥料深井钻探中稳定剂(润滑剂)生产维生素生产沼气

1.2.1 高蛋白动物饲料的生产

1.2.3 果胶的提取

2.2.2 酿造方面

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。

文化创意产业园区发展评价指标体系本身就是一个系统,园区内的微观主体是系统生态链的中间一环,既需要有上游政府部门的政策支持、园区管理部门的制度引导,也需要下游市场的接受和认同.文化创意主体(企业)是系统的核心,政府部门和园区管理部门是外在推动器,而市场和社会大众则是内在推动方,它们共同作用的结果就是推动园区有序发展.所以,评价指标体系必须体现系统性,兼容各方.

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。

和谐理论的核心是一个系统的内部各要素之间以及系统与外部环境之间都是相关的,且存在着一种和谐机制。在现实中,不和谐的状态是绝对的,而和谐状态则是相对的,因此和谐管理的目标即是使系统从不和谐状态向和谐状态转变。

关于图的点可区别全染色已进行了许多研究[1-4]。文献[5]探讨了完全图、完全二部图K2,n、星、轮、扇、路和圈的VDET染色;文献[6]得出了mC3和mC4的VDET色数;文献[7-9]完全讨论了完全二部图K3,n,K4,n,K5,n的VDET染色;文献[10]部分讨论了完全二部图K7,n的VDET染色。本文主要讨论K10,n(10≤n≤90)的VDET染色并且得到了K10,n的VDET色数。

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) 本文在标准遗传算法上做出改进,加入弹性网格概念,通过动态变换网格局部密度,达到减小算法搜索空间,以提高搜索效率的目的;

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

2.2.1 医疗方面

2.2 酵母菌的利用情况

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]

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。

1.2.2 膳食纤维的提取

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。

细胞周期蛋白D1[16](Cyclin D1),在细胞周期中能够与细胞增殖信号具有直接关联,其在细胞周期中,具有积极的作用,其也属于原癌基因中的一种,其在与CDK4以及CDK6相结合后,就会使细胞从G1时期逐渐向S时期进行分化与增殖,其所表现的异常为细胞增殖过度增强,并导致肿瘤的出现。而在AM疾病中的表现为,其会使细胞从G1时期逐渐向S时期的速度不断加快,并加快细胞的周期进程,从而使内膜异位中的细胞所具有的生物学活性的浸润、增殖得以增强。

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.

[3]王宏勋,吴疆鄂,张晓昱.发酵土豆渣制取膳食纤维的初步研究 [J].河南工业大学学报,2005(2):79-81.

[4]赵守贤.酒糟生物蛋白饲料的研究 [J].中国饲料,1996(1):29-30.

[5]张西宁.以酱渣为原料生产蛋白饲料的研究 [J].饲料工业,1996(4):38-40.

[6]刘静,刘聚祥.酵母菌的营养特性及在畜牧业中的应用[J].动物医学进展,2007,28(5):98-100.

[7]彭一凡,甄玉国.酵母培养物及其在养殖中的应用 [J].饲料工业,2008,29(10):30-33.

[8]徐廷生,雷学芹,董淑丽,等.益康XP酵母培养物在养殖业上的应用 [J].河南科技大学学报,2003,23(1):51-53.

[9]甄玉国.饲料微生态制剂——酵母培养物及其在反刍动物中的应用 [J].饲料工业,2005,26(1):5-9.

[10]陈耀钦.酵母菌在奶牛饲料中的应用研究 [J].饲料研究,2011(2):22-24.

[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.◇

 
王倩,王玉洁,孙美玲
《农产品加工》 2018年第10期
《农产品加工》2018年第10期文献

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