甘薯高值化加工与综合利用关键技术及产业化应用

成果名称：甘薯高值化加工与综合利用关键技术及产业化应用

主要完成单位：中国农业科学院农产品加工研究所、山东圣琪生物有限公司、河南工业大学、中国农业科学院饲料研究所

主要完成人员：木泰华、吴允山、王彦波、张苗、石波、陈井旺

起止时间： 2004年1月1日-2012年1月1日

获奖情况：2014年中国食品科学技术学会科技创新奖技术发明奖一等奖

内容提要：

“甘薯高值化加工与综合利用关键技术及产业化应用”成果立足我国甘薯产业现状，针对甘薯加工过程中长期存在加工技术落后、能耗高、附加值低、环境污染严重等突出问题，从工艺优化、关键技术突破、核心装备研制、副产物综合利用等方面，实现了传统淀粉生产技术与装备的革新。主要发明点及技术经济指标如下：

1）发明了高品质甘薯淀粉高效制备关键技术，实现了传统淀粉生产技术的革新。通过工艺改进，增加破碎机、立筛等设备，对锉磨机的滚筒、锯条等关键零部件的改进，淀粉乳浓度、流量、压力的适度调节，使甘薯淀粉出粉率达到94.0%，淀粉白度达92.0%以上，能耗降低30%以上。

2）发明了甘薯淀粉加工薯浆中蛋白生产新技术。创建了酸沉结合超滤制备甘薯蛋白新技术，中试生产出了纯度达85%以上的甘薯蛋白；研发出新型热变性甘薯蛋白生产技术，首次实现了甘薯蛋白产业化生产。进一步明确了甘薯蛋白的营养与功能特性；研发了甘薯活性短肽的高效制备技术，并确证了其降压和抗氧化活性。

3）发明了甘薯淀粉加工薯渣中膳食纤维和果胶连续化生产新技术，有效利用了甘薯渣中的淀粉及膳食纤维资源。创建了物理筛分与磷酸氢二钠法相结合制备甘薯膳食纤维和果胶新技术，实现了甘薯膳食纤维和果胶的连续化生产，使其纯度分别达81.25%和95.87%，该工艺节能、降耗效果显著，对提升我国甘薯淀粉加工综合利用技术水平具有重要意义。通过超微粉碎处理甘薯膳食纤维显著提高了可溶性膳食纤维的含量及其物化功能特性，采用热及pH处理对果胶进行改性，使果胶半乳糖醛酸含量显著升高，分子量降低，并具有选择性抑制肿瘤细胞增殖的作用。

4）突破了甘薯渣中纤维素等难于被酶降解的难题，研发了高剪切乳化预处理甘薯渣及复合酶定向同步降解甘薯渣制备甘薯复合功能寡糖技术，甘薯渣的转化率达到35%以上；以供微生物发酵用的生物质甘薯渣为糖原，利用复合生物酶法，优化了酶解甘薯渣生产葡萄糖新工艺，葡萄糖纯度达96%以上，并已实现产业化，年产葡萄糖5000吨以上。

本成果已获授权国家发明专利10项，通过技术与装备的组装、集成、配套、示范与应用，推广到山东、河北、河南、山西等甘薯主产区，已在6家企业转让应用，并建成了世界第一条甘薯蛋白生产线，三年累计新增销售收入18.89亿元，新增利润3.57亿元，新增税收1.58亿元，经济效益显著，有效推动了我国甘薯产业快速、健康、可持续发展。