甘薯淀粉加工废渣资源化利用技术的研究与示范

成果名称：甘薯淀粉加工废渣资源化利用技术的研究与示范

主要完成单位：中国农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院饲料研究所、山东宏河圣齐生物工程有限公司、河北科纳生物科技有限公司、烟台安德利果胶股份有限公司、秦皇岛紫龙生物技术有限公司

主要完成人员：木泰华、石波、吴允山、陈井旺、李金启、孙红男、彭晴、张苗、李鹏高、梅新、张春蓬、张燕燕、王晓梅、张永波、刘建光

起止时间：2005年7月1日-2012 年2月1日

获奖情况：2013年中国农业科学院科学技术成果奖二等奖

内容提要：

甘薯是我国的第四大作物、年产量近1亿吨，每年因产生淀粉而产生的废渣超过200万吨。“甘薯淀粉加工废渣资源化利用技术的研究与示范”围绕甘薯淀粉加工废渣的综合利用和产品附加值的提升来开展，主要开展以下研究：

1）针对不同品种甘薯薯渣、膳食纤维的构成成分及甘薯膳食纤维和果胶的物化、功能特性进行了系统研究。对10种甘薯薯渣结构、形态及组成成分进行系统分析，同时探讨薯种对膳食纤维的提取率及组成影响，并对制备的甘薯膳食纤维、果胶及复合功能寡糖的物化及保健特性进行系统研究，为在食品工业中的应用奠定理论基础。

2）研发物理筛分与磷酸氢二钠法相结合连续化制备甘薯膳食纤维和果胶新技术，根据薯渣中膳食纤维和淀粉粒径分布的不同，探索使用物理筛分方法制备膳食纤维，回收淀粉并进行工艺优化，同时与磷酸氢二钠法相结合制备甘薯果胶并进行工艺优化，制备膳食纤维和果胶纯度分别可达81.25%和95.87%，提取率达83.18%和91.28%。连续化甘薯膳食纤维及果胶制备技术操作简单，生产产品纯度高质量好。

3）通过物理及化学改性有效提高了甘薯膳食纤维和果胶的物化及功能特性。采用超微粉碎和气流粉碎对甘薯膳食纤维进行改性，显著地提高了甘薯膳食纤维等物化功能特性，甘薯果胶经热改性和pH改性后对结肠癌和乳腺癌细胞的增殖抑制效果得到显著提高。

4）研发生物酶解及发酵技术从甘薯渣中制备葡萄糖、酒精及膳食纤维的新工艺。分别针对高剪切乳化处理结合复合酶从甘薯渣中制备甘薯复合寡糖、耐高温淀粉酶、糖化酶、酸性蛋白酶及纤维素酶酶解薯渣生产葡萄糖以及同步糖化发酵法从甘薯渣中生产酒精并制备膳食纤维等方法进行技术探讨及工艺优化，优化后薯渣至寡糖的转化率超过35%，薯渣干基对葡萄糖糖转化率达50%以上，酒精产量为28.6g/100g薯渣，膳食纤维纯度可达82.46%。充分利用甘薯渣中的功效成分，多渠道促进副产物增值。

本研究成果获得农业部成果鉴定1项，公开发表相关科技论文16篇，其中SCI收录3篇，申报国家专利6项，获得国家授权发明专利3项。项目组先后与烟台安德利果胶股份有限公司、秦皇岛紫龙生物科技有限公司、河北科纳生物科技有限公司等多家企业合作，于2009-2012年间，先后生产、销售膳食纤维、果胶和寡糖等多种产品，为企业新增产值2.57亿元，新增利税7440万元，增收节支总额1.09亿元，为企业公司创造了较好的经济效益。