葛根加工副產物資源化利用研究進展

賴譜富，陳君琛，李怡彬，翁敏劼

(福建省農業(yè)科學院農業(yè)工程技術研究所，福建省農業(yè)科學院農產品加工研究中心，國家食用菌加工技術研發(fā)分中心 350003)

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葛根加工副產物資源化利用研究進展

賴譜富，陳君琛*，李怡彬，翁敏劼

(福建省農業(yè)科學院農業(yè)工程技術研究所，福建省農業(yè)科學院農產品加工研究中心，國家食用菌加工技術研發(fā)分中心 350003)

綜述了葛渣、葛根淀粉工業(yè)廢水等副產物的資源化利用研究進展，對國內的葛根加工副產物的綜合利用進行展望。

葛根；加工副產物；廢水；廢渣；資源化利用

我國葛根資源豐富，除新疆、西藏外的其余省區(qū)均有分布，具有極高的保健和營養(yǎng)價值，是一種具有廣闊開發(fā)前景的藥食兼用植物[1-4]。聯(lián)合國糧農組織預言：21 世紀粉葛將成為繼水稻、小麥、玉米、馬鈴薯、甘薯之后的第六大主食。因此，進一步開發(fā)利用葛根資源日益受到重視[5-6]。

葛根加工副產物主要包括提取葛淀粉后剩下的葛渣和廢水等，這些副產物大部分被直接拋棄，既造成資源浪費又污染環(huán)境，而我國葛根總量巨大，加上精深加工程度低，副產物基本未得到有效利用。如何有效地將葛根加工副產物綜合利用、變廢為寶，有著良好的環(huán)境和社會效益。為此，本文就葛根加工副產物的研究進展等做簡要綜述。

1 葛渣

1.1 制備膳食纖維及葛根纖維

隨著科學研究的深入，膳食纖維功效逐漸被人們認識，被稱為“第七營養(yǎng)素”。王巖巖[7]、韓軍[8]研究了藥用真菌發(fā)酵葛渣生產活性膳食纖維工藝，結果顯示：菌株DS 固體發(fā)酵葛渣的最優(yōu)培養(yǎng)條件為37℃下培養(yǎng)8 d 、15%接種量、4 d種齡，產物中可溶性膳食纖維含量11.6%、黃酮含量6.13 mg/g。韓軍等[9]從葛根渣中酶法制備膳食纖維，在混合酶(淀粉酶與糖化酶質量比為1∶3)用量0.2%、70℃處理80 min、蛋白酶用量0.3%、50℃處理60 min條件下，膳食纖維得率較高。

1.2 制備黃酮類物質

當前利用葛渣制備黃酮類物質的方法主要有超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、酶提取法及發(fā)酵法等。左蕾蕾等[10]研究了超聲輔助提取葛渣中異黃酮的最佳條件：以60%(V/V)乙醇溶液為溶劑，超聲功率100 W、超聲頻率40 KHz、料液比1∶18、溫度60℃下浸提30 min，異黃酮提取率達88.3%。馬海樂等[11]用微波中高火檔對葛渣輔助萃取處理1 min后，75% 乙醇溶液浸提2次可得到較高提取率的葛根總黃酮。黃彤等[12]確定纖維素酶提取葛渣異黃酮的最佳條件：酶解溫度51℃、pH 5、酶解時間138 min，異黃酮得率可達12.34 mg/g。施英英等[13-14]研究了葛根渣黑曲霉菌株固態(tài)發(fā)酵產異黃酮工藝，利用微生物產生的木聚糖酶和內切-β-葡聚糖酶(CMC酶)破壞細胞壁的纖維結構，促進異黃酮的溶出。伍自力等[15]利用產纖維素酶S522B-41菌株對葛渣進行固態(tài)發(fā)酵，在接種量4%、發(fā)酵溫度40℃、pH值6.4、發(fā)酵時間44 h 條件下，異黃酮得率高達12.28 mg/g。

1.3 提取多糖物質

張永軍等[16]利用響應面法優(yōu)化了葛根多糖提取工藝，料液比33∶1、溫度98℃下提取144 min，多糖得率達12.59%。張勇等[17]采用乙醇回流法提取葛渣中的多糖，在乙醇濃度75%、料液比1∶40、溫度95℃下回流提取90 min，提取率達1.168%。

1.4 栽培食用菌

利用葛根廢渣栽培食用菌既可以減少環(huán)境污染、變廢為寶，又可為食用菌產業(yè)提供新型生產原料。賀榆霞[18]、盧成英[19]、王勇等[20]研究了葛渣替代料栽培食用菌技術，結果顯示：栽培平菇、香菇、金針菇、猴頭菇的最高生物學效率分別為96.72%、78.69%、92.00%、51.00%，且利用葛渣栽培的平菇、香菇營養(yǎng)價值與市售的相當[21]。

1.5 制備曲奇餅干

以葛渣為原料制備曲奇餅干，最佳配方為低筋粉100%、葛渣粉15%、黃油70%、麥芽糖醇35%、奶粉12%、雞蛋液10%[22]，其中葛渣粉碎后過100目篩，所制作葛渣曲奇餅干呈焦黃色，口感松脆，甜而不膩。

2 葛根淀粉工業(yè)廢水

2.1 制備黃酮類物質

冼瑩瑩[23-24]探索從葛根淀粉工業(yè)廢水中回收及分離純化葛根素的工藝，添加0.1 g/L的十二水硫酸鋁鉀去除廢水中大量的蛋白質，蛋白質去除率43.96%，利用大孔樹脂富集回收葛根素，回收率85.54%，葛根素純度49.18%，并采用膜過濾進一步純化葛根素。鄢貴龍等[25]研究葛粉及葛根異黃酮的清潔生產工藝，開發(fā)出葛粉工業(yè)廢水的全回流利用新工藝，葛根異黃酮提取率0.98%，葛根素含量為36.32%。董華強等[26]比較分析了“合水粉葛”淀粉生產廢渣水中的異黃酮成分差異，廢渣、廢水干物質中葛根素含量分別達到0.46%、0.34%，高于葛粉(0.21%) 和葛芯(0.26%)，且廢渣和廢水干物質中葛根素占總異黃酮含量的比例低于葛根，其他異黃酮組分也與葛根原料存在差別。陳全斌等[27]研究了磨漿法提取黃酮及其生產葛根淀粉廢水的綜合利用工藝，采用磨漿法對提取葛根黃酮有較高的提取率，且葛根素含量達47%，生產葛根淀粉廢水中富集到的黃酮含葛根素39%。李傳潤[28]等利用大孔樹脂吸附法處理廢水，制備葛根黃酮，酸水解法制備葛根素，100 kg鮮野葛可同時制備18.4 kg純天然葛粉、205 g精制黃酮(葛根素含量為40.6%)或20 g葛根素(97.6%)。

2.2 制備乳酸

黃勇[29]發(fā)明了一種以葛粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備乳酸的方法。該方法以葛粉工業(yè)廢水為原料配制培養(yǎng)基，對培養(yǎng)基微波滅菌，再把干酪乳桿菌接入培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)即得到乳酸。

2.3 制備富含葛根素的固體粉劑

陳國慶等[30]發(fā)明了一種葛粉生產廢水、廢渣的綜合利用方法。該方法將葛粉生產的廢水分1～3次浸提葛粉生產的纖維性廢渣，在溫度40～80℃下浸提1～6 h，分離得到的浸提液經微濾膜過濾、反滲透膜濃縮、噴霧干燥，得到富含葛根素的固體粉劑。

2.4 制備富含黃酮的葛粉粉皮

趙力超等[31]發(fā)明了一種富含黃酮類物質的葛粉粉皮的生產方法。該方法以葛根淀粉為主要原料，加工過程中將葛根淀粉廢水經特殊處理后制成富含黃酮的回收液，加入原料及輔料中制成粉漿，把粉漿拉成粉皮，經鼓風干燥后得優(yōu)質葛粉粉皮成品；產品中總黃酮含量增加了165.15%，斷條率減少了25.00%。

3 小結與展望

近年來我國葛根加工產業(yè)呈現快速發(fā)展勢頭，有關葛根加工副產物的綜合利用研究工作也受到廣泛關注，但與發(fā)達國家相比還處在相對初級階段。雖然加工副產物所占原料的比重很大，但由于傳統(tǒng)消費習慣和大部分加工企業(yè)規(guī)模小，研究開發(fā)能力不足，基本不具備綜合利用的開發(fā)能力。

我國葛根種植量穩(wěn)步增長，產量逐年增加，解決葛根加工副產物的綜合利用問題迫在眉睫。綜合利用現有資源，提高葛根的附加值，促進葛根產業(yè)可持續(xù)發(fā)展，最大程度地提高其社會及經濟效益，將是葛根產業(yè)今后發(fā)展的方向。

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(責任編輯：劉新永)

Research Progress in resource utilization of by-product in processing of Pueraria

LAI Pu-fu, CHEN Jun-chen*, LI Yi-bin, WENG Min-jie

(AgriculturalEngineeringTechnologyInstituteofFAAS,AgriculturalProductsProcessingResearchCenterofFAAS,BranchofNationalEdibleFungusProcessingTechnologyResearchandDevelopmentCenter,FujianProvince350003)

Research progress in resource utilization of by-product of Pueraria residue and Pueraria starch wastewater were reviewed in this paper, and the prospect of the comprehensive utilization of by-products in Pueraria processing in domestic were put forward.

Pueraria; processing byproduct; wastewater; waste residue; resource utilization

2016-07-07

賴譜富，男，1983年生，助理研究員。

*通訊作者：陳君琛，男，1959年生，研究員 (E-mail：junchencc@sina.com)。

公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201503142)；福建省農業(yè)科學院科研項目(YC2016-8，2014QB-19)；福建省農業(yè)科學院科技創(chuàng)新團隊PI項目(2016PI-3)。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2016.08.016