馬鈴薯淀粉加工的副產(chǎn)物及資源化利用現(xiàn)狀

張煜欣，劉慧燕，方海田*，李海峰，馬江濤，謝玉芬，周會(huì)寧

（1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021；2.寧夏食品微生物應(yīng)用技術(shù)與安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏銀川 750021；3.寧夏工業(yè)學(xué)校，寧夏銀川 753000）

馬鈴薯含有豐富的淀粉，淀粉產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但是，隨著馬鈴薯淀粉加工企業(yè)數(shù)量和規(guī)模的不斷擴(kuò)增，馬鈴薯淀粉加工中產(chǎn)生的副產(chǎn)物如薯渣、廢水等也越來(lái)越多。因副產(chǎn)物中含有大量的糖類、蛋白質(zhì)、纖維素等有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，直接排放不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，還會(huì)造成資源的浪費(fèi)。如何減輕環(huán)境污染且有效利用資源，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益雙贏，研究開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便高效的廢水處理方法和資源化利用方法意義重大。本文介紹了馬鈴薯淀粉的特性、用途、加工過(guò)程中副產(chǎn)物的來(lái)源，對(duì)目前馬鈴薯淀粉加工副產(chǎn)物處理方法及資源化利用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。

1 馬鈴薯淀粉的特性及生產(chǎn)工藝

1.1 馬鈴薯淀粉的特性及應(yīng)用

淀粉是一種高分子聚合物，由多個(gè)葡萄糖聚合而成，是植物貯存能量的一種形式。馬鈴薯淀粉是植物淀粉的一種，因其具有獨(dú)特的性質(zhì)而區(qū)別于其他植物淀粉，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、紡織、食品、化工等多個(gè)領(lǐng)域。馬鈴薯淀粉中含有大量的直鏈淀粉和支鏈淀粉，其中直鏈淀粉占17%左右，支鏈淀粉占80%左右[3-4]。直鏈淀粉和支鏈淀粉性質(zhì)不同，表現(xiàn)也存在很大差異。直鏈淀粉經(jīng)熬煮不易成糊，冷卻后呈凝膠體，其大分子結(jié)構(gòu)上，葡萄糖分子排列整齊。支鏈淀粉易成糊，粘性較大，但冷卻后不能呈凝膠體，且葡萄糖分子排列不整齊。支鏈淀粉賦予了馬鈴薯淀粉較高的黏性，而直鏈淀粉與馬鈴薯淀粉中含有的0.06%～0.08%磷酸存在酯化作用[5]，加上馬鈴薯中的磷酸基電荷間相互排斥，增加了馬鈴薯淀粉的膨脹性[6]。馬鈴薯淀粉糊化溫度相較于其他植物淀粉要低，平均糊化溫度僅需要56，且糊化后透明度高[3]。馬鈴薯淀粉的這些特性使其被廣泛應(yīng)于各個(gè)領(lǐng)域并起著重要的作用。

馬鈴薯淀粉應(yīng)用在食品工業(yè)上，能增加糖果的黏彈性，增加面條的彈性和韌性，減少肉制品在烹調(diào)過(guò)程中的水分損失，延緩面包的保質(zhì)期，防止面包變硬等。應(yīng)用于造紙業(yè)，可改善紙質(zhì)性能和質(zhì)量。在紡織業(yè)上，馬鈴薯淀粉可作經(jīng)紗上漿劑、印染漿料和加工輔料。馬鈴薯本身具有藥用價(jià)值，將馬鈴薯淀粉應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)，可作糖衣、藥品輔料。應(yīng)用于化工行業(yè)，添加到聚氨酯塑料中起填充、交聯(lián)作用，增加塑料的強(qiáng)度、硬度和抗磨性[3]。

1.2 馬鈴薯淀粉生產(chǎn)的周期性

根據(jù)馬鈴薯的栽培條件和自然生長(zhǎng)條件，按照南北氣候和生活習(xí)慣的差異，我國(guó)馬鈴薯在南方和北方的播種及采收時(shí)間均不同，但我國(guó)馬鈴薯的最大種植區(qū)集中在北方，這里主要以北方馬鈴薯的播種和采收時(shí)間為主。北方地區(qū)于4 月末5 月初播種馬鈴薯，8 月末9 月上旬采收。由于馬鈴薯儲(chǔ)存會(huì)造成淀粉和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等的流失，因此馬鈴薯淀粉加工企業(yè)生產(chǎn)時(shí)間基本在當(dāng)年的9 月至次年的3 月，考慮到成本和其他因素的影響，這樣階段性的生產(chǎn)不利于馬鈴薯淀粉加工廢水及薯渣的階段性處理，因此，馬鈴薯淀粉加工企業(yè)一般會(huì)建設(shè)配套的污水處理站，將本階段生產(chǎn)的廢水、薯渣存放在一起集中處理。處于當(dāng)年的9 月至次年的3 月，天氣基本轉(zhuǎn)涼，生產(chǎn)廠區(qū)相對(duì)溫度低，因此，馬鈴薯淀粉加工廢水、薯渣處理時(shí)的溫度基本在-5～20。

1.3 馬鈴薯淀粉的加工工藝

1.3.1 加工工藝

馬鈴薯淀粉加工工藝為洗滌→磨碎→篩分→流槽去雜→淀粉清洗回收→脫水干燥→馬鈴薯淀粉。

1.3.2 主要工藝介紹

（1）洗滌

洗滌是去除馬鈴薯表面的泥沙。這一過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這部分廢水含有大量的泥沙，通常可在生產(chǎn)過(guò)程中增添少許設(shè)備，經(jīng)簡(jiǎn)單的沉淀處理后便可循環(huán)使用。

（2）磨碎

將清洗干凈的馬鈴薯送入磨碎機(jī)磨碎，可得到馬鈴薯糊。

（3）篩分

得到的馬鈴薯糊采用離心篩分的方法將薯渣與淀粉乳分離，得到的薯渣可作為飼料，篩分的淀粉乳進(jìn)一步清洗分離。

（4）去雜

將上一步篩分的淀粉乳先在流槽內(nèi)分離蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，此過(guò)程中得到的廢水主要來(lái)自馬鈴薯自身的含水量，即細(xì)胞液，該廢水中的蛋白質(zhì)含量較高，不能循環(huán)使用。

（5）淀粉回收

在清洗槽內(nèi)對(duì)淀粉進(jìn)行清洗回收。從流槽中分出帶有淀粉的黃漿水送入流槽回收淀粉，再經(jīng)清洗槽得到次淀粉，此生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)水質(zhì)的要求高，在淀粉清洗提取時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，也稱為工藝廢水。該廢水中主要含有淀粉、蛋白質(zhì)等有機(jī)物，COD（化學(xué)需氧量）、BOD（生物需氧量）濃度非常高。

（6）干燥

通過(guò)上述渠道得到的淀粉含水量較高，通過(guò)干燥后得到所需淀粉。

2 馬鈴薯淀粉加工的副產(chǎn)物及資源化利用

2.1 馬鈴薯淀粉加工的副產(chǎn)物

廢水是馬鈴薯淀粉加工的主要副產(chǎn)物，它主要來(lái)源于馬鈴薯清洗自身的細(xì)胞液以及淀粉的提取清洗等過(guò)程。廢水當(dāng)中含有大量的懸浮物、淀粉、蛋白質(zhì)和纖維素等有機(jī)物，是一種高濃度的有機(jī)廢水，無(wú)毒無(wú)害，但廢水中的COD 值一般在10 000 mg/mL 以上，如果將廢水直接排放，不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大影響。薯渣中含有大量的蛋白質(zhì)、果膠、纖維素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，含水量高且難以運(yùn)輸和儲(chǔ)存，直接作為飼料飼喂效果不是很好?？梢酝ㄟ^(guò)合適的方法對(duì)副產(chǎn)物中的蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行提取，有效利用。副產(chǎn)物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物生長(zhǎng)發(fā)育很好的養(yǎng)料，利用微生物對(duì)廢水、薯渣進(jìn)行發(fā)酵，可大幅度降低廢水中有機(jī)物含量，將副產(chǎn)物變廢為寶，轉(zhuǎn)化成可利用資源應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉或者其他領(lǐng)域。

2.2 薯渣處理及其資源化利用現(xiàn)狀

薯渣是馬鈴薯淀粉加工的又一副產(chǎn)物。薯渣營(yíng)養(yǎng)豐富，對(duì)其加以發(fā)酵或理化方法處理能實(shí)現(xiàn)高值化利用。目前對(duì)于薯渣的處理主要以發(fā)酵為主，理化法提取有益物質(zhì)為輔。利用不同微生物對(duì)薯渣進(jìn)行發(fā)酵，不僅能將薯渣降解且能制備成各種資源如動(dòng)物飼料、沼氣、酒精等加以利用；其中的蛋白質(zhì)、果膠、纖維素等有益物質(zhì)也可通過(guò)理化法得以提取。霉菌、酵母菌、細(xì)菌等微生物具有較強(qiáng)的降解能力，能夠?qū)ⅠR鈴薯渣中的淀粉和纖維素降解為簡(jiǎn)單的糖類[7]，并且能夠?qū)τ袡C(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化利用，從而使薯渣轉(zhuǎn)變成可利用資源。牛嘉[8]利用“短小芽孢桿菌+產(chǎn)朊假絲酵母+黑曲霉+綠色木霉+哈茨木霉+康氏木霉”菌劑對(duì)馬鈴薯渣進(jìn)行發(fā)酵，144 h 后發(fā)酵液中的COD 去除了66%。

2.2.1 制作飼料

薯渣含水量高、適口性差、不易儲(chǔ)存，因此直接飼用價(jià)值較低，但發(fā)酵后的馬鈴薯渣作為飼料卻具有很好的飼喂效果。王君[9]研究表明，發(fā)酵后的薯渣中蛋白質(zhì)和必需氨基酸含量大幅度提高，粗纖維含量降低，龍葵素含量減少。用作飼料，不僅能提高動(dòng)物的日增重，降低料重比和生產(chǎn)成本，還能改善動(dòng)物瘤胃內(nèi)環(huán)境，提升肉品質(zhì)。

2.2.2 制作沼氣

以薯渣為原料制備沼氣尤為可行。付博銳等[10]以薯渣為原料，替換牛糞制備沼氣，穩(wěn)定后的發(fā)酵體系平均日產(chǎn)氣量達(dá)10.39 L，COD 去除率為50%～55%。楊麗英等[11]將馬鈴薯渣作為底物，建立兩相厭氧系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了氫氣和甲烷的同步回收，且兩相厭氧系統(tǒng)相較于單相厭氧系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，提高了能量的回收率。

2.2.3 制備酒精

薯渣可以用來(lái)制備酒精，一般采用糖化法發(fā)酵制成。楊敏等[12]以薯渣為原料，料水比為1:3.5、接種0.4%的酵母、初始pH 為4.5、添加160 U/g 糖化酶、10 U/g 的-淀粉酶和纖維素酶，在32下進(jìn)行發(fā)酵，酒精度達(dá)8%vol以上。

2.2.4 提取生物活性物質(zhì)

薯渣中含有較豐富的蛋白質(zhì)、果膠、纖維素等，通過(guò)酶解法、堿解法等理化法可從中提取出來(lái)加以利用。姚琦等[13]利用聯(lián)合酶解法從馬鈴薯渣中提取膳食纖維，在最佳的提取條件下得到的膳食纖維高達(dá)76.92%。張世仙等[14]用堿解法從薯渣中提取水溶性蛋白，當(dāng)NaOH 濃度為0.6%、固液比1:17 時(shí)，65提取50 min 可得粗蛋白40%。薯渣中含有豐富的果膠，其含量最高可達(dá)30%，是生產(chǎn)商品果膠的優(yōu)良原料[15]，一般可用沉淀、酸堿、微波等方法提取。張燕等[16]用微波輔助法從薯渣中提取果膠，發(fā)現(xiàn)當(dāng)料液比為1:24 時(shí)，加入405 滋L 飽和硫酸鋁，微波加熱15 min 時(shí)，果膠提取率達(dá)到13.79%。

2.2.5 制備高吸水性樹(shù)脂

李繼萍等[17]研究表明，以薯渣為原料制備成高吸水性樹(shù)脂可吸附重金屬離子，如Pb2+，且當(dāng)Pb2+含量增加時(shí)，樹(shù)脂對(duì)Pb2+的吸收量也會(huì)隨之增加。

2.2.6 制備液體地膜及土壤保水劑

包鴻慧等[18]以薯渣作為基料，加以各種功能制劑，制備成多功能可降解液體地膜，地膜的應(yīng)用不但改良了土壤環(huán)境，還可較好地進(jìn)行生物降解。尤美云等[19]以薯渣和水為原料合成羧甲基馬鈴薯渣，作為土壤保水劑，在最佳比例下形成的產(chǎn)品干燥15 h 后，保水率仍能保持在68%而不再下降。

2.3 廢水處理方法及資源化利用現(xiàn)狀

馬鈴薯淀粉加工副產(chǎn)物中有大量廢水，為減少對(duì)環(huán)境的污染，必須對(duì)廢水進(jìn)行處理。目前對(duì)馬鈴薯淀粉加工廢水處理的方法有化學(xué)法、物理法、生物法及綜合處理法，其中生物處理法多樣且應(yīng)用最廣，相較于其他處理方法效果好且成本低。

2.3.1 廢水處理方法

（1）化學(xué)處理

化學(xué)處理方法主要以催化氧化法和化學(xué)絮凝劑處理為主。利用高級(jí)催化氧化法處理馬鈴薯淀粉加工廢水能夠使廢水處理效率得以提高。董志龍等[20]研究高級(jí)催化氧化法處理馬鈴薯淀粉加工廢水，能夠使廢水達(dá)標(biāo)排放。以鍋爐煤渣為載體加入多種活性組分復(fù)合組成高效催化劑，在常溫常壓下將H2O2快速分解形成大量的HO·自由基，提高了反應(yīng)速度和反應(yīng)效果。其反應(yīng)最優(yōu)條件為H2O2投加量650 mg/L，反應(yīng)時(shí)間100 min，pH 為4。此條件不僅能降低費(fèi)用，還能使馬鈴薯淀粉廢水得以快速處理。采用絮凝法處理馬鈴薯淀粉加工廢水效果較好。譚嘯[21]采用自制的季銨型陽(yáng)離子淀粉處理馬鈴薯淀粉加工廢水，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以6:1 的比例將陽(yáng)離子淀粉與氯化鈣混合時(shí)，得到的絮凝效果最好，并將絮凝條件加以優(yōu)化，混凝劑投加量為800 mg/L、pH 為5、攪拌7 min 時(shí)，COD去除率可達(dá)65.8%。

（2）生物處理

生物處理法主要是利用微生物發(fā)酵處理、單獨(dú)的厭氧或好氧處理、以及厭氧好氧綜合處理的方法來(lái)處理馬鈴薯淀粉加工廢水。厭氧微生物處理方法是利用厭氧微生物在馬鈴薯淀粉加工廢水中分解代謝有機(jī)物的一種處理方法，在處理過(guò)程中不僅能降解廢水中的有機(jī)物，還能產(chǎn)出可利用的甲烷氣體，回收后可作燃燒能源。目前常用的厭氧處理方法有升流式厭氧污泥床、厭氧填料床、垂直折流厭氧污泥床等[22]。好氧處理法是利用好氧微生物處理馬鈴薯淀粉加工廢水，對(duì)其中的有機(jī)物進(jìn)行分解利用從而達(dá)到處理廢水的目的，目前常用的好氧處理方法有接觸氧化法、生物氧化塘法、SBR（序批式活性污泥法）等[22]。采用厭氧好氧綜合方式對(duì)馬鈴薯淀粉加工廢水處理不僅效果好且成本低。李東偉等[23]研究表明，采用UASB-SBR（升流式厭氧污泥—序批式活性污泥法）相結(jié)合的工藝處理馬鈴薯淀粉加工廢水，能夠有效地去除淀粉廢水中的有機(jī)污染物和懸浮物，同時(shí)還能獲得較高的植物蛋白回收率。毛海亮等[24]以UASB-SBR 工藝處理淀粉廢水。通過(guò)UASB 處理工藝將廢水中大部分有機(jī)物降解，再利用SBR 工藝進(jìn)一步降解廢水中殘余的有機(jī)物，使得最終出水COD 小于100 mg/L。此處理工藝不僅效果好，而且運(yùn)行成本低。

利用微生物對(duì)馬鈴薯淀粉廢水進(jìn)行發(fā)酵處理從而使廢水得以有效處理。廖立欽等[25]研究發(fā)現(xiàn)2%的青霉菌與3%擬內(nèi)孢霉酵母菌混合，接入50 mL 馬鈴薯淀粉加工廢水中，25培養(yǎng)6 d，COD 去除率達(dá)62.38%，且接種量與COD 去除率有相關(guān)性。

（3）物理處理

物理處理方法一般以吸附劑吸附和膜技術(shù)分離為主。采用吸附法處理馬鈴薯淀粉加工廢水雖能有效降低廢水COD，但對(duì)總糖處理效果不理想。徐騰[26]采用凹凸棒土作為吸附劑，當(dāng)投加量為8 g，pH 為5，溫度為10條件下，吸附20 min 發(fā)現(xiàn)對(duì)馬鈴薯淀粉加工廢水COD 和蛋白質(zhì)有較好的處理效果，對(duì)于總糖的處理效果較差。利用膜技術(shù)分離馬鈴薯淀粉加工廢水可使廢水中懸浮物及有機(jī)物被有效分離實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的目的。王應(yīng)平等[27]在馬鈴薯淀粉廢水經(jīng)前期絮凝沉淀的基礎(chǔ)上，運(yùn)用超濾膜分離與反滲透相結(jié)合的膜集成技術(shù)進(jìn)行深度處理，在25、壓力0.15 MPa 條件下運(yùn)行，超濾膜對(duì)COD 的去除率為15%～25%，對(duì)SS（懸浮物）的去除率>99%；超濾出水經(jīng)反滲透膜處理后，COD 可降低至86 mg/L，去除率逸98.8%，處理后的廢水水質(zhì)達(dá)到淀粉工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

（4）綜合處理

綜合處理方法是將生物處理方法和物理或者化學(xué)處理方法相結(jié)合來(lái)處理廢水，以達(dá)到降低COD、回收蛋白的目的。孫紅娟等[28]在淀粉廠原有的厭氧好氧-絮凝沉淀組合工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，將工藝改成氣浮-絮凝-厭氧好氧組合來(lái)處理馬鈴薯淀粉加工廢水，處理后的廢水COD 去除率可達(dá)97.67%，BOD5去除率達(dá)到98.97%，處理后的水可達(dá)標(biāo)排放，此工藝不僅能降低廢水COD，還能去除廢水懸浮物，回收植物蛋白，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3.2 廢水資源化利用現(xiàn)狀

馬鈴薯淀粉廢水營(yíng)養(yǎng)豐富，是很好的培養(yǎng)微生物的養(yǎng)料，目前對(duì)廢水主要處理方法是將廢水作為培養(yǎng)基培養(yǎng)功能性微生物或是通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)絮凝劑、肥料、油脂、普魯蘭多糖等產(chǎn)品。除此之外，還可利用廢水生產(chǎn)可回收性蛋白。

（1）生產(chǎn)絮凝劑

利用廢水發(fā)酵微生物生產(chǎn)的絮凝劑，相較于化學(xué)絮凝劑具有絮凝成本低、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。張寶茸[29]研究表明，利用馬鈴薯淀粉廢水培養(yǎng)從污泥當(dāng)中提取出的根霉M9 和M17 產(chǎn)生的復(fù)合型微生物絮凝劑，對(duì)高嶺土懸液的絮凝率達(dá)到了92.67%，提高了絮凝率，并且培養(yǎng)微生物之后的廢水COD 去除率達(dá)到93.60%，處理后的廢水可與凈水混合后作為灌溉用水。顏東方等[30]發(fā)現(xiàn)假絲酵母能夠在馬鈴薯淀粉加工廢水中良好生長(zhǎng)，在不滅菌的廢水中，按照10%接種量接種假絲酵母，28、搖床轉(zhuǎn)速為150 r/min 條件下發(fā)酵48 h，發(fā)酵液對(duì)高嶺土懸濁液的絮凝率可達(dá)94.6%，原廢水COD 去除率達(dá)到93.7%。熊星瀅[31]將分離得到黑曲霉A18 按照10%接種量接種于不滅菌的廢水中發(fā)酵30 h。投加量為2 mL/L 發(fā)酵液對(duì)高嶺土懸濁液的絮凝率可達(dá)93.4%，原廢水COD 去除率達(dá)到90.33%。

（2）制做肥料

淀粉廢水可通過(guò)厭氧處理制備肥料。王雙龍[32]將甘薯淀粉加工廢水在室溫條件下經(jīng)厭氧折流板工藝（ABR）處理，得到的水可以替代化肥作為一種綠色有機(jī)肥而應(yīng)用于蔬菜的種植。當(dāng)ABR 出水為200 mL 時(shí)，能夠顯著增加蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量；且ABR 出水處理的土壤也具有較低的氮淋濕風(fēng)險(xiǎn)和較低的N2O 排放通量。寧夏科技部門(mén)通過(guò)3 年的研究發(fā)現(xiàn)，在控制氮肥、增加磷肥、不施鉀肥的基礎(chǔ)上，使用馬鈴薯淀粉加工廢水進(jìn)行灌溉，可以使土壤孔隙度和肥力增加，從而改良土壤理化性質(zhì)，并且使農(nóng)作物增產(chǎn)超過(guò)25%[33]。

（3）培養(yǎng)解淀粉芽孢桿菌

馬鈴薯淀粉廢水在合適的條件下可培養(yǎng)解淀粉芽孢桿菌。關(guān)曉歡[34]研究發(fā)現(xiàn)，在馬鈴薯淀粉廢水中只添加基礎(chǔ)培養(yǎng)基，按5%的接種量將種子液接入廢水培養(yǎng)基中，調(diào)節(jié)初始pH 為7.0～7.5，搖瓶機(jī)轉(zhuǎn)速200 r/min，在36下培養(yǎng)24 h，得到解淀粉芽孢桿菌活菌數(shù)可達(dá)到2.2109CFU/mL。

（4）生產(chǎn)微生物油脂

淀粉廢水中的有機(jī)物能夠被某些菌株吸收利用用于生長(zhǎng)繁殖，生產(chǎn)微生物油脂，是低成本獲得生物柴油的重要途徑[35]。鐘娜等[36]在淀粉廢水中將粘紅酵母多次馴化，其耐受淀粉廢水COD 高達(dá)75 000 mg/L，利用流式細(xì)胞儀篩選得到一株粘紅酵母，其油脂含量為25.7%。發(fā)酵培養(yǎng)后，粘紅酵母生物量達(dá)25.3 g/L，菌體油脂含量為29.5%，廢水COD 由初始的75 000 mg/L 降至5 600 mg/L，降解率為92.5%。

（5）生產(chǎn)普魯蘭多糖

普魯蘭多糖是一種由出芽短梗霉發(fā)酵產(chǎn)生的類似葡聚糖、黃原膠的胞外水溶性黏質(zhì)多糖。因其具有良好成膜、成纖維、阻氣、粘接、易加工、無(wú)毒等特性，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工和石油等領(lǐng)域[35]。陳潔等[37]研究表明，出芽短梗霉在不同COD 濃度的淀粉廢水生長(zhǎng)不受影響，廢水中有機(jī)物濃度隨處理時(shí)間增長(zhǎng)而降低，COD 去除程度隨廢水濃度升高而增大，而且普魯蘭多糖的量隨廢水濃度升高而增加。用出芽短梗霉對(duì)馬鈴薯淀粉廢水進(jìn)行生物處理，不僅實(shí)現(xiàn)了廢水處理達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的，而且提高了經(jīng)濟(jì)效益。

（6）回收蛋白質(zhì)

廢水中可回收性蛋白質(zhì)含量較高，通過(guò)發(fā)酵或理化法回收蛋白質(zhì)，其回收率最高可達(dá)80%以上。

利用發(fā)酵法進(jìn)行微生物發(fā)酵生產(chǎn)回收蛋白。田雅婕[38]將產(chǎn)朊假絲酵母、白地霉、熱帶假絲酵母以5:9:1 的比例進(jìn)行復(fù)配，以12%的總接種量接入馬鈴薯淀粉加工廢水中，在溫度24，pH 為4.13，搖床轉(zhuǎn)速200 r/min 條件下進(jìn)行發(fā)酵，得到SCP（單細(xì)胞蛋白）產(chǎn)量為3.06 g/L，對(duì)廢水COD 的去除率達(dá)到56.9%。周玉等[39]利用釀酒酵母、產(chǎn)朊假絲酵母和白地霉發(fā)酵馬鈴薯淀粉加工廢水，發(fā)現(xiàn)白地霉在廢水中生長(zhǎng)最佳，COD 去除率達(dá)到了70.9%，且SCP 得率達(dá)1.932 g/L；產(chǎn)朊假絲酵母次之，COD 去除率達(dá)62.7%，SCP 得率為0.982 g/L；最后是釀酒酵母，COD 去除率達(dá)58.9%，SCP 得率為0.912 g/L。陳輝等[40]在添加了20%廢渣的廢水中接入10%熱帶假絲酵母在28下發(fā)酵72 h 后得到含蛋白37.40%的蛋白飼料，廢水COD 降低了72.29%。

理化法回收蛋白質(zhì)的方法主要有吸附法、等電點(diǎn)沉淀法、酸熱法、超濾法等。馬健等[41]研究發(fā)現(xiàn)采用具有超強(qiáng)吸附力的蒙脫土與等電點(diǎn)沉淀法相結(jié)合，當(dāng)蒙脫土加入量為0.7 g 時(shí)，調(diào)節(jié)pH 為3.50，在溫度為40的條件下振蕩2 h，可以使得蛋白質(zhì)的回收率達(dá)到77.63%，COD去除率達(dá)43.56%，濁度去除率達(dá)82.02%。將蒙脫土吸附法與等電點(diǎn)沉淀法相結(jié)合，不僅能提高經(jīng)濟(jì)效益還可以降低成本。易偉民[42]的研究表明，利用酸熱法從馬鈴薯廢水中回收蛋白質(zhì)，當(dāng)破碎料液比值為2 mL/g、pH4.5、溫度35、沉降40 min 時(shí)，蛋白質(zhì)回收率可達(dá)79.21%。陳鈺等[43]利用超濾膜在最佳超濾條件下（操作壓力為0.10 MPa、室溫22、pH 5.8）經(jīng)超濾回收蛋白質(zhì)，其截留率高達(dá)80.46%，處理后廢水的COD 值去除率達(dá)60%。利用0.05%的堿性蛋白酶對(duì)超濾膜進(jìn)行清洗，超濾膜恢復(fù)系數(shù)高達(dá)99.55%，用0.5%的NaOH 水溶液對(duì)超濾膜進(jìn)行清洗，超濾膜恢復(fù)系數(shù)達(dá)89.12%。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)馬鈴薯淀粉加工副產(chǎn)物的處理方法及資源化利用現(xiàn)狀的分析發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是處理方法還是在資源化利用過(guò)程，相較于物理、化學(xué)方法而言，生物處理方法更簡(jiǎn)潔高效，成本相對(duì)更低，微生物在其中發(fā)揮了極其重要的作用。但馬鈴薯淀粉加工副產(chǎn)物的處理具有季節(jié)性，副產(chǎn)物的處理多處于春秋冬季，溫度偏低，而微生物的最適生長(zhǎng)溫度在25～37，要確保微生物對(duì)馬鈴薯淀粉加工副產(chǎn)物的處理效果，就需要對(duì)副產(chǎn)物加熱或保溫，這無(wú)疑增加了副產(chǎn)物的處理成本。因此，改變菌種特性，篩選出低溫條件下也能在副產(chǎn)物處理或資源化利用過(guò)程中發(fā)揮作用的菌種是未來(lái)馬鈴薯加工副產(chǎn)物處理的重點(diǎn)。