甘薯渣的酶解与应用研究

徐 帅,杨 莉,谭丽萍,刘同军

齐鲁工业大学(山东省科学院) 生物工程学院,济南 250353

中国是世界上最大的甘薯生产国和出口国,年产量超过7 000万吨,甘薯主要用于加工淀粉以及生产淀粉食品,加工周期短且集中。甘薯提取淀粉后剩余的残渣占甘薯干物质总量10%以上,产量巨大。甘薯渣含水量高,粘度大,极易腐烂,腐烂时会释放甲烷,导致温室效应加重[1-2]。回收利用甘薯渣不仅能够减少环境污染,还能实现资源最大化利用。目前报道的甘薯渣酸法水解对设备抗腐蚀性要求高,废水排放量大[3],后续处理难度大,所需生产成本较高。因此,酸法水解甘薯渣工业化应用受到限制,而酶法水解甘薯渣条件温和,效率高,适合工业化应用。介绍了甘薯渣酶法水解获得还原糖的研究进展以及甘薯渣在食品、能源、医疗和材料等领域的高值化应用,为甘薯渣应用于更多领域的研究提供理论支撑。

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1 甘薯渣的酶解研究

由表1得知,甘薯渣含有丰富的淀粉、纤维素和果胶,是良好的生物精加工的原料。糖化是甘薯渣生物精加工的关键步骤,酸法水解甘薯渣会增加废水的排放,造成设备腐蚀,且产生较多抑制发酵的物质。酶法水解甘薯渣具有条件温和,效率高等优点,适合工业化生产。探究酶解条件、提高酶解效率是甘薯渣规模化应用的首要条件。

表1 甘薯渣成分分析[4]

目前报道的酶解方法有许多,可归纳总结为以下几种。

1.1 甘薯渣预处理后再酶解

预处理可以破坏生物质坚固的细胞壁,改变纤维素的晶体结构,有利于纤维素酶解[5]。……