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木薯副產(chǎn)物的綜合利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

2020-12-01 16:27:52      點(diǎn)擊:

摘要:木薯市場(chǎng)的快速發(fā)展,使木薯副產(chǎn)物資源不斷增加,因此木薯副產(chǎn)物的綜合高效利用顯得尤為重要。本文從木薯副產(chǎn)物的高值化利用,以及對(duì)動(dòng)物、農(nóng)作物乃至人類健康的葢處出發(fā),重點(diǎn)綜述了以木薯渣、木薯葉及木薯皮作單胃動(dòng)物、反芻動(dòng)物或蠶類昆蟲等的生物飼料,以木薯渣、木薯皮和木薯莖稈作蔬菜瓜果或食用菌等農(nóng)作物基質(zhì),以木薯葉作菜肴或膨化食品等方面的研究進(jìn)展,以期為我國(guó)木薯副產(chǎn)物功能性酵素等新興產(chǎn)業(yè)的開發(fā)與發(fā)展提供參考。

木薯(Manihot esculenta Crantz,Cassava)又名樹薯、南洋薯等,屬于雙子葉植物綱,屬熱帶和亞熱帶的塊根作物,與甘薯、馬鈴薯并稱之為世界三大薯類,且木薯有“淀粉之王”和“能源作物”之美譽(yù)。據(jù)國(guó)際熱帶農(nóng)業(yè)研究中心預(yù)測(cè),到2020年世界木薯的產(chǎn)量將達(dá)2.171億t。木薯被種植后或其生產(chǎn)淀粉及酒精的加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的木薯副產(chǎn)物,如木薯渣、木薯葉、木薯皮和木薯莖稈等。目前,木薯副產(chǎn)物絕大多數(shù)會(huì)被當(dāng)做薪燎直接焚燒甚至被丟棄,這不僅浪費(fèi)資源,且對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,這凸顯出木薯副產(chǎn)物綜合利用的重要性。現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了將木薯渣、木薯葉與木薯皮等作為畜禽飼料,可解決牧草不足、飼料短缺等問題,在一定程度上可緩解國(guó)內(nèi)外飼料資源匱乏的現(xiàn)狀;以木薯渣、木薯皮和木薯莖稈等作農(nóng)作物基質(zhì),能夠使農(nóng)工們獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益;以木薯葉作菜肴或膨化食品,可減少糧食危機(jī)。本文通過對(duì)木薯副產(chǎn)物發(fā)展動(dòng)態(tài)的了解,闡述了木薯渣、木薯葉、木薯皮、木薯莖稈的資源化利用現(xiàn)狀,旨在為木薯的高值化利用以及進(jìn)一步開發(fā)利用功能化酵素提供理論依據(jù)。

1.木薯渣

目前我國(guó)木薯渣的產(chǎn)量為150萬t/年,其主要由木薯外皮、內(nèi)部的薄壁組織及大多數(shù)有毒的生氤糖首類等構(gòu)成,主要分為木薯酒精渣和木薯淀粉渣,其營(yíng)養(yǎng)成分多樣,富含淀粉、纖維和少量脂肪、蛋白質(zhì)等。此外,木薯渣還富含多種有益于各種動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的微量礦物質(zhì)元素,如Fe、Mn、Zn和Cu等。不同來源的木薯渣營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其含量見表1。從表1可知,木薯酒精渣與木薯淀粉渣的營(yíng)養(yǎng)成分差異較大,酒精渣中的粗纖維、粗灰分、粗蛋白及粗脂肪含量,以及鐵、鎰、鋅、銅礦物質(zhì)元素含量高于淀粉渣。木薯渣營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的差異,主要受木薯加工工藝的影響,加工工藝不同,所得的木薯成分也存在一定差異。

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(1)木薯渣生物飼料

目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者正在尋求新型的天然飼料添加劑,用于代替危害動(dòng)物乃至人類健康的抗生素和生長(zhǎng)促進(jìn)劑等,以降低單胃動(dòng)物和反芻動(dòng)物的患病率,提高其生長(zhǎng)速率。現(xiàn)已有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,木薯渣可作為生物飼料,用于飼喂鴨、鵝、雞、魚、兔、豬、牛、羊等。由此可見,木薯渣作為單胃動(dòng)物和反芻動(dòng)物生物飼料的應(yīng)用發(fā)展十分迅速。但木薯渣含水量較高,不耐保存,易發(fā)霉變質(zhì),且木薯渣中纖維素、木質(zhì)素及半纖維素等含量較高,還含少量有毒物質(zhì)策化物,在一定程度上限制了動(dòng)物的采食量。因此木薯渣并不適合作為飼料直接喂食,需將其進(jìn)行一定的加工處理,以達(dá)到木薯渣的利用率最大化及無害化的目的。

①發(fā)酵木薯渣發(fā)酵是解決木薯渣營(yíng)養(yǎng)利用率、降低毒性成分的主要方法。

由于木薯副產(chǎn)物中的主要成分絕大多數(shù)都是粗纖維,而動(dòng)物自身分泌的消化液內(nèi)沒有分解纖維類的相應(yīng)酶,所以不利于動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。因此需益生菌或其他微生物分解木薯副產(chǎn)物中纖維素類,從而提高單胃與反芻動(dòng)物的釆食量,促進(jìn)其生長(zhǎng)。徐元慶等將熱帶假絲酵母和地衣芽抱桿菌等復(fù)合益生菌添加至日糧中,增加了中國(guó)荷斯坦后備牛的采食量,降低了血清中免疫球蛋白濃度。目前,國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究主要集中于單菌發(fā)酵木薯渣,Zhao等研究以黑曲霉在38℃下發(fā)酵木薯渣,發(fā)現(xiàn)料液比1:1.3(m/V),發(fā)酵4 d后效果最佳,其粗蛋白含量增加了43%,粗脂肪含量上升了75%,還原糖含量提高至7.34%,這有效改善了木薯渣的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

為降解木薯渣中的粗纖維與氧化物等抗?fàn)I養(yǎng)因子,Song等利用黃抱原毛平革菌、硬毛蓋孔菌、雜色云芝、糙皮側(cè)耳和刺芹側(cè)耳等白腐菌對(duì)木薯渣進(jìn)行生物處理。研究發(fā)現(xiàn),利用雜色云芝分解木薯渣中木質(zhì)素,使其降解率降至42.14%,且糙皮側(cè)耳對(duì)木薯渣中氧化物的降解能力較強(qiáng),最終其含量?jī)H為4.52 mg/kg。眾多研究表明,混合菌種發(fā)酵木薯渣比單一菌種發(fā)酵的效果更好。魏立民等以2000 mL/t混合菌種發(fā)酵木薯渣。研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵木薯渣的粗蛋白質(zhì)含量較自然發(fā)酵的木薯渣增加了19.84%,同時(shí)減少了中性和酸性洗滌纖維含量,依次為9.78%、6.02%。這與Tang等的研究結(jié)果一致。這說明部分微生物協(xié)同使用,不僅可提升木薯渣的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),延長(zhǎng)其儲(chǔ)存時(shí)間,還可代替各種動(dòng)物日糧中的部分飼料。以上研究均表明,發(fā)酵會(huì)使得木薯蛋白含量增加,纖維素含量降低。前者增加的原因可能是淀粉酶和纖維素酶的一些細(xì)胞外分泌物,或是細(xì)菌/真菌復(fù)合而成的單細(xì)胞蛋白;而后者減少的原因可能是細(xì)菌和白腐真菌、軟腐真菌及褐腐真菌等微生物會(huì)合成纖維二糖脫氫酶,使不可溶的粗纖維轉(zhuǎn)化成葡萄糖、纖維二糖等可溶性糖類。如今在飼養(yǎng)單胃與反芻動(dòng)物等方面已取得了較好效果,進(jìn)而能夠緩解國(guó)內(nèi)外飼料資源極為短缺的現(xiàn)象。

②發(fā)酵木薯渣在動(dòng)物飼養(yǎng)上的應(yīng)用發(fā)酵木薯渣能提高單胃動(dòng)物的生長(zhǎng)性能,維持其腸道微生態(tài),增強(qiáng)其免疫力和抗應(yīng)激力,還可降低養(yǎng)殖成本,創(chuàng)造更顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

Feng等發(fā)現(xiàn),10%發(fā)酵木薯渣添加至日糧中飼喂肉雞,其發(fā)病率較基礎(chǔ)日糧組降低了12%,日均增重量、日采食量分別提高了7.02%、5.95%,且毛利潤(rùn)提高了28.36%。發(fā)酵木薯渣還能提升養(yǎng)殖環(huán)境,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。Jiang等以發(fā)酵木薯淀粉渣替代肉鴨的部分全價(jià)飼料,這降低了養(yǎng)殖環(huán)境中H2S、NH3濃度,且其效果隨木薯渣添加量的增加而增加。木薯渣不僅可代替雞和鴨的部分飼料原料,也可作為新型飼料原料在魚的養(yǎng)殖上加以運(yùn)用。據(jù)報(bào)道,張偉濤等分別采用五種發(fā)酵木薯渣添加至羅非魚飼料中,這可使魚體具備良好的防病力及維持肝功能正常,從而促進(jìn)羅非魚的正常生長(zhǎng)。可見,發(fā)酵木薯渣飼料有利于單胃動(dòng)物的養(yǎng)殖,提升了木薯渣飼料化的應(yīng)用價(jià)值。

木薯渣在反芻動(dòng)物飼養(yǎng)上的應(yīng)用也較廣泛。牛、羊等反芻動(dòng)物由于具有獨(dú)特的瘤胃結(jié)構(gòu)和奇特的消化生理功能,能夠以瘤胃微生物幫助自身利用飼料中難以消化的粗纖維,從而更好地吸收木薯渣飼料中豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。唐春梅等發(fā)現(xiàn),7%木薯酒精渣日糧組的育肥牛日均增重及經(jīng)濟(jì)效益均最高,比對(duì)照組分別增加8.45%、38.82%,且對(duì)育肥牛的血液指標(biāo)無不良影響。而飼喂湖羊時(shí),以20%發(fā)酵木薯酒精渣的育肥羊效果是最佳。這說明不同動(dòng)物的食性及消化代謝體制有所差異,因此飼料中木薯渣的最佳用量也相應(yīng)有所不同。每年產(chǎn)量極高的木薯渣若經(jīng)復(fù)合益生菌有效降解后,就可能成為適口性極佳的飼用酵素,這不僅降低飼料了成本,解決了飼料原料不足的問題,減少環(huán)境污染,而且極大改善了木薯渣飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

(2)木薯渣農(nóng)作物基質(zhì)

現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,木薯渣可作蔬菜瓜果及食用菌等基質(zhì)。

蔬菜瓜果基質(zhì)木薯渣含有生長(zhǎng)素與赤霉素等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,可促進(jìn)植物種子的發(fā)芽及根莖葉等器官的發(fā)育。大量研究表明,木薯渣可作辣椒、甘藍(lán)、黃瓜和番茄等經(jīng)濟(jì)作物的主要栽培基質(zhì),如今在生產(chǎn)上已大規(guī)模運(yùn)用。由于木薯渣存在體積質(zhì)量和總孔隙度較低、pH較高等缺陷,因此其需與其他基質(zhì)混合,以改善自身的理化性狀,進(jìn)而栽培出最優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物。如王林闖以木薯渣、椰糠、蛙石和珍珠巖為基礎(chǔ)原料,以有機(jī)肥、硫酸亞鐵和硝酸鈣等輔料配制而成的育苗基質(zhì)育辣椒苗,發(fā)現(xiàn)其出苗率達(dá)到了93.6%,葉綠素量提高了38.0%,同時(shí)莖粗、株高及壯苗指數(shù)等指標(biāo)均有明顯的提升。這與在甘藍(lán)育苗上的應(yīng)用效果類似。徐剛等心以體積比2:1:1(木薯渣:草炭:蛭石)作為栽培黃瓜的最佳復(fù)配基質(zhì),這與彭天沁的研究結(jié)果一致。但Li等發(fā)現(xiàn),體積比4:1:3(木薯渣:醋糟:蛭石)復(fù)配基質(zhì)育番茄苗的作物效果最佳。這說明不同輔料基質(zhì)及不同經(jīng)濟(jì)作物的生長(zhǎng)特性在一定程度下會(huì)影響復(fù)配基質(zhì)的最佳比例。

食用菌基質(zhì)據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,木薯渣還可栽培木耳、真姬菇和雞腿菇等食用菌,食用菌是我國(guó)第五大農(nóng)作物。這不僅可變廢為寶,還能夠提高各種菌絲品質(zhì),且栽培食用菌后的剩余菌渣又可冋歸至木薯種植地,實(shí)現(xiàn)木薯資源的循環(huán)利用,或用來加工生物飼料、二次栽培農(nóng)作物,或作為燃料及作為土壤調(diào)理劑等,為薯農(nóng)帶來額外的附加經(jīng)濟(jì)效益,從而促進(jìn)木薯及食用菌等農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但木薯渣質(zhì)黏、通透性較差。韋仕巖等心以木薯酒精渣中添加適量的谷殼、玉米芯等輔料,以改善培養(yǎng)料的通透性,促進(jìn)平菇、姬菇和茶樹菇等菌絲生長(zhǎng)。Qin等以70%木薯酒精渣為主料,以15%棉籽殼及12%麩皮為輔料,栽培13種草菇,結(jié)果發(fā)現(xiàn)草菇,菌絲生長(zhǎng)強(qiáng)勢(shì),其生長(zhǎng)速度可達(dá)到14.86 mm/d,且具有子實(shí)體較大、菌膜較厚、難以開傘等特征,其產(chǎn)量和生物轉(zhuǎn)化率均為最高值。這說明木薯酒精渣最適栽種草菇V因此只要加入適宜添加量的輔料,就能以木薯酒精渣為原料栽培不同品種的優(yōu)質(zhì)食用菌。

農(nóng)用酵素是利用細(xì)菌、酵母菌、放線菌及絲狀真菌等酵素菌的生物發(fā)酵技術(shù),將農(nóng)副產(chǎn)品的副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為有益成分,提高土壤中的有機(jī)質(zhì)和腐殖酸含量,專門用于種植養(yǎng)殖的專用酵素產(chǎn)品;農(nóng)用酵素能夠滿足經(jīng)濟(jì)作物及食用菌等營(yíng)養(yǎng)需要,使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)更安全更健康,有益于人畜的生長(zhǎng)與環(huán)境的保護(hù)。因此可采用酵素菌以高效利用木薯渣等副產(chǎn)物,進(jìn)而生產(chǎn)出適合不同農(nóng)作物生長(zhǎng)或土壤營(yíng)養(yǎng)的農(nóng)用酵素,這不僅防治環(huán)境污染,節(jié)約資源,降低生產(chǎn)成本,還減少化肥與農(nóng)藥的使用量,進(jìn)而提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量與品質(zhì)。

2.木薯葉

木薯葉富含蛋白、纖維、脂肪及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),其價(jià)值可與絕大多數(shù)的熱帶豆科牧草相似。目前,國(guó)內(nèi)外將木薯葉作為鵝、豬、魚、牛、羊和蠶類等飼料的相關(guān)報(bào)道較多,且均取得了良好效果。再加上其主要氨基酸的組成較均衡,也可供人食用。此外,木薯葉還含有豐富的酚類、醍類、黃酮類和省體皂甘等生物活性物質(zhì),其市場(chǎng)前景極為廣闊。木薯葉的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較見表2。由表2可知,木薯葉中干物質(zhì)含量為38.20%~45.80%,粗蛋白含量為19.70%~38.10%,粗纖維含量為8.30%~27.40%,粗灰分含量為4.00%~7.90%,粗脂肪含量為3.80%~6.80%。木薯葉各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量存在一定差異,主要與木薯品種、生長(zhǎng)環(huán)境、氣溫、濕度變化等因素相關(guān),尤其受木薯葉成熟度的影響。隨著木薯葉的成熟,其粗蛋白質(zhì)含量減少,而其脂肪、灰分、纖維含量增多。

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(1)木薯葉生物飼料

除木薯渣是主要飼料的來源外,含高能量的木薯葉同樣能夠作為生產(chǎn)飼料的原料。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要研究了木薯葉飼料原料的最佳添加量及其對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)特性影響。Iheukwumere等將日糧中添加5%木薯葉飼喂肉仔雞后,發(fā)現(xiàn)肉仔雞的采食量、體增重、飼料轉(zhuǎn)化率及總血清白蛋白、血紅蛋白顯著高于添加10%和15%木薯葉組(p<0.05),且不影響其生長(zhǎng)發(fā)育、血液化學(xué)及產(chǎn)肉量。木薯葉經(jīng)簡(jiǎn)單的干燥粉碎等加工過程后,可達(dá)到明顯降低其單寧、氤化物等有毒物質(zhì)含量的效果。Mao等以添加5%木薯葉粉日糧飼養(yǎng)雜交鵝時(shí),發(fā)現(xiàn)不僅不會(huì)影響雜交鵝的健康及血液生理指標(biāo),反而其生長(zhǎng)性能能夠達(dá)到最佳效果。現(xiàn)有許多文獻(xiàn)報(bào)道,用木薯葉飼喂單胃動(dòng)物均取得了良好效果,這可能與木薯葉富含黃酮類化合物有關(guān)。鑒于Hao等提取木薯葉中黃酮類化合物的方法,呂飛杰等發(fā)現(xiàn),與商品魚飼料相比,木薯葉乙醇提取液使圖麗魚、羅非魚的存活率分別達(dá)到90%、100%,使羅非魚的血清溶菌酶含量提高了7.08%,將羅非魚的堿性磷酸酶活力降低了17.86%。

除了可用作單胃動(dòng)物的飼料外,木薯葉還可作為反芻動(dòng)物的飼料。Thang等利用木薯葉飼料直接飼喂雜交牛時(shí),發(fā)現(xiàn)牛的采食量、中性洗滌纖維消化率及氮滯留率降低,導(dǎo)致牛生長(zhǎng)速率變緩慢。這可能由于木薯葉中有機(jī)質(zhì)量較低、氫氤酸量較高所造成的。因此木薯葉也需經(jīng)生物發(fā)酵技術(shù)以達(dá)到降解抗?fàn)I養(yǎng)因子的效果。Oni等以木薯葉作主料,添加5%糖蜜后的青貯飼料中蛋白質(zhì)、干物質(zhì)含量分別降低了4.38%、5.35%,且分別加入糖蜜、籠層廢棄物添加劑后,其HCN含量依次減少至84.7、89.3 mg/kg。這說明青貯木薯葉與5%糖蜜、籠層廢棄物的搭配,可改善侏儒山羊的青貯條件和瘤胃參數(shù)。

木薯葉不僅是營(yíng)養(yǎng)較均衡的單胃動(dòng)物、反芻動(dòng)物飼料原料,還可用來飼養(yǎng)蠶類等昆蟲。Long等研究的SC9木薯鮮葉中氫氧酸(HCN)含量較低,故其可作家蠶飼料。羅群等以木薯葉飼養(yǎng)熟蠶、預(yù)蛹及蛹,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其氨基酸、蛋白質(zhì)含量分別高于麓麻葉飼養(yǎng)的,其中木薯葉飼養(yǎng)熟蠶的氨基酸、蛋白質(zhì)含量最高,依次為14.42%、18.70%。木薯葉飼養(yǎng)蛹的無機(jī)元素含量是最豐富,而木薯葉飼養(yǎng)預(yù)蛹的總糖含量最低為0.34%。由此認(rèn)為,若食用含低濃度策化物的木薯葉飼養(yǎng)的熟蠶、預(yù)蛹和蛹后,均不會(huì)使人中毒,且該產(chǎn)品又符合當(dāng)今世人所追求的高蛋白、低脂肪和低糖度等食用標(biāo)準(zhǔn)。另外,吳俊才等以25%中草藥紅茶菌處理的木薯葉養(yǎng)殖黃粉蟲幼蟲后,發(fā)現(xiàn)其成活率最高,可達(dá)到96.67%,且幼蟲的增重效果最佳,平均每日增重率為28.20%。這說明經(jīng)低濃度的中草藥紅茶菌處理木薯葉后,會(huì)使黃粉蟲對(duì)木薯葉的食欲大增,且促進(jìn)木薯葉在黃粉蟲體內(nèi)的消化吸收,從而促進(jìn)黃粉蟲的生長(zhǎng)。

(2)木薯葉加工食品

Kubo等發(fā)現(xiàn),木薯葉是巴西帕拉洲當(dāng)?shù)厝藰O為青睞的菜肴,且其富含顯著抗氧化性的蘆丁與樹皮素3-蕓香昔,且含有穗花杉雙黃酮、二氫黃酮貳、兒茶素和山奈酚等多種活性物質(zhì)。據(jù)有關(guān)報(bào)道,木薯葉的保健功能可能與其含有豐富的黃酮類化合物有關(guān),如能調(diào)節(jié)血脂、抗炎抑菌、抗氧化、抗腫瘤及抗病毒等。已有學(xué)者對(duì)木薯葉中黃酮的提取方法進(jìn)行了優(yōu)化,雍梁敏等冋采用碳酸氫鈉浸提法,得到黃酮提取的最佳條件為浸提溫度79.65 ℃,浸提時(shí)間11.82 min,加水量30.77 mg/L,在此條件下木薯葉中總黃酮的提取率達(dá)到11721.7 mg/kg。木薯葉中活性物質(zhì)除了黃酮類,還有類胡蘿卜素,如富含抗癌延衰老、提高免疫等功效的β-胡蘿卜。據(jù)相關(guān)報(bào)道,鮮木薯葉中含483~880 m/kg的β-胡蘿卜素木薯葉中β-胡蘿卜素不僅含量豐富,且具有良好的生理功能。Siqueira等發(fā)現(xiàn),木薯葉粉中β-胡蘿卜素能夠維持鼠生長(zhǎng),還能夠促進(jìn)鼠肝臟中維生素A的合成,但食用鮮木薯葉前應(yīng)將其進(jìn)行脫毒。Fasuyi采用不同的處理方法降解木薯葉中氤化物,結(jié)果發(fā)現(xiàn)木薯葉日曬后并切碎膨化是最有效的加工方法。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者不僅研究了木薯葉中的各種功能性成分提取方法及其生理功能,而且在木薯葉加工食品方面也進(jìn)行了一系列研究,如以木薯葉粉、基料、水和植物油混合后進(jìn)行擠壓膨化制成了木薯葉膨化食品;以木薯葉粉和黃豆作為原料進(jìn)行發(fā)酵,生產(chǎn)出風(fēng)味獨(dú)特,滋味鮮美的木薯葉豆腐乳。可見木薯葉可作為供人食用的膨化食品或烹調(diào)的菜肴。

據(jù)有關(guān)報(bào)道,食用酵素是以益生菌來發(fā)酵蔬菜、菌菇、水果和中草藥等,從而生產(chǎn)出富含多種活性酶及次生代謝物等營(yíng)養(yǎng)成分的功能性食品。開發(fā)木薯葉中黃酮類化合物、類胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)保健成分,研發(fā)木薯葉相應(yīng)產(chǎn)品的,不僅可減少糧食危機(jī),減少環(huán)境污染,還有益于人的身心健康。

3.木薯皮

利用木薯進(jìn)行加工其淀粉或酒精時(shí),去皮是必要流程。木薯皮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表3。表3可知,木薯皮中粗淀粉為28.90%~37.00%、粗蛋白含量為25.00%~28.20%,粗紆維含量為14.00%~19.90%。Vc含量為119.00~261.00 mg.kg-1,β-胡蘿卜素含量為2.80~6.30 mg.kg-1o可見,從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的角度出發(fā),木薯皮也可作為飼料加以利用。

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(1)木薯皮生物飼料

國(guó)內(nèi)外已有將木薯皮作為生物飼料,提高動(dòng)、植物產(chǎn)量的相關(guān)研究。據(jù)報(bào)道,Ubalua等將木薯皮經(jīng)植物乳桿菌、腸串珠菌、釀酒酵母及粟酒裂殖酵母等混合菌種發(fā)酵3 d后,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵木薯皮的粗蛋白量從5.4%增加至17.2%,且以發(fā)酵木薯皮喂養(yǎng)羅非魚后,羅非魚重量增加了50%。另外,木薯皮在反芻動(dòng)物的飼養(yǎng)上同樣有應(yīng)用。如Olorunnisomo等發(fā)現(xiàn)添加木薯皮的青貯飼料飼喂索科托山羊后,山羊的血糖水平維持在2.44-3.09 mmol/L,血紅細(xì)胞含量在14.57~16.11×1012個(gè)/L的健康水平。結(jié)果表明,在飼料資源不足的熱帶地區(qū),象草和木薯皮可作優(yōu)質(zhì)的青貯飼料原料,以改善熱帶山羊的產(chǎn)量。

(2)木薯皮農(nóng)作物基質(zhì)

木薯皮雖含有大量粗纖維及有毒物質(zhì)氧化物,但其作為栽培基質(zhì),卻具有容重較小、大小孔隙比偏大的優(yōu)勢(shì)。木薯皮作農(nóng)作物基質(zhì)的研究和應(yīng)用已取得一定成果。蘇天明等發(fā)現(xiàn),甘蔗套種花生(化肥配施半量木薯皮和半量雞糞)處理組比甘蔗單種化肥組增收3904.2 kg/hm2的花生,使花生粗脂肪量達(dá)51.3%,其純收益增加至17442.15元/hm2。現(xiàn)相關(guān)報(bào)道,利用發(fā)酵木薯皮作為基質(zhì),已成功栽培了黃瓜等農(nóng)作物。如Chen等發(fā)現(xiàn),EM菌和酵素菌適宜作為木薯皮的發(fā)酵菌,且8:2(木薯皮:砂子)比例用于黃瓜育苗效果較佳。木薯皮還可作多種食用菌的栽培基質(zhì)。如勞有德以木薯皮成功栽培了草菇。其中pH為11時(shí),培養(yǎng)基出菇最早,且其生物效率最高,可達(dá)19.9%。且發(fā)酵木薯皮可栽培杏鮑菇、長(zhǎng)根菇和楊樹菇等食用菌。另外,發(fā)酵木薯皮還成功栽培出龍血樹、散尾葵及魚尾葵等盆栽觀葉植物,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

4.木薯莖桿

將木薯莖桿作為農(nóng)作物基質(zhì),如作為食用菌基質(zhì),能夠滿足多種食用菌的生長(zhǎng)需求,提高食用菌的產(chǎn)量。木薯莖稈每年產(chǎn)量約為329.94萬t,且其質(zhì)地疏松,吸水性良好,其培養(yǎng)基能滿足各種農(nóng)作物幼苗或菌體子實(shí)體生長(zhǎng)發(fā)育的基本營(yíng)養(yǎng)需求。因此,木薯莖桿可用于發(fā)展瓜果蔬菜的農(nóng)作物基質(zhì)以及食用菌的培養(yǎng)基質(zhì)。據(jù)報(bào)道,木薯莖稈可用于番茄、黃瓜和茄子育苗,同時(shí)也是栽培毛木耳、秀珍菇和金福菇等食用菌的好原料。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注并研究了不同比例木薯莖稈對(duì)不同食用菌的菌絲效果及經(jīng)濟(jì)效益的影響。如Wang等分析不同比例木薯莖稈栽培的黑木耳、平菇和榆黃蘑分別對(duì)其含海藻糖量的影響,研究表明,以31.2%木薯莖稈作食用菌基質(zhì)時(shí),平菇中的海藻糖含量最多,其達(dá)到250.3 mg/g,其次是黑木耳。這說明食用菌種類及木薯莖稈的比例同時(shí)會(huì)影響海藻糖含量的高低。在綜合評(píng)價(jià)木薯莖稈栽培各種食用菌的最佳比例時(shí),不僅要看食用菌中海藻糖含量,同時(shí)還應(yīng)考慮菌絲生長(zhǎng)指標(biāo)、食用菌的產(chǎn)量及利潤(rùn)。吳章榮等以6種不同配方栽培杏鮑菇,發(fā)現(xiàn)以70%木薯莖稈,13%棉子殼的復(fù)合配方栽培后的杏鮑菇蓋小,現(xiàn)蕾數(shù)多,果實(shí)體柄長(zhǎng)等效果極為理想,且杏鮑菇的轉(zhuǎn)化率及獲利指數(shù)最高,分別達(dá)到76.40%、4.52。這與黃雪星的研究結(jié)果類似,而有異于Wang等研究結(jié)果,說明了栽培不同食用菌時(shí),所需木薯莖稈基質(zhì)的最佳比例也所不同。另外,木薯莖稈還可粉碎還田,以18000 kg/公頃處理土壌肥力的效果極好。

5.展望

目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上木薯副產(chǎn)物呈快速發(fā)展的態(tài)勢(shì),但仍有許多問題亟待深入探討。從產(chǎn)品的安全及營(yíng)養(yǎng)角度考慮,以木薯渣、木薯葉及木薯皮作生物飼料資源,除了應(yīng)注意木薯副產(chǎn)物中抗?fàn)I養(yǎng)因子障礙,還需注意飼料的營(yíng)養(yǎng)均衡問題。若將木薯副產(chǎn)物大規(guī)模地應(yīng)用于生產(chǎn)食用酵素、飼用酵素和農(nóng)用酵素,則存在發(fā)酵菌的有效篩選、發(fā)酵工藝的確定及產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化等難題。另外農(nóng)用酵素涉及的酵素菌能否抑蟲,其效果與機(jī)理仍尚需深入研究。同時(shí)利用體外或體內(nèi)模擬揭示木薯副產(chǎn)物食用酵素、飼用酵素和農(nóng)用酵素的作用機(jī)制,并在此基礎(chǔ)上有目的性地改造、設(shè)計(jì)或生產(chǎn)最優(yōu)酵素,成為今后重要的研究。對(duì)木薯副產(chǎn)物生產(chǎn)的食用酵素、飼用酵素和農(nóng)用酵素等產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,通過識(shí)別分析該酵素產(chǎn)品在其生產(chǎn)加工及攝食等環(huán)節(jié)的潛在危害及特性,建立恰當(dāng)模型對(duì)木薯副產(chǎn)物抗?fàn)I養(yǎng)因子進(jìn)行暴露評(píng)估等,為酵素產(chǎn)品中的有毒物質(zhì)作出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),也是之后的研究重點(diǎn)。以木薯副產(chǎn)物發(fā)展酵素產(chǎn)品是未來的重要發(fā)展方向之一,若以資源豐富的木薯副產(chǎn)物作為新型的功能性酵素資源,成功生產(chǎn)食用酵素、飼用酵素和農(nóng)用酵素等高附加值產(chǎn)品,不僅能夠達(dá)到節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的目的,還能夠?qū)崿F(xiàn)木薯副產(chǎn)物的高價(jià)值資源化利用,為木薯副產(chǎn)物的國(guó)際市場(chǎng)開拓提供了新途徑。

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