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　　3.3 制备膳食纤维

　　膳食纤维是指一般不易被消化的食物营养素，主要来自于植物的细胞壁，包含纤维素、木质素、半纤维素和果胶。纤维素能够吸水可以防止形成溃疡和平衡血液中葡萄糖的含量；木质素在肠道内作为阳离子交换体能够与胆酸结合，可以降低血清中胆固醇的含量防止大肠癌的发生；半纤维素能够与有害的重金属阳离子结合，还能防止体重过度增加。果胶能降低胆固醇含量防止胆道结石。当食物中缺乏膳食纤维时，通常容易出现冠心病、消化道溃疡和肥胖。谷物、马铃薯、蔬菜、苹果和梨当中膳食纤维含量都比较高。

　　马铃薯薯渣细胞壁中的主要成分纤维素、半纤维素和果胶赋予了它膳食纤维的功能特性，如降血糖和降血脂等。马铃薯渣中含有丰富的膳食纤维，约占干基重的50%。马铃薯渣膳食纤维还具有良好的生理活性和产品外观。持水力和膨胀力佳，高于西方国家常用的标准谷物麸皮纤维的相应值。因此，薯渣为膳食纤维的加工制备提供了充足的资源，具有广阔的开发前景。目前，制取马铃薯膳食纤维的主要方法有物理法（微波、超微粉碎技术），化学法（酸解、碱解、酸碱结合），生物法（酶法、发酵法）以及物理、化学、生物法相结合等。

　　Nebesny等[7]研究用薯渣制备膳食纤维并在焙烤面包中进行了应用，添加量为替代面粉用量的5%～10%。作者采用了4个步骤制备马铃薯膳食纤维：①蒸煮：将薯渣配制成5%的浆料悬浮液，蒸煮1h（0.1MPa）；②液化：加入α-淀粉酶在85℃水解薯渣中的淀粉2h，然后煮沸10min进行灭酶；③糖化：加入葡糖糖化酶，60℃糖化48h，然后85℃保温5min将糖化酶灭活；④过滤：将料液过滤并用热水清洗，40℃干燥2h，然后再105℃干燥2h获得马铃薯膳食纤维。检测结果表明，样品中膳食纤维含量为79%，检测方法为美国分析化学家协会标准方法（AOAC985.29）。

　　3.4 果胶提取

　　果胶主要成分为D-半乳糖醛酸，具有良好的胶凝性和乳化稳定作用。常用于食品包装膜、食品添加剂、生物培养基的生产等方面。马铃薯渣含有丰富的果胶，约占干基的17%，是一种良好的果胶提取原料，马铃薯渣中的果胶乙酰化程度高、分子量小、分支度低，将其作为果胶原料不仅增加马铃薯加工的附加值，也丰富了果胶生产的原料来源。

　　目前，果胶的提取方法主要有酸水解法、离子交换树脂法、微生物提取法、微波提取法及超声波提取法等；沉析方法主要是直接浓缩法、乙醇沉淀法和盐析法等；干燥方法主要为常温干燥、真空干燥和喷雾干燥等。工艺条件不同，果胶的收率和性质均会有差异。酸解乙醇沉淀法是果胶工业化生产中最常用的方法，其工艺简单，所得果胶纯度高、色泽好、产率高，但浓缩提取液能量消耗大，且乙醇用量多，回收处理困难，生产成本高。中国科学院兰州化学物理研究所对果胶酸抽提制备方法进行了改进[8]，采用超滤法进行提取液浓缩的处理工艺，最后用喷雾干燥得到果胶产品，整个工艺简单，条件温和，生产成本低，易于工业化生产。马铃薯渣果胶提取率达到了17%，含量达到了61%。

　　Meyer等[9]同样对从马铃薯渣中提取果胶进行了研究，采用复合多糖酶（Viscozyme L）对果胶进行了增溶处理，并通过响应面对提取过程进行了优化，提取过程见图3。通过分子大小和单体分析，发现酶促反应提取物富含半乳糖和糖醛酸，表明这些可溶特性的膳食纤维主要由支链为半乳聚糖的I型鼠李聚糖半乳糖醛酸（马铃薯果胶当中的一种，RG-I）。作者还对提取物的生理效应和食品功能特性进行了研究，用老鼠做动物实验，发现这种可溶性的提取物比起复合多糖酶处理前的样品、复合多糖酶处理后的不溶性残渣以及作为空白对照的结晶纤维素都具有更好的降低体重作用。

　　2013年，来自同一个团队的Ravn等[10]研究了马铃薯收获时间对酶法从薯渣中提取可溶性多糖的影响。丹麦的马铃薯淀粉加工从9月份持续到12月份，作者对2011年不同时间段提取的7个多糖样品进行分析，发现多糖提取率和样品的半乳聚糖含量随着月份增加逐渐增加。这种酶法提取的可溶性多糖为益生菌促生因子（双歧因子），说明后期淀粉生产形成的薯渣能提取到更多的双歧因子，提取方法见图4。

　　3.5 薯渣制备活性炭

　　中国科学院兰州化学物理研究所对薯渣制备活性炭进行了研究。在惰性气体N2氛围下，采用温度为600℃，升温速率为5℃/min，保温时间为1h，后处理为水洗至中性后烘干，粉碎得到粒状活性炭产品。分别对活性炭的形貌、比表面积、孔融和孔径分布进行了分析。图5为薯渣和制备的活性炭的电镜扫描图，该活性炭的孔半径在2nm左右，属于介孔活性炭。该介孔活性炭对亚甲基兰的吸附评价实验结果为：在pH值7，吸附时间24h，室温条件下，对500mg/L亚甲基蓝的最大吸附量为175.16mg/g，明显优于市售普通活性炭。

　　参考文献

　　[1] Grommers HE，van der Krogt DA.Potato starch：production，modifications and uses，In：BeMiller J & Whistler

　　R Eds.（Third Edition），Starch Chemistry and Technology[M].2009.Elsevier.pp.524.

　　[2] Gao M-T，Yano S，Inoue H，Sakanishi K.Production of ethanol from potato pulp：investigation of the role of

　　the enzyme from Acremonium cellulolyticus in conversion of potato pulp into ethanol.Process Biochemistry，

　　2012，47，2110-2115.

　　[3] 庞中存，黄玉龙，张永茂，田世龙，陈小风.利用作物秸秆粉处理马铃薯薯渣废水模式的探讨[A].

　　2012年甘肃省“食品安全与健康生活”学术年会论文集粹[C].兰州，2012，110-111.

　　[4] Li PF，Xue LF，Zhang RF，Piao XS，Zeng ZK，Zhan JS.Effects of Fermented Potato Pulp on Performance，

　　Nutrient Digestibility，Carcass Traits and Plasma Parameters of Growing-finishing Pigs[J].Asian-australasian