淺談木薯資源的利用價值

許元明 梁任龍 張貞發

（廣西民族師范學院化學與生物工程系 廣西 崇左 532200）

木薯是一種比較重要的糧食、飼料、工業原料多用途作物。漢語亦稱樹薯，偶稱木番薯，其英語名為 cassava，亦作 manioc，manihot，yuca等。木薯屬大戟科木薯屬，學名Manihot esculenta Crantz，多年生亞灌木。地下根部中的塊根結薯，結構似甘薯。木薯為世界三大薯類作物（木薯、甘薯、馬鈴薯）之一，在熱帶亞熱帶地區的發展中國家是重要的糧食作物，在中國是重要的飼料和工業原料作物[1]。有研究認為木薯的種植起源于熱帶美洲，具有悠久的歷史，16世紀由歐洲人傳入中國。當前，木薯的食用、飼用、工業用和綜合利用也在不斷發展深入。

1 食用價值

木薯作為糧食，目前世界上平均每七個人中就有一個以主要吃木薯維生[1],世界上木薯全部產量的65%用于人類食用，是熱帶濕地低收入農戶的主要食用作物。在非洲幾乎所有的木薯都作為糧食消耗，在拉美約40%被加工成各種食品而食用。木薯的葉片中含有豐富的蛋白質、VA、VB、VC，其營養價值與大豆相似，是一種良好的植物蛋白，可作蔬菜食用;此外，木薯還可以制作各類粉絲、蝦片、醬料、糕點、煎餅、薯片（絲、條）等食物[2]。

2 飼用價值

木薯塊根可以代替配合飼料中的谷類成分，作為畜禽的熱能飼料，并能夠降低飼料的成本。木薯葉片營養豐富，是一種良好的蛋白飼料，主要氨基酸相當豐富，胡蘿卜素、粗纖維、粗蛋白、鈣、維生素和微量元素均豐富，可與絕大部分熱帶豆科牧草相媲美，甚至更好，因此，國內很多地方在飼料開發利用中大力推廣木薯葉作飼料飼喂畜禽[2]。木薯渣是木薯提取淀粉后的下腳料混合物，主要由木薯的外皮、內部的薄壁組織等組成。新鮮木薯渣的主要成分是淀粉、纖維素和少量蛋白質，此外，木薯渣中還含有多種對動物健康有益的微量元素，如銅、鋅、錳等。由于反芻動物對粗纖維能夠更好地消化吸收，所以木薯渣在反芻動物飼養中的使用較多，可以作為能量補充飼料，用于雜交牛補飼時，可以通過改變補飼方式與增加飼喂次數來調控木薯渣的瘤胃降解速率，達到更好的效果[3]。

黃金華[4]等的研究結果表明：木薯渣中含有大量的淀粉，但蛋白質含量低，采用適當的處理方法可以提高木薯渣的飼用營養價值。聶新志[5]等人的試驗結果顯示，木薯具有較高的能值，將木薯用作動物飼料時，注意蛋白質的補充，同時，也要注意合適的添加量。

木薯渣還可以用來飼養奶牛。在奶牛生長過程中，苜蓿干草是一種理想的粗飼料來源。但苜蓿草的主產區在北方，運往南方后不僅購買價格高，而且貯存運輸不便。南方盛產木薯，木薯渣含有豐富的粗纖維、蛋白質和礦物質元素，莫慧誠[6]的研究表明：試驗奶牛日糧中添加木薯渣代替苜蓿干草，對試驗奶牛產奶量和乳成分影響不顯著，利用木薯渣不僅可以為奶牛提供大量粗纖維飼料，而且能降低奶牛養殖成本。經過生物技術處理的木薯渣主要成分含量發生較大的變化，能有效促進與細胞壁結合的礦物質的吸收，提高小腸絨毛的完整性，生物轉化效率明顯提高。木薯渣的營養成分結構得到改善之后，有效地促進了畜禽生物轉化效率。另外，還可以提高粗蛋白質和粗脂肪的消化率，促進小腸對營養物質的吸收。唐興[7]等采用瘤胃尼龍袋法評定木薯檸檬酸渣對山羊的營養價值。結果表明：在山羊體內，干物質有效降解率為45.32%，說明木薯檸檬酸渣對山羊是有飼用價值的。

除了可以用作家禽家畜的飼料外，木薯還可以作為魚類的飼料。田雪[8]等的研究成果表明：木薯粉能提高羅非魚的增重和蛋白質效率,其中以40%木薯粉組的效果最佳，木薯粉組的干物質和蛋白質的表觀消化率分別較對照組有所提高，木薯粉組的全魚粗蛋白、粗灰分分別較對照組顯著提高，粗脂肪有所降低。

3 工業價值

木薯塊根富含淀粉，其淀粉粉質細膩，以支鏈淀粉為主，含蛋白質等雜質少[2]。木薯通過深加工，主要可以得到三大類工業產品。一類，是變性淀粉。廣泛用于紡織、造紙、醫藥、食品、建材、石油、能源、輕工、飼料、農業、環保、生物工程等行業。二類，是化工產品。用木薯淀粉生產的有機化工品主要有酒精、聚乙烯、醋酸、環氧乙烷、山梨醇、乙醇胺、檸檬酸等，是生產橡膠、農藥、油脂、包裝品、化妝品、軍用品的重要原料，特別是酒精可作為汽油中的添加燃料，在世界上很多國家作為汽油的替代品，市場潛力相當可觀。第三類，是淀粉糖，木薯淀粉可生產葡萄糖、果葡糖、果糖、麥芽糖、高麥糖，低聚糖、寡糖、異寡糖、海藻糖等數十種不同甜度的糖，是新興的保健食品。

3.1 變性淀粉

變性淀粉是一種經過二次加工后改變了性質的淀粉的統稱。為改善原淀粉的性能、擴大其應用范圍，利用物理、化學或酶法處理，在淀粉分子上引入新的官能團或改變淀粉分子大小和淀粉顆粒性質，從而不同程度地改變其原來天然的理化特性（如：糊化溫度、熱粘度及其穩定性、凍融穩定性、凝膠力、成膜性、透明性等），使其更適合于一定應用的要求。目前，變性淀粉的品種、規格達2000多種。有酸變性淀粉、糊精、氧化淀粉、預糊化淀粉、交聯淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接技淀粉、抗性淀粉、微球淀粉、多孔淀粉等。變性淀粉作為食品添加劑廣泛應用于食品；作為工業助劑廣泛用于紡織、造紙、化工、建材；作為賦型劑、填充劑、潤滑劑廣泛用于醫藥等領域。

3.2 化工產品

將木薯淀粉進行深加工，可以制備化工產品。如有機酸、乙醇和酵母等。木薯淀粉經酶或微生物發酵可生產透明質酸、乳酸、衣康酸、蘋果酸、曲酸、醋酸、葡萄糖酸、酒石酸等；氨基酸（谷氨酸、賴氨酸）等，還可以用來生產抗生素和有機溶劑等。木薯淀粉經酵母發酵后，能生產酒精，這是繼甘蔗糖蜜生產酒精的另一生產途徑，符合國家非糧政策。

木薯還能應用于制備其他化工原料。木質纖維素材料可通過苯酚液化的方式進行利用，木薯莖稈及葉部分中可能含有黃酮類、酚類、糖、香豆素、三菇類和揮發油等化學成分，與木材等木質素材料化學差異較大。唐黎明[9]等采用硫酸為催化劑對木薯稈進行液化研究，并以液化物代替苯酚與甲醛進行樹脂化試驗。

3.3 淀粉糖產品

木薯可以制成多種淀粉糖產品。如木薯淀粉經酶、酸法加工制備的淀粉糖，是淀粉深加工的主要產品之一。包括液體葡萄糖漿、結晶葡萄糖、麥芽糖漿、結晶麥芽糖、結晶果糖等。除淀粉糖之外，還可以制得多元醇、低聚糖和微生物多糖等產品。多元醇是以淀粉為原料，經酶、酸法加工制備，再經加氫還原得糖醇（山梨糖醇、麥芽糖醇、氫化糖液等）；如經差向異構后再加氫還原可得差向異構體糖醇（甘露糖醇）；以淀粉為原料，經酶或生物發酵可制備赤蘚糖醇。低聚糖是以淀粉或淀粉糖為原料，經酶、酸法加工制備的糖品，如低聚麥芽糖、低聚異麥芽糖、麥芽糊精、環狀糊精及稀有糖。隨著差向異構技術和新的分離技術出現，可以從葡萄糖的差向異構糖液中獲取甘露糖。淀粉糖直接發酵可得海藻糖、龍膽二糖、昆布二糖、核糖等。微生物多糖具有許多獨特的功能與性質，其中許多優良特性是傳統的淀粉糖和已知的糖所不具備的，目前微生物多糖通常是以淀粉或淀粉糖為原料，經微生物發酵培養或酶法轉化得到的[10]。

4 綜合利用價值

在加工木薯過程中，會產生一些副產品，這些副產品也能夠充分的利用起來。例如，木薯桿和木薯皮以及在深加工過程中產生的木薯渣等等，這些資源可以綜合的利用起來，變廢為寶[2]。

4.1 用作有機肥料

木薯加工過程中產生的酒糟渣通過發酵、脫水干燥、混合配料等工序，能生產出適合不同作物生長的有機肥料供應市場，原料成本低，在一定程度上能降低生產成本。木薯桿和木薯葉等也可以制成有機肥料。

4.2 用于包裝材料

常用的包裝材料塑料的原料主要來自不可再生的石油等化石燃料，發泡塑料因其具有高強度、低密度、價格低廉等優點，被廣泛用作緩沖包裝材料。石油、煤炭等傳統化石能源發展面臨著日益枯竭、環境污染嚴重、碳排放量大等一系列制約因素，因此，植物纖維發泡材料可以作為一種環保型緩沖包裝材料。木薯渣的主要成分是淀粉、纖維素和少量的蛋白質，纖維較長，灰分含量低，是一種優質的植物纖維材料。利用木薯渣制備緩沖包裝材料，對環境有益[11]。

4.3 用作造紙材料

木薯酒糟渣作為造紙原料應用于生產瓦楞紙、紗管紙，研究表明，其產品無論是硬度、挺度、防水性等，均優于全廢紙生產出來的產品。經檢測，達到了國家有關標準要求，市場推廣也證明其質量完全達到要求。利用木薯酒糟渣生產瓦楞紙、紗管紙，不但流程短，成本低，而且產品質量得到進一步提高。還能變廢為寶，循環使用，利國利民，符合國家有關政策[12]。

4.4 栽培食用菌

木薯生產酒精后會產生木薯渣，不但含有食用菌生長所需的碳源、氮源、無機鹽和生長素4類營養物質，而且木薯淀粉在生產酒精過程中經糖化處理轉化為小分子單糖更有利于食用菌吸收利用[13]。利用木薯酒精廢渣栽培雞腿菇[14]既降低了生產成本，又可變廢為寶，配以適當的原料，雞腿菇的轉化率可達到100%以上。能夠有效延伸木薯產業鏈，促進廣西地區木薯產業的發展，又能夠解決雞腿菇生產用料與林業資源保護的矛盾，還可以提高雞腿菇產量，創造更高的經濟效益。

木薯稈屑、木薯渣還可以用來栽培杏鮑菇[15]。木薯渣質粘，通氣性差，而木薯稈屑質地疏松，吸水性好，它們之間經過合理搭配，其培養料能夠滿足杏鮑菇菌絲生長和子實體生長發育的營養要求，表現出菌絲生長塊，生長勢強，外觀潔白濃密，同時現蕾早，出菇快。李發盛[16]等通過以木薯桿為原料栽培金福菇的試驗，結果表明，其菌絲生長狀況良好，12小時萌發，24小時開始吃料，25～30天滿袋，菌絲潔白、濃密、強壯，達到甚至超過文獻記載的利用棉籽殼、麥秸等原料栽培金福菇的生物轉化率。由此說明，木薯桿完全適合用于金福菇的栽培。

木薯酒精廢渣自身的物理性狀和基本成分均適合毛木耳的分解利用，根據其碳氮比含量單獨或與其他基料按照一定配比組合，完全可以滿足毛木耳菌絲生長及子實體生長發育的營養要求，表現出菌絲生長快，生長勢強，外觀潔白濃密的良好特征。此外，木薯酒精廢渣在生產過程中經過高溫蒸汽滅菌，很大程度地減少了食用菌生產過程中病蟲害的發生。因此，只要處理得當，木薯酒精廢渣是一種非常優良、經濟的食用菌栽培原材料[17]。

4.5 用作制沼氣

木薯渣的高有機物含量、高含水率的特點適宜采用厭氧生物發酵處理，實驗研究發現，木薯渣厭氧發酵產甲烷是可行的[18]。

木薯是一種可再生資源，隨著社會的發展，科技的進步，人們對木薯資源的開發研究也會越來越多，木薯的利用價值將會被更廣泛、更深層地發掘出來。

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