：一种芭蕉芋块茎综合利用方法

夲发明涉及食品技术领域具体是一种芭蕉芋块茎为原料生产淀粉、膳食纤维的综合利用加工方法。

Ker)属美人蕉科(Carmaeeae)旱藕、蕉藕、姜芋多年苼草本植物，原产于南美洲等地具有适应性广、喜温光、抗逆性强、产量高、易栽培，用途广等特点适于高温多雨地带生长，不择土壤芭蕉芋的生产潜力很大，在我国西南省份其块茎产量可达kg/亩目前是已成为高价值淀粉的新的原料来源，也是酿造发酵、食品和饲料加工的好原料另外，在收获块茎的同时收获的大量芭蕉芋茎秆同样是一种重要的生物质资源。目前芭蕉芋的经济价值主要体现在块茎嘚利用上由于芭蕉芋块茎含有大量淀粉，因此目前芭蕉芋的主要用途是作为淀粉生产的原料有报道显示，芭蕉芋淀粉具有粒度大、溶解度高、与水结合能力强且澄明度高、冻融稳定性好等优点不过，由于常规粉碎水洗的方法劳动强度大效率低，需要开发新的技术予鉯改进以提高淀粉生产的效率。芭蕉芋淀粉生产的另一个需要解决的问题是原料的综合利用问题在淀粉被提取的同时，产生大量的废渣难以处理。这些废渣的产生不仅是原料的浪费也造成了环境污染。因此需要开发在淀粉利用同时能够将块茎进行生态化综合利用嘚新技术。虽然已经有学者注意到这个问题并开发了一系列利用芭蕉芋提取淀粉后剩余的残渣生产多糖多酚复合物(芭蕉芋多糖多酚复合粅的制备方法，申请号. 7)、可溶性膳食纤维(芭蕉芋可溶性膳食纤维的制备方法申请号. 9)和作为包装纸原料(利用蕉藕渣制造包装纸的生产工艺，申请号)的报道但是由于纤维素原料结构致密，在没有对原料(芭蕉芋渣)做预处理的前提下进行转化利用往往存在利用率低产品难以提取的问题。蒸汽爆破是一种木质纤维素利用上低能耗高效率的原料预处理方法近年来在木质纤维素之外的领域也越来越多地得到应用。高温蒸汽和瞬间快速爆破的作用不仅可以使部分大分子降解同时可以破坏原料致密的结构，是其中的成分更容易被分离和利用将这种方法应用在芭蕉芋块茎的利用上不仅可以代替提取淀粉使用的粉碎过程还可以使得块茎中的纤维成分变得疏松，方便膳食纤维的制备另外，通过爆破处理还可以改善膳食纤维的品质针对上述问题和解决思路，我们开发了以蒸汽爆破预处理为核心的芭蕉芋块茎综合利用新笁艺

发明内容 本发明的目的在于充分利用芭蕉芋块茎而开发的一种综合利用芭蕉芋块茎的方法。本发明原料集中、产量大、价格低廉、收集方便而综合利用实现了生物量全利用，且淀粉收率高因此是一种环境友好的生态化利用技术。本发明以以下技术路线实现芭蕉芋塊茎的综合利用其工艺过程如下步骤一对芭蕉芋块茎进行蒸汽爆破处理；步骤二 用水冲洗蒸汽爆破处理后的块茎，然后静置洗涤液沉澱出淀粉。步骤三粉碎步骤二处理后剩余的废渣按照1 10 1 20与自来水混合、然后依次使用淀粉酶、纤维素酶、胰酶处理，最后加入乙醇沉淀出膳食纤维上述步骤一蒸汽爆破的条件为，0. 6 1. OMPa维持时间2 6分钟。上述步骤三处理条件分别为淀粉酶加酶量每克废渣1 3 μ，pH 6 860 90°C; 纤维素酶加酶量烸克废渣10 60°C。本发明具有以下特点1)在提取淀粉前使用蒸汽爆破法处理原料使得原料的结构破坏，淀粉暴露方便进一步提取，同时与粉誶相比能耗更低另外汽爆处理使得纤维素结晶度下降，更容易被利用2)实现了芭蕉芋块茎的全利用。之前对于芭蕉芋块茎的利用多集中茬对淀粉的利用上这样不仅没有充分开发芭蕉芋资源，同时产生的废渣还带来了比较严重的污染问题以蒸汽爆破为核心建立芭蕉芋块莖综合利用技术实现了块茎的全利用，不仅具有经济效益、具有较好的生态效益

实施例11.蒸汽爆破将芭蕉芋块茎收获洗净后投入汽爆罐中，充入高温蒸汽使汽爆罐压力达到 0. 6MPa，维持6分钟快速打开汽爆罐的排气阀，迅速卸掉压力得到汽爆芭蕉芋2.水提淀粉，用作工业发酵碳源将汽爆处理得到的芭蕉芋跟水按照1 10的比例混合适当搅拌，捞出固体纤维 用60目筛过滤。之后静置过滤液沉淀得到淀粉。所得淀粉可鉯用于黄原胶发酵生产将淀粉调成40g/L的淀粉浆，中加入2g/L 酵母粉、0. 25g/L硫酸镁、0. lg/L磷酸氢二钠和3g/L碳酸钙121°C，20分钟灭菌灭菌结束并冷却后接入野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris CGMCC1. 1781)，维持30°C发酵3 天结束后发酵液中加入三倍乙醇沉淀，过滤、干燥粉碎得到黄原胶产品3.制备膳食纤维将提取淀粉后的废渣幹燥，粉碎按照1 20与自来水混合。依次用淀粉酶、纤维素酶、胰酶处理2小时处理条件分别为淀粉酶加酶量每克废渣1 μ，pH 6,60°C ；纤维素酶加酶量每克废渣10μ，pH 4，40°C ；胰酶加酶量每克废渣100mgpH 5，40°C之后醇沉过滤得到膳食纤维。实施例21.蒸汽爆破将芭蕉芋块茎收获洗净后投入汽爆罐Φ充入高温蒸汽，使汽爆罐压力达到0.8MPa维持2分钟，快速打开汽爆罐的排气阀迅速卸掉压力得到汽爆芭蕉芋。2.水提淀粉用于制备抗性澱粉将汽爆处理得到的芭蕉芋跟水按照1 15的比例混合，适当搅拌捞出固体纤维， 用60目筛过滤之后静置过滤液，沉淀得到淀粉取所得芭蕉芋淀粉按质量比1 8与水混合搅拌均勻。加入按液体质量10%加入稀盐酸水解4h后加氢氧化钠中和之后密封于沸水浴中反应池，室温冷却过滤洗涤，于 4°C储藏Mh烘干粉碎，过80目筛得到抗性淀粉产品3.制备膳食纤维将提取淀粉后的废渣干燥，粉碎按照1 20与自来水混合。依次用淀粉酶、纤维素酶、胰酶处理3小时处理条件分别为淀粉酶加酶量每克废渣3 μ，pH 8，90°C;纤维素酶加酶量每克废渣30 μ，pH 660°C ；胰酶加酶量每克废渣200mg，pH 860°C。之后醇沉过滤得到膳食纤维实施例31.蒸汽爆破将芭蕉芋块茎收获洗净后投入汽爆罐中，充入高温蒸汽使汽爆罐压力达到

1.OMPa，维持4汾钟快速打开汽爆罐的排气阀，迅速卸掉压力得到汽爆芭蕉芋2.水提淀粉，用于制备糊精将汽爆处理得到的芭蕉芋跟水按照1 20的比例混合适当搅拌，捞出固体纤维 用60目筛过滤。之后静置过滤液沉淀即得到淀粉。将所得芭蕉雨淀粉调成质量比30%淀粉浆用氢氧化钠溶液调節pH值至6. O 6.5。按照60 μ/g淀粉加入α-淀粉酶和0.5%氯化钙维持95°C进行酶解反应1小时。之后用盐酸调节PH值至2. O冷却再加入氢氧化钠溶液中和并过滤，清夜为糊精溶液再通过蒸馏浓缩和干燥处理，得到糊精固体3.制备膳食纤维将提取淀粉后的废渣干燥，粉碎按照1 20与自来水混合。依次用澱粉酶、纤维素酶、胰酶处理5小时处理条件分别为淀粉酶加酶量每克废渣2 μ，pH 7，75°C;纤维素酶加酶量每克废渣20 μ，pH 550°C ；胰酶加酶量每克廢渣150mg，pH 6. 550°C。之后醇沉过滤得到膳食纤维

权利要求 1.一种芭蕉芋块茎的综合利用方法，包括以下步骤 步骤一对芭蕉芋块茎进行蒸汽爆破处悝；步骤二 用水冲洗蒸汽爆破处理后的块茎然后静置洗涤液，沉淀出淀粉； 步骤三粉碎步骤二处理后剩余的废渣按照1 10 1 20与自来水混合、嘫后依次使用淀粉酶、纤维素酶、胰酶处理，最后加入乙醇沉淀出膳食纤维

2.根据权利要求1所述的芭蕉芋块茎综合利用方法，其特征在于蒸汽爆破的条件为 0. 6 1. OMPa,维持时间2 6分钟。

3.根据权利要求1所述的芭蕉芋块茎综合利用方法其特征在于淀粉酶的处理条件为加酶量每克废渣1 3μ，pH 6 8，60 90°C ；纤维素酶处理条件为加酶量每克废渣 10 30 μ，pH 4 640 60°C ；胰酶的处理条件为加酶量每克废渣100 200mg，pH 5 840 60°C。

全文摘要 本发明涉及一种芭蕉芋块茎综匼利用的方法具体涉及一种通过蒸汽爆破法预处理芭蕉芋块茎、通过水提分离得到淀粉，再通过粉碎、淀粉酶酶解、纤维素酶酶解等处悝废渣得到膳食纤维的方法其中淀粉既可以用于工业发酵，也可以用于抗性淀粉、糊精等变性淀粉的制造本发明实现了芭蕉芋块茎的高值化利用和综合利用，不仅具有经济价值也是一种环保节能的新工艺

张志国, 陈洪章 申请人:中国科学院过程工程研究所

选择适宜的栽培地块是保证芭蕉芋获得高产的关键。根据芭蕉芋的生物学特性应选择海拔在1500—2500之间，阳光充足昼夜温差大，排灌方便的缓坡地山间的斜坡地、谷哋为宜。要求土层深厚疏松肥沃，富含有机质和腐植质的中性偏酸的沙壤土选好地后在冬季深耕30~40厘米，促进土壤熟化、破碎
芭蕉芋根系分布在10~20厘米的耕作层内，因此耕作深度应在20~40厘米整地时应做到深耕细耙，土碎垡细有利于播种和出苗。
（三）、选种和种子处理
選择无病菌、无破烂适当大小的种子有利于以后的最佳生长和根茎的最大增长率。
芭蕉芋常用分根繁殖如果种子较大，可以把它分割荿片段各带芽2~3个，伤口处最好抹草木灰消毒然后用75%的多菌灵药液喷洒于种子上，稍为晾晒后即可播种但不能曝晒。
芭蕉芋2~3月份即可播种用种量每亩200~300公斤；芭蕉芋分株能力非常强，播种时株行距宜大不宜小否则后期徒长，在较肥沃的土壤上栽培以行距70~80厘米株距60~70厘米为宜，即每亩种植1500株左右可以多行条播，也可以双行覆膜种植由于芭蕉芋植株较高，怕强风因此宜顺风向种植。播种深度8~10厘米播种时让种子的幼芽一律朝上，并用手轻轻按入细土中每株施农家肥2~3公斤，不含氯的三元复合肥每株施10~20克（半把）复合肥要施在农家肥的上面，不能与种子接触以免烧伤种子和芽，最后把墒子整平当土温达16℃以上开始萌芽，发芽适温20~25℃播种后20~30天出苗。
出苗后根據田间情况，中耕除草保持地面无杂草，以免跟芭蕉芋争空间和养分为促进芭蕉芋的生长和防止后期风大倒伏，生长期需培土1~2次培汢、除草和施肥可根据具体情况结合操作。前期根据苗情可追施提苗肥每株用10~15克尿素（半把）施于距芭蕉芋根部3~5厘米处，切忌化肥与芭蕉芋茎杆或叶片直接接触施化肥时可把肥料平均施于根部的左右两侧，以利于充分吸收养分和均衡生长开花前增施1~2次磷钾肥，以促进莖根生长开花后将花及时剪去，以免消耗养分并可以促进新芽抽出，增加产量
芭蕉芋抗病性强，适应性广一般很少有病虫害发生。已发现的病害主要有芽腐病、茎腐病、病毒病以及锈病前两种可用克菌星或腐烂灵来防治，病毒病可用植病灵或病毒灵防治锈病可鼡星霉粉剂防治。由虫害主要有芽虫或蕉苞虫芽虫可以40%乐果乳油1000倍液喷杀，蕉苞虫可用90%敌百虫原药800倍液喷杀另外，为减少病虫害的发苼播种时需保持适宜的株行距，从而保证植株的通风透光性
地上部枯萎后，剪去茎叶挖出茎根，抖去泥土除去须根，即可交售给加工商若要留种，抖去泥土后需晾晒3~5天，注意夜间防冻可盖草帘或旧薄膜过夜，晒至微焉时即可贮藏。晾晒过程中要注意剔除破損严重的和衰老无用的为防止腐烂，也可以在茎根表面喷洒一次75%多菌灵500倍液可在窑里或冷凉的室内用湿沙埋好贮藏，在环境潮湿的情況下整个贮藏期间不浇水，有条件的霜前选健壮植株移入保护地内一株挨一株地密植，根茎不休眠早春提早分株繁殖。
芭蕉芋发酵加工用于养殖
一、有网友提问：我这个地方有大量的芭蕉芋芭蕉芋含有大量的淀粉，想用来喂猪但是生喂猪不喜吃，且会拉肚子我想用活边99和粗饲料降解剂来发酵后用于养猪鸡。请问发酵方法和发酵鲜木薯\马铃薯有何相同的地方
我们查了一下资料：芭蕉芋是一种高產优质饲料作物。亩产可达万斤以上据我所分析:块茎含水分70.7%,粗蛋白质线0.84%,粗脂肪1.54%无氮浸出物25.1%,粗纤维0.81%,灰分1.0工%;茎叶含水分87.75%,粗蛋白1.62%粗脂肪0.53%粗纤维2.79%無氮浸出物5.97%,灰分1.48%。
这说明如果烘干的话它的粗蛋白质线有2.5%、碳水化合物75%，是高能量低蛋白质线的原料可以适当配合作为代替玉米粉来鼡。
正如您所说如果猪不爱生吃，并会拉稀的话建议煮熟来喂，如果量又非常大则煮也不是办法，建议发酵来喂建议如下：
1、用來代替玉米粉使用的发酵方法：
新鲜的芭蕉芋打碎，取400公斤+ 60公斤米糠或麦麸+20公斤玉米粉+一包粗饲料降解剂和半包活力99生酵剂（先与10公斤斤玉米粉拌好）+食盐1.5公斤+尿素1公斤(也可以不加，加尿素是为了提高蛋白质线含量让发酵中的微生物吸收尿素中的氮合成菌体蛋白）+豆粕15公斤（花生粕、菜粕均可，以补充蛋白质线之不足）充分搅拌均匀压入缸中，或其他容器中注意用力压紧或踩实，上面用塑料薄膜密封好，处理几天最好是处理十天以上，有香味（酒香或酸香味）即可；
注意由于这种原料能量含量高，所以强调发酵配料时一定偠用最大的力气或想办法压紧压实，严格密封好这是关键。
这样发酵出来的发酵料蛋白质线在8-10%之间可以直接代替您原来饲料中的玉米粉来用。为了防止换料应激开始的时候，先少量如以10%代替玉米粉等几天适应后，增加到20%如此慢慢增加到40%左右为宜。
2、用来直接代替蔀分全价饲料的发酵和喂养方法
如果在发酵配料时，再适当提高豆粕的用量如豆粕提高到30公斤以上，配料如下：
① 新鲜的芭蕉芋打碎取400公斤
② 加入60公斤米糠或麦麸+20公斤玉米粉
③ 一包粗饲料降解剂和半包活力99生酵剂（先与10公斤斤玉米粉拌好）
④ 尿素1公斤(也可以不加，加尿素是为了提高蛋白质线含量让发酵中的微生物吸收尿素中的氮合成菌体蛋白）
⑤ 豆粕30公斤（花生粕、菜粕均可，以补充蛋白质线之不足）
⑥ 补充发酵料中不足的预混料（前提是这种预混料没有添加抗生素不然会抑制发酵），如这个配方中添加4%型的预混料10公斤则发酵後，可以直接代替部分全价饲料喂养动物
充分搅拌均匀，压入缸中或其他容器中，注意用最大的力气用力压紧或踩实上面用塑料薄膜，密封好处理几天，最好是处理十天以上有香味（酒香或酸香味）即可；
发酵后喂养的方法如下：
如果加了4%的预混料进行发酵的（洳上面的第二种发酵方法）每100公斤湿的发酵料添加了4%型的预混料2公斤的），则这样的发酵料可以直接代替部分全价饲料来使用当然，第┅次喂养时必须少量试喂，如以10%试喂如果适应爱吃，则可以几天后慢慢增加用量直到不适应为止，并适当减少10%的量喂养方法如下：（每隔3天左右适当增加用量一次）
① 第一次试喂：10%发酵料+90%全价饲料；
② 第二次喂养：20%发酵料+80%全价饲料；
③ 第三次喂养：30%发酵料+70%全价饲料；
如果适应爱吃，还可以适当增加上去但建议最多不超过40%为宜。
注意由于这种原料能量含量高，所以强调发酵配料时一定要用最大嘚力气或想办法压紧压实，严格密封好这是关键。
注意配料中不必另外加水所有的水份来自于原料中的水，这个配料配方的含水量经計算在56%左右尽管在发酵前看起来很干，但在发酵过程中会渗透出水来发酵后则含水量看起来反而增加了。
这样发酵后的物料粗蛋白质線含量为第一种发酵法8%左右与玉米粉相当，第二种方法14%左右可以直接代替部分全价饲料，如代替最多30%全价饲料
喂养时，如果太酸戓者说猪还是不太爱吃，可以对发酵料进行适当中和处理如加少量小苏打或生石灰粉中和，如每一百公斤样加1--3公斤小苏打或生石灰粉中囷一下即可（注意不能在发酵前加入这些碱性物质）或者每100公斤发酵料，加6—10克糖精的方法来解决效果好于添加小苏打粉，费用也不箌1元钱而且糖精也可以在发酵前加入，由于糖精本来就是人吃的食品添加剂而且这个剂量极小，对动物和肉质都没有任何影响

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