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说明:(从以下角度,汇聚各类要素,与马铃薯产业优势地区资源对接)

1、本文提到的相关技术、产品及工艺设备主要来自包括中科院、农科院和农业大学在内的相关科研团队的最新科技成果与技术,部分项目已经产业化,具备了较好的应用前景,可以结合各地马铃薯产业实际需要进行战略性、前瞻性布局与技术重组;也可根据地方政府、企业等实际需求,组织包括中科院、农科院在内的国内外研发团队进行技术攻关,共同促进马铃薯产业进步。

2、马铃薯特色小镇。基于国家特色小镇相关政策,推荐有条件地区政府牵头,与优势企业等联合搞马铃薯产业为特色的城镇化建设。把马铃薯产业这一优势农业产业做成集科技创新、科学普及、农业旅游、文化产业、康养产业、精准扶贫于一体的新型特色多功能(生产、生态、休闲、观光、旅游、养老等)产业,成为特色小镇的支柱产业。

3、马铃薯产业研究院。深入贯彻国家马铃薯主粮战略,改变现有传统马铃薯科技资源分布不均和产业化组织不力等弊端,将产学研最新理论付诸实践,重点解决马铃薯产业发展中的技术、资金等瓶颈问题。采取项目孵化和技术育成模式,遵循市场化导向,组成全产业链、高层次研发团队,开发出适合下游产业需求的技术与产品,以科技创新促进马铃薯产业进步。

4、马铃薯产业联盟。可以是1)与当地政府、企业、协会、银行及资本机构,探索建立政+企+银+商混合制,多元投资的新型农业经营超级联合体,为当地新型农业经营主体(龙头企业、农业合作组织等)服务,壮大马铃薯产业,精准发力,促进三农发展。2)建立国家财政(政策导向型)+金融保险(产业发展保障型)+社会资本(盈利型)为一体化的投融资机制,筹建马铃薯产业发展基金。



一、育种:尽早商业化布局


    据不完全统计,2007~2016年,中国共审定马铃薯新品种274个,其中由企业选育的马铃薯品种数14个,仅占5%。中国马铃薯种业企业的研发能力与科研事业单位相比还有很大的差距。马铃薯商业化育种处于起步阶段。

    育种对马铃薯产业非常重要。仅以中国与荷兰的数据简单比照就可以看出差距:荷兰马铃薯育种和栽培水平位居世界前列,2014年,荷兰马铃薯总产710.03万吨,不及中国总产量8%,但其单产达到45.66t/hm2,近中国单产的3倍(http://fao.org/faostat)。

未来,马铃薯商业化育种是大势所趋。企业将成为新品种的主要提供者和受益者。


(1)马铃薯有机育种体系
马铃薯有机育种体系下,培育出来的马铃薯品种符合有机食品生产标准要求。因此,其育种目标更具挑战性。对于有机栽培的马铃薯品种总的要求是在短的生育期内快速结薯,在病害侵袭和单纯有机肥施用情况下,尽可能多的获得较高经济产量。


有机马铃薯育种目标分为几个层次:

s必须具备的性状:叶片和块茎具有良好的晚疫病抗性,良好的氮肥利用效率;

s应该具备的性状:立枯病抗性,早疫病抗性,PVY抗性,早熟性,长休眠期;

s最好具备的性状:疮痂病和粉痂病抗性,植株快速封垄以压制杂草,银腐病抗性,食味好。

为了达到以上育种目标,可以在不借助转基因技术的情况下,在早代育种群体即开始应用分子标记进行以抗病虫为主的目标性状辅助选择,以加快育种进度。


    (2)种质资源收集和改良


利用基因工程技术进行品种改良,在技术风险、食物安全、环境保护甚至社会伦理上一直存在争议,即使在技术风险得到控制的情况下,转基因食品的释放是依然一个慎重和缓慢的过程。因此,为了培育突破性新品种,收集和挖掘现有马铃薯种质资源优异性状,将是一个长期的基础性工作。中国不是马铃薯起源国,涉及马铃薯起源地区部分国家已经限制一些重要资源的释放,这增加了资源引进难度。作为应对措施,应当一方面通过合法途径从世界上主要马铃薯种质资源库进行资源引进;另一方面,要对中国现有种质资源进行系统评价,挖掘其应用潜力。

    (3)运用综合技术育种


育成一个马铃薯新品种通常需要10年左右。

马铃薯育种技术主要涵盖传统育种技术、倍性育种技术、标记辅助选择育种技术、基因工程育种技术和新兴的基因组选择育种技术。

随着生物学研究尤其是分子生物学领域的快速发展,马铃薯育种技术必将逐渐整合现有技术方法并吸纳最新基因组学研究成果形成综合育种技术。具体来说,马铃薯综合育种技术,将以杂交为基础的传统育种技术为基础,以2n配子利用技术和体细胞杂交为主的倍性操作技术为资源改良和创制的途径,以简单性状和复杂性状追踪及利用的标记辅助选择技术和基因组选择技术为提升亲本组配和后代选择效率的工具,以培育抗病、抗逆、高产、优质、专用马铃薯优良品种为目标,全面促进马铃薯优良品种选育进度。

    (4)专用型品种选育需求大


选育特定市场和可持续农业发展需求的专用型品种尤显必要。选育耐旱、耐瘠薄、低成本种植品种,可以提高华北、西北和西南等占中国马铃薯总种植面积70%左右的、土壤瘠薄、经济不发达主产区的马铃薯旱作生产能力,促进生态脆弱区域水、光、温、土等自然资源的综合利用;选育优质丰产早熟品种,可以在中原二季作区和南方冬作区进行设施和保护地种植,提高种植效益;选育抗病、耐贮藏、优质品种,可以减少东北、西南、西北、华北等地区气传和土传病害重发区农药施用、产量和贮藏损失,提高马铃薯商品性;选育优质加工专用品种,改良品种的块茎干物质、淀粉、还原糖等加工品质特性,可以提高加工原料生产能力,促进马铃薯加工业稳定、持续发展。


建议:(1)从国内现有状况来看,马铃薯育种企业与现有育种体系的有机结合是最佳选择。由企业牵头,与传统的科研事业单位和大专院校开展马铃薯育种相关基础研究。常规田间筛选及产后评价工作则交由当地地市级农业科学院来承担。实行科研机构联合以及企业和农户参与式筛选模式,共同构建了适合中国马铃薯产业发展的育种体系。(2)成立合作育种联盟。联盟成员包括现有的从事马铃薯科研单位、大学,同时鼓励一些马铃薯相关企业成为联盟成员,共同开展育种协同工作,共享权益。


二、病虫害管治:综合措施,绿色防控


据统计,威胁马铃薯的病虫害有300多种,其中病害种类偏多,而引起病害的原因一般分为三种,即真菌性病害、病毒性病害以及细菌性病害。比较有代表性的由真菌引起的病害,如马铃薯晚疫病,是马铃薯的典型病害之一。而细菌性病害的代表是马铃薯青枯病。引起马铃薯种薯退化的多为病毒性的病害。而马铃薯害虫一般分为地上害虫和地下害虫两种。


马铃薯虫害已经成为制约马铃薯增产、增效的重要因素之一,逐步减少化学农药的使用已经成为当前社会共识。通过药物创新,加快发展绿色环保、低毒高效的生物农药是当前中国推动“马铃薯主粮化”的重要课题之一。


化学农药是目前防治马铃薯虫害的主要手段,具有机理明确、作用时间短、药效稳定和价格低廉等优点,但化学农药极易引起害虫的耐药性,同时由于具有广谱性,在杀灭害虫的同时也使害虫的天敌死亡,破坏生物链,导致生态系统恶性循环。
随着分子生物学和遗传学技术的发展,基因干涉、杀虫蛋白、虫生真菌相结合的三位一体防治技术优势明显,属于资源节约型及环境友好型技术。首先,能够降低虫害暴发,持续控制虫害,减少虫害损失,提高马铃薯产量;其次,降低化学农药的使用,保护生态环境和人类健康;再次,通过降低化学农药的使用,能够避免马铃薯残留农药超标,提高马铃薯的质量,促进马铃薯标准化生产,提高马铃薯产品的市场竞争力。

首先,通过微生物学和生态学,监测土壤病原微生物的种类和丰度,作为马铃薯植保预警手段;检测土壤正常菌群的种类和丰度,作为马铃薯土壤肥力的评价手段。
生物防治:利用一种生物对付另外一种生物的方法。具有专一性强,效率高,防治效果明显,具有持久控制害虫的优点,同时具有对环境危害小。

第三,微生物菌肥可以增加土壤肥力、改善土壤结构;促进土壤中有效养分(土壤有机质、全氮、速效磷和钾)的提高,实现“减施增效”;提高抗逆性和抗病性。


建议:


s开发复配菌剂。以疮痂病为例。疮痂病危害马铃署块茎,表面出现木栓化疮痂状淡褐色病斑或斑块,手摸质感粗糙。病原菌为疮痂链霉菌。被害薯块质量和产量降低,不耐贮藏,商品性下降。通过系统筛选,获得优良生防菌株,筛选出抑菌效果明显、区域适应性强,定植力好的菌株,以此为基础开发的复配菌剂可降低疮痂病发病率60%~80%。

s马铃薯专用解磷解钾固氮促生菌剂。解磷解钾菌可将土壤中不被农作物吸收的无效剂:固氮菌在土壤中具有较强的固氮能力,且能够分泌生长素,促进植钾和无效磷转化为可被农作物吸收利用的速效钾和速效磷,同时释放土壤中硅、锰、锌、钼等多种元素,提高营养水平;解钾、解磷菌在生命活动中产生赤霉素、细胞分裂素、吲哚乙酸等生物活性物质,可有效地刺激马铃薯生长发育。

s马铃薯拌种菌剂。获得很高的发芽率和壮苗率。通过有效调节作物根部与体内的微生物组成,提高有益微生物数量,抑制有害菌,抗重茬效果明显。经过处理后的马铃薯表现为薯块大,均匀整齐,大块茎数增多。产量增加20%~45%。在生长期植株健壮,叶色浓绿,叶片加厚,抗逆性增强,可有效预防马铃薯常见的四大病害:晚疫病、早疫病、环腐病、黑胫病,平均发病率降低25%~45%以上。改善品质,提早成熟。


三、田间管理:农业现代技术的综合


滴灌马铃薯高产高效栽培技术:根据当地自然条件、水资源条件和马铃薯种植区并结合品种特点,将滴灌技术引入马铃薯种植过程中,实现滴灌马铃薯品质及产量提高。
有机肥、腐植酸铵、微生物肥配施的综合效应在克服马铃薯连作障碍上可以起到明显作用。由于生产的专业化、专一化、规模化经营模式的出现,使得马铃薯的栽培已无法正常轮作,连作现象比较普遍。马铃薯随连作年限加长,单产减少严重。合理施肥,平衡土壤养分是解决作物连作障碍的根本途径之一。通过大量试验,筛选出可以达到最佳经济效益的有机肥、腐植酸铵、微生物肥的配施水平,为旱作区连作马铃薯的生产应用提供指导。结果表明:传统的单一施肥不能充足且有效地为马铃薯提供养分,腐植酸铵中所含的腐植酸可与N、P、K等离子络合,有效提高了马铃薯对肥料的利用率,克服了连作土壤中有效矿质元素含量不足的问题。微生物肥含有大量的有益微生物,施入土壤,在适宜的条件下进一步生长、繁殖,直接给作物提供某些营养元素、激素类物质和各种酶等,增加了作物所需的营养元素;微生物的生命活动也能促进土壤、肥料中某些养分物质的有效化,间接地提供作物所需的营养物质,并能减轻土壤养分障碍和土传病害发生。


四、收储:实现机械化、自动化突破


在马铃薯产业发展中,收获环节是占用劳动量较大的环节。目前主要采用人工收获,存在着劳动强度大、效率低及收获成本高等突出问题,已严重制约和影响马铃薯产业的快速发展。因此,机械化收获已成为马铃薯产业快速发展的必然趋势。


国内马铃薯产后贮运设施简陋、贮藏量小而分散、管控技术落后、专业化水平低,贮期损失率高达15%~30%,每年造成的经济损失达100亿元以上;并且产地收储运及加工各环节脱节严重,产业链衔接不畅,整体运行效率差。此外,随着专业种植合作社、家庭农场等新型经营主体的不断壮大,现有马铃薯贮运方式已无法满足大规模和机械化生产要求,对落地性强、效益突出的技术与设备需求极为迫切。

机械化收获对马铃薯的种植方式、品种及地形地貌等均有较高要求。
联合式收获机可一次性完成挖掘、输送分离、除秧、薯块输出作业。机械收获较人工收获效率有大幅提升,单位作业成本比人工收获低,但国产联合收获机造成的马铃薯表皮破损率和漏收率也不容忽视,而选择进口装备则购置成本较高,通常适用于有实力的专业种植合作社、企业等的规模化生产。


常见的马铃薯贮藏设施包括井窖、窑窖、自然通风贮藏库、恒温贮藏库、机械冷库等。
自然通风库和贮藏窖是近年在北方产区应用较广的贮藏设施,特点是建造成本低、能耗小、容量大,坚固耐用,出入方便,便于管理。若加装机械通风系统,则贮藏效果更佳,适于自然冷源充沛或气候条件适宜的地区。机械恒温库配有专业通风系统和制冷设备,可实现对马铃薯贮藏环境温湿度和CO2的精确控制,贮藏期间还可进行辅助手段,如抑芽剂、抑菌剂喷施处理等,但是造价和运行成本相应较高,主要应用于种薯、高端商品薯和大型企业加工原料薯的贮藏。


辐照技术则是利用安全剂量的射线或电子束照射来达到马铃薯防腐保鲜的效果。


管控技术是马铃薯产后贮藏的核心技术,任何马铃薯贮藏设施都需精准环境控制及标准贮期管理。温度控制通常以建筑材料和控温装备相结合的方式实现。


抑芽技术主要以温度控制和抑芽剂喷施为手段,温度控制是将贮藏环境温度控制在萌发基础温度5℃以下,以达到延长休眠期的目的;目前常见的抑芽剂是氯苯胺灵(CIPC)和青鲜素(MH);装备方面,雾化器可以低速风将药剂通过库内通风系统送入薯堆内部,使抑芽剂的施用量更少、分散更均匀,效果尤佳。


五、加工:最具潜力,产业化前景广阔


(1)淀粉与变性淀粉及应用

马铃薯淀粉工业的发展是马铃薯产业化进程中的重要环节。目前,我国的马铃薯淀粉加工业正处于发展阶段,马铃薯淀粉生产量不断增加,利用马铃薯淀粉生产高附加值的产品是必然趋势。从马铃薯的利用领域上看,发达国家所生产的马铃薯淀粉,有80%用于化工、造纸、纺织及医药等领域,而我国的马铃薯淀粉90%以上被用于食品行业。

马铃薯淀粉因糊化温度低、气味温和、透明度高、颜色洁白和乳化效果好等特性,是最常见商业淀粉之一。随着国际国内食品市场的开拓,已经广泛应用于休闲食品、方便食品、膨化食品、火腿肠、婴幼儿食品、低糖食品等食品工业中,同时在纺织、印染、石油开采、造纸业、饲料加工等多领域多行业中越来越普及,使得马铃薯淀粉需求旺盛,前景广阔。但因为用水需求量大,同时因为废水中营养物质较多,容易产生污染。用水量和污染已经成为中国马铃薯淀粉生产的主要制约因素。

马铃薯淀粉直接发酵制备L(+)-乳酸。马铃薯淀粉粘滞性较低,在固体发酵条件下不易形成凝胶,有利于淀粉质原料直接发酵,缩短发酵工艺,在发酵中所得产品色度较好,实现发酵产品较好的分离。因此,采用淀粉经直接发酵制备L(+)-乳酸,可简化工艺过程,降低生产成本,得到高光学纯度的L(+)-乳酸。

马铃薯淀粉发酵生产衣康酸。衣康酸是化工领域的重要工业原料和添加剂,被广泛应用于生产化纤、塑料、表面活性剂、乳胶等方面。随着其新用途的不断开发,其市场需求也在逐年稳步增加。衣康酸的生产方法有化学合成法和发酵法两种,而微生物发酵法以原料易得、工艺流程简单等优势,占据衣康酸工业生产的主导地位。
马铃薯淀粉制备高果糖浆。高果糖浆口感纯正、吸湿与保潮性好,是高甜度的淀粉糖,可以补充蔗糖供应量的不足,供糖尿病患者食用。高果糖浆因其具有以上独特的性能,被消费者所喜爱,已在食品饮料、糖果、日常生活中广泛应用。葡萄糖作为制备高果糖浆的主要原料,可由淀粉转化;马铃薯块茎淀粉含量丰富且产量大,是一种营养成分较全面的食物资源,因此可利用马铃薯淀粉来制备高果糖浆。

可食性马铃薯淀粉抑菌膜。马铃薯淀粉制成的包装膜较其他淀粉膜透明度较好。以马铃薯淀粉为原料,甘油为增塑剂,海藻酸钠为增强剂,乳酸链球菌素为天然抑菌剂研制可食性的抑菌食品包装膜。随着乳酸链球菌素添加量的增加,抑菌效果逐渐明显,且乳酸链球菌为天然抑菌剂,从外观和性能方面考虑,更适合作为糖果、乳酪食品的包装。

马铃薯复合变性淀粉。
淀粉的部分特性,如冻融稳定性差、易老化、在高温、低pH马铃薯或剪切力作用下黏度下降等缺陷,使其在食品工业中的应用受到限制。研究表明,马铃薯淀粉经交联变性后,糊化温度与淀粉糊黏度提高,在高温、低pH与剪切力作用下性质稳定。
国内制备马铃薯交联淀粉多采用单一交联剂,常用的交联剂有环氧氯丙烷、环氧丙烷、三偏磷酸钠、三氯氧磷、二羧酸类、丙烯醛、混合酸酐和甲醛等。
随着食品工业近年来的快速发展,马铃薯原淀粉与单一变性淀粉已经无法满足食品加工的所有需求,食品种类多样化对变性淀粉多样化发展提出要求,复合变性淀粉不仅较原淀粉有加工方面的优势,还兼具了单一变性淀粉的优点,弥补各自的缺陷,可以极大程度地扩宽变性淀粉的应用范围。以马铃薯淀粉为原料制备的复合变性淀粉将成为我国变性淀粉产业发展的重要方向。
s对马铃薯淀粉进行醚化、交联和氧化的复合变性,制备马铃薯羟丙基交联氧化淀粉,可以作为高品质的空心胶囊材料。
s酶法变性淀粉产品具有成本更低、生产工艺简单、稳定性更好,无毒无害,冻融稳定、绿色环保以及具有特殊的应用性质(如,壁纸胶、玻纤浸润剂)等优点。


    (2)马铃薯全粉


马铃薯全粉,是以新鲜马铃薯为原料,经清洗、去皮、挑选、切片、漂洗、预煮、冷却、蒸煮、捣泥、脱水、干燥等工艺过程,而制得的细颗粒状、片屑状或粉末状产品的统称。极大程度的保证了细胞结构的完整性和马铃薯的各种营养成分,同时还保持了其天然口感和风味。马铃薯全粉在食品上主要用于速冻食品、膨化食品、面点、快餐食品、婴儿食品和休闲方便食品,如复合薯片、坯料、薯泥、糕点、蛋黄浆、面包、汉堡、鱼饵、冰淇淋等。马铃薯全粉加工相对而言,还存在专用品种少、技术瓶颈未突破、产品成本较高等因素,中国还未能实现较大范围大规模生产,不能满足国内外市场需求。
s马铃薯冰淇淋。将马铃薯全粉应用于冰淇淋的生产,符合SB/T10013-2008标准.通过配方制得的冰淇淋产品颜色诱人,质地均匀,口感细腻,气味清爽,黄油用量也较低,既减少了脂肪含量,保证了冰淇淋的营养健康,又降低了生产成本。
s马铃薯面包。马铃薯营养价值很高,其蛋白质质量比大豆好,最接近于动物蛋白,含有丰富的赖氨酸和色氨酸,这二者正是一般谷物粮食所缺乏的,故将马铃薯全粉和小麦粉配合有利于提高蛋白质的功效比。同时马铃薯全粉具有优良的加工特性,淀粉颗粒大,含有天然磷酸基团,糊化温度低,持水性好,糊化速度快,润胀能力大,低温稳定性好,口感温和等,对面包品质的改良有重要意义。
s马铃薯方便面。马铃薯全粉的添加量30%~40%。
s马铃薯-小麦复合馒头。马铃薯全粉添加量为10%左右。
s马铃薯全粉酥性饼干。马铃薯全粉添加量为30%左右。
s马铃薯全粉虾片
s微波膨化薯条


国外已将马铃薯全粉作为配制婴儿食品的主要原料或配料,所以我国也应将马铃薯全粉作为配制婴儿食品的主要原料或配料,多层次积极开发婴儿食品的新产品。


马铃薯全粉的熟化度是传统马铃薯全粉生产过程中一直被忽视的一点,马铃薯全粉的熟化度一般是指全粉中占比80%左右的淀粉的糊化度。传统的雪花全粉和颗粒全粉由于生产过程中剧烈的热处理,使得其中的淀粉糊化度都在90%以上,对于一些热敏性的营养和风味物质破坏严重,同时由于淀粉的糊化,其后续的加工性能较差,不利于其食品加工中特别是在需要再次蒸煮的传统中式主食中的应用。因此生产开发一种淀粉糊化度低,后续加工性能好的马铃薯生全粉,已成为马铃薯全粉开发中的热点。研究表明,雪花全粉和颗粒全粉的熟化主要发生在其脱水干燥阶段,如何降低马铃薯原料在高温下干燥过程中的淀粉糊化是生全粉生产的关键。因此,改进原有的干燥工艺方法,引入新的干燥工艺对于马铃薯生全粉具有积极的意义。
可采用微波干燥及真空微波干燥、微波冷冻干燥和微波喷动干燥来生产马铃薯全粉。在微波干燥过程中,物料本身成为热源,加热速度快;绝大多数微波能量被物料吸收,在空气或设备上的耗散极少,加热过程高效节能。同时,微波使干燥具有即时性,易于控制干燥过程,且可以通过热效应和非热效应杀死微生物,安全卫生。
闪蒸干燥是工业中较为常用的一种直接干燥方法,通过间接或非间接加热产生的热空气,与干燥物料在干燥管路内直接接触并进行干燥,并同时将物料和蒸发的水汽带出。相比与传统全粉生产中所采用的滚筒干燥和热风干燥,闪蒸干燥的热接触时间短,干燥效率更高,同时在干燥过程中,物料的温度一直处于一个较低的水平,因此适合干燥马铃薯全粉。
复合式干燥在近年来深受关注。复合式干燥技术将多种单一干燥技术相结合,具有多种干燥技术的优点,单一干燥过程中的某些不足得以改善,可大幅提高干燥效率,缩短干燥时间。多种干燥技术联动可使干燥速率大幅提高。


(3)马铃薯主食化


马铃薯主食化需要考虑融入到目前大家能接受的主食中,即融入到传统的馒头、面条、包子等主食中。因此,结合中国蒸煮饮食习惯和鲜食马铃薯的优势,提出速冻马铃薯泥主食化加工思路,即新鲜马铃薯-马铃薯泥加工-速冻贮藏-马铃薯主食化加工产品,如馒头、面条、面包等。


通过对主栽品种马铃薯全粉中蛋白质营养品质进行比较分析,对主栽品种马铃薯全粉馒头的感官和质构指标进行综合评价,筛选马铃薯主食专用品种。根据构建的主食化品种筛选评价体系,针对不同生态区特点,结合全国各地目前马铃薯种植基础,筛选出适宜不同马铃薯种植优势区主食化品种,集成配套一批高产优质、节本增效和可持续发展的技术模式。


45%以上马铃薯全粉的主食产品为第二代马铃薯主食产品;马铃薯馒头、面包、饼、糕点、饼干等发酵类主食产品的马铃薯全粉占比不低于30%、不超过55%,马铃薯面条、米粉等非发酵类主食产品的马铃薯全粉占比不低于20%、不超过50%。


面向家庭使用的小型马铃薯面条机及米粉机:专用一体化仿生擀面机、马铃薯新型醒面装置、马铃薯面团熟化设备、一步成型米粉机、马铃薯冲调粉造粒设备等。


(4)其他


超微粉碎结合微波辅助提取马铃薯渣中可溶性膳食纤维。
从薯渣中提取有用的物质,如果胶。
利用微生物对薯渣进行发酵,生产饲料或者生物质能源。
利用真菌发酵薯渣生产乳酸。
利用马铃薯薯渣和汁水液态发酵生产单细胞蛋白,可以将马铃薯淀粉工业废弃物(包括薯渣和汁水)中的70%~90%的有机成分转化为品质优良的细胞蛋白。


基于机器视觉技术的马铃薯品质检测设备。包括马铃薯重量检测、几何形状检测、表面缺陷检测,新鲜程度检测、外表光滑程度检测、芽眼数目与深浅的识别,并根据表面缺陷进行马铃薯分级等外部品质检测以及黑心病检测等内部品质检测。
通过机器视觉技术提取马铃薯不同缺陷的特征,做到含有不同缺陷马铃薯的分类、分级,在提升马铃薯商品价值的同时提高马铃薯的利用率,具有重要意义。
在诸多种类的马铃薯病害中,黑心病是一种主要的内部病害,会明显降低马铃薯的食用、种用及加工用价值,严重影响原薯品质合格率。在生产线上,由于马铃薯黑心病个体难以凭肉眼检出,混入加工原料中会严重破坏整体的品质,因此开发马铃薯黑心病检测机构很有必要。应用反射式高光谱图像及光谱信息融合技术和透射式机器视觉技术进行马铃薯内外部多品质指标的检测,对内部黑心以及发芽、绿皮等特征的判别有较高的准确率(98%)。在二次加工前对原料马铃薯进行逐一筛选,剔除黑心病个体,提高原料薯的合格率。


茄尼醇为一种不饱和的聚异戊二烯伯醇,属于四倍半帖烯醇。其本身具有消炎、抗菌、补血、降血脂和抗肿瘤等生物活性,而且高纯度的茄尼醇(含量≥90%)更是合成泛醌类药物辅酶Q10、维生素K2以及其他药物的重要中间体。茄尼醇结构独特,人工合成过程非常复杂,且浪费大量试剂,只能从植物中提取,目前全世界所用茄尼醇主要从烟叶中提取,而烟草资源本来就紧缺,再加上现在烟草利用率逐步提高,国家对烟草行业的强制性管控,使生产茄尼醇的成本日益昂贵,寻找代替烟草提取茄尼醇的原料势在必行。
马铃薯茎叶中茄尼醇含量(0.1%~1%)与烟草中茄尼醇含量(0.3%~3%)相当,故可选用马铃薯茎叶替代烟草提取茄尼醇。


马铃薯糖苷生物碱是马铃薯的一种次生代谢产物,是一种具有生物活性的化合物,具有抗真菌、抗细菌、抗肿瘤、抗疟、强心、降低血液胆固醇、预防鼠伤寒沙门氏菌感染、果蔬保鲜等作用,因此有很好的药用价值和开发潜力。
新鲜马铃薯中糖苷生物碱含量非常低,通常不会导致人中毒,如果马铃薯在贮藏过程中导致发芽、创伤、腐烂,则糖苷生物碱会成倍增加,达到新鲜马铃薯的50倍。


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