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[成果] 1700240042 广西
TS2 应用技术 制糖 公布年份:2017
成果简介:该发明属于生物制药与生物质分离领域,尤其涉及一种双酶固定化相合多级膜分离制备药用右旋糖酐和果糖的方法。右旋糖酐是由细菌(如肠膜状明串珠菌 (Leuconostoc mesenteroides)) 产生的胞外多糖,其主链是由D- 葡萄糖单元以 α (l→ 6) 糖苷键连接而成。不同分子量的右旋糖酐在临床上有多种用途,如作为血浆代用品、疏通微血管、防治血栓等《中国药典》(2010版)收录了包括 Dex-70(平均分子量约7万)、 Dex-40(平均分子量约4万)、 Dex-20 (平均分子量约2万)三种右旋糖酐及其衍生药物共12种。国内制备右旋糖酐大多采用“菌 种发酵-乙醇沉淀-盐酸水解-乙醇分级沉淀”的工艺,产品含有氯化物等杂质,且分子量分布较广,导致临床使用时发生过敏反应,给患者带来较大风险,限制了右旋糖酐的推广使用。果糖是最甜的天然糖,对糖尿病人而言,果糖又是一种安全系数更高的糖,其产生的血糖指数约为葡萄糖的20%,而且果糖具有保湿性等适用于食品工业生产的诸多优点,因而在医药、食品领域被广泛使用。果糖溶解度非常大,且在103~105℃即发生分解,采用传统的热加工法获得结晶果糖的技术难度很大,生产工艺复杂,成本自然也高,这是果糖价格远远高于葡萄糖和蔗糖的主要原因之一。右旋糖酐蔗糖酶(Dextransucrase ,简称Dsase ,酶的系统分类号为E. C. 2. 4. 1.5)来源于肠膜明串珠菌等细菌,可作用于底物蔗糖合成右旋糖酐。国内外研究表明,肠膜明串珠菌产生的右旋糖酐蔗糖酶其分子量范围为160~180kDa。右旋糖酐酶(Dextranase,简称 Dase ,酶的系统分类号为E. C. 3. 2. 1.11)是一种专一性、随机地内切右旋糖酐链中的 α (l→ 6)糖苷键的酶,应用该酶可显著降低右旋糖酐的分子量。国外研究表明,由细丽毛壳菌属所产的右旋糖酐酶其分子量范围为70~90kDa。膜分离技术是生物质分离领域中的绿色生产过程,可在不引入外源性有害物质的前提下实现目标产物的有效分离。发明人在多级膜分离右旋糖酐方面深入研究表明,膜分离技术可以按分子量的大小对右旋糖酐进行较好的分离和富集,但由于右旋糖酐分子在溶液中成链状或线性展开,较大的分子可以穿透较小的滤膜,所以简单采用滤膜的截留分子量来标定产物分子量分布范围存在一定的误差。而对于酶分子等蛋白质类的非线性分子,膜分离则不存在这一缺点,可直接由滤膜的截留分子量来标定产物分子量分布范围。菌种发酵法和酶法合成同属于生物法,其反应条件温和,耗能少,特别是酶法合成被广泛誉为高端生物制品工业化生产的首选技术。国内已有利用菌种或右旋糖酐蔗糖酶发酵蔗糖先行制备右旋糖酐,然后再加入含右旋糖酶的发酵清液或右旋糖酐酶的方法, 以制备不同分子量的右旋糖酐,但其后续产物分离都较复杂,并且使用纱布过滤、乙醇分级 沉淀等传统分离方法来精制产品,可能影响药用右旋糖酐的安全使用,制备方法有较大的改进空间。另外,右旋糖酐蔗糖酶与蔗糖的反应在短时间内会迅速生成分子量大于100 万 的右旋糖酐,尽管该法在蔗糖转化率方面表现突出,但由于右旋糖酐酶的酶解作用是随机 的,所以目标产物得率并不高。该发明公开了一种双酶固定化耦合多级膜分离制备药用右旋糖酐和果糖的方法,将右旋糖酐蔗糖酶和右旋糖酐酶共同固定化于海藻酸钠微球中成双酶固定化小球;以蔗糖溶液为底物,往底物中加入双酶固定化小球,构成固定化双酶与蔗糖的反应体系;反应产物经过由超滤膜与纳滤膜组成的多级膜系统分离后,直接在超滤膜分离阶段获得药用右旋糖酐,并在末级纳滤膜分离中获得高纯度果糖溶液,第一级超滤膜的截留液中所含的酶和大分子右旋糖酐则返回固定化双酶与蔗糖的反应体系,重新参与反应,实现酶的循环利用。该发明成本较低、绿色环保、安全高效、操作简单,实现了定向调控生产高质量的目标分子量药用右旋糖酐,同时获得高纯度、高附加值的果糖副产物。
[成果] 1700240043 广西
TS2 应用技术 制糖 公布年份:2017
成果简介:甘蔗压榨汁作为制糖的原料汁,其主要成分是水、蔗糖、有机非糖分(蛋白质、多 糖、还原糖、酚类物等)及部分悬浮颗粒(蔗屑和蔗髓等)。尽管有机非糖分具有较高营养价值,但会影响白砂糖的生产及其质量,因此,除去蔗汁中具有营养价值的“杂质”是传统制糖过程的重要内容。中国甘蔗糖厂多采用磷酸-亚硫酸法工艺生产耕地白砂糖,生产过程需耗用大量化学药剂(石灰乳、磷酸、硫磺、聚丙烯酰胺等)以吸附并除去混合汁中的有机非糖分,形成成分更为复杂、利用价值低且难以处理的糖厂滤泥和废水,而生产出来的白砂糖除了可以给人体提供热量和甜味外无任何营养价值。此外,甘蔗中的水分含量占70%以上,一直没有得到有效利用,并且在糖厂蒸发过程中需耗用制糖总耗汽的一半对清汁进行浓缩,能源消耗大。因此,制糖工艺的技术革新和制糖副产物的高附加值利用对制糖企业 来说具有重要意义。随着材料科学的发展以及膜过程控制与优化等技术日趋成熟,膜分离过程的运行成本明显降低,单位膜面积处理通量大幅度提高,膜技术已开始大规模进入工业生产领域。 膜分离技术在果汁行业已被成功应用,在甘蔗糖厂制糖生产中的应用研究也有报道, 但制糖工业现有膜技术并未摆脱对传统生产助剂(磷酸、石灰乳、磺、聚丙烯酰胺等化学药剂)的依赖,且最终产品仍限于白砂糖,膜分离效能并未得到充分发挥,有些膜过程还需额外添加淀粉酶等辅剂,膜技术在糖厂的工业化应用仍难以实现。该发明要解决的技术问题是提供一种以甘蔗压榨计或糖厂初压计为原料,利用多级膜的分离、浓缩和冷灭菌等功能并行生产营养糖、风味蔗汁及饲料原料的方法。一种多级膜并行生产营养糖、风味蔗汁及饲料原料的方法,原料汁经过预处理除去蔗屑、蔗髓等大颗粒杂质,所得滤渣或浮渣用作饲料原料,所得蔗汁泵入第一级膜分离系统得到清蔗汁,清蔗汁进入第二级膜分离系统进行脱水浓缩,透过液用于生产风味蔗汁或低糖饮料,浓缩蔗汁经蒸发和喷雾干燥处理得营养糖。该发明基于膜过程分离、浓缩及冷灭菌等功能的集成,并行生产营养糖、风味蔗汁和饲料原料,无需添加化学药剂,生产耗能较低,实现成品糖天然营养和风味的最大化保存,且操作简单稳定,基本上无三废排放,适应性广,利于制糖产品优化升级以及糖料资源的综合利用。
[成果] 1700240141 广西
TS2 应用技术 制糖 公布年份:2017
成果简介:制糖过程强化一直是制糖工程的研究热点之一。 糖汁组分及其性质对制糖过程产生重要的影响, 而水力空化对糖汁组分与性质的影响及其机理仍处于理论空白。 该项目研究了不同组成的糖汁水力空化效应特性、 不同水力空化器的蔗汁水力空化效应特性、 水力空化对蔗汁组分的及糖汁性质的影响及其机理, 并结合计算流体力学模拟和分子模拟, 建立糖汁水力空化模型。研究结果表明, 涡轮空化促使糖汁的粘度、 表面张力降低和强化糖汁中SO<,3><'2-> 和 Ca<'2+>生成 CaSO<,3> 沉淀。 糖汁浓度降低、 出口压力增大、 温度升高, 粘度下降率增大; 糖汁浓度升高、 出口压力增大、 温度降低, 表面张力下降率增大; 空化时间延长、 出口压力增大、 温度升高, 糖汁中 SO<,3><'2->和 Ca<'2+>残留量降低。涡轮空化能强化糖汁脱色、 CaSO<,3> 吸附糖汁中的非糖成分。 糖汁脱色优化条件: 空化5s、 温度50℃、 浓度15°Bx、 出口压力0.1MPa, 脱色率达69.14%, 高于无空化作用的脱色率63.03%; CaSO<,3> 吸附非糖成分优化条件: 空化10s、 温度50℃、 浓度15°Bx、 出口压力0.1MPa, 糖汁简纯度达86.99%, 高于无空化作用的简纯度86.18%。撞击流-射流空化协同降低糖液粘度的下降率达6.01%, 优于仅射流空化降低糖液粘度的下降率3.39%; 射流空化促使糖液表面张力下降率达10.00%, 但撞击流-射流空化协同促使糖汁表面张力略有上升; 撞击流-射流空化协同强化 CaSO<,3> 吸附糖液中非糖分作用的糖液简纯度增长率达1.950%, 强于仅射流空化作用的糖液简纯度增长率1.577%; 在合适的空化时间、 空化器入口压力和溶液温度下, 射流空化和撞击流-射流空化协同作用都能降低糖液的色值, 下降率分别可达1.808%和1.756%; 撞击流-射流空化协同作用降低糖液电导率的下降率达1.582%, 优于单独的射流空化作用降低糖液电导率的下降率0.9615%。以上研究结果表明, 水力空化能有效改善糖汁组分及其性质, 为工业制糖工艺的改进,利用水力空化强化制糖生产过程提供基础理论依据。
[成果] 1700241045 广西
TS2 应用技术 制糖 公布年份:2017
成果简介:该项目是2014年来自南科发[2014]12号文件下达的科技攻关项目,合同编号20141015。左聚糖已经被证实具有多种生物学活性,在抗肿瘤,抗病毒,增强身体免疫等方面及化妆品行业有良好应用前景。中国是世界上蔗糖的主要生产国之一,而广西是中国蔗糖生产第一大省,蔗糖资源相当丰富。利用蔗糖深加工开发高附加值的左聚糖产品对于促进地方科学和经济以及广西糖业可持续发展重要的意义。左聚糖可以通过某些微生物直接发酵蔗糖或者利用来源于微生物的左聚糖蔗糖酶转化蔗糖两种方式产生。仅有韩国等少数国家实现了左聚糖的产业化生产。该课题利用现代微生物生物技术和分子酶工程技术,率先在国内开展分子改造左聚糖蔗糖酶的研究,提高其生产性能,使突变体酶能在高底物浓度和较高反应温度下保持高转化率,提高了与国外公司同类产品的竞争力,有利于促进广西的糖业可持续发展。该项目经分子改造得到高性能的左聚糖蔗糖酶突变体T305A、STHB6,以蔗糖为底物转化生产左聚糖,在高底物蔗糖浓度20%、反应温度25℃条件下,对蔗糖中果糖基转化率达70%以上;左聚糖产物提取率达90%以上;形成新产品1项,获授权发明专利2项。依托30L发酵罐组优化了重组左聚糖蔗糖酶表达工艺,并在5000升发酵罐中完成了重组左聚糖蔗糖酶中试生产及其用于转化蔗糖生产左聚糖的工艺研究,具有良好的产业化前景。
[成果] 1700420022 广西
TS2 应用技术 制糖 公布年份:2017
成果简介:所属科学技术领域:该项目属于《国家重点支持的高新技术领域》中高新技术改造传统产业的(三)先进制造技术中5、纺织及轻工行业专用设备技术。简要背景: 《一种新型硫熏中和反应系统》是结合中国亚硫酸法制糖澄清设备的特点,并在该公司现有全自动硫熏中和器和传统卧式中和反应器的基础上,把气液体系循环撞击机理、伴有超声效应和回收技术相结合而设计开发的。该技术用于解决亚硫酸法糖厂现有硫熏技术存在的吸硫不稳定、中和时间不足、硫气溢出量大、增加硫磺使用量等问题,从而造成了较大的成本浪费。此外,由于残余在蔗汁中的二氧化硫量较大,对蔗汁澄清和脱色效果产生较大影响,从而最终影响产品质量。主要技术内容: 该技术是由自动硫熏中和器、浸没循环撞击流反应器、残余SO<,2>气体回收装置以及PLC自动控制系统构成,适用于甘蔗制糖过程中蔗汁的澄清和脱色的硫熏中和反应的设备。在制糖工艺流程中,蔗汁通过硫熏中和器稳定充分吸收SO<,2>后,进入撞击流反应器,并在反应器中与石灰充分混合反应,使SO<,2>完全水解并和Ca<'2+>充分反应形成亚硫酸钙沉淀,达到降低蔗汁混浊度和色值的目的,同时提高沉降分离速度,加快蔗汁沉降分离。由此可提高清混汁的纯度差,提高产品质量和收回率,减少了大量的SO<,2>污染排放并较大地提高了硫磺等辅助材料的利用率,可进一步节约成本提高工厂效益。创新点: (1)引入宏观混合和微观混合的撞击流反应理论,即利用撞击流能促进微观混合的特性,促使混和、反应等过程有效进行,为中和汁的沉淀创造均匀的过饱和度环境,提供较长的反应平均停留时间; (2)在传统整体式硫熏中和器的基础上改造为分体式结构,把汁室和气室分离,解决内硫熏中和器喷嘴难以控制和自动调节等问题; (3)在硫熏中和器中增设喷雾SO<,2>吸收室,使用撞击流反应技术延长反应时间,能充分有效吸收SO<,2>,提高内清混汁纯度差,减少硫磺用量,减少SO<,2>排放。技术经济指标: (1)减少蔗糖生产过程中糖分损失0.015%(对蔗比),提高产糖率0.012%; (2)蔗汁色值低于1500IU,浑浊度低于500MAU; (3)减少设备及管壁积垢20%; (4)减少硫磺0.035(对蔗比)的使用量,减少二氧化硫溢出污染环境; (5)形成的新型硫熏中和反应系统已处于产业化应用阶段。对促进行业科技进步作用及推广应用、效益情况说明: 该项目技术的研究是结合中国亚硫酸法制糖澄清设备的特点,在该公司现有全自动硫熏中和器和传统卧式中和反应器的基础上,把气液体系循环撞击机理、伴有的超声效应和回收技术相结合,设计开发出一种新型硫熏中和反应系统。蔗汁通过硫熏中和器稳定充分吸收SO<,2>后,进入撞击流反应器,并在反应器中与石灰充分混合反应,使SO<,2>完全水解并和Ca<'2+>充分反应形成亚硫酸钙沉淀,达到降低蔗汁混浊度和色值的目的,同时提高沉降分离速度,加快蔗汁沉降分离。由此可提高清混汁的纯度差,提高产品质量和收回率。减少了大量的SO<,2>污染排放并较大地提高了硫磺等辅助材料的利用率,可进一步节约成本提高工厂效益。该技术成果的推广课题组采取走访制糖企业,采用广告宣传,技术交流推介会等形式进行推广。技术形成的产品在广西百色甘化股份有限公司、广西百色万林糖业有限公司、广西凤糖柳江制糖有限责任公司、广西凤糖六塘制糖有限责任公司、云南省云县幸福糖业有限公司以及云南云县甘化有限公司等多家制糖企业成功使用,产品的投入使用得到了广大制糖企业的一致好评和推荐。另外,由于该设备应用效果好,许多厂家通过参观,了解情况,也选用了课题组的新设备,因此,该项目应用推广前景十分广阔。
[成果] 1700450104 广西
TS2 应用技术 制糖 公布年份:2017
成果简介:课题来源及项目背景:该项目是根据《广西壮族自治区质量技术监督局关于下达2013年第十二批广西地方标准制定(修订)项目计划的通知》(桂质监函〔2013〕425号)文件开展研究的,旨在指导和推动广西甘蔗制糖企业实施清洁生产,提高资源、能源利用率,减少和避免污染物的产生,保护和改善环境。研究方法及研究内容:通过开展甘蔗制糖企业现场调研和收集大量相关资料,掌握广西甘蔗制糖企业生产工艺和装备、污染产生和治理、清洁生产水平等概况以及行业未来发展趋势,摸清行业存在的主要问题,在该基础上结合已颁布的行业清洁生产标准,按照清洁生产“全过程污染预防”的原则,构建广西甘蔗制糖行业清洁生产评价指标体系。该标准为推荐性广西地方标准,由一级指标和二级指标组成。其中,一级指标包括生产工艺及装备指标、资源能源消耗指标、资源综合利用指标、污染物产生指标、产品特征指标和清洁生产管理指标六类,每类指标又由若干个二级指标组成。选取基准值时,在符合国家现行产业发展、环境保护政策和行业发展规划要求的前提下,充分考虑甘蔗制糖行业的现有水平,将国际清洁生产先进水平划分为Ⅰ级基准值,将国内清洁生产先进水平划分Ⅱ级基准值,将国内清洁生产基本水平划分为Ⅲ级基准值。评价指标权重值是根据该项指标对甘蔗制糖企业清洁生产实际效益和水平的影响程度大小及其实施的难易程度,采用层次分析法来(AHP法)确定的,反映了该指标在整个清洁生产评价指标体系中所占的比重。该标准采用限定性指标评价和指标分级加权评价相结合的方法。在限定性指标达到Ⅲ级水平的基础上,采用指标分级加权评价方法,计算行业清洁生产综合评价指数。根据综合评价指数,将甘蔗制糖企业清洁生产水平等级划分为三级,一级为国际清洁生产先进水平;二级为国内清洁生产先进水平;三级为国内清洁生产基本水平。创新性和先进性:该标准评价指标选取和设置更为全面,与国家已有的清洁生产标准相比较,一级指标系统性更强,二级指标更为细化,基准值的设定更符合广西甘蔗制糖行业的实际情况,并具有一定的前瞻性,能在未来5-10年内有效引领广西甘蔗制糖行业清洁生产的发展。首次引进了限定性指标的概念,包括百吨蔗耗标煤、吨蔗耗新鲜水量、水重复利用率、吨蔗废水产生量、吨蔗COD产生量、吨蔗烟尘产生量、吨蔗SO<,2>产生量、环境法律法规标准执行情况、产业政策执行情况等,要求所有限定性指标满足最低等级的基准值要求后方可对企业清洁生产水平进行评定,所选取的限定性指标均为控制行业清洁生产水平的关键,从而能更有效的引导行业清洁生产发展。标准的适用性:该标准可应用于:广西甘蔗制糖生产企业的设计、生产、技术改造和管理;经济管理部门的产业规划与产业政策制订和技改项目核准;环保行政管理部门污染防治和环境管理;设计、科研、监测等机构的技术服务;清洁生产绩效评定与公告。应用及成效:该标准由广西壮族自治区质量技术监督局于2015年6月1日发布(标准号为:GB45/T1188-2015),于2015年7月1日起实施,应用情况有:广西103家甘蔗制糖企业深入应用该标准,有效指导了甘蔗制糖企业的清洁生产审核工作;多家企业和咨询机构利用该标准对自身清洁生产水平的进行评估,产生和筛选清洁生产方案,进而改善生产工艺、提升技术和装备水平、减少资源与能源消耗、减少污染物的产生与排放、提高产品合格率,促进资源综合利用与循环利用;环境保护厅、13个地市环境保护局等相关环境保护主管部门按照该标准要求督促指导甘蔗制糖企业开展清洁生产审核,制定技术升级改造方案,全面实施清洁生产,为行业相关环境管理工作提供重要的技术支撑;自治区发展改革委、自治区工业和信息化委、广西糖业协会等其它相关管理部门应用该标准编制行业相关发展规划、政策,推行清洁生产技术等。甘蔗制糖企业根据该标准开展清洁生产审核,在企业内部进行挖潜改造,采用先进装备和技术,可使企业获得节能、降耗、减污、增效的效果。据初步估算,若全区所有甘蔗制糖企业百吨蔗耗标煤和吨蔗耗新鲜水量指标均能完全满足标准的国内清洁生产基本水平时,累计可减少废水产生量1377.20万m<'3>,减少标煤消耗量6.1万吨,减少SO<,2>产生量4446.3吨,减少COD产生量823.5吨,达到真正意义上的节能减排,有效广西推动甘蔗糖业转型升级,广西实现甘蔗制糖业可持续发展,为建设美丽广西、创建和谐社会保驾护航。2016年12月,广西壮族自治区人民政府办公厅通报了2016年重要技术标准项目获选名单(文号:桂政办发〔2016〕162号),该标准被评为11项地方重要技术标准之一。
[成果] 1700450882 广西
TS2 应用技术 制糖 公布年份:2017
成果简介:课题来源:“淀粉糖生产线自动监控系统的开发”课题为柳州市科学研究与技术开发计划课题。由柳州市科学技术局以柳科技字〔2013〕第20号文件下达,合同编号:2013C030602。技术原理及性能指标:课题通过在淀粉糖生产过程中的各个环节,加装传感器检测温度、流量、压力值等关键参数,通过上位机系统对生产过程进行调节控制,建成了淀粉糖生产线自动监控系统。上位机系统具有压力、流量、温度值的实时监测功能,并形成实时曲线以及历史曲线可供查询,实现企业生产过程的自动化及信息化。提高了产品质量的稳定性,降低了能耗及劳动强度。压力、流量、温度值的检测误差分别在1%、1%、±2℃以内。上位机系统具有压力、流量、温度值的实时监测功能,并形成实时曲线以及历史曲线可供查询。研发的淀粉糖生产线自动监控系统已在柳州顺意来生物科技有限公司示范应用,生产线改造后节能降耗27%,产品合格率由原来的约92%,提高到了99%。技术的创造性与先进性:把淀粉糖生产现场的设备数据联网采集至上位机系统,生产管理人员可以实时监控生产中各个流程的现状,以便更好的管理和安排生产;生产信息化采集系统形成的生产数据库还可在日后做成专家库系统,形成淀粉糖专用的数据模型,方便生产管理人员对生产数据的查询以及对生产过程参数的优化。技术的成熟度,适用范围:针对企业的淀粉糖生产过程自动化程度低,控制调节不及时导致产品质量不稳定以及能耗偏高等缺点,通过在淀粉糖生产过程中的各个环节,加装传感器检测生产过程中的温度、流量、压力值等关键参数,对原来设备上的阀门以及各种执行机构,改造成能够远程控制的执行机构,上位机系统根据采集上来的各种参数,对比工艺要求通过远程控制方式实时的对生产过程进行调节控制,从而使得产品质量的稳定性得以提高,降低不必要的能耗及劳动强度,同时实现了企业生产过程的自动化及信息化。可推广到同类生产线应用。
[成果] 1700450450 广西
TS2 应用技术 制糖 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:“蔗渣木聚糖的清洁生产中试”是广西壮族自治区科学技术厅于2013年(桂财教【2013】48号)下达给广西植物研究所的科学研究与技术开发计划重大专项,项目合同编号为:桂科重1348002-5。技术原理:蔗渣的纤维素,木聚糖,木质素三大部分的含量分别在40-50%,25--28%,18-24%之间。将这些不同成分的分别利用,将会产生现有制浆、燃烧等单一利用方式所不可比拟的经济效益。然而,木聚糖提取过程需要消耗大量的碱,提取液中产生的污染物多、木聚糖的回收成本高、高品质木聚糖获取难度大,至今没有工业品上市。项目系统考虑了纤维质原料的综合利用和清洁生产问题,通过化工过程实现纤维素和木质素、木聚糖以大分子的形式进行分离,保留纤维素原有的造纸性能,并且有效回收碱。整个工艺在生产木聚糖的同时实现了三大有机物的高效分离,工艺过程无废渣、废弃和高污染污水的产生。工艺达到的性能指标:木聚糖对干料提取率20%;木聚糖达到的纯度85~90%;木聚糖白度80~82%;制品重金属、微生物符合食品标准;生产碱用量3.1%(对干料);水用量4吨/吨干料;乙醇消耗4吨/吨成品;木聚糖产品收率17~18%(对干料)。技术的创造性和先进性:该项目在木聚糖制备技术上具有以下特点:无脱木质素过程,减少环境有害物的产生;实现三大有机物以大分子态形式分离;解决膜分离技术难以在木聚糖制备上持久运行的问题,并实现碱的回收;大幅度减少有机溶剂用量;从技术上达到了生产过程无废渣、无废水、无废气水平。以上技术成果是以往报道不曾有的。技术的成熟程度、适用范围和安全性技术成熟程度:项目已建成年投料千吨的生物炼制生产线,生产线的运行可以为10万吨级的工业生产线提供数据和参数。适用范围:项目利用蔗渣生产木聚糖的同时并不损坏纤维素的造纸性能,并保留木质素作为大分子的应用特性。因该项目优先考虑与甘蔗制浆行业相结合,带动传统制浆造纸的产业升级,使传统蔗渣制浆厂转化为生物炼制工厂,实现三大有机物的分离和分别应用。安全度:项目所产出产品已通过所有相关毒理检测,并正在申报国家新资源食品原料程序中。应用情况及存在问题应用情况:木聚糖可以作为医疗、化工、食品进行应用。在食品领域,木聚糖是维持健康肠道微生态必不可少的发酵基质,现代粮食的精细加工导致木聚糖在膳食中的不足是引起的肠道菌群紊乱以及诸多代谢性疾病多发的主要原因。补充木聚糖是改善现代人类膳食结构失衡的必要途径。木聚糖具有巨大的市场消费容量。存在问题:木聚糖的生产工艺与现有制浆技术的对接,解决该问题才能完成木聚糖与制浆一体的产业化问题。
[成果] 1700450451 广西
TS2 应用技术 制糖 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:“蔗渣水解物同时生产木糖醇、阿拉伯糖的工艺研究”是广西壮族自治区科学技术厅于2009年下达给广西植物研究所的科学研究与技术开发计划项目(桂科计字【2009】92号文件),项目合同编号为:桂科攻0992022-2。技术原理:木糖醇是一种功能性糖醇,具有无龋齿、在人体代谢不依赖胰岛素的特性,在食品和医药行业已得到广泛应用。阿拉伯糖是一种稀有功能糖,可以预防肥胖、治疗与高血压相关的疾病,是良好食品添加剂和医药辅助剂,亦是生产抗肿瘤药物的中间体,有着重要的用途和广阔的市场前景,已被中国卫生部批准为新资源食品。木糖醇和阿拉伯糖的生产原料主要是各种废弃的农林残余物。在甘蔗渣中半纤维素含量约25%,经过稀酸催化水解,半纤维素水解为单糖混合物,单糖混合物中木糖约占80~85%,阿拉伯糖约占6~10%,经过生物的选择性发酵可以将木糖转化为木糖醇,而阿拉伯糖保持不变,发酵液中的木糖醇和阿拉伯糖再经过色谱的分离作用,二者分开,分别净化结晶,可以获得木糖醇和阿拉伯糖两种产品。项目的主要目标是从微生物代谢入手,建立选择性转化木糖为木糖醇,而阿拉伯糖不参与反应的生物化工新策略,形成利用蔗渣同时生产木糖醇、阿拉伯糖两个高附加值产品的新工艺,并将其推进到工业化的使用阶段。工艺达到的性能指标技术指标:发酵液木糖醇150~180g/L,阿拉伯糖≥20g/L。木糖醇生成速率9~10g/L.h,木糖醇转化率0.85~0.9。木糖醇回收率≥96%、阿拉伯糖回收率≥90%,产物纯度≥99%(HPLC)。经济指标:建立了清洁环保的甘蔗渣水解工艺和水解中试线,其中木糖对干料的提取率达到20%,水解罐规模为20m<'3>。建立了高效的木糖醇选择性发酵工艺和相配套的中试生产线,其中发酵罐规模为3T。建立了有效的糖醇分离工艺和相配套的色谱分离和结晶中试线,其中色谱分离装置日处理糖浆1吨,结晶罐规模0.4m<'3>,晶体离心机日处理1吨糖浆。技术的创造性和先进性:项目获得的成果,使甘蔗渣同时生产木糖醇和阿拉伯糖成为了可能,从产出上降低了成本,同时从工艺上进行大量的改变:将传统的液态水解改为干态汽爆水解,降低了消耗,减少了污染;以生物转化木糖代替传统的化学氢化生产木糖醇,能耗低,直接改变了水解液的组成成分,为实现两大产物的有效分离提供了可能;利用连续色谱分离技术使木糖醇和阿拉伯糖彻底高效分开,实现了高的回收率;建立了木糖醇和阿拉伯糖的结晶工艺,整个生产工艺节能无污染,克服了传统木糖醇、阿拉伯糖生产的弊端。技术的成熟程度、适用范围和安全性:技术成熟程度:该技术已经实现转让,并投产。适用范围:适用于秸秆稀酸水解物生产木糖醇、阿拉伯糖领域。安全度:项目生产的产品符合国家标准。应用情况及存在问题应用情况:项目确立的工艺,从技术上保证了同时产出多种产品的可能性,从经济上极大地降低了产品的生产成本,为扩大两大功能性物质在更大领域上的应用提供了可能。项目针对甘蔗渣进行的研究为今后该原料的利用提供了一条可行的方向,促进蔗糖产业的发展,也为其它原料的利用提供了有益的借鉴。存在问题:继续延长菌体持续发酵的时间以及提高木糖的转化率,以进一步降低成本。
[成果] 1800120583 湖南
TS2 应用技术 谷物磨制 公布年份:2017
成果简介:稻米的主要营养物质中淀粉约占90%,蛋白质约占8%,镉在稻米中主要与蛋白质结合,与淀粉结合较少,且镉在米粒中的分布密度由外向内呈减少的趋势。超标糙米物理打磨降镉关键技术研究项目的目标是探索湖南省主要水稻品种的最佳打磨降镉方案,提高超标稻米的物理打磨降镉效率,为产业化应用提供技术支撑。一、稻米打磨度与降镉效率的关系研究在农产品加工领域,稻谷分为籼稻、粳稻、糯稻三大类,粒型上可分为短粒型与长粒型两类。针对不同污染程度的长粒型和短粒型籼稻糙米,项目采用实验室小型砂轮精米机制取分级米粒,各级米粒打磨减重的目标为10%,打磨度=(打磨前重-打磨后重)÷打磨前重×100,总打磨度=(糙米重-打磨后重)÷糙米重×100。对获得的各分级米粒去除干净表面粉尘和机械带入的异物后,采用消解-石墨炉原子吸收法测量镉含量,分析各级米粒的打磨度与降镉率的关系。各分级米粒的整米率计算方法是以该级米粒中最标准整米粒为基准,达到该基准米粒长度三分之二以上的作为整米。项目对0.141~0.417 mg/kg区间的5个籼稻品种糙米,采用实验室小型精米机(20g/次)打磨制取总打磨度10.0~34.4的分级精米(图1)。镉含量分析表明,在同等打磨度时品种间的降镉效率不同,打磨度10.0时,降镉率最高的达到29.2%,当达到该机型极限打磨度34.4时,降镉率最高的达到59.1%,平均降镉率为45.2%。最初2级米粒的降镉效率(降镉率/打磨度的比)平均达到打磨度的2倍左右,3级以后降镉效率显著减小(平均约1.3)。每个品种的打磨度与降镉率之间均呈线性正相关关系。从线性回归方程得出低于0.26 mg/kg的超标糙米在打磨度10.0左右完全可生产达标精米。同时,打磨降镉效率较差的超标品种,当总打磨度达到34.4时,镉含量也可从0.417 mg/kg降至0.2 mg/kg水平以下。以图1所示米粒为基准测量各级整米率,结果显示打磨度增加整米率呈减少趋势,但各品种的1、2级米粒之间整米率无显著差异。综合来看,总打磨度19以内降镉效率高,对整米率影响小。二、最佳打磨工艺参数研究选择成熟度与米粒质地较好的长粒型和短粒型籼稻品种的去糙精米(打磨度9~10,12目筛去除碎米与胚芽等)为试验材料,采用处理能力30 kg/h的竖式钢辊小型精米机进行最佳打磨工艺参数研究。设计了25个流量与精白度变量组合水平,分别对短粒型和长粒型的普通精米进行打磨处理,根据打磨室容积及获得的进料速度、打磨时间、减重率、打磨度等变量数据,进行数学计算处理,得到在精米基础上进行打磨处理时的平均单位流量、单次减重效率、单次打磨度的最佳参数。短粒型的最佳工艺参数分别为11.6 kg/min/L、363.0 g/min/L和3.3,长粒型的分别为11.0 kg/min/L、226.4 g/min/L和2.3。短粒型与长粒型比较,最佳流量几乎相同,但单次减重效率与单次打磨度较高。三、物理打磨降镉技术的生产应用研究项目针对2个长粒型品种的普通精米(糙米镉含量分别为0.505mg/kg和0.558 mg/kg),采用120 kg/h卧式钢辊生产型精米机进一步实施打磨降镉试验,总打磨度达到15左右(以原糙米重量为基准),这2个品种的总降镉率均达到50%左右,经测算总能耗为36.4千瓦时/吨,处于国内精米制取与抛光加工工程的平均能耗水平。首次打磨度达到或超过上述最佳打磨工艺参数的2.3水平,但随后的单次打磨度逐步减小,单次减重效率显著降低,总打磨度15基本为该机型的打磨极限。进一步采用日处理120吨的生产设备(图2),对3个长粒型品种(糙米镉含量分别为0.526 mg/kg、0.552 mg/kg、0.570 mg/kg)进行打磨降镉试验。结果表明,打磨度为10.0时,降镉率最高的品种达到29.8%,与小试结果一致;总打磨度达到15左右时(基本到达该型精米机组打磨极限),3个品种的镉含量均降至0.4 mg/kg水平以下(达到美、日标准)。现阶段结论为:0.4~0.6 mg/kg区间的所有试验品种,不论竖辊、卧辊的何种打磨工作方式,何种功率的现有精米机械,在总打磨度15左右时,镉含量均可降至0.4 mg/kg水平以下,且打磨度与降镉率之间成正相关。2017年1月5日,科研、教学、生产等同行专家进行现场评议认为,对于0.2~0.6 mg/kg区间的镉超标糙米,物理打磨方法是一条安全、高效、低成本的降镉技术途径,建议进一步加大物理打磨降镉技术在生产上的应用研究与示范推广。但是,要将所有稻米品种的镉含量从0.6 mg/kg降至0.2 mg/kg水平以下,现有精米机械存在局限性,总打磨度超过12后,单次打磨的减重效率显著降低,同时对米粒特性的影响很大。今后应着重针对现有精米机械的打磨室、辊轮等关键硬件进行改良研究,并进一步积累和充实米粒特性的数据库。另外,在污染地区推广打磨降镉效率高的水稻品种,将会有效减少超标稻米的产出。四、影响打磨降镉效率的米粒特性研究从长株潭地区的浏阳市、长沙县、望城区、攸县、株洲县、宁乡县等水稻产区随机取样,获取2014年至2016年产的湘晚籼12、13、16、17、42号,创宇8、12、16号,99早677,湘早籼24、42号,黄花粘,农香25,华润2号等29个品种,共计54份试验样品。针对米粒形态采用游标卡尺测量米粒腰径和长度的三维数据,针对米粒腰断面采用SEM、碘染色-光学显微镜法等观察米粒组织结构特征,针对试验型精米机打磨制取的分级米粒和分级粉体采用消解-石墨炉原子吸收法测量镉含量,采用凯氏定氮法分析蛋白质分布特性,采用碱法洗提淀粉分析米粒淀粉含量分布特性,采用扫描电镜-元素能量场检测法分析包括镉等各种元素在米粒中的分布特性,系统积累稻米粒的形态、组织结构、主要成分分布和重金属元素分布特性等科学数据。研究认为,不同品种的米粒三维尺寸不同,在固定不变的打磨室、辊轮线速度下,单位时间内被打磨的次数、强度等有差异,是影响打磨效率的一个重要因素。从已测量的10个品种显示,短粒型与长粒型的三维比数据差异显著,但有例外,用三维积作为米粒三维特性指标比较合适。根据SEM观察,成熟度、过度干燥等对稻米胚乳组织造成的损伤影响明显,也是影响打磨效率的重要因素。另外,除有垩白的米粒外,成熟米粒胚乳部在没有染色时,几乎看不到任何组织上的明显差异,但通过碘溶液染色后,品种间的组织结构表现出显著差异。在已观察的20多个品种中,大致可分为年轮型、汉堡型、渐变型与嵌合型等4种类型(图3),而渐变型的品种占多数。同时通过物理化学的分析,进一步证明了米粒中镉元素、淀粉组分、蛋白质等成分是非均匀分布。每个品种的米粒有其独特的成分分布和结构特性。SEM-元素能量场定量分析技术也许是比较好的技术手段,可快速获取米粒中镉等元素的分布特性,减轻劳动强度、缩短数据积累时间,但很多的检测条件、参数需要进一步深入探讨。
[成果] 1700510230 河南
TS2 应用技术 谷物磨制 公布年份:2017
成果简介:1.所属科学技术领域:该成果属于食品科学技术领域。2.成果技术内容:河南作为粮食生产大省,小麦产量占到全国的1/4,先天具备产地加工等资源优势,在全国粮食加工业日益激烈的竞争环境下,小麦初级加工企业却处于“生产会赔钱,不生产就会赔掉市场”的尴尬局面;推进粮食加工企业转型升级,延伸产业链条,实现差异化发展,提升产品附加值是面粉企业破解发展困局的根本途径。课题组在河南省教育厅和郑州市政府的支持下,对小麦的精深加工关键技术及装备开展深入研究,创建了小麦高附加值加工技术体系,研发推广了功能淀粉加工设备。主要技术内容如下:(1)麦胚球蛋白方面:以脱脂麦胚为原料,采用盐-酶协同法提取技术、分子印迹纯化技术对麦胚进行功能蛋白制备,麦胚功能蛋白的纯度达92.14%以上,筛选出Wheat-globulin家族、Heat shock proteins家族、Histone家族等功能蛋白;构建了麦胚球蛋白数据库,鉴定与表征功能蛋白的理化性质和分子结构特征。从理论上阐述麦胚球蛋白的免疫机制:采用免疫抑制小鼠模型,从免疫系统的四个层次(免疫器官、免疫细胞、细胞因子和RNA水平)评价麦胚球蛋白的免疫活性,分析了典型功能蛋白结构特征与免疫活性之间的构效关系。(2)小麦抗性糊精方面:以小麦淀粉为原料,采用自行设计的均相脱支聚合机使淀粉在高温下解链脱支聚合,抗性糊精平均含量达90%以上,其纯度超过进口产品,达到国际先进水平。(3)小麦抗性淀粉方面:以小麦淀粉为原料,采用回转滚筒加热裂解直链淀粉双螺旋结构并短支化、耦合酶解脱支、缓慢匀速降温结晶等技术,制备小麦抗性淀粉,含量达到40%以上,达到国际先进水平。3.主要科技创新材料:成果分4个子课题,分别是“麦胚球蛋白分子印迹法筛选及免疫机制研究”(国内领先)、“麦胚球蛋白分离鉴定与构效关系研究”(国内领先)、“酸性捏合法制备抗性糊精技术”(国内领先)和“小麦抗性淀粉制备关键技术研究与示范”(国际先进)。成果以小麦精深加工过程为主线,发表核心期刊文章14篇、申请发明专利5项、已建生产线2个,获河南省工信厅科技成果一等奖1项、郑州市科技进步奖一等奖1项,河南省教育厅科技成果奖一等奖1项。4.成果经济效益与社会效益:相关成果技术在多家企业实现了产业化,直接产品4个,间接产品2个,产量超过1000余吨,产值2.15亿左右,上缴利税2650余万元,间接带动就业800余人次,展现了较好的经济效益。使小麦加工产业链延长,实现差异化发展。成果利用河南丰富的优质小麦资源优势及自身在小麦深加工方向的优势,开展粮食精深加工,利用科学技术研发和推广达到将当地粮食转化为高附加值的功能食品,提高粮食加工附加值,达到提高企业经济效益和增加农民收入的目的。
[成果] 1700510329 河南
TS2 应用技术 谷物磨制 公布年份:2017
成果简介:上世纪九十年代中后期,中国小麦连年丰收,全国小麦出现了阶段性、地区性、结构性“供过于求”,小麦主产区的许多农村又出现了新的“卖粮难”,农民种麦增产不增收,小麦生产效益下降。与此同时,市场急需的优质小麦却严重短缺,每年需花大量的外汇从国外进口。伴随着小麦高产之后出现的一系列问题,加快小麦品种和品质结构的调整步伐,不断提高小麦的市场竞争能力,促进小麦资源优势尽快转化为产品优势和经济优势,带动农业生产由数量型向质量效益型转变,是新时期农业生产发展必须尽快解决的一个重要课题。为此新乡市率先制定了《新乡市优质强筋小麦产业化经营工作意见》,(新乡市人民政府新政文[2000]157号)。延津在上级农业部门的大力支持下,先行先试,提出了“政府推动、农商联手、产销衔接、企业运作”发展优质强筋小麦新思路。在此背景下,项目组依托延津小麦资源优势,在国家、省、市多个项目的资助下,对“小麦供给侧结构性改革与产业提升模式”进行了研究,经过多年的探索与实践,使延津小麦由原来的普通小麦生产逐渐调整为无公害优质强筋小麦生产、绿色食品小麦生产、有机小麦生产,实现了区域化布局,规模化种植、标准化生产、产业化发展。先后集成了《无公害优质强筋小麦生产技术规程》、《绿色食品强筋小麦生产技术规程》、《有机小麦生产技术规程》等3个省级地方标准和2个市级地方标准。建成了无公害优质强筋小麦生产基地45万亩、绿色食品小麦生产基地45万亩、有机小麦生产基地2万亩;认证无公害小麦180000吨,绿色食品小麦50000吨、小麦粉7000吨、挂面1000吨,认证有机小麦10499.325吨。并探索出了“公司+专业协会+农户”的组织形式和“订单+现货+期货”的经营模式,有效的解决了订单生产中存在的一系列问题,实现了基地农户与产业化龙头企业的直接对接,减少了库存。以规模化小麦生产基地为基础,通过壮大本地农业产业化龙头企业,引进国内知名的食品加工企业,组建了“生产+加工+科技”为一体的延津食品产业园,园区入驻食品加工企业48家,小麦年加工能力突破70万吨,年产挂面40万吨、速冻食品25万吨,并成为国家级农业产业化示范区,获得国家驰名商标2个、省著名商标5个。实现了小麦加工制品的转型升级,形成了从田间到车间再到餐桌的“全链条、全循环”产业链。项目实施以来,共取得省、市地方标准5项;获得行业准入资质7项;发表论文4篇,出版专著1本。“延津强筋小麦”成为农产品地理标志产品;经国家质检总局评估,“延津强筋小麦”区域品牌价值达17.55亿元、区域品牌年平均超额收益1.62亿元。2014-2016年,项目在延津累计推广面积315.9万亩,农民直接增收29226.2万元,企业增效8359.73万元。保护了农业生态环境,取得了显著的经济、社会和生态效益。
[成果] 1700240152 广西
TS2 应用技术 谷物磨制 公布年份:2017
成果简介:任务来源:“有机留胚大米加工技术的集成应用与示范”项目是广西大型仪器协作共用管理委员会2014年6月下达由广西壮族自治区分析试研究中心,广西力拓农业开发有限公司共同承担完成。项目任务书编号:14-87-01D 。项目总投资496万元,其中科技拨款22万元,单位自筹474万元。项目起止年限2014年6月至2016年6月。 应用领域和技术原理:通过有机稻米的生产研究,按照有机水稻生产标准选择产地,种植品种,综合运用多种技术方法保持土壤肥力、控制病虫草害,形成稻-鸭生态生产模式高效技术体系,培育利于留胚大米加工的有机稻米,对传统大米加工技术进行优化,建成适合该区特色香谷的大米留胚生产线,完成一套适合本地香谷的有机大米留胚工艺规程,为广西加工有机留胚大米企业提供技术支持,将香米提升到国内最高档次的留胚营养大米, 提高产品附加值和科技含量。 技术的创造性与先进性:有机稻“一稻两鸭”技术应用。稻鸭共作是是一种从日本引进的种稻新技术,是一项无公害的生产技术,近年来在中国南方地区不断推广。但通常是在稻生长后期收回鸭子,适当施加药物除虫。该项目引进与广西农科院共同研发的《有机稻“一稻两鸭”标准化高效栽培模式研究与示范》技术,后期继续投放鸭苗,实现了有机稻高效种植模式的推广应用。有机水稻的防虫病方法改进。近年来,中国利用生物多样性控制农作物病害取得重大突破。云南农业大学建立了利用水稻遗传多样性控制稻瘟病的技术体系,还发明了玉米、马铃薯与小麦、大麦物种多样性控制病害的专利技术。该项目在该基础上研究了的艾草、驱虫菊药材与水稻间种的生物多样性控制防控技术是国内首次。留胚大米生产工艺研究及标准制定。国内外越来越多的单位研制留胚米,但至今未实现工业化,商品化程度极低,主要是规模化生产很难达到加工留胚率80%以上。大多生产留胚米均需采用糙米为原料,且经后期微波、蒸汽等工序留存米胚,通过控制压力调节设备,事实上所描述的压力并没有可视的仪表控制,有主观作用,且工艺繁琐,能耗大。该课题研究的方法可以稻谷为原料,砻谷、二次碾白、除杂、色选连成一体,改进了碾米室外壳的孔径及温度控制系统,通过数显温度观察,调节加工速率,适合各种普通粒型的稻米加工,对于长宽比较大的有机稻加工也可实现80%的留胚率,低能耗、高效率、直观控制,为国内领先。同时针对广西地区实际情况制定了DBS45/031-2016《留胚大米》地方标准。 技术的成熟程度,适用范围和安全性:课题技术成熟,适用于有机稻的种植与留胚米的加工生产。 技术应用前景: 项目的实施,为广西留胚米生产树立了典范,随着广西地方标准《留胚大米》的实施,将引导广西水稻品种的种植结构调整,增种优质稻,减少和淘汰劣质品种,加快农业结构的调整,切实增加农民收入,因此,项目的建设对推动绿色、有机稻的发展,实现产业化生产具有极大的促进作用。该项目研究是结合广西地方大米品种的特点进行留胚大米的精加工,所形成的技术和工艺标准将非常适合该区各地推广应用,具有广阔的推广应用前景。
[成果] 1800120375 安徽
TS2 应用技术 谷物磨制 公布年份:2017
成果简介:我国黑小麦加工技术及产品研究还处于初级阶段,如何根据黑小麦所具有独特的营养保健等特点,以解决当前黑小麦“种植-面粉加工-食品制作”过程中存在的主要问题,推动黑小麦的开发利用。该项目拟对黑小麦加工技术进行深入地研究,以解决当前黑小麦产品加工过程中存在的主要问题,推动黑小麦的综合开发利用。创新成果:(1)黑小麦石磨制粉技术:该公司经过多次试验研究分析,以传统石磨工艺为核心,把现代技术的自动化、先进设备、以及完善的原粮质量控制体系融入到生产中去,石磨低温低速加工,充分保留了黑小麦中的蛋白质、硒、锌、钙、维生素等各种营养成分,而且人体很容易吸收。公司经过与安徽农业大学联合研发,研发新型的石磨制粉技术,采用工业化立式石磨制粉生产线,实施工业化石磨面粉生产。(2)挂面生产技术:在公司已有挂面生产的基础上,通过研究黑小麦品种籽粒质量性状与面条品质的关系,筛选出挂面专用黑小麦粉质量控制指标,确定了阈值范围。采用单因素分析和正交试验,确定配方,研发黑小麦挂面生产关键技术,提高黑小麦挂面产量和质量。(3)黑小麦麦片加工技术:采用全黑小麦制片,由于麦皮含有大量的纤维素,纤维、糊粉、一些矿物质,不经过特殊加工,难于咀嚼,不能被人体消化吸收,主要是增加饱腹感,另外,冲调时很难溶解。黑小麦麦片加工关键技术重点突破麦皮的膨化和溶解性,采用单因素分析和正交试验确定配方,通过膨化技术含水量调节,使纤维软化和不完全破碎,便于溶解消化吸收。成果创新点:(1)黑小麦加工采用石磨低温制粉技术,使面粉中的蛋白质、维生素,微量元素未被高温破坏,保留了黑小麦中的活性物质和营养物质,具有浓郁的麦香味。(2)对黑小麦生产工艺参数进一步进行优化,创新了连续真空和面技术和节能降耗干燥技术,采用单因素分析和正交试验,确定配方研发挂面生产关键技术,提高产品产量和质量。(3)针对黑小麦高蛋白、高膳食纤维、低脂肪、低热能,富含铁、锌、硒、碘或铬等微量矿质元素的营养特点,研究开发了黑小麦营养麦片加工技术,重点突破了黑小麦麦皮的膨化和溶解性。
[成果] 1800120573 湖南
TS2 应用技术 植物油加工 公布年份:2017
成果简介:蓖麻是我国的战略储备物资之一,蓖蔴油不仅在医药方面有很多用途,而且还是一种重要的化工原料。长期以来,由于缺少快速高效的理化性质检测方法,导致我国的蓖麻油萃取研究基础薄弱,而在具体的技术应用方面,一直缺乏有效的预榨和浸取设备以及高效的脱壳技术与装备,制约了蓖麻加工业的发展。同时,传统工艺缺陷导致蓖麻油脂及饼粕的产品性能差,使得蓖蔴油在应用方面也存在一定的问题。由湖南省林业科学院主持的林业公益性行业科研项目中青年专项“近临界流体萃取蓖麻油关键技术研究(201304608)”通过过程耦合和PLC自动控制技术,实现了油料液压冷榨制油技术的连续化,过程温度低于50 ℃,避免了螺旋压榨过程中局部高温(大于200℃)造成的热敏性物质失活及苯并(a)芘等有毒有害物质的生成,得到了高品质的油脂,减少了榨饼中蛋白质的变性程度。该成果的推广应用有效降低了液压制油过程中的劳动强度,为蓖麻籽高效制油提供了技术支撑,为高含油、特色油料的加工提供了一条有效途径。项目研制出螺旋式连续预榨制油设备1台,处理能力达25千克/小时,可实现蓖麻籽一次榨油后粕中残油率低于6%,初榨效率超过90%;开发出5工位自动化液压制油装备,实现了液压设备的自动化操作,处理能力为50千克/小时,初榨效率达70%以上。建立了10升/批次的近临界萃取蓖麻油的示范装置,可实现粕中残油小于1%。获得的蓖麻油经第三方检测表明,产品质量符合GB/T8234-2009中一级油标准。开发出“低温预榨-近临界流体萃取”联合制油新工艺1套,降低了制油过程中高温对蓖麻粕蛋白的破坏作用,增强了蓖麻粕的潜在利用价值,具有很好的推广应用前景。
[成果] 1800120590 江西
TS2 应用技术 植物油加工 公布年份:2017
成果简介:目前,人类食用的油脂主要是长碳链油脂(Long-Chain Triglycerides,简称 LCT),其脂肪酸碳原子数大于12。当摄入的长碳链油脂量超过机体代谢的需要,易出现肥胖症、高血脂、脂肪肝、高血压、脑血栓等疾病。寻找既能给人体提供必需能量又不会引起肥胖症和心血管疾病的油脂产品,是近二十年来食用油脂领域研究的热点。中碳链甘油酯,是指脂肪酸碳原子数为8~12的脂肪酸甘油三酯(辛酸甘油三酯、癸酸甘油三酯、月桂酸甘油三酯、混合中碳链脂肪酸甘油三酯及其混合物)。目前国内外已有一些关于辛癸酸类中碳链油脂功能研究的报道,发现辛癸酸类中碳链油脂具有降低血脂、快速供能且不在体内参与脂肪合成等功能。该项目组前期研究也得出上述结论。水酶法提取油脂技术的油脂得率低于92%,需要使用价格昂贵、使用寿命短的生物酶,生产成本过高,至今无法应用于工业化生产中。该项目组前期研究表明,水乳化萃取与破乳化分离组合提取樟树籽仁油技术的油脂得率达94%以上,符合绿色、环保、节能、高效的国家产业发展政策,且能够解决油脂产品中有毒有机溶剂的残留问题。 项目合作方新西兰天然药物研究所隶属于新西兰皇家科学院,专门从事真菌、天然植物和海洋生物等动植物中天然活性成分的研究和开发,在治疗糖尿病、心脑血管、肥胖等疾病药物及活性多糖的研究和开发方面处于世界先进行列。新西兰天然药物研究所自2007年开始与南昌大学食品科学与技术国家重点实验室合作,进行活性多糖及中碳链油脂方面的研究和开发,形成了良好的合作环境和稳定的合作与交流机制。2011年1月开始,南昌大学食品科学与技术国家重点实验室曾哲灵教授带领项目组与以Deming Gong博士为首的新西兰天然药物研究所科研团队合作进行了中碳链油脂的研究和开发。项目组对樟树籽仁油的安全性毒理学进行了研究和评价,发现樟树籽仁油为安全无毒的天然中碳链油脂。研究开发出“以水为溶剂、湿法超微粉碎乳化萃取与变温处理破乳化释放提取樟树籽仁油技术”,樟树仁油得率达到95%以上,开创了完全以水为溶剂提取植物油脂的历史。从樟树籽仁粕粉中选育出产中性蛋白酶活力较高,基本不产脂肪酶,适用于水酶法提取樟树籽仁油的解淀粉芽孢杆菌Z37,通过紫外照射与亚硝基胍复合诱变选育出产中性蛋白酶活力较高、基本不产脂肪酶、遗传稳定性良好的解淀粉芽孢杆菌Z37-6;研究开发出“湿法超微粉碎乳化萃取与解淀粉芽孢杆菌Z37-6产酶液破乳化释放组合提取樟树籽仁油技术”,樟树仁油得率达到95%以上。研究开发出“利用樟树籽仁油制备单中碳链脂肪酸甘油酯和中碳链脂肪酸聚甘油酯类食品乳化剂和防腐剂技术”,对单中碳链脂肪酸甘油酯、中碳链脂肪酸聚甘油酯的乳化和抑菌性能及其作用机制进行了测定分析,发现单中碳链脂肪酸甘油酯、中碳链脂肪酸聚甘油酯的乳化和抑菌能力强。研究了樟树籽仁油的生理功能及作用机制,发现樟树籽仁油可显著降低肥胖大鼠体内脂肪沉积,降低肥胖大鼠的血脂和血糖水平,提高肥胖大鼠的胰岛素敏感性,改善肥胖大鼠体内糖脂代谢。其作用机制为激活肥胖大鼠交感神经,加强肥胖大鼠脂肪动员和机体产热,上调肥胖大鼠脂肪代谢酶相关基因而加速脂肪分解,下调肥胖大鼠脂肪合成酶相关基因而降低脂肪酸合成,激活肥胖大鼠抗氧化酶系统而减少脂肪细胞炎症,为促进樟树籽仁油的高值化开发与利用奠定了理论和技术基础。研究比较了樟树籽仁油及其衍生物中的中碳链脂肪酸与普通食用油中的长碳链脂肪酸的体外活性,发现中碳链脂肪酸对肝细胞凋亡、损伤及细胞炎症应答都要弱于长碳链脂肪酸。中碳链脂肪酸通过抑制非酒精性脂肪肝细胞凋亡和坏死、炎症因子及氧化压力的产生来抑制肝脂变细胞的进一步损伤,中碳链脂肪酸通过下调脂肪生成基因、上调促进脂肪氧化分解基因来降低细胞内甘油三酯的沉积,改善肝细胞的脂肪变性程度。
[成果] 1800120701 山东
TS2 应用技术 植物油加工 公布年份:2017
成果简介:按照“水酶法提取小麦胚芽油中破乳的方法本方法”制备的小麦胚芽油品质好,呈淡黄色,澄清透明,具有小麦胚芽特有的香味,而且其回收率达到95-98%,小麦胚芽油中所含的棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸均较高,而且不饱和脂肪酸含量高达82%,对人体健康十分有益。成果独占性:该成果技术新颖,所得产品优势突出,难以复制,独占性强。成果盈利性:该成果开发了一种品质好、营养价值高的胚芽油产品,对促进人体健康十分有益,具有良好的市场接受度。成果持续性:研究团队均为科研创新型人才,有效保证了技术创新能力。成果先进性:该技术方法简单、易操作,所制备的小麦胚芽油品质好、营养价值高,具备较先进的技术水平。
[成果] 1800120705 山东
TS2 应用技术 植物油加工 公布年份:2017
成果简介:目前我国90%以上的花生油生产企业均采用热榨法,花生油热榨工艺过程中,花生组织中发生了美拉德反应,使制备的花生油具有浓郁香气。冷榨法营养物质含量高,但是制备的花生风味比较淡。为了解决现有技术提取的花生油风味物质的香气与热榨花生油的香气存在差异的问题,该发明提供了一种利用冷榨花生粕酶解生产花生油风味物质的方法;采用本发明的方法提取的花生油风味物质的香气与与热榨花生油的香气一致,满足了消费者的要求。包括下述步骤:(1)冷榨花生粕加磷酸缓冲液磨浆,得料浆;(2)将料浆的pH调至6.0-7.0,加CaCl2、6-10u/g的α-淀粉酶于85-90℃酶解10-30min,然后煮沸、冷却至65℃,再加糖化酶于60-70℃糖化1-4h,得混合液;(3)将混合液冷却至40-50℃、调pH至6.8-7.0,加中性蛋白酶酶解2-4h,得花生粕酶解液;(4)将酶解液的pH调至7.0-1-.0、过胶体磨,然后在60-100℃条件下浓缩至水分含量为4-10wt%,得浓缩酶解液;(5)浓缩酶解液于130℃-180℃反应2-4h;(6)然后用冷榨花生油萃取、过滤,得产品;CaCl2、α-淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶的用量分别为花生粕质量的0.2-0.3%、0.5-0.6%、2-3%、0.3-1%。冷榨花生粕为花生油冷榨工艺中所产生的花生粕。有益效果:该发明的方法制备的花生油风味物质是由花生中自身含有的氨基酸和还原糖发生美拉德反应而生成的,其香气与传统热榨工艺制备的花生油的香气无明显差异;采用冷榨花生粕做为原料,花生粕在压榨之后的脂肪含量很低,因此所制备的花生油风味物质中不含有机醛、有机酸等对人体有害的物质;采用α-淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶进行酶解使花生粕中的淀粉和蛋白质充分酶解,获得特定比例的还原糖和氨基酸,从而提高了花生油风味物质的产量;成本低,工艺简单。成果创新性:该项发明提供了一种利用冷榨花生粕酶解生产花生油风味物质的方法,与传统热榨工艺相比,制备的花生油的香气无明显差异,吡嗪类总含量略高、醛类的含量略低;花生油风味物质中不含有机醛、有机酸等对人体有害的物质;花生油风味物质含量更高,更容易被消费者接受。成果独占性:酶解工艺流程、酶解液中各种酶所占的比例以及酶解条件(时间、PH值等)技术都是独一无二的。成果盈利性:改项发明首次采用冷榨花生粕制备花生油风味物质,有效利用了冷榨花生油副产物,提高了花生的利用价值。成果持续性:研究团队均为科研创新型人才,有效保证了技术创新能力。成果先进性:该发明利用冷榨花生粕制备花生油风味物质,且产品风味更浓,口感更佳,更易被消费者接受。
[成果] 1700390103 青海
TS2 应用技术 植物油加工 公布年份:2017
成果简介:该项目通过选用青藏高原地区无污染的双低非转基因油菜籽,通过科学的贮存方法,二次脱皮技术、低温冷榨技术、双低菜籽脱皮冷榨制油工艺(专利工艺)进行处理。从而避免了该冷榨油毛油在精炼过程中与碱液,脱色白土,磷酸等的直接接触可能带来的污染和精炼时的高温对油脂可能造成的稳定性破坏,最大限度地保存了菜油的固有香味及各种其他脂溶性营养成分如维生素E、植物甾醇、功能性色素。为消费者提供了一种全新的、无任何化学试剂残留、高营养价值的绿色有机无污染的新油脂品种。成果达到国内先进水平。
[成果] 1700241129 广西
TS2 应用技术 植物油加工 公布年份:2017
成果简介:任务来源:《茶油绿色高效加工技术成果转化与产业化示范》为桂科计字〔2014〕125号文件下达的广西科学研究与技术开发计划项目( 合同编号:桂科转14125002-2),起止年限2014年1月至2015年12月。应用领域和技术原理: 应用领域:主要应用于国内中小型茶油加工企业。技术原理:针对油茶制取工艺落后的问题,开展绿色、高效茶油新型制取技术的研究并形成产业化应用示范。研究开发内容:为开展茶油高效压榨制取工艺以及低温选择性脱酸、静电滤油脱杂等物理精制技术研究,形成一套机械压榨取油、绿色精炼工艺和质量控制的高品质原味食用茶油的集成技术,在取得科技成果的基础上,进一步优化和完善技术工艺以及设备配套,实现茶油高效绿色加工产业化。路线:油茶籽—清理—脱壳—破碎—蒸炒—机械压榨—过滤—毛油—静电处理—冷冻—精滤—原味茶油-恒温静置-装瓶包装-产品。性能指标:建成茶油高效绿色压榨和物理精炼生产线1条,年规模生产能力2000吨;形成一套高效的较低压榨温度制油、绿色物理精炼工艺和质量控制的高品质原味食用茶油的集成生产技术及装备;产品质量符合国家压榨一级油茶籽油标准,并具有茶油特有的感官风味、滋味和色泽。技术的创造性与先进性:该工艺有以下特点:选择中温(105-110℃)进行密闭蒸炒和机械压榨,使油茶籽充分熟化,保证较好的出油效率,形成清新温和的茶油风味,减少维生素等脂肪伴随物的营养成分损失,减少3、4苯并芘的产生几率;通过采用密闭滚筒蒸炒、中温机械压榨、静电滤油去杂等绿色工艺的集成制油技术,得到高品质的原味茶油,生产既符合国家油茶籽油标准、又具有清新风味的原味山茶油产品,克服了传统精制茶油产品丧失茶籽特有风味的弊病,符合现代人回归自然的消费心理。应用情况及存在的问题:已经自身转化进行产业化应用,产品消费者口碑良好。今后措施:不断完善工艺和设备配套,积极推进项目成果产业化。 加强知识产权的保护力度。
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