甘蔗多酚提取、纯化及生物活性研究进展

甘蔗是我国最重要的糖料作物,具有良好的营养价值、药用价值和经济价值。甘蔗中富含酚类物质,具有抗氧化、抗炎、降血糖等多种生理功能。本文重点综述了甘蔗多酚的提取方法以及新型提取技术在植物多酚中的应用,介绍了甘蔗多酚纯化方法的原理及特点,并对其抗氧化、降血糖、抗炎、抗癌、抗菌等重要生物活性的研究情况进行了阐述。总结发现甘蔗多酚提取纯化方法较为传统,虽然具有多种生物活性,但其活性作用机制尚未明晰,应关注甘蔗多酚提取纯化新技术以及活性机制研究,以促进甘蔗多酚的开发利用以及甘蔗副产物的精深加工。

“蔗叶替换蔗渣”入炉燃烧情况研究报告

广西作为全国最大的糖料蔗生产基地,甘蔗叶是主要的农作物秸秆资源。直接露天焚烧会造成严重的环境污染,因此需要开发更有效的资源化利用方式。甘蔗渣作为甘蔗制糖的副产物,目前大部分被用作制糖企业锅炉的燃料,相比于用于制备高档环保餐具,其资源利用价值亦不高。一方面是富余的甘蔗叶,存在合理化使用的压力;另一方面是高价值的甘蔗渣,需要节省使用,而“蔗叶替换蔗渣”入炉燃烧恰好能同时解决这两个问题。因此,本文针对广西区内的糖厂锅炉进行深入调研,充分分析“蔗叶替换蔗渣”入炉燃烧面临的问题以及探讨其中的效益,并提出推动蔗叶入炉燃烧相关的建议,旨在为政府及制糖企业开发蔗叶资源化利用提供参考。

基于非粮糖蜜的聚羟基脂肪酸酯发酵培养基优化与中试放大

为促进绿色生物基材料聚羟基脂肪酸酯(PHA)的发展,推进非粮糖蜜发酵等工艺标准化、规模化、绿色化运行,压缩PHA发酵成本,提高生产强度,该研究以盐单胞菌(Halomonos sp.)TD01为发酵菌株,基于非粮糖蜜原料发酵生产PHA。通过单因素试验和响应面法优化确定最佳发酵培养基配方,并调整补料培养基后进行中试放大验证。结果表明,生产PHA最佳发酵培养基配方为糖蜜添加量33.2 g/L,尿素添加量2.5 g/L,硫酸铵添加量2.2 g/L。在此优化条件下,PHA产量为3.12 g/L。通过2 L扩大发酵罐培养得到PHA总产量达到67.36 g/L,较优化前产量增长142.13%;5 kL中试发酵得到PHA总产量为51.16 g/L,较优化前产量增长了83.90%。

1株甜菜糖蜜源高产胞外多糖明串珠菌的分离鉴定、发酵工艺优化及抗氧化活性研究

为挖掘甜菜糖蜜中高产胞外多糖乳酸菌菌种资源,对分离自甜菜糖蜜中的1株产胞外多糖菌株M1进行分类鉴定,分析其生长特性;采用单因素试验结合Box-Behnken响应面法优化该菌株利用甜菜糖蜜作为底物发酵胞外多糖的发酵工艺参数,并对提取的粗胞外多糖的抗氧化活性进行分析。结果表明:菌株M1为明串珠菌属的苏奥古姆明串珠菌(Leuconostoc suionicum),其延滞期短(仅2 h),最适生长温度为35℃,最适pH值为8.0,最高可耐受质量分数为60%的蔗糖;优化后的胞外多糖发酵培养基为甜菜糖蜜300.0 g/L,酵母粉20.0 g/L,K 2HPO_(4)·3H_(2)O 15.0 g/L,MgSO_(4)·7H_(2)O 0.2 g/L,NaCl 0.01 g/L,CaCl_(2)·2H_(2)O 0.01 g/L,MnSO_(4)·4H_(2)O 0.01 g/L,FeSO_(4)·7H_(2)O 0.01 g/L;最优发酵工艺参数为装液量200 mL/250 mL、接种量5%、初始pH值8.1、发酵温度38.5℃、发酵时间41.1 h,此条件下的胞外多糖产量最高,为39.1 g/L;菌株M1所产胞外多糖具有良好的抗氧化活性,质量浓度为6.0 mg/mL的胞外多糖对DPPH自由基、·OH自由基和ABTS+自由基的清除率分别为70.25%、47.16%和35.92%,对Fe^(3+)的总还原力为0.42。菌株M1能够利用甜菜糖蜜发酵生产具有较好抗氧化活性的胞外多糖,在生物转化甜菜糖蜜生产功能性胞外多糖产品方面具有良好的应用前景。

甘蔗渣纤维素纳米纤维的制备与表征

以甘蔗制糖废弃物甘蔗渣为原料提取甘蔗渣纤维素(sugarcane bagasse cellulose,SBC),在羧基化预处理的基础上,通过高压均质制备甘蔗渣纤维素纳米纤维(sugarcane bagasse cellulose nanofibers,SBCNFs),对其结构性质进行表征,并探究SBCNFs悬浮液的流变行为。Zeta电位检测结果表明SBCNFs表面带负电荷,透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)结果显示SBCNFs呈纤丝状,直径为3~10 nm,长度为1000~2000 nm。傅立叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和X⁃射线衍射(X⁃ray diffraction,XRD)分析结果表明羧基化预处理使SBCNFs表面成功接枝上羧基,其中羧酸根以羧酸盐的形式存在。与SBC相比,SBCNFs的纤维晶型结构没有改变,仍保持纤维素I型结构,但是其结晶度指数由32.62%增加为71.37%。热重(thermogravimetric,TG)分析结果表明SBCNFs热稳定性高于SBC。流变测试结果表明,随着SBCNFs悬浮液浓度提高,其黏度增大、剪切变稀行为增强,在线性黏弹区域内(应力<10%),储能模量(G')大于损耗模量(G″),弹性行为主导,SBCNFs悬浮液表现出固态的性质,且具有较好的触变恢复性。综上,所制备的SBCNFs具有纤维结构且具有较好性能。

SSF法培养马克斯克鲁维酵母高产细胞和乙醇的工艺初探

为开发生物能源,使用马克思克鲁维酵母发酵甜菜产生酵母细胞数及乙醇,由系列单因素试验及部分析因试验初步确定发酵条件。结果表明,马克斯克鲁维酵母自身具备纤维素酶和木质素酶活性,在额外添加0.1%纤维素酶、5 g/L氮源尿素,同时采用SSF法和分批补料,摇床速度210.7 r·min^(-1),CaCO_(3)添加量5 g/L,高密度培养的条件下,酵母细胞数和乙醇产量可达到一个平衡的较高值。

甘蔗糖厂三废资源化治理历程

概述总结不同时期甘蔗糖厂三废资源化治理情况,重点从废水、废渣和废气的排放与利用来分析资源化途径,从而提出节能减排措施,主要包括动力、电力和酒精节能,糖厂和酒精厂节水等方面的措施。最后,总结三废资源化治理的成效和经验。以供业界相关科研和生产及管理人员参考,作进一步有效利用或研究。

我国甘蔗综合利用的发展历程及经验教训

首先介绍新中国成立前我国甘蔗综合利用的情况;再重点介绍新中国成立后,我国甘蔗综合利用逐步向广度和深度发展的历史过程,20世纪70年代末由于重视环境保护和清洁生产,将“三废”变为资源加以治理;最后总结70年来随蔗糖产业发展的起落,我国甘蔗综合利用发展的经验与教训。以期供业界有关人士作参考,助力我国糖业承前启后,开创未来,在甘蔗综合利用方面更进一步。

蔗糖的功能性质

蔗糖是普遍存在于植物中的一种二糖,是关系国计民生的重要战略物资。作为生命基本物质的糖类分子,其提供能量和具有甜味的生理特性是人们最关注的性质。此外,由于蔗糖的结构特点,其衍生物在医药、食品相关领域发挥着重要的基础作用。为更好地了解蔗糖在食药领域的应用情况,以期大众能科学认识食糖,介绍了蔗糖的代谢过程、医用历史、药用现状以及食品效用,总结了以蔗糖作为原料生产的药物、药用辅料、食品添加剂、营养强化剂、益生元等基本的应用情况。最后,整理了权威机构的糖摄入量建议,旨在引导民众合理消费食糖。

膜法红糖加工中纳滤甘蔗植物水品质的分析

为研究零添加膜法红糖加工过程中纳滤透过液(甘蔗植物水)的品质状况和开发利用价值,试验以红皮果蔗和新台糖22(ROC22)为原料,在800、50 nm两级陶瓷膜串联清净的基础上,采用250 u卷式膜进行纳滤浓缩,对得到的甘蔗植物水的理化指标、营养指标和挥发性香气成分进行分析比较,并采用营养质量指数(index of nutritional quality,INQ)法进行营养质量评价。结果表明,两个不同品种的甘蔗植物水中均不含蔗糖,均有蔗汁的特征香味,与蔗汁共有的挥发性成分占蔗汁总挥发性成分的50.00%和60.61%;挥发性成分以醇类最多,相对含量较高的有异辛醇、2-庚醇、1-戊烯-3-醇、正己醇、(-)-异雪松醇;甘蔗植物水中检出14种以上的游离氨基酸,其中有人体必需氨基酸7种,含量占游离氨基酸总量的66%以上,苏氨酸是其中的重要氨基酸,在两种甘蔗植物水中的含量分别为474.67和118.11 mg/L。甘蔗植物水中含有钾、钠、钙等7种矿物元素,其中钾的含量最高,分别达到907和525 mg/L,钾、铜元素的INQ分别达到40和14以上,是人体钾、铜元素补充的优质来源。总体来看,基于零添加膜法红糖工艺的纳滤甘蔗植物水是一种富含营养成分的纯天然植物风味饮用水,具有较好的开发利用价值。

甘蔗制糖业副产物的综合利用

针对甘蔗制糖过程中副产物的产生及其特点 ,综述了国内外有关蔗渣、滤泥、糖蜜等糖厂副产物综合利用的最新研究进展和研究成果 ,以及糖蜜发酵乙醇后废醪液的治理工艺。

米渣酶解工艺及其蛋白等电点测定

以米渣为原料,按照生物酶工程技术,先对米渣进行适度酶解,确定用复合胰蛋白酶进行限制性酶解,其工艺条件为:酶量1%,温度50℃,固液比1∶5(W/V),pH8,酶解时间3h;利用酸碱沉降法对米渣酶解物的等电点进行了连续细化测定,其结果为:米渣蛋白液在不同pH下的沉淀曲线中出现两个明显波峰,说明至少存在两种不同等电点的蛋白质,在等电点为2.8时,其最大沉淀率和提取度分别为31.70%和19.02%;而在等电点为8.6时,其最大沉淀率和提取度则分别为17.78%和10.67%,该结果为进一步研究米渣蛋白的提取和改性工艺提供了重要的参考。

壳聚糖-聚酰胺法组合纯化甜叶菊废渣中黄酮

采用壳聚糖絮凝与聚酰胺吸附相结合的方法纯化甜叶菊废渣乙醇提取液中的黄酮,并优化该工艺的条件。以黄酮纯度为主要考查指标,通过单因素及正交试验进行分析,确立壳聚糖絮凝沉淀法纯化的最佳条件;通过研究聚酰胺粉对甜叶菊废渣黄酮的吸附解吸性能、吸附动力学及等温线、上样浓度、过柱的流速、乙醇洗脱浓度及流速等,建立聚酰胺柱层析纯化法的最佳条件。实验表明:壳聚糖絮凝温度35℃,p H=5,搅拌时间15 min,壳聚糖溶液加入量1.0 m L。聚酰胺吸附的上样浓度约为0.2 mg/m L,流速为1.5 m L/min,洗脱液为体积分数60%乙醇,流速为1.5 m L/min,最终黄酮纯度达到53.42%,为醇提物的6倍以上。

甜菜渣发酵生产果胶酶培养基成分的优化

以甜菜渣为碳源和诱导物生产果胶酶,通过单因子和正交实验对黑曲霉(Aspergillus.niger)HYA4固体发酵培养基成分及培养条件进行优化,考察了碳源、有机氮源、无机氮源、碳氮比、无机离子、料水比、通气量等对果胶酶产量的影响。结果表明,适宜的培养基组分为:甜菜渣5g、黄豆粉5g、NH4H2PO40.4%、FeSO4.7H2O0.05%、料水比1∶2。采用此优化的培养基,在250mL三角瓶中进行发酵,果胶酶酶活力可达5465.8U/g干曲。

微波辅助提取甘蔗糖厂滤泥中叶绿素的初探

初步探讨了应用微波从甘蔗糖厂滤泥中辅助提取叶绿素的工艺,结果表明,用5mL60%乙醇溶解5g干滤泥,650W的微波照射50s后加入50mL95%乙醇溶液于60℃下萃取30min,提取液中叶绿素含量达到45mg/mL。与传统提取方法相比较,提取率比传统方法的23.86mg/mL明显提高,提取时间比传统方法的4～12h大大缩短。

从甜菜粕中提取食用纤维和果胶的研究

甜菜废粕是量大而集中的甜菜制糖废弃物，由它制成的食用纤维具有高的持水性，有明显的降血脂、降胆固醇、降血糖作用，能大幅度降低膳食热量，是目前性能最好的食用纤维之一。本文介绍了甜菜食用纤维的提取工艺，性能测试，在保健食品中的应用及卫生毒理和临床研究结果。还研究了从甜菜粕中提取果胶的工艺（包括一种不使用酒精的果胶提取工艺）。

豆腐柴叶果胶提取液中果胶含量的快速测定

目的建立快速测定豆腐柴叶果胶提取液中的果胶含量的方法。方法采用咔唑硫酸分光光度法直接测定果胶提取液中的果胶含量,测定结果再用校正因子校正。结果校正因子为0.8551,本方法相对标准偏差小于3.5%,精密度、灵敏度较高。结论此法可快速测定豆腐柴叶提取液中的果胶含量,缩短了分析时间,有利于生产过程的控制。

甘蔗蜡皂化值的测定研究

分别采用国标法、电导滴定法、pH值滴定法测定甘蔗蜡的皂化值,探讨电导滴定法和pH值滴定法测定蔗蜡皂化值的操作条件,并对测定结果进行分析。实验结果表明,电导滴定法、pH值滴定法能有效克服甘蔗蜡自身颜色的干扰,测定结果准确可靠,具有较好的相关性。

利用甘蔗梢(叶)作牛饲料

阐述了我国利用甘蔗梢(叶)作牛饲料的概况及制备方法。在目前青贮的基础上对蔗梢(叶)进行进一步的微贮、氨化、与糖蜜蔗渣混配等方法处理后再用做牛饲料,将大大提高蔗梢(叶)的可消化性和营养价值,开发新的肉牛饲料资源,减少家畜对粮食和牧草的消耗,同时调节青绿饲料的余缺,是促进草食牲畜发展的重要措施。

甜菜压粕中果胶的提取工艺研究

探讨了料液比、提取温度、提取液pH值以及提取时间对酸提醇析法提取甜菜压粕中果胶得率的影响,结果表明,甜菜压粕中果胶的最佳提取工艺为:料液比1:20,浸提温度90℃,提取液pH 1.0,提取时间3.5 h;在最佳条件下,果胶平均得率为27.10%,用咔唑比色法测定半乳糖醛酸的含量为17.82%,果胶纯度为65.76%。