全谷物生物加工研究进展与发展方向

全谷物因营养健康效应而得到世界的广泛关注,然而其不易加工和食用品质差等问题限制了全谷物产业的发展。目前,物理改良技术可以在一定程度上实现全谷物加工和食用品质改良,然而其在全谷物风味品质提升和营养组分留存等方面仍存在技术瓶颈。在此背景下,大量研究证实生物加工技术利用添加外源酶或改变内源酶活性来实现全谷物中功能性组分的分子结构和物化性质等调控,可以显著提高全谷物的营养品质和生物利用度,并有助于改善全谷物食品风味等食用品质。生物技术涉及发酵、萌芽、酶解等多种技术,被视为未来全谷物食品加工的主要品质改良技术。本文围绕生物技术在全谷物加工中的应用研究进行综述,重点介绍发酵、萌芽和酶解3种主要生物技术在全谷物加工领域的应用情况,阐述3种生物技术在全谷物及其制品的营养品质提升,食用品质改良和抗营养因子消减等方面的应用优势,并在此基础上提出未来全谷物生物加工的发展方向,以期为我国全谷物产业发展提供参考。

纺织品前处理中的生物加工技术新进展

纺织品的染整加工以高污染、高能耗和高消耗而著称,亟待进行绿色制造的转型升级。生物加工作为一种节能环保的加工方式,是实现纺织品绿色制造的重要途径。近年来,以酶的应用为代表的生物加工技术一直是研究的热点。文中分别从概念、发展历程、生物催化剂种类与作用机理、加工工艺与影响因素、工艺特点与存在问题、发展趋势等方面,对生物退浆、生物精练、生物漂白、生物脱胶4类纺织品前处理中的生物加工技术进行综述。

生物加工对谷物中植酸结构及活性的影响研究

谷物中含有诸多对人体具有健康功效的营养和生物活性物质。植酸广泛分布于谷物中,是一种既对人体发挥有益功能活性,同时又干扰营养物质消化和吸收的抗营养因子。文章综述了谷物中植酸的分子结构、物化性质,以及在谷物中的含量与分布;从不利和有益2个角度描述了植酸的功能活性,比较了3种不同生物加工方式(生物发酵、萌芽和酶处理)对植酸活性的影响,并汇总分析了生物加工调控植酸水平对婴幼儿膳食、肠道微生态的影响及其在工业添加剂中的应用;对谷物中植酸的未来研究热点及发展方向进行了展望,旨在为谷物中植酸的进一步研究和开发应用,以及探索合理利用植酸的谷物加工技术提供参考。

聚酯生物加工技术研究进展

为实现生物加工高聚物的功能化和高性能化,需利用生物技术对聚酯进行亲水化处理。为此,综述了聚酯分解菌的选育现状、2种主要分解酶的特征,重点阐述了生物催化对聚酯结构性能影响的评价和分解产物形成的检测,总结了聚酯的生物降解过程,并展望了聚酯生物加工技术的发展方向。认为先进菌种选育、微生物培养和酶工程技术的应用,将有助于得到更高效和更具工业适应性的生物催化剂,形成具有应用价值的聚酯生物加工技术。

菊芋生料联合生物加工发酵生产燃料乙醇

[目的]在联合生物加工技术发酵菊芋生料生成乙醇工艺中,降低高浓度菊芋生料醪液的黏度,使菊芋发酵乙醇浓度达到或超过目前玉米乙醇的行业水平。[方法]利用马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus),通过添加辅助酶制剂、改变拌料水温及优化补料方式等方法,降低发酵醪液黏度,提高菊芋生料的浓度,从而提高发酵终点的乙醇浓度并缩短发酵时间。[结果]最佳工艺条件为:45℃水拌料,pH 5.0,添加0.10%酒精复合酶,发酵初始干粉浓度为240 g/L,分别在发酵12和24 h补料,菊芋干粉终浓度可达到300 g/L,发酵时间48 h,乙醇浓度达到91.6 g/L,乙醇对糖的得率为0.464,为理论值的90.6%。[结论]此工艺为菊芋乙醇工业化的生产提供了有利条件。

生物加工改进羽毛角蛋白营养价值的研究进展

羽毛角蛋白是一类有待开发的非常规蛋白质资源。文章从降解角蛋白的微生物种类,降解机制,角蛋白酶的性质,羽毛的生物加工途径以及生物加工在改进羽毛角蛋白营养价值中的应用等方面论述了这一领域的研究进展。

搅拌桨对菊芋联合生物加工发酵生产燃料乙醇的影响

利用马克斯克鲁维酵母,通过联合生物加工(CBP)技术发酵菊芋生料生成乙醇.在相同的发酵工艺条件下,分别考察四种搅拌桨对乙醇发酵的影响,包括发酵液的混合情况及乙醇浓度、醪液的黏度等参数的变化.结果表明:三叶推进式搅拌桨能够明显提高乙醇产量,并减少发酵液静止区的体积,拆除挡板更适合高浓度菊芋生料的发酵.发酵初始干粉浓度为201 g/L,补料后菊芋干粉终浓度达到273 g/L时,48 h乙醇浓度达到78.11 g/L,乙醇对糖的得率为0.440 7,为理论值的86.25%.此工艺为菊芋乙醇工业化的生产提供了有利条件.

资源生态化利用中的生物加工过程

自然的生态系统目前正受到现代生产方式的严重挑战,其结果造成能源短缺,资源匮乏,环境污染等问题,对人类生存构成危机。人类需要一种遵循地球生态系统规律的,自然与社会环境协调发展的生态化超现代化生产方式。其核心技术是资源生态化利用。对资源生态化系统中宏观的、介观的和微观的化学和生化过程问题进行初步探讨:宏观尺度上的生态平衡、物质与能量的循环转化,介观尺度上物种进化、繁殖与死亡,生物食物链的形成,微观尺度上生物体内代谢过程中的物质转化与传递等。资源利用生态化的基础是生物加工过程,因此实现资源生态化利用不仅要效法自然的生态系统,还要注重现代工程技术、现代生物技术在生态化系统应用中理论和技术的创新。合理利用生物加工过程可以解决人类面临的资源、能源、环境与健康等重大问题,并实现可持续发展。

生物催化与生物加工的发展和工业应用

综述了近年来生物催化与生物加工的研究进展,提出了根据生物催化剂的制备和催化过程的特点,将工业生物催化分成生物催化与能量耦联型和生物催化与能量非耦联型,通过这两类生物催化成功的范例以及研究进展,探讨了加速生物催化与加工工业化的途径和方法。

利用联合生物加工生产纤维素乙醇的研究进展

联合生物加工(consolidated bioprocessing)是将纤维素酶的产生、纤维素酶解、糖发酵全部同时在一个反应器中完成,整个反应过程由一种微生物或微生物集合体来完成。联合生物加工具有工艺简便、成本低、效率高等优点,被广泛认为是最优的纤维素乙醇生产策略,又被称为第三代生物燃料。本文介绍构建符合联合生物加工要求菌株的2条途径,第1类联合生物加工菌株改造纤维素酶生产菌,使其能够高产乙醇;第2类联合生物加工菌株改造乙醇高产菌株,使其能够分泌纤维素酶。本文还对联合生物加工候选菌株及其优缺点做了概括,为今后研究提供了理论基础和指导方法。

联合生物加工在生物质能源生产中的作用

生物质能源在保障能源安全方面正起到越来越重要的作用。联合生物加工相对于其它的生物质转化工艺具有明显的优势。菌株改造策略及酶-微生物协同机制的研究将推动联合生物加工的进一步发展。

联合生物加工工艺生产乙醇的研究展望

利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。来源广泛的纤维素将是很有潜力的生产乙醇原料。然而由于各种原因,当前乙醇生产成本较高,乙醇生产难以规模化。联合生物加工技术,一体化程度高,能有效降低生产成本,未来发展前景广阔。

基于生物加工的PET功能修饰的进展

PET材料的功能化和高性能化日益受到重视,生物加工是进行聚酯功能化改性及环保处理的一种有效方法。本文综述了用于PET生物加工的两种方式的特性及应用情况,着重介绍了3种不同形态的PET进行生物水解表面改性修饰的过程,以及PET的物理特征、结构和水解产物等对其表面改性修饰能力的影响,最后对聚酯生物加工处理的前景做了展望。

关于生物加工设备选型的探讨

近年来,生物反应器向着大型化、自动化发展。本文论述了生物加工设备选型的原则,以及对生物加工设备如何选用进行了探讨。

谷物制品的生物加工研究进展

谷物类食品含有丰富的碳水化合物、脂肪、蛋白质、膳食纤维等营养成分,在我国居民的膳食结构中占有重要的地位。已有研究表明,对谷物进行适当的生物加工处理会显著提高其制品的营养价值、增加其在人体的消化吸收利用率,并且能改善谷物制品的风味和食用品质、增强其功能活性。本文仔细研究了近年来国内外有关谷物加工的文献报道,分别从发酵、酶解和发芽三个方面系统总结了生物加工技术在谷物制品中的研究情况,旨在指导更深入的科学研究,促进谷物的精深加工和综合利用。

10种生物学学科类期刊的比较分析及《生物加工过程》办刊思考

分析了《生物加工过程》2009—2012年的计量指标,包括复合影响因子、复合即年指标、篇均被引频次、影响因子与总被引频次关系、h指数等,并与同属"生物学"学科、征文范围相近的其他9种期刊作比较,在此基础上,分析了《生物加工过程》办刊中的不足之处,为期刊的发展提供参考。

生物加工技术对水产品主要过敏原的致敏性消减作用研究进展

近年来,随着水产品的消费量不断增加,与其相关的过敏性疾病的发病率也呈逐年递增趋势,常见的过敏症状包括皮肤瘙痒、腹痛腹泻等,严重者会有生命危险。该文综述了酶改性、发酵、基因改良等生物加工技术及其优缺点,概括了利用生物加工技术消减水产品过敏蛋白致敏性的研究现状以及消减机制,以期为今后利用生物加工技术开发低致敏性水产加工食品提供理论指导。

生物加工方法制备雷达波吸收剂的前景探讨

隐身吸收剂是保证隐身综合效果的最核心技术之一,结合雷达波吸收剂的隐身机理和现有雷达波吸收剂的优缺点,探讨了生物加工方法制备雷达波吸收剂的可行性和可能的前景。

一体化生物加工过程生产乙醇的研究进展

一体化生物加工过程(consolidated bioprocessing,CBP)指通过对理想底盘微生物的开发和利用来实现一步转化木质纤维素为生物产品的生物加工程序。本文回顾了一体化生物加工过程的研究背景,简述了其开发理念和技术路线,全面综述了近年来该技术在转化木质纤维素生产二代生物乙醇研究中的不同策略及最新的研究进展。分析了CBP系统中自然菌株、重组菌株和共培养菌株在转化木质纤维素生产生物乙醇时的优点和瓶颈因素。研究了基因工程、代谢工程等工程手段和技术在克服此技术中的阻碍性因素及提升乙醇得率等方面的应用价值和潜力。最后,论述了组学及合成生物学等新兴生物技术对CBP生物乙醇的贡献和二代生物乙醇的商业化发展现状及CBP乙醇未来所面临的机遇与挑战。