落实“大食物观” 推动玉米加工产业提质增效--记“玉米加工增值关键技术研发与产业化示范”攻关项目

现如今,我们老百姓一日三餐的餐桌上都离不开玉米,如通过玉米初加工的玉米饼、玉米棒、玉米糊等,又如通过玉米精深加工的淀粉、葡萄糖、果糖、味精、柠檬酸等。玉米作为我国第一大粮食作物,占粮食种植总面积的35%,年产量约2.6亿吨。吉林省是我国玉米种植主产区,年产量达3000万吨,占全国总量的12%。玉米的加工又是我国粮食经济的重要环节,全国年加工玉米8000万吨,其中仅吉林省年加工就达1300万吨.

高稳定液态D-阿洛酮糖3-差向异构酶制剂研究

为解决D-阿洛酮糖3-差向异构酶(DAE)衰减过快、贮运成本高的问题,拟开发一款具有良好存贮稳定性的DEA液态酶制剂。以半衰期为评价依据,通过单因素试验筛选出对半衰期影响显著的4个因素,并进一步利用响应曲面法对酶制剂的配方进行优化。结果表明:稳定DAE酶制剂的最佳配比为0.1mol·L^(-1)CaCl_(2)、3.96%海藻糖、41.68%葡萄糖、29.32%PEG-400。在此条件下,半衰期为292天,与模拟理论值的相对误差仅为0.17%。通过工艺优化,将DAE的储存时间大幅延长,提高了酶制剂的贮运性能。

逆流浸泡玉米浆中微生物的变化及其作用研究

逆流浸泡工艺已被广泛应用于玉米湿法淀粉生产中。玉米逆流浸泡中微生物会不断生长、繁殖,代谢并产生活性物质作用于玉米籽粒,提高浸泡效果。但目前对玉米浸泡过程中微生物的变化规律及其作用研究不多。采集了中粮生化龙江工厂中两批6个不同时间段的玉米浸泡液(2、10、18、26、33和41 h)共12个样品,测定其有机酸组成、pH和细菌群落结构变化,浸泡液中的有机酸含量和pH都随着浸泡时间逐渐降低,乳酸含量从30 g/L左右(2 h)降低到<10 g/L(41 h),pH维持在4.0±0.2。整个浸泡过程中,乳酸杆菌属占绝对优势并在浸泡前期发酵产生大量乳酸,从2到41 h占比分别为95.8%,89.6%,76.1%,77.9%,52.2%和58.4%。芽孢杆菌属丰度从浸泡10 h开始上升并成为第二优势菌。

饲粮中霉菌毒素快速检测技术研究现状及发展方向

霉菌毒素的污染广泛存在,对饲料和粮食造成严重危害,给食品和农业造成巨大的经济损失,因此对霉菌毒素的监管也越来越得到重视。传统霉菌毒素检测方法虽然有着良好的重现性和准确度,但存在试验周期较长,实验过程相对复杂等缺点。霉菌毒素快速检测技术因检测较为快速、灵敏,且检测成本相对较低,实验过程简捷等特点,越来越被市场关注。文章就应用较为广泛的胶体金酶联免疫层析快速检测技术进行比较评价。

溶剂法浸提玉米纤维油的工艺研究

以脱淀粉玉米纤维为原料,采用溶剂法浸提玉米纤维油。以纤维油提取率为指标,在单因素试验的基础上,以正己烷为浸提溶剂,选取料液比、浸提时间、浸提温度为影响因素。通过正交试验优化玉米纤维油浸提工艺。结果表明玉米纤维油的最佳浸提工艺为:提取溶剂为正己烷,料液比为1∶16(g/m L),浸提时间为60 min,温度40℃,此时玉米纤维油的提取率为82.58%。

羊肚菌液体深层发酵工艺优化的研究

利用期望函数将菌丝体干重、胞内多糖、蛋白质及甘露醇含量综合为期望值Da,并以此作为实验的评价指标。应用Plackett-Burman设计对影响羊肚菌发酵罐液体培养条件的因素进行筛选,所选取的8个因素为发酵培养基初始p H、转速、发酵温度、接种量、通气量、发酵时间、种龄以及装液量。在得到装液量、接种量和初始p H为显著影响因素后,利用Box-Behnken设计深入优化。通过SAS Version 8.02软件对实验结果进行响应面回归分析,利用Matlab2012a软件对实验结果进行神经网络结合遗传算法分析,通过比较各模型Da预测值,即神经网络结合遗传算法分析结果,从而获得羊肚菌5L发酵罐液体培养最佳条件:初始p H6.83,转速200r/min,发酵时间4.5d,发酵温度26℃,接种量3%,种龄3d,通气量200L/h,装液量3.22L/5L。模型预测期望值0.5220,验证值0.4987,模型具有良好的拟合度及预测能力。

蒸煮法脱除玉米纤维残留淀粉的工艺研究

以单因素试验和正交试验对蒸煮法脱除玉米纤维残留淀粉的工艺进行优化,确定脱淀粉的最佳温度、时间、料水比。结果表明:脱淀粉最佳条件为将玉米纤维加水至料水比1∶17(g/m L),于120℃下蒸煮2 h,淀粉脱除率为89.06%。

中国玉米淀粉与淀粉糖工业技术发展历程与展望

淀粉和淀粉糖是一种重要的绿色基础性原料,除可直接应用外,还可以进一步深加工为变性淀粉、糖醇、氨基酸、有机酸、抗生素等多种商品,在食品、医药、化工、材料等诸多国民经济领域发挥着不可替代的重要作用。我国玉米淀粉和淀粉糖工业起步较晚,新中国成立后才逐步建立起现代化、机械化的生产能力,进入新时代以来,淀粉与淀粉糖行业面临着新机遇和新挑战,本文结合70年来中国社会和经济的发展,针对技术进步推动淀粉和淀粉糖行业发展的各个历史阶段,进行系统总结和经验提炼,提出行业发展的五阶段论,并对潜在的未来技术进步和行业发展做展望,以期为促进行业快速、高质量发展提供参考。

半干法生产磷酸酯玉米淀粉关键技术研究

以玉米淀粉乳为原料,磷酸盐复配剂为酯化剂,采用半干法生产磷酸酯玉米淀粉,考察不同浓度淀粉乳、磷酸盐复配剂加入方式、脱水干燥水分、反应温度、反应时间对磷酸酯玉米淀粉的取代度、应用黏度的影响,结果表明:淀粉乳浓度为42%、磷酸盐复配剂直接加入淀粉乳中、脱水干燥水分为17%的情况下,反应温度140℃,反应时间100 min,可制得取代度为0.055 3、应用黏度为620 cp的磷酸酯玉米淀粉。

玉米赤霉烯酮脱毒剂的应用分析与优化研究

玉米赤霉烯酮等真菌毒素严重威胁饲料安全和食品安全,脱除粮油加工和饲料生产过程中的真菌毒素具有重要意义。归纳总结了国内外广泛使用的脱毒剂产品,针对三种代表性产品M、B、A迚行玉米赤霉烯酮脱除效果评价。结果表明,3种脱毒剂在pH=7.0下的脱毒效果均好于pH=4.0。在pH=7.0条件下,添加量为2‰时,脱毒剂M、B、A的脱毒率分别为45.6%、30.7%和27.8%。然后对脱毒剂M的应用参数迚行响应面设计优化,当添加量1.8‰、孵育时间30.2 h、温度36.4℃和pH=7.0时,脱毒剂M对玉米赤霉烯酮的脱毒效率可达到61.2%。

复合酶系高浓度玉米淀粉乳液化工艺的研究

淀粉糖生产中提高淀粉乳的初始浓度,可以减少糖液蒸发过程的蒸汽用量,降低生产成本。但是提高淀粉乳浓度会出现糊化液化过程淀粉糊黏度过大,导致液化不充分、糖化得率低等问题。开发了一种复合酶系预处理工艺,可以有效降低高浓度淀粉乳液化过程的黏度,使液化可以顺利进行。在最佳预处理条件下,40%浓度玉米淀粉液化峰值黏度可有效降低55.4%,与正常生产中32%浓度淀粉乳的黏度持平,为高浓度玉米淀粉液化过程工业化提供了可能。

3-O-乙酰转移酶的表达及其酶活特性研究

将3个不同来源的3-O-乙酰转移酶基因转入大肠杆菌表达宿主,成功实现3种3-O-乙酰转移酶的异源表达,并通过诱导条件优化提高了可溶蛋白表达量。酶活特性研究结果显示,3种不同来源的乙酰转移酶在不同温度及pH条件下活性有着显著差异,其中Fo1TRI201最适温度及pH分别为40℃及pH=5.0,有着更强的温度及pH耐受性。最后在工业物料中考察了粗酶液的脱毒效果,通过向玉米浸泡液中添加1%的Fo1TRI201粗酶液,在40℃、pH=5.0条件下24 h可将玉米浸泡液中的DON从2000μg·L^(-1)以上降解至500μg·L^(-1)以下,降解率最高达82.64%,为呕吐毒素脱毒产品和技术开发提供了选择和参考,具有一定的商业应用价值。

高含量PLA薄膜的制备及性能研究

以Joncryl ADR-4370F(ADR)为增容剂,超细滑石粉(Talc)为成核剂,聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)通过熔融共混,然后挤出吹膜。对PLA/PBAT薄膜的热性能、结晶行为、撕裂断面形态、力学性能和阻隔性能进行了研究。结果表明,PBAT的加入改善了PLA的柔韧性。随着PBAT含量(40%~70%)的增加,薄膜的拉伸强度和模量降低,断裂伸长率大幅增加了。薄膜的氧和水蒸气阻隔性能受PBAT影响不大。ADR的加入使得薄膜材料的相容性得到了提高。

聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/二氧化碳基热塑性聚氨酯三元薄膜的制备与性能研究

用熔融共混法和挤出吹膜工艺制备了聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/二氧化碳基热塑性聚氨酯(PPCU)薄膜。用差示扫描量热仪(DSC)、力学测试、流变测试和接触角分别详细研究了PLA/PBS/PPCU共混体系的结晶性能、力学性能、流变学特性和亲水性。DSC结果分析表明PLA与PBS的结晶可互相抑制,共混体系总结晶度下降,有利于薄膜的韧性提高。力学结果表明PPCU对PLA改性效果好,显著提高其力学性能。而PBS的加入进一步改善了PLA的柔韧性,断裂伸长率更高,杨氏模量下降显著。PBS的加入使体系黏度降低,增加流动性。PBS对改善共混薄膜亲水性有一定作用。

响应曲面法优化赤藓糖醇结晶工艺

为了开发一套赤藓糖醇的结晶工艺,该文研究了包括晶种添加量、溶液初始浓度、结晶时间和结晶温度在内的4个主要因素对赤藓糖醇结晶收率的影响。然后根据单因素试验的结果,采用响应曲面法整体优化了赤藓糖醇的结晶工艺参数。响应面优化结果显示,水溶液中赤藓糖醇结晶的最优操作条件为,晶种添加量1.0%,赤藓糖醇溶液初始质量浓度550 mg/mL,结晶时间3 h,结晶温度-4.5℃。上述条件下,赤藓糖醇的一次结晶率为52.78%。该文得到的模型可以用来优化赤藓糖醇在水溶液体系中的结晶过程。该模型化的工艺获得了较高的赤藓糖醇结晶收率。

组合策略提高普鲁兰酶在枯草芽胞杆菌中的表达

普鲁兰酶(pullulanase)可催化支链淀粉、普鲁兰糖等多糖大分子中的α-1,6糖苷键水解,是最重要的淀粉酶之一。为提高普鲁兰酶发酵水平,该研究将Bacillus deramificans的普鲁兰酶表达于枯草芽胞杆菌WB600。首先考察了天然组成型、合成组成型、诱导型和自诱导型等强启动子对产酶的影响。结果显示,合成组成型P_(566)获得的普鲁兰酶活力达到58.1 U/mL,较优化前的启动子P_(43)提高96%。然后基于单因素和响应面优化确定了最佳培养基组成为:玉米浆14.8 g/L,蛋白胨7.3 g/L,葡萄糖17.5 g/L,Ca^(2+)1.2 mmol/L。在该条件下,重组普鲁兰酶活力提高至129.4 U/mL。在5 L罐中进行葡萄糖补料控制,重组菌发酵53 h后酶活力达到226.4 U/mL。研究结果为应用枯草芽胞杆菌生产普鲁兰酶提供了方法学参考。

玉米燃料乙醇低能耗工业生产新工艺

本团队研发的玉米燃料乙醇低能耗生产新工艺,采用了低温液化、浓醪同步糖化间歇发酵、三塔压差精馏与分子筛脱水工艺和全厂各工段的废热进行余热回收技术,目前已经成功应用于多家燃料乙醇生产企业。以黑龙江鸿展生物科技股份有限公司已经投产的30万吨级燃料乙醇工程项目为例,对比分析了新工艺与传统工艺在技术特点、能耗、产品质量等方面的差异。结果表明:与传统工艺相比,新工艺蒸汽消耗降低10.26%,工艺用水量节约28.09%,循环水用量减少11.11%,每生产一吨燃料乙醇折合可节约标准煤49 kg,每年可以为企业节约标准煤14700吨,节省燃料乙醇能耗成本约800万元;同时燃料乙醇和玉米酒糟(DDGS)的产品质量均符合国家标准,部分指标高于国家标准,如乙醇纯度达99.9%,甲醇低至0.01%,DDGS中粗蛋白质为26.1%,粗脂肪为10.5%,粗纤维为8.7%。

柠檬酸清液发酵的补料工艺研究进展

柠檬酸是一种重要的食品添加剂。微生物批次发酵是当前国内外柠檬酸企业的主流生产方式,而更高生产强度的补料发酵工艺开发逐渐成为行业领域的关注热点。本文分别对不同菌种发酵的补料工艺进行比较,从补料培养基、补料起始点、补料控制方式等角度介绍各自的补料工艺控制,为柠檬酸工业发酵的补料工艺提出可行性建议。

麦芽糊精的功能特性及其应用研究进展

麦芽糊精作为一种广泛应用的食品原料,不同DE值及分子量分布的麦芽糊精在稳定性、吸湿性、黏度、溶解性、甜度、渗透性等功能特性上有较大的差异。本文主要对麦芽糊精用作食品干燥助剂、包埋用壁材和提升蛋白功能特性三个应用领域的最新研究进展做了综述,重点分析了不同应用领域对麦芽糊精功能特性的不同需求,以期对麦芽糊精的推广应用提供借鉴。随着食品应用要求的提升,更专一化和定制化的麦芽糊精将成为研究的热点,本文也为麦芽糊精的深入研究提供了新的研究思路。

木质纤维素乙醇关键技术研究进展

人类社会对能源供给和环境保护的需求推动了燃料乙醇产业的快速发展。以木质纤维素为原料的第二代燃料乙醇已成为生物能源研究的主流。但是由于技术和经济性的限制,纤维素乙醇未能实现大规模商业化应用。与淀粉原料相比较,木质纤维素原料的预处理、酶解、发酵等重要环节尚有众多瓶颈问题亟待解决,需要持续的技术革新来降低纤维素乙醇生产成本。回顾了近年来纤维素乙醇生产工艺中关键技术的进展,以期为领域内研究者提供参考。