“衣康酸清洁生产工艺的研究” 、“ 微生物几丁质酶的开发研究” 、
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一、 衣康酸清洁生产工艺的研究 该项目是山东省科技厅立 项的 博士基金计划项目。 研究小组经过近 10 年的研究和工程实践,将 发酵法生产衣康酸的研究不断深入,在精制衣康酸技术推广的同时,研究小组对衣康酸的清洁生产工艺进行了详细探讨,使衣康酸生产技术的进步更符合工业生产技术的需要,更符合国家的节能、减排、可持续性发展的产业政策。 本研究首先 根据国家清洁生产相关政策和法规,研究 建立了有关衣康酸生产的清洁生产评价体系,并原有衣康酸生产工艺的清洁生产水平进行评价,找出生产工艺对清洁生产水平影响比较大的问题,然后针对这些问题进行分析研究,提出改进措施及优化的方案,并对这些措施和方案的可行性进行了详细研究,将取得的研究成果应用于生产。生产实践证明通过对衣康酸生产工艺中制糖、发酵、提取各工序的改进使原料消耗降低、利用率提高,蒸汽消耗下降 50% 左右,电消耗下降 20% 左右,减少污水排放 40% ,生产成本降低约 20-30% 。 衣康酸生产技术清洁生产水平明显提高,同时获得显著的经济效益和社会效益。 鉴定委员会专家一致认为:该项成果填补了国内外空白,对提高我国衣康酸整体生产技术水平具有重要的应用价值,总体技术达到了国际领先水平。
二、微生物几丁质酶的开发研究 本项目为 2003 年山东省科技厅科技攻关计划。几丁质是自然界中最丰富的天然有机化合物之一,是由 N- 乙酰 -D- 葡萄糖胺( GlcNAc )单体通过 β-1 , 4 糖苷键连接而成的直链高分子化合物,性质稳定,不溶于水和一般有机溶剂,其应用受到限制,而几丁质的脱乙酰基产物 -- 壳聚糖以及几丁质和壳聚糖的降解产物性能独特,在食品、医药、化工、农业等领域用途广泛,市场前景广阔。目前,壳聚糖以及几丁寡糖等主要采用化学降解法生产,污染严重、产品质量不易控制,如果采用酶法生产壳聚糖和几丁寡糖类产品,则可以克服以上缺陷,符合国家产业政策和行业发展方向以及循环经济的发展要求,具有良好的经济、社会和环境效益。本项研究主要开展几丁质脱乙酰基酶和几丁质酶的研究开发。 本研究建立了一种操作简便的、准确、实用的脱乙酰基酶菌种筛选方法,大大降低了菌株筛选的工作量,增加获得高活性、高品质目的菌株的几率,具有重要的实践意义。应用该方法,本研究筛选到 两株产脱乙酰基酶 酶活力较高的 菌株 11-3 、 306-1 ,这两株菌经初步鉴定都属于红球菌, 这也是国内外首次报道产几丁质脱乙酰基酶的细菌菌株。 两株菌产酶性质相似,最适作用 pH 范围比较宽, pH7-10 都保持较高酶活力, 具有较好的研究开发价值和 工业应用前景。另外,本研究还筛选到 一株产几丁质酶菌株 L 012 ,并对其 产酶条件和产酶性质进行了初步,为进一步开展工作奠定基础。 专家鉴定结论为:该项研究筛选获得的产几丁质脱乙酰基酶红球菌在国内外尚属首次,建立的几丁质脱乙酰基酶菌种的筛选方法简便、可行,具有创新性,总体技术水平达国际先进。 三、 3- 羟基丁酮生产菌种的选育及发酵条件的研究 3- 羟基丁酮( acetoin )又名乙偶姻、甲基乙酰甲醇,具有特有的奶油香味,作为一种食用香料多用作奶油、干酪、咖啡的香味增强剂等,在食品、医药等行业具有广泛的用途。 目前, 3- 羟基丁酮主要通过化学合成生产。 3- 羟基丁酮是多种微生物的糖代谢的中间代谢产物,以糖质为原料利用微生物发酵可以生产 3- 羟基丁酮,与化学合成法及酶转化法相比,微生物发酵法生产 3- 羟基丁酮具有工艺简单、条件温和等优点。 本研究以实验室保藏一株少量积累 3- 羟基丁酮的菌株枯草芽孢杆菌 SFs-4 出发,采用紫外线、硫酸二乙酯为诱变剂单独处理及复合处理,选育获得一株高产突变株 SF-d31 ,采用气相色谱法及气质联谱法对突变株发酵产物鉴定结果表明,该突变株副产物少, 3- 羟基丁酮占产物的 95% 以上。通过摇瓶培养和自控发酵罐对突变株 3- 羟基丁酮的发酵条件和发酵过程控制进行了优化,条件优化后, 50L 发酵 发酵周期约 60 小时, 3- 羟基丁酮产率达 50g/L 以上,转化率 40% 以上,具有工业推广价值。 以葡萄糖为主要原料发酵法生产 3- 羟基丁酮,原料来源丰富,产品安全性高,国内外市场前景广阔,经济效益和社会效益显著。该项研究符合国家产业政策和行业发展方向,具有重要的研究价值。通过对提取工艺的进一步研究,可尽快实现工业化生产。 鉴定结论为:该项研究为进一步开展相关研究提供了技术依据,选育获得的高产 3- 羟基丁酮突变株 SF-d31 的发酵产率及转化率居国际领先水平。
四、雪蛤油深加工技术的研究 该项目为 2006 年济南市科技发展计划项目。雪蛤,学名中国林蛙,主要产于长白山区域,是中国仅有的珍贵补品,具有很高的食用和药用价值,亦有“产于北方的冬虫夏草”和“软黄金”之称。该项目主要以林蛙干制品为原料,获得雪蛤油及取油后的林蛙躯体干制品,再分别制成罐头食品、饮料和软胶囊食品。雪蛤油用弱碱液充分复水后,与食用胶溶液混合起来,形成均匀一体的悬浮状态,经脱腥、调味处理,杀菌制成雪蛤油罐头食品。取油后余下的林蛙躯体干制品在复水和蛋白酶水解后制得蛋白水解液经脱色、脱腥、浓缩处理后与细碎的雪蛤油混合经调配制成雪蛤王饮料。蛋白水解液浓缩至膏状后加入其他营养物质及玉米油乳化,然后采用先进的软胶囊制造设备制成雪蛤王软胶囊。该项目在国内首次采用酶技术等先进的生物工程技术和优良的配方生产出雪蛤系列产品(雪蛤油罐头、雪蛤王饮料、雪蛤王软胶囊),将雪蛤油的复水率由 40 倍提高到 70 倍,并解决了雪蛤油悬浮不稳定的难题,雪蛤利用率由 40% 提高到 95% 以上。该项目研究开发的雪蛤系列产品营养丰富,品种新颖、保健性强,为消费者提供了雪蛤系列新产品,符合市场需求,具有较广阔的发展前景和市场潜力,社会效益和经济效益显著。该项目正式投产后,销售点收入 2284.5 万元,利税总额 150 万元,实现利润 800 万元,产品受到广大消费者的好评,有很强的市场竞争优势。 鉴定结论为:其综合加工技术填补了雪蛤产品研究领域的空白,居国内领先水平。
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