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[成果] 1900010217 吉林
TS235 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2018
成果简介:玉米是国内第一大粮食作物,其加工创收关乎2亿多农民的美好生活,是党和政府持续关注的重要“三农”议题之一。淀粉及其衍生物制造是玉米深加工的核心环节,是碳水化合物平台化、多元化发展的基础,是促进玉米消耗的主要方式。国内相关产业存在高污染、高能耗、高水耗等制约发展的瓶颈问题。针对上述问题,该项目历经16年持续攻关,实现了工业生产中玉米生物浸泡分离、系统节能、系统节水等绿色高效制造关键技术的突破,创新成果如下: 首创了“微生物-酶”协同作用的玉米浸泡分离新工艺。研制出具有自主知识产权的高性能产乳酸菌株Bacillus coagulans CGMCC6382与含纤维素酶和半纤维素酶的复配酶制剂,首次实现生物强化技术在淀粉生产中的工业化应用,解决了“化学-机械”浸泡分离常规工艺存在污染高、周期长的技术难题,使浸泡液SO2含量从2000-5000ppm降至800-1200ppm, S02用量减少了70%,浸泡时间从大于48小时缩短至36-40小时,大幅提高了生产效率。 首次集成了一套“热能梯度高效利用”节能新工艺。首次利用夹点理论对用能单元的换热网络进行能量集成,借助计算机技术对用能场景进行模拟,甄别出影响系统能量利用效率的单元;设计开发了具有自主知识产权的JMZ型废热降膜蒸发器、GZG型管束干燥机等五类相关单元的关键高效节能装备;通过在生产实践过程中不断验证和完善,形成了全流程能量高效利用的工艺。整套节能新工艺从设计和运行两方面共同实现了淀粉及其衍生物制造过程的能量高效利用,解决了常规工艺低品质废热和二次蒸汽低温热直接排空、无法回收再利用的技术难题,使淀粉和淀粉糖生产能耗分别下降48%和50%。 原创了“工艺水净化-循环套用”的节水新工艺。建立了混合整数非线性数学规划(MINLP)模型,指导生产系统水资源全过程优化利用;采用具有自主知识产权的特种卧螺分离技术和气浮分离技术,将工艺水中的固形物高效分离去除,首次将超滤膜技术应用于工艺水的净化,进一步提升了工艺水的质量,解决了常规工艺中工艺水无法替代新鲜水的难题;设计开发具有自主知识产权的环保型蒸发器,实现蒸发冷凝液对液化单元新鲜水的替代。新工艺使淀粉和淀粉糖生产水耗分别下降56%和63%, COD排放分别降低90%和63%。 项目成果先后在中粮集团等15家企业(行业前二十强)应用,近三年累计加工玉米4664万吨,新增销售额1078亿元,新增利润51亿元;累计节能(折标煤)623万吨,节水11363万吨,减排S028万吨、COD 55万吨、C02436万吨,促进行业快速绿色发展,践行了2017年中央1号文件关于“促进加工转化,加快消化玉米等库存”的指示。项目获省级科技进步一等奖3项、国内外授权发明专利13项、软件著作权3项、高新技术产品认定9项。中国淀粉工业协会(岳国君院士专家组)、中国节能协会、中国轻工业联合会(孙宝国院士专家组)先后评价该项目:“经济、社会、生态效益显著,应用前景广阔”,“节能、节水及污染物排放技术指标达到国际领先水平”,“整体技术达到国际领先水平”。
[成果] 1800270034 内蒙古
TS236.9 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2018
成果简介:该项目属于轻工技术领域,食品科学技术学科。 变性淀粉广泛应用于食品、化工、造纸等领域,市场规模达数千亿元以上。该项目针对变性淀粉基础研究匮乏、生产效率低、污染严重,糊精种类不足、应用性能差,功能性淀粉含量低、稳定性差等问题,在国家科技支撑计划、国家自然科学基金的资助下,开展了变性淀粉、新型糊精、功能性淀粉等系列变性淀粉的创新加工技术研究,并实现了产业化。 1.研究了变性淀粉影响食品组分(酪蛋白、肌原纤维蛋白、果胶)流变性、微观结构、电荷分布、粒径的规律,分析了食品组分/变性淀粉混合体系相行为及主导作用力组成,确定了变性淀粉的关键变性方式和理化指标,实现食品专用系列变性淀粉的定向生产,解决了酸奶乳清析出,肉制品持水性差,果酱冻融稳定性不足等问题。 2.研究了环境条件对脂肪酶催化活性及空间结构的影响,利用脂肪酶的耦合酯化反应,开发了丁二酸淀粉酯、醋酸淀粉酯、辛烯基琥珀酸淀粉酯等变性淀粉产品。研究淀粉酶在复杂环境下的抗逆规律,创制了酶变羧甲基淀粉、酶变辛烯基琥珀酸酐淀粉。酶法辅助生产化学变性淀粉克服了传统方法得率低、反应时间长、副产物多的缺陷。 3.研究了挤压机内高温、高剪切场对反应的动力学及均匀性的影响,形成了一步干法制备交联淀粉、交联辛烯基琥珀酸淀粉酯、十二烯基琥珀酸淀粉酯等变性淀粉的绿色快速加工技术,反应效率超过80%,产品乳化性、稳定性显著提高,减少了"三废"排放。 4.研究了咖啡豆源α-半乳糖苷酶的酶学特性并合成半乳糖基-β-环糊精,分析了普鲁兰酶逆向合成麦芽三糖基-β-环糊精规律,筛选化学合成羟丙基-β-环糊精的高效因子,制备了溶解性和包合性俱佳的分支环糊精。研究了糊精与聚乙二醇在水相中的竞争性溶解规律,发明了聚乙二醇逐级沉淀直链糊精组分的新方法,实现了11种直链糊精组分的规模化制备。首次采用两步法直接制备直链糊精,聚合度达30。分支糊精、直链糊精制备方法的发明,实现了新型糊精的精准生产。 5.研究高压均质协同酸水解剥离淀粉无定型结构形成纳米晶的反应历程。采用普鲁兰酶脱支和α-淀粉酶限制水解制备高直链化淀粉,研究低温-恒温加速高直链淀粉形成同质晶体机制,制备了高比例的完美晶体高直链淀粉。研究纳米晶干预淀粉晶体结构转化的过程,建立纳米晶、高直链淀粉与客体分子络合的分子机制。形成了高络合率、高含量、高稳定性的功能性淀粉制备技术,破解了慢消化淀粉、抗性淀粉生产周期长、含量低、耐热性差的难题。项目通过精准控制变性淀粉的理化特性,开发了可取代进口产品的系列变性淀粉,解决了限制行业发展的关键共性技术难题,促进了淀粉产业的发展。项目成果在内蒙古玉王生物科技有限公司等4家企业实现了产业化,新增产值超过13亿元,新增利税3.02亿元。项目形成自主知识产权,申请国家发明专利26件,授权18件;发表论文46篇,其中SCI论文23篇;培养研究生13名,企业技术骨干27人,技术培训1000余人。项目经济、生态和社会效益显著。
[成果] 1800130277 北京
TS214 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2018
成果简介:大豆食品产业是重要的传统食品产业之一,承载着中国千年文化和健康梦想,市场潜力巨大,2016年产值超过千亿。然而,中国大豆食品产业始终在低水平徘徊,加工技术与装备发展非常落后,从日本、欧美引进的技术装备至今也难以适应加工要求,大豆食品加工的成分提取和热处理核心技术始终未有突破。为此,该项目历经多年,深入挖掘传统工艺,系统开展了传统大豆食品加工理论和技术研究,突破了传统大豆食品现代化加工的技术瓶颈,创新了豆制品加工技术和装备,成果显著。 创新点1:提出了可有效促进豆香味形成的“浆料热分离-高温熟制-低温后熟”多环节热处理技术。针对大豆成分在提取过程中的形态转化及对风味改善作用条件尚未准确掌握的问题,明确了豆乳中存在的豆腥味和豆香味成分及其转化机制,提出了可有效促进豆香气形成的热处理技术,极大提升了豆乳风味品质和市场可接受性。 创新点2:提出了豆乳蛋白粒子结构模型和豆腐品质形成机理,开发了汽动微压煮浆技术和装备。针对各种热处理引起的蛋白提取率下降、豆乳易沉淀及凝乳品质不一等问题,发现了豆乳蛋白组分的热变性解离和热聚集规律,明确了7s、植酸等抑制蛋白热聚集、增强粒子稳定性和改变凝固速率的功能,首次提出了豆乳蛋白粒子结构模型和豆腐品质形成机理,填补了该领域的空白;开发了汽动微压煮浆技术和装备,有效抑制蛋白粒子热聚集,增强豆乳胶体的稳定性和豆乳凝乳的保水性,解决了困扰企业的“夹生浆”安全隐患问题,实现了不使用消泡剂、稳定剂等技术突破。 创新点3:提出了高浓度浆料二次逆流热浸提和热分离技术,开发了高蛋白营养豆乳和高保水性豆腐等系列产品。针对传统加工装备在固液(浆渣)热浆分离环节因物料状态变化造成流动性下降、网孔堵塞、分离效率下降,难以实现连续性精准控制和自动化加工等问题,以及开放式物料剪切、分离和输送过程混入大量气体带来氧化、热传递不均和大量使用消泡剂等技术瓶颈,提出了热浸提和热分离技术,开发了系列装备和系统,实现了高蛋白浓度浆料提取和热分离,减少了空气混入,提高了基料品质。 项目获专利14项(发明7项),制定企业标准2项,发表论文36篇(SCI/EI25篇)。该项目的设备应用企业近200余家,其中规模以上豆制品企业占全国20%,总经济效益超45亿元,使首都成为全国豆制品行业技术和装备的引领者。培育了知名豆奶品牌“豆本豆”,促进了传统大豆食品产业转型升级和中国豆奶饮品市场的繁荣,经济和社会效益显著。
[成果] 1900010527 湖北
TS253.4 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2018
成果简介:禽蛋是我国城乡居民菜篮子中的必需品,是必须保障供给的主要农产品。我国为禽蛋生产和消费大国,2016年产量超3100万吨,占世界43%以上。传统蛋制品历经千年演化,独具中国特色,占禽蛋加工品的75%以上,是百姓日常生活中喜食的食品及配料。但长期存在铅超标、腌液排放、泥糠保鲜、作坊式生产等重大问题。项目组历经20余年努力,彻底改变了行业面貌,实现工业化。 系统揭示了传质、凝胶与离子互作分子机制,攻克了无铅工艺技术,化解皮蛋铅超标带来的行业重大危机。依次揭示了腌液复杂体系多组分作用产生“腐蚀孔”、蛋清蛋白质分子碱解聚、碱凝胶和蛋壳气孔界面三维离子耳作分子机制,实现精巧调控使蛋白质凝胶稳定;建立“无铅工艺”技术,降低成本21.6%,铜含量降低29.7%,实现“工艺无铅”与低铜双重目标,产品符合GB2760、GB2762标准。 创建“淸料生产法”与腌液循环利用技术,显著推进行业减排降耗与绿色发展。传统蛋制品生产企业每年产生大量腌渍液。根据腌液成分化学反应演化过程,实现主要配料化学计量反应,精准投料,建立了无沉渣“清料生产法”,解决了腌液泵送难题,降低腌液成本和缩短腌制期各20%;以此建立腌液循环利用模式与技术,腌液成本降42%,企业减少腌液排放95%以上。 解析皮蛋壳斑点、咸蛋黄黑圈的成因,建立控制技术,创新保鲜材料与方法,实现了品质提升与物流减损的双重增效,揭示了皮蛋壳表面斑点元素种类、价态、结构特征、陚存状态,主成分为CuS;探明了定量依存规律,构建了抑制斑点形成的控制技术,斑点域降81%,次品率降18%;阐明了卵黄高磷蛋白结合铁在不同温度场迁移形成咸蛋黄黑圈的机理,建立了黑圈控制技术,黑圈面积降97%,且含盐量降20%;合成可重复利用和环境友好的5种复合催化剂,筛选含C16和CI8脂肪酸高的动植物油脂,依次实现酸到酯、醇的转化,原创环氧乙烷高级脂肪醇保鲜新材料;开发出多种保鲜新方法替代传统泥糠保鲜。 自主研发4类国产化成套生产线,促进行业由作坊式向工业化飞跃。攻克禽蛋个体差异太、蛋壳易碎等难题,自主研发品质识别软件,建立内外部品质在线动态无损检测方法,解决运动状态下精度与效率的矛盾,实现了原料蛋与产品智能分级;针对腌溃工艺机械化,开发出集参数检测、气液循环、多场调控于一体的多场耦合腌渍装置,缩短腌制期70%;发明了淋式自动涂膜装置;集成装备创新成果,攻克生产线过程控制难题,自主研发出国产化皮蛋、咸蛋、卤蛋、鹌鹑卤蛋4类机电一体化生产线。 授权知识产权109件,其中发明专利31件,软件著作权9件:制修订标准9项;鉴定成果6项,SCI/EI论文118篇,出版著作9部,研发新产品32种:无铅工艺皮蛋、新型咸蛋、卤蛋等产品遍布多省超市,研发设备被1500多家企业应用,推动传统蛋品产业工业化和快速发展。主要应用单位累计新增产值505亿元;获省科技进步一等奖、省技术发明一等奖、农业部农产品加工局2016年农产品加工业十大科技创新推广成果,取得了显著的经济、社会、生态效益。
[成果] 1700241122 广西
TS234 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:通常采用湿法和干法工艺制备醋酸酯淀粉。湿法制备醋酸酯淀粉反应时间长,后处理困难,反应效率、取代度低,环境污染严重。干法生产还存在着反应均匀性差、合成温度较高、产品取代度在0.1以下等缺点,不利于工业化生产。微波法制备的产品取代度低、不易控制,只能存在于实验室小规模制备。该发明的目的是提供一种用球磨机为机械活化固相反应器来干法制备一种醋酸酯的新工艺,简化生产过程,提高醋酸酯淀粉的取代度,满足纺织工业对醋酸酯淀粉的需求。技术原理及性能指标:技术原理:该发明采用淀粉为原料,醋酸酐为酯化剂,在球磨机作为反应器的条件下,对淀粉进行酯化改性,制备醋酸酯淀粉。通过边机械活化边干法反应的方法,使预处理与反应同时进行,不仅破坏了淀粉的晶体结构,增加了淀粉的无定形区,提高了淀粉的反应活性,而且使处理过程产生的活性基团都能参与反应,可以在温和的条件下合成的醋酸酯淀粉。通过一系列的工艺方法及对控制参数的优化,不仅制得醋酸酯淀粉的取代度可达到0.1~0.18,提高了后续纺织品上浆的质量和水平,并且可以简化操作过程,降低生产成本,工艺简单且环保。性能指标:产品取代度最高可达0.18,淀粉利用率达90%以上。技术的创造性与先进性:制备方法创新。通过边机械活化边干法反应的方法,使预处理与反应同时进行,不仅破坏了淀粉的晶体结构,增加了淀粉的无定形区,提高了淀粉的反应活性,而且使处理过程产生的活性基团都能参与反应,可以在温和的条件下合成的醋酸酯淀粉。机械活化与酯化反应同时进行,淀粉的反应活性得到提高,从而强化了淀粉的酯化反应,工艺简单,经济环保,使酯化产物取代度高达0.18。淀粉利用率达90%以上,应用范围更广泛。经区科技情报所查新,除该单位外未见国内有采用机械活化固相反应制备醋酸酯淀粉的方法的公开文献、专利报道。该项目技术达到国内领先水平。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该技术较成熟,应用于变性淀粉生产行业,安全、可操作性强。应用情况及存在的问题:应用情况:通过机械活化固相反应新技术手段,在应用实验指导下,顺利完成了产品开发,巩固和优化了生产工艺,使同类产品达到了国内先进水平。产品主要针对纺织工业用醋酸酯淀粉而研发,目标客户是国内外纺织行业,以稳定的质量赢得了客户信任,产品销量不断提高。存在问题:所用原淀粉质量波动较大,易造成产品批次不稳定;对设备有严格要求;纺织制品市场复杂多变,需要随时准备对工艺进行改进优化,使之更适合市场需要。历年获奖情况:无。
[成果] 1700440143 浙江
TS219 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:项目背景和研究意义:中国食用菌产业发展迅速。已成为世界食用菌第一生产国,出口国和消费国。食用菌生产过程中产生的废菌棒通常是丢弃河边或当柴烧,既造成了资源的严重浪费,又加重了环境污染。废菌棒中有大量的菌丝存在,而菌丝中含有较多的粗蛋白质和多糖等营养物质未被利用,具有较高的开发利用价值。香菇蛋白和香菇多糖在食品、高质量广谱饲料、医药、工业原料等方面都有很大潜力与应用前景。采用该项目建立的蛋白质和多糖提取技术和工艺,可从香菇废菌棒中提取蛋白质和多糖,降低提取过程的损耗和提高纯度,开发出具有重要功能价值和保健价值的香菇蛋白和香菇多糖产品。同时该项目如果产业化将为该省特色产业---食用菌产业的深度开发和区域经济发展带来较大的推动作用,具有明显的社会效益和经济效益。此外,还可实现废弃物资源的再利用和保护生态环境。废菌棒作为提取功能因子的原料加以利用,实行废物再利用,达到节能减排和废弃物的资源化循环利用。在城镇化不断推进,土地资源紧缺,环境保护日益受到重视,而食用菌产业成为促进本地农业增效、农民增收的地位日趋突出的大背景下,废菌棒开发利用对促进食用菌产业与环境和谐具有非常重要的意义。该项目紧扣绿色本地、生态循环、资源化利用的主题,研究解决该市食用菌产业发展和环境矛盾,应用前景将非常广阔。该项目以香菇废菌棒为材料,采用单因素实验和二次正交旋转组合实验对其蛋白质和多糖的提取纯化工艺进行了研究,建立了香菇废菌棒蛋白质和多糖提取的数学模型,以及高效的提取技术和工艺路线。该研究成果对香菇废菌棒多糖和蛋白的进一步开发利用及其他食用菌废菌棒香菇成分的研究提供了理论依据;为开拓废菌棒资源再利用新领域提供理论基础;填补废菌棒中蛋白质、多糖提取方法研究的空白,为大规模的工业化生产提供基础数据和技术参考;为其他农副产品的开发研究提供了理论参考。主要的研究内容:1.香菇废菌棒中蛋白质和多糖的测定方法建立;2.香菇废菌棒中蛋白质的提取、纯化及其理化性质、氨基酸组成的研究;3.香菇废菌棒中多糖的提取、纯化研究及其结构鉴定;4.建立香菇废菌棒中蛋白质和多糖提取的数学模型;5.基于香菇废菌棒为原料的蛋白质和多糖的高效提取技术集成研究。成效水平1.建立了香菇废菌棒中蛋白质的测定方法,香菇废菌棒蛋白质的最适提取方法为碱提法,通过单因素和二次正交旋转组合实验对其提取工艺进行了优化,建立了二次回归方程模型,模型拟合效果显著,其最佳提取工艺为:浸提料液比1∶47、浸提温度72℃、浸提时间104min,碱浓度0.11mol/l,浸提3次,蛋白质的提取率为6.575mg/g;在四种沉淀方法中,75%硫酸铵沉淀法效果最明显,所得到的香菇废菌棒蛋白质含量最多,为0.145mg/ml。2.建立了香菇废菌棒中多糖的测定方法,其最适提取方法为碱提法,通过单因素和二次正交旋转组合实验对其提取工艺进行了优化,建立了二次回归方程模型,模型拟合效果显著,其最佳提取工艺为:碱法的最优工艺为碱浓度为4.60%,温度为91℃,时间为3.7小时,液固比39:1,浸提3次,醇沉比例为4:1,多糖最高得率为66.14mg/g。香菇废菌棒最佳脱色方法为树脂脱色法,其最佳工艺条件为:717型阴离子树脂,浓度6%,温度45℃,pH5,时间3h,其脱色率为72.07%。3.综合以上实验结果,建立了香菇废菌棒蛋白质和多糖高效提取技术及最佳工艺路线。该项目充分利用本市食用菌栽培传统产业优势,为开拓废菌棒资源再利用新领域提供理论基础;填补废菌棒中蛋白质、多糖提取方法研究的空白,为大规模的工业化生产提供基础数据和技术参考,已发表学术论文6篇。
[成果] 1700240800 广西
TS236.9 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:技术领域:该发明属变性淀粉技术领域,具体涉及一种三重交联二元接枝共聚淀粉的制备方法。背景技术:淀粉经物理或化学方法引发,与丙烯晴、丙烯酰胺、丙烯酸、乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等单体进行接枝共聚反应,形成接枝共聚淀粉。 接枝共聚淀粉作为一种新型的淀粉衍生物,在高分子絮凝剂、高吸水材料、造纸工业助剂、油田化学材料、可降解地膜和塑料等多方面的实际应用中具有优异的性能,具有交联网络结构的接枝共聚淀粉性能更稳定,应用效果更优。近年来,国内外非常注重新型变性淀粉品种、新工艺的研究,在公开文献中也检索到与接枝淀粉、交联接枝淀粉相关的资料,然而接枝淀粉品种繁多,选择不同的接枝骨架、不同的单体、不同的引发剂、不同的试剂配比以及不同的工艺条件,可以得到性能千差万别的接枝淀粉;同样,交联方式也是多种多样的,交联剂的种类很多,交联剂官能团数目不同,交联淀粉的机理和效果也一样,选择不同的交联剂品种、不同的试剂配比、不同的工艺条件以及不同的接枝淀粉进行交联反应,可以得到交联形式多样、性能千差万别的交联接枝淀粉。技术内容:一种三重交联二元接枝共聚淀粉的制备方法。以原淀粉为原料,采用羧甲基化与氧化同时进行、二元接枝与双重交联同时进行、双交联二元接枝羧甲基氧化淀粉的再交联反应,共三步骤、七元变性方法相结合的技术方案,制备三重交联二元接枝共聚淀粉。该发明产品在分子结构上含有羧甲基、羧基、酰胺基、酯基、羟基等化学基团,同时又具有一定的交联度而形成了多维网状结构,赋予了接枝共聚淀粉更突出的成膜性、粘结性、吸液性、耐热、耐酸、耐碱、耐盐及耐剪切等多种功能特性,应用领域更广,应用效果更优。产品可广泛应用于石油化工、日用化工、农林、医疗卫生、环境保护等领域。 产品的主要技术指标:羧甲基取代度(DS)为0.050~0.25;羧基含量为0.1~5.0%;交联沉降积为0.3~1.0mL;接枝率为75~95%。技术的创造性与先进性:将羧甲基化、氧化、双重接枝、三重交联多种变性方法有机的结合起来,在淀粉分子结构接上多种化学基团,接枝多种单体并形成双交联的网络空间结构,赋予了接枝共聚淀粉更突出的成膜性、粘结性、吸液性、耐热、耐酸、耐碱、耐盐及耐剪切等多种功能特性。实现多种变性方法有机结合,工艺设计科学合理,通过调节工艺配方,可以得到一系列化学基团配比不同、交联度不同、接枝率不同、优势互补的三重交联二元接枝共聚淀粉,以满足不同领域、不同用途的需要。成果应用三重交联二元接枝共聚淀粉产品具有多种功能特性,可广泛应用于石油化工、日用化工、农林、医疗卫生、环保等领域。
[成果] 1700660077 内蒙古
TS236 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:该技术成果属食品加工的副产品加工与利用技术领域,具体为自然全降解淀粉餐饮用具研发及应用。该技术成果在总结现有淀粉深加工技术研究的基础上,研发出一种结构简单,使用方便的自然全降解淀粉餐饮用具,以马铃薯(玉米、木薯)淀粉为主要原料,以其制作成具有自然全降解、无污染、环保节能、可替代塑料一次性用品的优良特征。 该技术成果生产的自然全降解淀粉餐饮用具,其原料按如下质量百分比配比:淀粉68-75%、纤维12-18%、发泡助剂15-28%、脱模助剂7-13%。其工艺以淀粉作为主原料添加植物纤维形成混合原料;在混合原料中添加发泡助剂和脱模剂混合成产品原料;将产品原料加温到50-75摄氏度后,放入变速搅拌机搅拌20-35分钟,搅拌达成团的半成品原料;将半成品原料采用分料设备,分成成型需要的克重,装入模具,再经过定模成型设备高温压制成产成品。经委托内蒙古自治区科技信息研究所进行科技查新,确认:国内虽已见全降解淀粉发泡材料研发的报道,但未见有与项目所述原料成份及生产工艺相同的文献报道。 原材料选择及配方创新:该科技成果选用当地质优价廉的马铃薯淀粉和亚麻纤维为原料,均为可再生资源和可生物降解的有机作物,项目通过研究制定科学合理的原料配比,既保证材料及产品性能达到或超过同类塑料制品性能指标,同时实现其废弃物3个月全部降解为二氧化氮、水和其他低分子化合物,不仅不污染环境,还有助于挖掘利用当地种植业剩余产能,促进产业转化的物料循环利用,节本增效,促进地区循环经济发展,推动农民增收致富。 原材料前处理创新:通过对原材料-马铃薯淀粉和亚麻纤维进行改性处理,使其细度、结晶度、热塑性、流变性、耐水性符合工艺要求,从而生产出性能指标与塑料制品相媲美的一次性全降解淀粉餐饮用具。 填充材料选用创新:采用优质亚麻纤维作为填充技术,使产品质量、性能大为提高,并保障了产品的全降解性能,同时也降低了成本。 设备购置与工艺技术创新:采用全新的工艺,安装自动化生产线,有效控制工艺过程,适合工业化生产需要,保障质量,提高生产效率,降低生产成本。 项目技术难点在于选择质优价廉的原材料,通过改性处理、科学配比与控制温度、水分,提高产品的强度、热塑性、流变性、耐水性等,使产品使用性能达到或超过同类塑料制品,同时还要体现产品的全降解性能优势,使产品在自然环境下实现全降解,有较强市场竞争力。 运用全降解淀粉材料生产的产品主要应用于:快速食品包装盒,一次性餐具、杯类,各类商品包装等领域,应用范围十分广泛。 项目达产后,年可完成自然全降解淀粉餐饮用具500吨的生产任务,实现销售收入600万元,利税总额可达155.7万元,净利润达116.8万元,经济效益显著。
[成果] 1700240575 广西
TS235.2 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:课题来源和背景:该课题来源于广西自然科学基金面上项目。广西具有丰富的木薯淀粉资源,价格低廉,但广西的木薯淀粉加工主要是附加值不高的大宗变性淀粉产品。磁性淀粉微球是一种性能良好的生物基功能材料,具有独特的物理、化学和生物性质,使其具有一系列的优异性能,在生物医学、生物工程、生物分离工程,食品工业、制药工业和环保等领域具有巨大的应用潜力。国内的磁性淀粉微球处在研究试验阶段,尚未有产业化的规模。该项目研究木薯淀粉磁性微球分子链态及构效关系,研究木薯淀粉分子的分子量大小,链结构(直链,支链)等对淀粉磁性微球的粒径分布,表面形貌,磁含量,生物酶分离性能的影响。以木薯淀粉为原料,研究制备磁性淀粉微球的工艺,获得制备磁性淀粉微球的小试工艺参数和操作参数,以生物酶为分离目标模板,试制出亲和与分离性能优越的磁性淀粉微球产品。研究内容和结果:该研究的主要内容是:使用微波和超声波对淀粉进行活化处理,使淀粉结晶度降低,反应活性增加。以木薯淀粉、六偏磷酸钠为原材料,在微波-超声波场共同作用下进行反应制备交联木薯淀粉。对比共沉淀法和氧化法合成磁性粒子四氧化三铁,获得较优合成工艺。研究一步法和两步法工艺在淀粉分子中引入磁性粒子的效果,分别获得其优化方案。通过响应面法研究原料用量、交联剂用量、引发剂用量、反应温度、反应时间等因素对微球合成的影响,获得其优化方案,并对产品进行表征。对比原淀粉为原料和交联淀粉为原料对四氧化三铁含量的影响。将获得的木薯淀粉磁性微球用于木瓜蛋白酶的吸附分离研究,考察微球用量,温度,pH 值,时间等工艺条件对分离过程的影响,获得优化的分离工艺条件。将获得的交联木薯淀粉磁性微球用于对溶菌酶的吸附分离研究,并对其进行脱附,测其酶的相对活性。该研究的主要结果是:在超声波条件下,以不同溶剂和不同溶剂加水为分散介质处理木薯淀粉,PCS 结晶度有不同程度的降低。 获得改性淀粉的制备工艺:以木薯淀粉、六偏磷酸钠为原材料,在微波-超声波场共同作用下进行反应制备交联木薯淀粉。考察微波功率/超声波功率,淀粉质量浓度%,pH值,交联剂用量,反应时间对反应的影响。用一步法、两步法获得制备木薯淀粉磁性微球工艺,以交联淀粉为原料通过响应面实验制备磁性微球方案,产品磁含量为22.73mg/g。较木薯淀粉为原材料制备的产品磁含量2.8-18.5mg/g 较高。吸附等温式模型表明:磁性微球对木瓜蛋白酶、溶菌酶的吸附过程较符合Langmuir吸附等温模型。对溶菌酶脱附实验,解吸后的溶菌酶相对酶活范围为79.26-86.43%,活力保持范围较高。
[成果] 1800040266 广西
TS253.3 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:传统咸蛋腌制工艺的其中一种为盐水浸泡法,特别是盐水大池浸泡法,浸泡期间无法保持盐水温度的稳定,还因为盐水的含盐率受限于盐水比重下沉,造成各层级的盐水含盐率不均。由于咸蛋制品的腌制受温度和盐度的影响,其敏感性极高,在温度和盐度无法有效控制的情况下,会造成咸蛋产品咸淡口感不佳,导致品质不可控制,生产出的咸蛋制品含盐率不一致,无法统一进行产品标准化生产,销量受限。针对现有技术的不足,该实用新型所要解决的技术问题是提出了一种水温自动控制、盐度均匀性,可实现盐水蛋制品标准化生产的一体式液体温度、盐度含量率控制器。一体式液体温度、盐度含量率控制器,包括基于支撑板设置的搅拌装置和调温装置,所述搅拌装置包括安装于支撑板上受控间隔运转的电机和设于支撑板下方由电机带动的搅拌机构;所述调温装置包括安装于支撑板上的冷热压缩机组和设于支撑板下方受控于冷热压缩机组的螺旋管蒸发器,所述螺旋管式蒸发器对应于搅拌机构的搅拌区域设置;所述支撑板设于盐水池的水面上,搅拌机构和螺旋管式蒸发器置于水面下,所述螺旋管式蒸发器的水温管控区域内设有电加热温控装置。 该实用新型可有效控制盐度及温度,减少人力成本,产品出池率高,可达到产品标准化品质生产。一体式液体温度、盐度含量率控制器,包括基于支撑板设置的搅拌装置和调温装置,搅拌装置包括安装于支撑板上受控间隔运转的电机和设于支撑板下方由电机带动的搅拌机构;调温装置包括安装于支撑板上的冷热压缩机组和设于支撑板下方受控于冷热压缩机组的螺旋管蒸发器,螺旋管式蒸发器对应于搅拌机构的搅拌区域设置;支撑板设于盐水池的水面上,搅拌机构和螺旋管式蒸发器置于水面。
[成果] 1700440991 浙江
TS219 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:项目背景和研究意义:该省是香菇人工栽培的发源地和全国的食用菌大省,食用菌产值仅次于粮、菜、果,居全省种植业第四位。尤其是在世界著名的香菇发源地丽水市,下辖的龙、庆、景等9县市有8个县市的食用菌产值超亿元,全市食用菌产值约占农业产值的30%,全市农业人口214.13万人,人均创造食用菌产值803.76元。以香菇为主的食用菌是该市农民的主要收入来源之一,是山区农民脱贫致富的重要支柱产业。但随着原材料短缺、生产成本增加等因素的影响,原来主要以原材料销售来获取效益的发展方式,限制了食用菌产业的更好发展和转型升级。因此,对香菇等食用菌进行深加工,提高其附加值,变得十分迫切,对于产业转型升级、增加企业效益及菇农收入,都具有重要意义。与此不对应的是,该市食用菌的深加工及综合利用方面却十分薄弱,不仅落后于世界先进水平,也落后国内的一些发展较快的一些省份(如福建省),同时也严重滞后于食用菌自身的发展需要,与食用菌大省的地位极不相称。食用菌商品还是主要依靠干、鲜品直接销往国内外,只有极少量的食用菌经过深加工(生产食用菌多糖粗提物等)后销售,而高附加值的高新技术产品几乎是空白,如一些治疗癌症的多糖针剂,主要还是依赖进口。如能大力发展香菇加工业,对其进行全利用,不仅能延长香菇的产业链,提高香菇的附加值,保护农民的生产积极性,还对推动丽水工农业、特别是农村经济发展,加快山区人民的脱贫致富的步伐均有重要现实意义。因此,加快科技创新,用新型工业理念和高新技术去提升发展传统食用菌产业,提高食用菌产品加工装备与精深加工技术水平,推进食用菌产业化经营,壮大产业集群,巩固该市食用菌产品在国内外市场的优势地位,确保食用菌产业的可持续发展,不但对菇业增效、菇农增收具有重大现实意义,而且事关该市和谐社会建设和全省农业现代化能否实现这一大局。研究内容:1.在应用引进成果食用菌全利用技术工艺方法的基础上,进一步试验确定在产业化生产条件下的香菇多糖、香菇膳食纤维以及香菇精、香菇嘌呤、香菇多肽的生产工艺技术参数,研究建立起适宜规模化、工厂化生产要求的香菇有效成分全利用加工技术体系。2.对现有食用菌多糖提取加工生产线进行技术工艺改造,使其能满足香菇有效成分全利用产业化生产的技术要求,形成年加工100吨香菇原料、产50吨香菇多糖、香菇膳食纤维及香菇精、香菇嘌呤、香菇多肽等精深加工产品的生产能力。3.开展香菇有效成分全利用加工技术工艺的转化应用,实现规模化生产,进一步熟化项目技术工艺。4.制定香菇有效成分全利用技术工艺规程和规范化、产业化生产的HACCP技术体系,提高香菇有效成分提取加工产品的质量安全水平,并在协作单位进行香菇有效成分提取技术的HACCP示范应用和认证。5.开展以香菇多糖等提取物精深加工产品为原料的保健食品、功能食品研究开发,扩大香菇提取物产品的使用范围,提高市场影响力。成效水平:1.应用该项目研究成功的生物酶法高效提取多糖新技术,产业化研究时,投料500kg,得香菇多糖64kg,提取率12.8%,多糖含量31.8%。膳食纤维提取率达到43.8%,同时得到含香菇嘌呤0.073%,香菇多肽0.38%,香菇精10.8mL/1kg的浓缩液52kg。2.共同承担单位浙江五养堂药业有限公司建成的食药用菌多糖提取生产线达到了以下技术要求:一是生产线设计生产能力为年加工食药用菌干品1000多吨,提取多糖100吨;二是该条生产线的生产环境、设备本身及安装符合出口食品卫生要求,建立起了涵盖食品质量安全HACCP、ISO9001的一体化质量管理体系,并贯穿了多糖提取加工的整个过程。3.制定了包括香菇、灰树花等品种在内的食用菌多糖系列产品标准1部,并通过丽水市质量技术监督局审查备案。运用HACCP方法和原理,首次对食用菌多糖提取生产实行全过程的HACCP体系质量监控和管理。并通过了HACCP体系认证。4.项目实施已累计生产加工香菇、杏鲍菇等食用菌原料100余吨,实现食用菌多糖产品销售收入1400多万元,创利税总额达100多万元。5.研制了三个复合多糖保健食品,并进行了小鼠试验。将三种多糖以一定比例复合后,能显著抑制小鼠的肉瘤S180和Lewis肺癌,最高抑瘤率分别可达42.2%和49.3%。6.积极组织专利申请和论文撰写,完成了2项发明专利的申请,其中授权发明专利1项,4篇论文公开发表。
[成果] 1700240860 广西
TS236.9 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:随着石油资源的日益枯竭,如何从深度和广度开发应用天然高分子化合物已成为国内外学者普遍关注的课题。淀粉是一种天然高分子碳水化合物,是仅次于纤维素的具有丰富来源的可再生资源,是取之不尽、用之不竭的廉价有机原料。但原淀粉大多不具备直接被利用的性能,限制了淀粉在多领域中的应用。因此,如何对天然淀粉进行改性,增加和扩展淀粉的应用功能已成为科技工作者和生产厂商日益关注的重要课题。变性淀粉是指在淀粉原有特性基础上,为改善其加工操作性能及扩大淀粉的应用范围,利用热、酸、碱、氧化剂、酶制剂以及具有各种官能团的有机反应试剂与淀粉发生化学反应,或经过物理变化,改变天然淀粉的性质,增加其某些性能或引进新的特性而制备的淀粉。变性淀粉应用的行业包括造纸、纺织、食品、酿造、医药、化工等,在国民经济和人民生活中占有重要的地位。淀粉酯是变性淀粉的一种重要类型,是指淀粉结构中的羟基被有机酸或无机酸酯化而得到的一类变性淀粉。长链淀粉酯(淀粉高级脂肪酸酯)是淀粉与长链(C8 以上) 脂肪酸发生酯化反应的产物,与短链淀粉酯和其它变性淀粉相比,具有特殊的热塑性、疏水性、乳化性和可生物降解性,其作为多种石油化工产品的代用品越来越受到重视。在食品工业、纺织工业、化妆品、医药、生物降解材料、表面活性剂等方面具有广阔的应用前景。随着天然油脂资源的紧缺和石油价格的不断上涨及其资源的枯竭,开发利用以淀粉等天然可再生资源为原料,低毒无毒及生物降解性好的表面活性剂已引起国内外高度重视。研究目的与意义:研究淀粉长链酯化的方法,不管采用何种强化反应措施,其酯化反应过程均是在水或有机溶剂中进行,而鲜见有在固相酯化改性方面的研究。溶剂法需要大量的溶剂,存在溶剂回收、污染环境、催化剂残留、工艺复杂和成本较高等缺点,且研究工作仍处于探索性实验阶段,从性能或成本方面与工业应用均有差距。因此,寻找更有效的淀粉长链酯化方法,使酯化过程简单化、无污染化,低价合成高酯化度长链淀粉酯具有重要意义。主要论点与论据:该项目将机械活化这门新兴的交叉技术和方法应用于强化淀粉的长链酯化反应。以搅拌球磨机作为反应器将淀粉与长链酯化剂及助剂进行固相反应制备长链淀粉酯,探讨酯化产物的构效关系,科学评价机械活化对淀粉固相酯化的影响规律,分析其强化作用机理,提出淀粉固相酯化的基础理论,建立长链淀粉酯反应动力学模型,为天然高分子的利用提供理论依据和技术基础。研究机械活化强化淀粉固相酯化及其机理,探讨其反应动力学因素,并应用于各种高分子合成特别是合成条件苛刻、合成速率较慢的反应过程领域,不仅有极高的学术价值,而且具有重大的经济意义,为中国淀粉深加工开辟一个新方向,将固相酯化技术引入淀粉变性行业,对促进广西乃至中国淀粉工业的发展及同类多糖化合物的酯化工艺开发与设计都有极大的指导意义。创见与创新:以广西丰富的木薯淀粉资源为研究对象,利用聚合物反应工程领域的前沿理论与技术——机械活化技术,进行强化淀粉固相反应的基础理论与应用技术的研究,探索淀粉固相反应中出现的新的、重大的科学问题,为广西众多的天然高分子资源制备生物基材料提供理论基础是该项目的特色。机械活化强化淀粉固相酯化的核心技术是该项目的方法创新;弄清产物的构效关系与机械活化强化作用的规律及其机理,提出淀粉固相酯化的新理论是该项目的理论创新。社会经济效益:该项目采用机械活化固相反应改性技术,属物理和化学结合手段,生产过程无“三废”排放;通过该项目的实施,一方面为淀粉的开发利用开拓了一个新的生产方法,制备获得长链酯化变性淀粉,进一步丰富和完善淀粉和机械活化、固相反应技术的理论知识,为新型变性淀粉的开发与应用提供科学依据;另一方面不仅提高了淀粉的附加值,而且降低了淀粉长链酯化的生产成本,这将对变性淀粉的发展有极大的促进作用。这不仅有重大的经济意义,而且有极高的学术价值。因此,该项目的研究成果具有显著的社会和经济效益。
[成果] 1800100182 广西
TS236 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:项目属淀粉深加工技术。 多孔淀粉作为一种新型有机吸附剂,安全、无毒,又具有较强的吸附性能,使得它不同于一般无机吸附剂,具有独特的应用优势。多孔淀粉的研究始于上世纪九十年代末期,主要集中在日本和美国。多孔淀粉在日本已有两个应用产品,但在中国的产业化应用尚属空白。项目在国家科技攻关项目、广西和江苏的省级项目支持下,开展多孔淀粉孔结构研究,研制高吸附性能多孔淀粉及其衍生化产品并推广应用,取得如下创新性成果: 开发了小孔径多孔淀粉制备技术。以玉米淀粉为原料,经过冷水溶胀预处理,以α-淀粉酶为主导,协同糖化酶进行双酶复合水解造孔,首次研制出孔径集中于50-300nm的多孔淀粉,突破了多孔淀粉微米级孔径的常规,大幅提高了多孔淀粉的比表面积和吸油率。此外,项目运用SEM、HPGFC、X-ray,激光散射等手段,系统研究了多孔淀粉的成孔机理。 开发了多孔淀粉颗粒制备及应用技术。以广西巴马珍珠黄玉米制备的多孔淀粉为原料,并添加具有抗菌和提升产品香气品质功能的有机酸盐,首次通过湿法造粒、微波定型、微波脱水工艺技术,在不使用粘合剂的情况下,研制出高强度多孔玉米淀粉颗粒,并创建了国内首条多孔淀粉颗粒生产线。产品应用到卷烟滤嘴中,有效降低了主流烟气中有害成分含量,其中苯并[a]芘降低了34.9%,苯酚降低了21.3%,并可丰富卷烟香气。同时,基于多孔淀粉颗粒制备技术开发了珍珠、咖啡-珍珠、马槟榔/多孔淀粉复合颗粒三种卷烟滤嘴减害增香材料,设计了含多孔淀粉颗粒及其复合颗粒的两款卷烟滤棒。 首次将经超微粉碎、粒径为400目以下的多孔淀粉应用于低脂香肠、粉末酱油、洗面奶产品,提高了产品性能。 项目获授权发明专利8件、实用新型专利2件,发表论文20篇。 小孔径多孔淀粉生产技术在南京福科帝生物科技有限公司推广应用;在广西真龙实业有限责任公司建成多孔淀粉颗粒生产线并投产运行;多孔淀粉粉体分别在江苏雨润肉食品有限公司和广州雅贝恩贸易有限公司推广应用;多孔淀粉颗粒和咖啡-珍珠/多孔淀粉复合颗粒在广西中烟工业有限责任公司应用。近三年来,累计新增销售额30620万元,新增利润4261万元,新增税收20974万元。 项目实现了多孔淀粉孔径调变的创新,提高了吸附性能;实现了多孔淀粉颗粒制备技术创新,成功应用于卷烟减害;实现了多孔淀粉粉体在食品和化妆品中的应用技术创新。 项目完成了从基础研究到多领域产业化应用的系统性工作,填补了多孔淀粉在中国的产业化应用空白。 项目推动了玉米农产品的深加工利用,提高了玉米淀粉附加值,延伸了产业链,促进了淀粉加工行业和卷烟减害领域的技术进步。
[成果] 1700241121 广西
TS236 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:高取代度的硬脂酸淀粉酯具有较高的乳化能力,可用于微胶囊化产品获得高的包埋率,代替昂贵的阿拉伯胶;而低取代度的硬脂酸淀粉酯只用于脂肪替代品。因此,人们越来越关注高取代度的硬脂酸淀粉酯的制备。通常采用玉米、大米、小麦淀粉为原料制备硬脂酸淀粉酯,原料来源属粮食资源,成本高。合成方法主有干法和湿法两大类,其中溶剂湿法采用有机溶剂为反应介质,反应效率高,产品取代度高,但需要使用大量的有机溶剂,回收成本高,且使用的有机溶剂多为有毒物质,产品难以应用在食品中。同时,这些方法所制备硬脂酸淀粉酯的取代度和产品乳化性和乳化稳定性都不太理想,不能满足市场的需求,从而影响了硬脂酸淀粉酯的应用和工业化生产。迫切需要开发高取代度、乳化性好的硬脂酸淀粉酯,寻求一种生产工艺简单易操作、反应快、能耗低、生产不会对环境产生污染的工艺,以满足变性淀粉市场的需求。技术原理及性能指标:技术原理:该发明采用自制球磨机对木薯淀粉进行球磨预处理,通过破坏木薯淀粉的晶体结构,增加了木薯淀粉的无定形区,提高了木薯淀粉的反应活性,再以不同活化时间的木薯淀粉为原料,硬脂酸为酯化剂制备高取代度木薯硬脂酸淀粉酯。通过后续一系列的工艺方法及对控制参数的优化,不仅可以使制得的硬脂酸淀粉酯的取代度最高可达0.01436,反应效率为63%,乳化能力达75%,乳化稳定性为74%,并且生产成本低、工艺简单且环保。性能指标:产品取代度最高可达0.01436,反应效率为63%,乳化能力达75%,乳化稳定性为74%。技术的创造性与先进性:采用机械活化方法对木薯淀粉进行预处理,木薯淀粉颗粒明显细化,晶体结构受到破坏,结晶度降低,增加了木薯淀粉的无定形区,提高了木薯淀粉的反应活性容易发生酯化反应。该预处理方法操作简单,而且没有化学试剂的参与,不产生化学污染,是一种较为环保的预处理方法。木薯淀粉在机械力的作用下其颗粒形貌与结晶结构均受到破坏,淀粉的结晶度下降,不定型区含量增多,增大了葡萄糖环上碳羟基对硬脂酸的反应活性,从而强化了酯化反应,使酯化产物取代度高达0.01436。产品取代度最高可达0.01436,反应效率为63%,乳化能力达75%,乳化稳定性为74%,可用在食品、医药、材料、日用化学品等领域,扩大应用范围。经区科技情报所查新,除该单位外未见国内有采用机械活化预处理木薯淀粉制备高取代度硬脂酸淀粉酯方法的公开文献、专利报道。该项目技术达到国内领先水平。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该技术较成熟,应用于变性淀粉生产行业,安全、可操作性强。应用情况及存在的问题:应用情况:通过机械活化预处理新技术手段,在应用实验指导下,顺利完成了产品开发,巩固和优化了生产工艺,使同类产品达到了国内先进水平。产品主要针对日用化学品工业用硬酯酸淀粉酯而研发,目标客户是国内外日用化学品行业,以稳定的质量赢得了客户信任,产品销量不断提高。存在问题:所用原淀粉质量波动较大,易造成产品批次不稳定;对所用的预处理和生产设备均有严格要求;日用化学品制品市场复杂多变,需要随时准备对工艺进行改进优化,使之更适合市场需要。历年获奖情况:无。成果简介:向社会公开。
[成果] 1800100076 广西
TS235.2 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:该项目属天然多糖加工技术领域。 木薯淀粉分子是由多个葡萄糖单元以糖苷键连接构成的一种天然多糖化合物。天然形成的木薯淀粉颗粒内因淀粉子间氢键作用强,结晶度很高,木薯淀粉颗粒内部的分子难以与修饰剂分子发生作用。为解决这一问题,需要从分子和介观水平认识淀粉颗粒聚集态对化学和生物修饰淀粉分子的影响规律,以及修饰产物的构效关系。 该项目主要研究: 研究热-湿处理、超声波、微波等外加能场与水和醇类溶剂中特征小分子协同作用,以及质子型溶剂木薯淀粉颗粒均相化,从分子水平和介观水平探索木薯淀粉分子聚集态变化规律及对木薯淀粉颗粒反应活性影响。 超声波、微波等外加能场与水和醇类溶剂中无机小分子协同作用,强化小分子嵌入木薯淀粉颗粒机制,木薯淀粉分子聚集态对化学修饰过程的影响,修饰产物构效关系。 以天然松香酸、低品质非食用油脂为酰基供体,研究超声波、微波等外加能场与质子溶剂介质协同作用、木薯淀粉质子溶剂均相化构建酶催化木薯淀粉分子的酯化环境,固定化脂肪酶催化木薯淀粉酯化过程液-固界面调控机理、酶催化酯化动力学和松香淀粉酯构效关系。 该项目发现点及科学价值: 系统研究了外加能场和溶剂介质对天然木薯淀粉分子聚集态的影响规律,建立了水和醇类溶剂介质中无机小分子通过外能场协同作用降低木薯淀粉颗粒结晶度方法,解决了化学和生物方法修饰木薯淀粉分子官能团取代不均匀问题。 揭示了木薯淀粉分子溶剂均相化体系固定化脂肪酶催化木薯淀粉分子酯化过程液-固界面调控机理,建立了酯化动力学模型。以天然松香酸、低品质非食用油脂作为酰基供体,合成出新型木薯淀粉酯产物,揭示了松香淀粉酯的构效关系。 成果8篇代表作在《Food Hydrocolloids》(一区,IF3.858)、《Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic》、《BioMed Research International》、《化工学报》、《林产化学与工业》、《食品科技》等。 论文被S Shoda、H Genccelep、N Karaki、B Chen等国内外专家引用和推广。其中《Chemical Reviews》(2016,116⑷:2307-2413,IF:46.568)对林日辉等成果评价:松香酸是天然树脂,是一种很有用的聚合物改性试剂,利用脂肪酶直接催化松香酸及木薯淀粉原料成功合成了松香淀粉酯;8篇代表作被他引32次,SCI他引16次,SCI一区4次。
[成果] 1700451121 广西
TS235 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:该成果由广西壮族自治区自然科学基金项目“香蕉淀粉超微粉碎中机械力化学效应研究”(项目任务书编号:2013GXNSFAA019104)支持,项目总经费5万元,实施年限为2013年04月至2016年03月。技术原理及性能指标:该项目以香蕉为原料制备香蕉淀粉,并采用低温超微粉碎技术对其进行处理,借助扫描电镜、比表面积测定仪、激光纳米粒径分析仪、X-衍射扫描研究超微粉碎过程中香蕉淀粉颗粒形状分布、晶型结构的变化规律;借助流变仪、质构仪、粉体综合测定仪研究粉碎条件对香蕉淀粉理化性质的影响规律;借助傅里叶红外光谱仪研究超微粉碎过程中香蕉淀粉官能团的变化规律,进而探索香蕉淀粉在超微粉碎中产生的机械力化学效应及作用机理,该研究可以完善机械力化学理论,为超微粉碎技术在食品、医药、化工等行业中的进一步应用提供理论依据,同时也可为开发利用香蕉资源,提高其附加值提供一定指导意义。项目完成了以下指标:理论指标:该项目以香蕉为原料制备香蕉粉和香蕉淀粉,对香蕉粉与香蕉淀粉的理化性质和消化特性进行研究,确定了低温超微粉碎产生的机械力化学效应;研究超微粉碎中各作用力对青香蕉淀粉的溶解度、比表面积、糊化特性、透明度等作用机制,研究结果表明,高强的剪切作用产生的机械力化学效应能显著减少香蕉淀粉颗粒的粒度,说明淀粉的微细化过程是一个动态的平衡过程。研究结果对进一步完善机械力化学学科的基础理论和应用开发具有重要的现实意义,为超微粉碎技术在食品、医药、饲料等有机生物大分子材料领域开展机械力化学研究提供一条途径,同时也为开发利用香蕉资源,提高其附加值提供指导意义。技术指标:以香蕉为原料制备香蕉粉和香蕉淀粉,对香蕉粉与香蕉淀粉的理化性质和消化特性进行研究;对不同的粉碎条件下,香蕉淀粉的理化功能特性和结构变化的规律,确定两者之间的对应关系;进一步开展了机械力化学效应对香蕉淀粉分子结构影响的研究,阐明淀粉的微细化过程是一个动态的平衡过程;在国内外核心刊物上发表论文6篇,申请相关国家发明专利4件,其中获得授权2件。技术的创造性与先进性:采用超微粉碎技术处理青香蕉淀粉,考察超微粉碎处理过程中机械力对香蕉淀粉性质的影响;研究考察了超微粉处理对青香蕉淀粉分子结构的影响,提示机械力化学效应机理。技术的成熟程度,适用范围和安全性:技术经前期反复试验证明,技术理论创新、可靠,技术路线成熟、实用。以香蕉为原料制备香蕉粉和香蕉淀粉,香蕉全粉中存在的蛋白质、果胶、纤维等成分影响着其理化特性和消化性,有助于提高其淀粉的抗消化性。香蕉全粉和香蕉淀粉可利用其较强的抗消化性而作为一种新的淀粉资源,可应用于食品和医药领域。应用情况及存在的问题:应用情况:该区有着丰富的香蕉资源,香蕉中淀粉含量较高,但香蕉淀粉存在许多不足,如易褐变、口感差、不溶于冷水、易老化、抗剪切性低等,需要改善其性质以拓宽其用途。该项目研究结果在一定程度上阐明了低温超微粉碎技术对香蕉淀粉理化性质、颗粒形状分布、晶型结构、官能团的影响规律,进而探索了香蕉淀粉在超微粉碎中产生的机械力化学效应及作用机理。研究结果对进一步完善机械力化学学科的基础理论和应用开发具有重要的现实意义,为超微粉碎技术在食品、医药、饲料等有机生物大分子材料领域开展机械力化学研究提供一条途径,同时也为开发利用香蕉资源,提高其附加值提供指导意义。存在问题:该成果为理论基础研究成果,对应用到实际生产指导中还需要进行进一步的技术应用研究和开发,正以该研究成果为前期基础开展相关产品研发及应用研究。
[成果] 1800010501 江苏
TS235 基础研究 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:该项目选择中国产量丰富的玉米、江苏品系新品种糯小麦粉、泰州市主产的银杏等资源为研究对象,研究了玉米抗性淀粉的制备工艺、理化性质及结构表征、形成机制及抗消化特性;对糯小麦粉(“扬糯1号”)的基础特性获得全面了解,掌握糯小麦配粉的性质及其在传统面制食品中的应用技术;优化了银杏淀粉制备高直链银杏淀粉及辛烯基琥珀酸淀粉酯的工艺,研究了银杏淀粉、高直链银杏淀粉和银杏辛烯基琥珀酸淀粉酯的颗粒形态、理化性质、晶型和结晶度、及抗消化性能。同时对研制的功能性淀粉产品的应用做了深入探讨。它属于食品加工基础研究、制糖技术、烘焙技术相结合与交叉的领域,是一项有重大应用背景的应用基础性研究。该项目2010年在江苏农牧科技职业学院科研攻关计划中起步,以后相继获得泰州市农业科技支撑计划、泰州市工业科技支撑计划等项目的资助。经过近七年的努力,获得了综合性的成果:(1)研究了江苏品系新品种糯小麦粉(“扬糯1号”)的基础特性,揭示了不同糯小麦粉添加量对配粉面团流变学特性影响的原因;确定了馒头制作过程糯小麦粉添加量的最佳配比(25.0%);(2)以小麦粉的质量分数为基础:小麦粉100.0%、糯小麦粉12.0%、酵母1.6%、白砂糖7.0%、奶油4.0%、盐1.5%、脱脂奶粉4.0%、麦芽粉0.2%、抗坏血酸钠0.004%、水适量为配方,研制了一种感官良好、理化及卫生指标均符合相应国家标准的货架期较长(13d)的糯小麦面包;(3)获得了一种复合处理制备高含量抗性淀粉的技术:在温度90℃,pH5.5,α-淀粉酶添加量4.0u/g,水解15min后,用普鲁兰酶连续处理(12.8ASPU/g、反应时间32h、反应温度46.2℃、pH5.0),制备得到抗性淀粉含量约58.87%的产品。对比现有文献(32.4%),得率显著提高;(4)证明了酶法制备的抗性淀粉是人体肠道菌产生丁酸的良好来源:代谢产物中丁酸占短链脂肪酸的比例是传统的膳食纤维2~6倍;(5)以低筋粉面粉100%为基准,抗性淀粉25.0%、植物油24.0%、蔗糖32.0%、膨松剂1.6%,全蛋液2.0%,食盐1.0%,水10.0%为配方,制备了一种感官良好、理化及卫生指标均符合相应国家标准的中等血糖生成指数(66.72)抗性淀粉饼干;(6)以银杏淀粉为原料,通过异淀粉酶脱支条件的选择,获得了一种直链淀粉含量高达74.74%,蓝值0.756的高直链银杏淀粉;优化了高产量银杏辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备工艺参数:高直链银杏淀粉质量浓度40%,反应温度45℃,pH8.0,反应时间4h。在该工艺条件下,银杏辛烯基琥珀酸淀粉酯产品取代度可以达到0.0194,反应效率74.42%;(7)研究了银杏淀粉、高直链银杏淀粉和银杏辛烯基琥珀酸淀粉酯的颗粒形态、理化性质、晶型和结晶度、及抗消化性能,三类淀粉对对胰淀粉酶水解作用均具有良好的抵抗能力;(8)以银杏辛烯基琥珀酸淀粉酯为壁材,紫杉醇为芯材,制备了一种抗酸、抗消化、在大肠中易降解的紫杉醇微胶囊;其中紫杉醇包埋率为96.82%,微胶囊中紫杉醇含量为10.63%。项目成果在国内外著名学术杂志公开发表科研论文16篇,其中被SCI收录10篇(累计IF>24.0),被EI收录2篇,中文核心期刊(CSCD)4篇;新申请专利4项,获国家发明专利授权1项(ZL201210566487.0);主要论著被国外权威杂志引用150次以上。培养硕士研究生1名。项目成果已在多个企业进行了应用,取得了较好的经济与良好社会效益。
[成果] 1800100193 广西
TS236.9 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:所属科学技术领域: 农业、轻工和化工生物技术。 简要背景: 淀粉是天然可再生的绿色高聚物资源,但其糊黏度稳定性、抗剪切、抗酸碱能力差,限制了其应用范围。利用淀粉分子结构中的糖苷及羟基与化学试剂作用,可以制备性质各异的变性淀粉。但在淀粉的化学变性反应中,由于淀粉颗粒是由结晶区和无定形区组成,结构致密的结晶区限制了试剂向淀粉内部渗透,反应只能发生在颗粒表面,从而导致淀粉反应活性较低。传统的制备技术没能很好地解决淀粉反应活性低的问题。针对淀粉反应活性低及其理化性能不佳的缺点,以环氧氯丙烷、辛烯基琥珀酸酐、氯乙酸等为变性试剂,通过反应机理研究,找出影响淀粉变性的关键因素,集成创新变温法、半干法、超声-微波法等技术,强化淀粉化学变性过程,减少“三废”排放,合成性能优良的醚化交联酯化淀粉,并将研发的制备技术及产品推广应用。 主要技术内容: 以广西盛产的木薯淀粉为原料,采用变温法、半干法、超声-微波协同强化法制备羧甲基醚化淀粉、环氧氯丙烷交联淀粉、辛烯基琥珀酸酯化淀粉及复合变性淀粉;采用XRD、SEM、FTIR、DSC/TG等分析并阐明淀粉变性机理,在该基础上集成创新醚化交联酯化淀粉制备技术;研究产品的流变性、热稳定性、耐酸碱盐性等,以及在食品制药中应用效果。 创新要点: 变温法制备交联淀粉技术。 交联酯化淀粉半干法制备技术、超声强化法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯技术及变性机理。 超声-微波协同作用强化羧甲基淀粉制备技术。 技术经济指标: 变温技术生产效率比传统方法提高3~4倍。 半干法技术交联酯化总时间仅需4.5h,DS=0.0175,白度≥85%,均匀粉末。 超声法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯,3h内DS≥0.017,质量分数为2%时黏度是木薯原淀粉的2〜4倍;超声-微波协同法制备羧甲基淀粉,在超声-微波作用43min,DS=1.089。 按原淀粉2500元/T计算,利用半干法制备的交联酯化淀粉综合成本在2800元/T,产品销售价格在3500-3800元/T。可用作食品及药品的增稠剂、增黏剂、乳化稳定剂等。 羧甲基醚化淀粉常温速溶,加水10-20min可配成胶水,胶水成本约400-700元/T。 促进行业科技进步作用及推广应用、效益情况: 在研究期内,发表了8篇主要研究论文,其中SCI、EI收录3篇,中文核心6篇,获国家授权发明专利1件。8篇主要论文被他引76次,推动变性淀粉科研、促进企业技术革新。变温技术、半干法与超声-微波协同强化技术,提高了变性淀粉生产效率、减少废液废渣,生产的产品替代了有毒有害的添加剂;由该项目生产的交联辛烯基琥珀酸淀粉酯、羧甲基淀粉等应用于纸箱、固体饮料、酱料、中成药等轻工食品医药行业,累计为企业新增销售额24996万元,节支减耗432万元,产生了较大的社会生态效益与经济效益。
[成果] 1700630028 湖北
TS236 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:项目所属科学技术领域:食品科学基础。 主要研究内容和结论: ①不同品种大米淀粉的颗粒结构与性质之间存在相关性:淀粉颗粒的结晶度与淀粉热分解的活化能有显著正相关,线形拟合方程为E=2.71×C+104.94,其中E表示活化能,而C表示结晶度,为淀粉工业化加工中热处理的温度和条件提供理论依据。 ②不同品种大米淀粉的分子结构与宏观性能之间存在相关性:支链淀粉链长DP12-23含量与淀粉的结晶度正相关。支链淀粉分支结构主要表现为对糊化温度和流变性的影响。链长DP6-11的短链含量与糊化温度负相关,而链长DP>12含量与糊化温度正相关。链长为DP6-11的短链含量与淀粉的储能模量峰值和耗能模量峰值正相关,与损耗内切角负相关。而链长DP12-23的含量作用相反。 ③淀粉在反复冻融处理过程中会出现自组装行为,淀粉结晶从A型转变为B型,随着冻融处理次数增加,自组装的结构又发生破坏。不同来源(大米、马铃薯、荸荠和银杏)的淀粉在反复冻融处理后出现的分子链的自组装行为,淀粉凝胶微观结构与分子链结构相关,DP>18支链含量高的分子链容易形成片层结构,而其他形成网状结构。 研究方法及特点:以不同来源淀粉为原料,采用现代分析方法,对淀粉的结构和性质进行了系统研究,并对颗粒结构、分子结构、物化特性及消化性进行相关性分析。在此基础上,利用核磁共振技术研究了水分子运动性对淀粉宏观性能的影响,建立水分子微观运动与淀粉宏观性能的模型,为淀粉制品的加工利用和品质评定提供理论依据和实验参数,同时为淀粉与水分子的相互作用的研究提供基础。 项目产出及引用情况:该研究揭示了淀粉的分子结构与宏观特性的关系,并阐明淀粉自组装结构及作用机制,对于淀粉制品的加工、品种的分子育种具有重要的理论指导意义和生产的现实意义,相关科研成果在Food Hydrocolloids、Carbohydrate polymers、Journal of Food Engineering、Starch和中国粮油学报等杂志发表论文SCI 8篇,中文12篇,获国家授权发明专利1项。代表性论文他引次数为144次,SCI他引次数为105次。Physicochemical properties and structure of starches from Chinese rice cultivars被高影响因子13.734和6.378收录的文章引用,Study on the granular characteristics of starches separated from Chinese rice cultivars获武汉市自然科学优秀学术论文二等奖,The effect of freezenndash;thaw cycles on microstructure and physicochemical properties of four starch gels获湖北省第十五届自然科学优秀学术论文一等奖。
[成果] 1700240164 广西
TS235 应用技术 其他农副食品加工 公布年份:2017
成果简介:课题来源和背景:预胶化淀粉(Prege1atinized Starch)是指采用化学的或物理的方法是淀粉颗粒在有水存在时全部或部分破碎,经过干燥、改性,提高其溶解性、可压性、流动性。根据预胶化程度不同,分为部分预胶化淀粉(PPS)和全部顶胶化淀粉(WPS),它们的性能和使用功能各不相同。由于预胶化淀粉具有黏合和崩解的双重作用,在常温下即可溶解,有良好湿度粘性,具有良好的增稠保水、保形和乳化作用,有很好的载体作用,几乎没有甜度或不甜,耐热性强,不易褐变,成膜性好等优点,被广泛用作新型药物辅料、食品添加剂、植物提取物填充剂等。在国内外文献上很难查到详细的预胶化淀粉生产方法,有关生产方法主要是介绍用于食品等领域的预糊化淀粉。预糊化淀粉—般都是采用湿法加工工艺来制备冷水可溶性预糊化淀粉,如加热法,将淀粉加水配成混悬液,加热,破坏淀粉粒,间或加入少量凝胶化促进剂以及表面活性剂,以减少干燥时粘结,混悬液经干燥器干燥,粉碎即得,包括滚筒干燥法、螺杆挤压法和喷雾干燥法等。近年来开发了高温高压醇法、常压多元醇法、酒精一碱法、酒精一盐酸法等方法制备水溶性淀粉。利用传统方法生产的水溶性淀粉品质差,适用范围窄。而用高温高压醇法、常压多元醇法和醇碱联合处理法制备的水溶性淀粉需要用到大量的醇或碱,易产生对人体有害的物质,而且这些方法还存在设备要求高,工艺复杂,造成环境污染,产品质量不易控制等问题。技术原理与性能指标:该发明针对生产预胶化淀粉存在制备工艺复杂,生产的产品存在容易形成不可分散团块、水合速率太慢、乳化和冻融稳定性差等问题,运用机械活化法对淀粉和长链脂肪酸混合物进行同步复合改性,并进行表面和基团功能化修饰,从而得到复合改性预胶化淀粉。机械活化(Mechanical Activation)是指固体颗粒物质在摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力作用下,使品体结构及物化性能发生改变,使部分机械能转变成物质的内能,从而引起固体的化学活性增加。机械活化在超微及纳米粉末、纳米复合材料、弥散强化合金结构材料、金属精炼、矿物和废物处理、有机材料的合成等方而的研究和应用已日益广泛。该发明制得复合改性后的预胶化淀粉冷水溶解度(30℃ )为15-99.5%,冻融稳定性≥5,乳化性(吸光值)≥0.4,冲调性≥85。技术的创造性与先进性:将原来需要在多套设备、多个流程分别完成的预胶化和酯化改性,集中在一套机械活化设备中完成,简化工艺,降低成本,制备工艺为固相反应过程,相比于同类产品普遍使用的液相工艺和阶段固相工艺而言,生产过程无“三废”排放,对环境无污染;复合改性后的预胶化淀粉经功能化修饰步骤,使其表面覆盖有活性物质多孔特性的粗糙颗粒,从而使产品具有快速分散溶解的特性。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该发明提供一种复合改性预胶化淀粉及其制备方法,将预胶化和酯化步骤合并,简化生产工艺,制备过程无“三废”排放。
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