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山東是功能糖生產(chǎn)大省，功能糖生產(chǎn)品種齊全，在全國占據(jù)領(lǐng)先地位。近幾年來，隨著淀粉加工企業(yè)的增加，淀粉市場競爭激烈，功能糖生產(chǎn)成為淀粉深加工的一個重要方向。酶法制備功能糖，因其節(jié)能、降耗、環(huán)保等優(yōu)勢，受到企業(yè)的青睞。如何獲取高效酶制劑，降低酶制備成本，增強酶制備功能糖的產(chǎn)品安全性成為行業(yè)的競爭熱點。 齊魯工業(yè)大學(xué)王瑞明教授團(tuán)隊，經(jīng)過多年探索，形成了完整的功能糖酶制劑安全表達(dá)技術(shù)體系，多數(shù)成果達(dá)到國際先進(jìn)、國際領(lǐng)先水平。酶法制備海藻糖關(guān)鍵技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化，2016年獲山東省技術(shù)發(fā)明一等獎。該技術(shù)在國家自然基金、山東省高新技術(shù)自主創(chuàng)新工程專項等項目資助下，首次利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物信息學(xué)及分子生物學(xué)技術(shù)改造了酶的耐酸性、耐熱性和底物轉(zhuǎn)化率；構(gòu)建了酶的自誘導(dǎo)分泌重組枯草芽孢桿菌表達(dá)體系；研發(fā)了多柱循環(huán)模擬移動床連續(xù)色譜分離海藻糖技術(shù)。該技術(shù)已在德州匯洋生物科技有限公司、保齡寶生物股份有限公司、山東隆大生物工程有限公司等企業(yè)推廣應(yīng)用，項目應(yīng)用單位近三年累計實現(xiàn)新增銷售額8億元，利潤1.8億元，帶來了良好的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。

異麥芽酮糖是一種蔗糖的異構(gòu)體，它具有與蔗糖類似的物理性質(zhì)，但是甜度只有蔗糖的一半。它具有不致齲齒性、食后在血液中釋放單糖的速度比蔗糖慢、食后不刺激胰島素分泌、糖尿病人可食用等特性，因此頗受食品界制取無糖甜食品的歡迎。由于其獨特的性能，一經(jīng)問世便受到廣泛關(guān)注，特別是近年來隨著人們對自己健康的關(guān)注，異麥芽酮糖的銷量在歐美和日本直線上升，近幾年在中國的年銷量也已達(dá)幾千噸。而目前，只有日、德、美、中等國生產(chǎn)帕拉金糖。作為一種新型的甜味劑，異麥芽酮糖由于自身的特點，近年來歐洲、日本等市場有較大的增長。市場上已有的異麥芽酮糖食品有糖果、巧克力、果仁軟糖、口香糖、冰淇淋、果凍、果醬、糕點涂抹食品、餐桌甜味劑等。由于其穩(wěn)定性，在化工行業(yè)可作為表面活性劑和多聚物的原材料。

已有樣品/n本項目篩選獲得了一個蛋白酶，并利用該酶建立了制備明膠的新工藝。與傳統(tǒng)酸堿法相比，該工藝能夠節(jié)約淡水50%以上，生產(chǎn)周期從60-100天縮短為5-10天，同時大幅降低酸堿試劑的消耗量，與普通酶法相比，成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量和得率將大幅提高。本技術(shù)適用于現(xiàn)有明膠廠的工藝升級替代。總投資額600-1000萬元，綜合成本降低20%，三廢排放降低30%。

本項目采用生物酶法脫支重結(jié)晶制備淀粉納米顆粒；采用微波 輔助半仿生法提取花生殼黃酮、負(fù)壓空化技術(shù)提取原花青素等活性成分；利用 花生分離蛋白和豌豆淀粉為基質(zhì)，添加淀粉納米顆粒、活性物質(zhì)制備可食膜， 通過對復(fù)合膜性質(zhì)的研究，優(yōu)化最佳納米顆粒添加量；通過對復(fù)合膜的保鮮抑 菌等效果進(jìn)行研究，確定黃酮多酚、原花青素等活性物質(zhì)的最佳添加量。克服 了淀粉納米顆粒傳統(tǒng)制備方法的周期長、工藝復(fù)雜的缺點，同時以淀粉納米顆青島農(nóng)業(yè)大學(xué)科技成果介紹 2017 －53－ 粒為增強相制備的可食膜解決了淀粉膜機械性能差等難題。獲得國家發(fā)明專利 6 項（201210552239.0；201210513149.0.；201210513150.3；201310212546.9； 201110166508.8） 技術(shù)優(yōu)點或者效益預(yù)測:根據(jù)國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃對塑料包裝行業(yè)提 出的倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)的要求，安全、可全生物降解的食用級多功能復(fù)合膜用于取 代部分塑料包裝是食品包裝新的發(fā)展趨勢。我國食品塑料包裝材料年總需求約 為 2000 萬噸，如果其中 10%的用食用級復(fù)合膜代替，其中需求量達(dá) 200 萬噸， 預(yù)計產(chǎn)生經(jīng)濟效益 1000 億。食用級多功能納米復(fù)合膜用于取代部分塑料包裝是 食品包裝新的發(fā)展趨勢，推廣前景廣闊。 

本技術(shù)采用花生殼、小麥麩皮、大豆皮等農(nóng)副產(chǎn)物為原料制備 納米纖維素。首次采用生物酶結(jié)合超聲波技術(shù)以農(nóng)副產(chǎn)品為原材料制備納米級 膳食纖維，克服了目前酸法制備納米級膳食纖維污染重、周期長等缺點，建立 了一種高效、綠色、環(huán)保制備納米級膳食纖維的新方法；首次開發(fā)出納米級膳 食纖維及高纖維食品：包括面制品、淀粉制品、肉制品及功能性飲料制品等， 拓展了納米級膳食纖維的應(yīng)用范圍。本項目所開發(fā)的納米級膳食纖維功能性食 品，兼具優(yōu)良口感與保健功效，具有良好的市場前景，對建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán) 境友好型社會具有重要的促進(jìn)作用。 生產(chǎn)條件及經(jīng)濟效益預(yù)測：納米膳食纖維素的初步市場估價為 15 萬元/噸。 項目投產(chǎn)后，年加工量 2000 噸的農(nóng)副產(chǎn)物生產(chǎn)線，估算投資額為 8000 萬，可 產(chǎn)生經(jīng)濟效益 2.55 億元，實現(xiàn)利稅 1.2 萬元。年加工量 1000 噸的農(nóng)副產(chǎn)物生 產(chǎn)線，估算投資額為 4000 萬，可產(chǎn)生經(jīng)濟效益 1.275 億元，實現(xiàn)利稅 8400 萬 元；年加工量 500 噸的農(nóng)副產(chǎn)物生產(chǎn)線，估算投資額為 2000 萬，可產(chǎn)生經(jīng)濟效 益 6375 萬元，實現(xiàn)利稅 3200 萬元。

本項目技術(shù)通過生物煉制技術(shù)對大米草等多種海洋源生物質(zhì)進(jìn)行組分分離，獲取纖維素、半纖維素與木質(zhì)素，并通過木聚糖酶將半纖維素轉(zhuǎn)化為低聚木糖。項目科學(xué)意義如下：（1）通過大米草中纖維素、半纖維素與木質(zhì)素組分分離，闡明大米草等海洋源生物質(zhì)纖維素、半纖維素與木質(zhì)素組成與結(jié)構(gòu)特點（2）通過木聚糖酶及半纖維素側(cè)鏈酶（如阿拉伯糖苷酶、阿魏酸酯酶、乙酰酯酶、葡萄糖醛酸酶等）對大米草半纖維素特異性酶解，解構(gòu)海洋源生物質(zhì)半纖維素素的分子結(jié)構(gòu)特征。

低聚異麥芽糖作為一種健康糖源和功能性食品添加劑廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和飼料添加劑行業(yè)中。在低聚異麥芽糖的制備過程中，α-葡萄糖苷酶的轉(zhuǎn)糖苷作用是關(guān)鍵步驟。目前國內(nèi)用于低聚異麥芽糖生產(chǎn)的α-葡萄糖苷酶大多為進(jìn)口品。本項目獲得的?-葡萄糖苷酶生產(chǎn)菌株發(fā)酵液酶活達(dá)到 11 U/mL，為國內(nèi)外現(xiàn) 有報道中的最高水平，發(fā)酵工藝簡單易控。重組菌發(fā)酵液經(jīng)過濾除菌并濃縮后可以直接作為酶液進(jìn)行轉(zhuǎn)化。酶轉(zhuǎn)化生產(chǎn)低聚異麥芽糖轉(zhuǎn)化率與進(jìn)口酶相似，可以替代進(jìn)口品。 

天然黃酮、功能糖的提取制備與功能產(chǎn)品開發(fā)   1、核心技術(shù)介紹： 多糖（polysaccharide）是由多個單糖分子縮合、失水而形成的由糖苷鍵結(jié)合的糖鏈，是一類分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且龐大的高分子碳水化合物。多糖組成與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，不是一種純粹的化學(xué)物質(zhì)，而是聚合程度不同的物質(zhì)的混合物。多糖是一類具有廣泛生物活性的生物大分子，具有多種藥理活性，如抗氧化、降血糖、降血脂、抗腫瘤以及增強免疫力等，具有較高的開發(fā)價值。植物多糖種類繁多，具有多途徑和多靶點作用等優(yōu)勢，在保健食品和醫(yī)藥等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。掌葉覆盆子(拉丁名：Rubus chingii Hu)，又稱華東覆盆子、大號角公、牛奶母等，薔薇科懸鉤子屬植物，分布于江蘇、安徽、浙江、江西、福建，等地。未成熟果實可入藥，《中國藥典》記載其性微溫，味甘、酸，入肝腎經(jīng)，具補肝腎、縮小便、助陽固精，明目之功效，主治陽痿、遺精、虛勞、目暗等癥。覆盆子的營養(yǎng)成分豐富，富含鞣花酸、維生素、多糖、多酚、黃酮等功能性化合物。其中，覆盆子多糖具有廣泛的藥理作用，如抗氧化、抗衰老、降壓、提高免疫力等功效。然而目前覆盆子多糖提取純化步驟復(fù)雜；同時因采用堿法提純，易破壞多糖的結(jié)構(gòu)，多糖損失較大。有研究通過聚酰胺柱和DEAE—纖維素陰離子柱純化多糖，然而通過柱純化的步驟繁雜，且原材料價格昂貴。目前，尚未發(fā)現(xiàn)高純度掌葉覆盆子多糖的快速提取方法。為更好地對覆盆子多糖進(jìn)行開發(fā)利用，項目團(tuán)隊綜合利用超微粉碎、超聲輔助浸提、分子截留和真空冷凍干燥等技術(shù)，制備獲得高純度、高活性掌葉覆盆子多糖，為掌葉復(fù)盆子多糖的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)支撐。項目完成人團(tuán)隊在天然黃酮和植物多糖分離純化及其調(diào)控糖脂代謝、緩解氧化應(yīng)激、保護(hù)肝臟損傷等領(lǐng)域累計申請發(fā)明專利40余件，其中授權(quán)發(fā)明專利14件，2項PCT專利申請中。目前項目完成人研究團(tuán)隊在涉及植物化學(xué)素分離純化領(lǐng)域到活性應(yīng)用已經(jīng)形成了國內(nèi)外全覆蓋專利群，通過全球?qū)＠季?，有效保護(hù)了該核心自主知識產(chǎn)權(quán)。 2、應(yīng)用范圍及目前應(yīng)用狀態(tài) 本項目研發(fā)的基于超微粉碎、超聲輔助浸提、分子截留和真空冷凍干燥等技術(shù)的快速、高純度植物多糖提取技術(shù)適用于富含多糖的植物農(nóng)產(chǎn)品，包括但不限于如下產(chǎn)品：掌葉復(fù)盆子、蓮霧、桑葚、紅棗和香菇等。目前已建立植物多糖的中試生產(chǎn)線，可完成小批量植物多糖的生產(chǎn)，開發(fā)以植物多糖為核心元素的功能產(chǎn)品。 3、掌葉復(fù)盆子多糖結(jié)構(gòu)及活性介紹 活性多糖是指具有某種特殊生理活性的多糖化合物，具有雙向調(diào)節(jié)人體生理節(jié)奏的功能，廣泛存在于植物和微生物細(xì)胞壁中，安全性高、功能廣泛，具有非常重要與特殊的生理活性，是由醛基和羰基通過苷鍵連接的高分子聚合物，也是構(gòu)成生命的四大基本物質(zhì)之一。多糖除有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤生物學(xué)效應(yīng)外, 還有抗衰老、降血糖、抗凝血等作用, 且對機體毒副作用小。本項目開發(fā)的掌葉覆盆子多糖主要由半乳糖醛酸組成，以1,3-阿拉伯糖、1,6-半乳糖、T-半乳糖醛酸等糖苷鍵組成，具有抗氧化、抑制脂肪毒性和肝臟損傷等功能活性，具有良好的開發(fā)前景，本項目研究為掌葉覆盆子多糖提供了新的醫(yī)療用途，拓展了新的應(yīng)用領(lǐng)域。 以摩爾百分比計，掌葉覆盆子多糖由以下成分組成： 半乳糖醛酸    40.26~45.20%； 阿拉伯糖      29.78~33.17%； 半乳糖        7.63~9.59%； 葡萄糖        6.38~9.65%； 甘露糖        1.18~1.31%； 鼠李糖        3.29~4.89%； 葡糖醛酸      0.98~1.13%； 巖藻糖        0.27~0.65%； 多糖是由單糖以一定的連接方式組成的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，單糖以一定的糖苷鍵連接，不同糖苷鍵的連接的單糖稱為多糖的結(jié)構(gòu)單位。以摩爾比計，掌葉覆盆子多糖由以下特定結(jié)構(gòu)單位組成： 1,3-阿拉伯糖    2.49-2.96； 1,6-半乳糖       2.22-2.34； T-半乳糖醛酸    1.76-2.01； 1,6-葡萄糖       1.15-1.27； 1,4 -半乳糖醛酸 1.17-1.26； 1,4,6-半乳糖      1.03-1.21； 1,4-鼠李糖       0.75-1.00； 1,2-阿拉伯糖    0.59-0.80； 1,4-阿拉伯糖    0.48-0.67； T-阿拉伯糖       0.36-0.59； T-葡萄糖醛酸    0.13-0.30； 1,3-巖藻糖       0.18-0.29； 1,3-甘露糖       0.18-0.28； 1,4-葡萄糖醛酸   0.13-0.24。   掌葉覆盆子（Rubus chingii Hu）

活性物質(zhì)緩釋膠囊是近年來研究最多的藥物活性物質(zhì)制劑技術(shù), 它具有延長藥物作用時間、定向靶位給藥、減少藥物毒副作用等優(yōu)點，在現(xiàn)代 藥物制劑中受到了廣泛的應(yīng)用。納米壁材的研制是在微膠囊的基礎(chǔ)上，將壁材 的尺寸進(jìn)一步減小，增大比表面積，進(jìn)一步提高包埋率和運載效果。但國內(nèi)外 對于納米包埋技術(shù)的研究多集中在以殼聚糖、海藻酸鈉、合成樹脂等材料作為 壁材的開發(fā)上，這類壁材價格相對較貴，不利于商業(yè)化推廣。國內(nèi)外未發(fā)現(xiàn)有 利用生物酶法制備活性物質(zhì)緩釋膠囊的相關(guān)報道。 該技術(shù)以淀粉納米顆粒為壁材對包埋活性物質(zhì)進(jìn)行包埋，制備納米緩釋膠 囊。淀粉納米顆粒利用生物酶法制備，生產(chǎn)成本低、周期短、不易造成環(huán)境污 染，并且納米顆粒集中在 50-120nm 左右，粒徑小、比表面積大，有利于活性物 質(zhì)的包埋，包封效果好。經(jīng)過中試研究，該技術(shù)制備的淀粉納米顆?；钚晕镔|(zhì) 緩釋膠囊在胃部的降解率極低，大部分活性物質(zhì)在腸道內(nèi)消化吸收，有效的提 高了活性物質(zhì)的生物利用率。 生產(chǎn)條件及經(jīng)濟效益預(yù)測：納米顆粒緩釋膠囊的初步市場估價為 10-100 萬 元/噸。項目投產(chǎn)后，年加工量 100 噸的生產(chǎn)線，估算投資額為 3000 萬，可產(chǎn) 生經(jīng)濟效益 4250 萬元，實現(xiàn)利稅 2000 萬元。年加工量 200 噸的納米顆粒緩釋 膠囊生產(chǎn)線，估算投資額為 5000 萬，可產(chǎn)生經(jīng)濟效益 8500 萬元，實現(xiàn)利稅 4000 萬元。年加工量 400 噸的納米顆粒緩釋膠囊生產(chǎn)線，估算投資額為 7000 萬，可青島農(nóng)業(yè)大學(xué)科技成果介紹 2017 －54－ 產(chǎn)生經(jīng)濟效益 1.5 億元，實現(xiàn)利稅 8000 萬元。因此，該項目盈利性強、投資回 報率高、貸款償還期短，經(jīng)濟效益上可行。