玉米芯酶法制備低聚木糖工業(yè)化生產(chǎn)的研制與開發(fā)

1、1二、項目簡介 二、項目簡介項目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、主要內(nèi)容、特點及應(yīng)用推廣情況：本項目屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。該項目以玉米芯為原料，選育出高產(chǎn)木聚糖酶菌株---橄欖綠鏈霉菌 sp.E-86，采用深層液體發(fā)酵方式制取內(nèi)切型木聚糖酶技術(shù)，攻克了低聚木糖工業(yè)化生產(chǎn)酶的技術(shù)難關(guān)，采用玉米芯木聚糖溶出技術(shù)和多種膜組合精致純化技術(shù)脫單糖、除雜、分離單一組分等方法，進行低聚木糖高效生產(chǎn)技術(shù)的研究與開發(fā)。目前已建成從木聚糖酶制劑生產(chǎn)、原料預(yù)處理、木聚糖溶出、

2、酶反應(yīng)到低聚木糖精制和濃縮的全套工業(yè)化生產(chǎn)線，具備了相關(guān)的檢測手段，并開發(fā)出了一系列低聚木糖衍生產(chǎn)品。項目特點：（1）選育高活性鏈霉菌 sp.E-86 菌株，采用深層液體發(fā)酵方式制取木聚糖酶技術(shù)，解決了以往研究中所用菌株活力不高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)的問題。 （2）酶解過程的獨特控制技術(shù)。通過反復(fù)多次的中試試驗確定了酶解過程及其它工藝技術(shù)參數(shù)，從而得到了低聚木糖含量高的糖液，提高了產(chǎn)品得率。 （3）工業(yè)化技術(shù)路線的設(shè)計合理獨特，此工藝操作簡

3、便，產(chǎn)品得率較高，質(zhì)量穩(wěn)定。（4）建立了完整的產(chǎn)品質(zhì)量檢測體系。 （5）開發(fā)了后續(xù)衍生產(chǎn)品，增強項目產(chǎn)品的市場競爭力。應(yīng)用推廣情況：2000 年建成年產(chǎn) 500 噸低聚木糖生產(chǎn)線，產(chǎn)品為 70%低聚木糖糖漿，20%、35%低聚木糖糖粉；2001 年 4 月 29 日通過了教育部組織的科技成果鑒定。2003 年擴產(chǎn)到 1000 噸規(guī)模，產(chǎn)品增加了 70%糖粉；2005 年 1 月建成年產(chǎn)萬噸低聚木糖示范工程項目，通過國家發(fā)改委組織的專家驗

4、收，低聚木糖產(chǎn)品純度達到 95%以上，并完成了實驗室低聚木糖單一組分的標(biāo)品分離技術(shù)。同時完成了低聚木糖相關(guān)的功能性評價；開發(fā)出低聚木糖口服液、保健醋、膠囊、蛋白質(zhì)粉、口香糖等系列衍生產(chǎn)品。項目實施過程中產(chǎn)生的發(fā)酵料渣和玉米芯粉渣可做為食用真菌養(yǎng)殖原料，同時公司與山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院合作投入大量經(jīng)費開展玉米芯粉渣發(fā)酵煉制燃料酒精的生物能源研究工作，符合循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展要求，為農(nóng)林業(yè)有機質(zhì)纖維廢料的綜合利用做出了良好示范。3（不超過 800 個

5、漢字）四、項目詳細(xì)內(nèi)容 四、項目詳細(xì)內(nèi)容1、立項背景我國是玉米種植和消費大國，玉米資源豐富，而玉米芯中半纖維素組分含量高，是理想的低聚木糖生產(chǎn)原料。低聚木糖(xylo-oligosaccharides)又稱木寡糖，是由 2－7 個 D－吡喃木糖分子以β（1→4）糖苷鍵結(jié)合而成的直鏈低聚糖，具有極好的雙歧桿菌增殖活性，攝入量少（0.7g/日） ，食用后不會使血糖中葡萄糖水平上升?？蓮V泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥、保健品、飼料等領(lǐng)域，應(yīng)用前景十

6、分廣闊，是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的功能性最優(yōu)、性價比高的功能性低聚糖產(chǎn)品。然而，它也是制造技術(shù)難度很大的產(chǎn)品。從 20 世紀(jì) 60 年代低聚木糖的制造就成為世界各國研發(fā)的熱點，直到 1989年才由日本三得利公司取得突破，實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。低聚木糖制造的難點是對酶的要求很高，需要酶的高度專一性，其次是分離提純技術(shù)難度大。該公司對此技術(shù)一直采取嚴(yán)格的保密措施，因此長期以來一直由該公司獨家壟斷。壟斷使得世界低聚木糖產(chǎn)品價格居高不下，大量需求得不到滿足。我

7、國在“八五“、“九五“期間，組織國內(nèi)相關(guān)大學(xué)和科研院所共同投入大量人力物力進行低聚木糖生產(chǎn)技術(shù)的研究和攻關(guān)，但是在關(guān)鍵性技術(shù)上沒有取得大的突破，在本項目實施之前未實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。2000 年 7 月，龍力公司和中國農(nóng)大聯(lián)合承擔(dān)教育部中日“據(jù)點大學(xué)“學(xué)術(shù)交流項目課題“玉米芯酶法制備低聚木糖工業(yè)化生產(chǎn)“，在已有研究基礎(chǔ)上重點在高度專一的內(nèi)切型木聚糖酶生產(chǎn)方面取得突破，并對玉米芯預(yù)處理、蒸煮汽爆裂解和低聚木糖分離純化技術(shù)等技術(shù)進行了創(chuàng)新發(fā)明，