生物技術與農副產品的綜合利用

第一節(jié)果蔬綜合利用思考:綜合利用利用什么?實際果蔬生產加工中，經常產生大量的廢棄物，如落果、次果和下腳料（果皮、果核、種子、葉、莖、花、根），一般在果蔬生產加工中會產生15%—20%的殘次落果、廢棄物和下腳料。本文檔共45頁；當前第1頁；編輯于星期二\3點21分果蔬綜合利用：根據(jù)各種果蔬不同部份所含成分及特點，對其進行全植株的高效利用。使原料各部分所含有的有用成分都能被充分合理地利用。本文檔共45頁；當前第2頁；編輯于星期二\3點21分意義：

通過綜合利用技術，可以變無用為有用，變小用為大用，變一用為多用。不但可以減輕其對環(huán)境的污染，更重要的可以從這些被廢棄的生物資源中得到大量的生理活性物質，實現(xiàn)農產品原料的梯度加工增值和可持續(xù)發(fā)展，提高經濟效益和生態(tài)效益。本文檔共45頁；當前第3頁；編輯于星期二\3點21分思考:哪些學過的生物技術手段可以用于果蔬綜合利用？發(fā)酵工程酶工程蛋白質工程本文檔共45頁；當前第4頁；編輯于星期二\3點21分目前，我國主要研究和建立的果蔬綜合利用體系?1柑桔皮渣綜合利用?2蘋果皮渣綜合利用?3胡蘿卜皮渣的綜合利用?4葡萄皮渣的綜合利用?5獼猴桃皮渣的綜合利用本文檔共45頁；當前第5頁；編輯于星期二\3點21分一、柑桔皮渣利用柑橘是世界上產量最多的水果。柑橘加工產品多是果汁飲料及罐頭，在生產中會產生大量皮渣。柑桔果皮中含有大量橘皮油、果膠等可利用有用物質。本文檔共45頁；當前第6頁；編輯于星期二\3點21分柑橘皮綜合利用如下圖所示本文檔共45頁；當前第7頁；編輯于星期二\3點21分二、蘋果皮渣綜合利用蘋果在傳統(tǒng)加工過程中產生很多殘渣，如果直接丟棄不僅會產生很大的浪費，同時也會對環(huán)境造成很大的傷害，所以如何實現(xiàn)蘋果加工后的零排放，從根本上消除其引起的環(huán)境污染已引起很多人的關注。本文檔共45頁；當前第8頁；編輯于星期二\3點21分目前蘋果皮渣的綜合利用體系主要有以下幾個方面：（一）果渣生產富蛋白飼料體系工藝：鮮蘋果渣→配料→接種→發(fā)酵→干燥→粉碎→蛋白飼料本文檔共45頁；當前第9頁；編輯于星期二\3點21分（二）白蘭地-發(fā)酵飼料綜合開發(fā)技術體系工藝流程：果渣預處理→發(fā)酵→固態(tài)發(fā)酵→酒精→后熟→勾兌→蘋果白蘭地（一級產品）→酒糟→干燥→粉碎→發(fā)酵飼料（二級產品）本文檔共45頁；當前第10頁；編輯于星期二\3點21分（三）果膠-膳食纖維技術體系工藝流程：蘋果渣→加水、調pH2.1~2.5→85℃~89℃保溫10h→趁熱過濾→

濾液→濃縮→加95%乙醇，析出果膠→抽濾→沉淀→真空干燥果膠

濾渣→軟化→壓濾→濾渣→脫色→干燥→粉碎→膳食纖維渣膳食纖維本文檔共45頁；當前第11頁；編輯于星期二\3點21分美國蘋果綜合利用體系在蘋果汁的加工中，每加工1t蘋果大約要產生400kg下腳料。蘋果渣的主要組成為：果核0.9~1.5%，果梗0.3%、果皮7.0%。美國是對果蔬綜合利用研究較早的國家，1987年10月，美國政府投入1500萬美元完成了蘋果綜合利用體系。本文檔共45頁；當前第12頁；編輯于星期二\3點21分圖：美國蘋果綜合利用體系本文檔共45頁；當前第13頁；編輯于星期二\3點21分其他果蔬皮渣的綜合利用在胡蘿卜的加工過程中會得到大量的胡蘿卜渣，可制成橙紅色的蔬菜紙，用于色彩豐富的食品包裝，也可以直接食用。本文檔共45頁；當前第14頁；編輯于星期二\3點21分葡萄皮渣的綜合利用：葡萄籽油、葡萄紅色素、天然抗氧化成分獼猴桃皮渣的綜合利用：蛋白酶的制取、發(fā)酵生產檸檬酸和使用酒精本文檔共45頁；當前第15頁；編輯于星期二\3點21分果醋的生產人類生產、食用果醋已有7000年的悠久歷史，比糧食醋早3800多年，10世紀時葡萄醋在法國已相當盛行，世紀以后歐洲17各國結合各自的物產和飲食習慣生產出不同品種的果醋；現(xiàn)在各種類型的果醋產品更是層出不窮。果醋產品的商業(yè)開發(fā)從20世紀80年代末開始起步，隨著果醋營養(yǎng)、保健作用的不斷挖掘和發(fā)現(xiàn)，消費者已逐漸認識并開始接受果醋產品，現(xiàn)在已經有了一定的市場。本文檔共45頁；當前第16頁；編輯于星期二\3點21分而蘋果醋因其原料豐富、生產工藝簡單、用途廣泛、功效卓越，已經成為果醋家族中的重要一員，其產量及所占比重正節(jié)節(jié)攀升。蘋果果醋的加工蘋果果醋是蘋果加工下腳料為主要原料，利用現(xiàn)代生物技術釀制而成的一種營養(yǎng)豐富、風味優(yōu)良的酸味調味品。它兼有蘋果和食醋的營養(yǎng)保健功能，是集營養(yǎng)、保健、食療等功能為一體的新型飲品。本文檔共45頁；當前第17頁；編輯于星期二\3點21分一種方法是利用發(fā)酵工程:醋酸菌發(fā)酵生產醋酸發(fā)酵過程一定要經過酒精發(fā)酵:醋酸發(fā)酵要經歷三個階段.一是在酶的作用下,把原料中的淀粉類物質水解為糖.二是在酵母菌的作用下,把糖轉化為酒精.這兩個階段通常是同時發(fā)生的,所以一般把這兩個階段統(tǒng)稱為酒精發(fā)酵階段.三是醋酸發(fā)酵,在醋酸菌作用下,把酒精轉化為醋酸,就是醋酸發(fā)酵階段了.醋酸菌只能以酒精為原料,所以酒精發(fā)酵階段是必不可少的.本文檔共45頁；當前第18頁；編輯于星期二\3點21分思考：請大家設計一個用蘋果渣生產蘋果醋的生產工藝。本文檔共45頁；當前第19頁；編輯于星期二\3點21分

蘋果渣→滅菌→酶法液化→過濾、澄清→酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵→精濾→成品本文檔共45頁；當前第20頁；編輯于星期二\3點21分曾經有一個蘋果擺在你面前?

你會想什么?本文檔共45頁；當前第21頁；編輯于星期二\3點21分第二節(jié)水產品的綜合利用一、概況：我國水產品總量世界第一，但每年至少12%水產品變質，36%的低值水產品只能加工成動物飼料的原料或魚粉等低值產品，蛋白質資源未能充分利用，供人類食用的水產品僅為總產量的一半。本文檔共45頁；當前第22頁；編輯于星期二\3點21分充分利用水產品加工過程的下腳料和廢棄物可提高魚類加工的附加值，并且減少環(huán)境污染，獲得良好的經濟和社會效益。魚蝦蟹的綜合利用不僅僅在于營養(yǎng)物質的提取，更主要的在于開發(fā)他們的化工產品，如制造甲殼素等本文檔共45頁；當前第23頁；編輯于星期二\3點21分二、生物技術在水產品綜合利用中的具體應用魚綜合利用制取凝乳酶：金槍魚胃黏膜中提取凝乳酶：是一種最早在未斷奶的小牛胃中發(fā)現(xiàn)的天門冬氨酸蛋白酶,可專一地切割乳中κ-酪蛋白的Phe105-Met106之間的肽鍵，破壞酪蛋白膠束使牛奶凝結，凝乳酶的凝乳能力及蛋白水解能力使其成為干酪生產中形成質構和特殊風味的關鍵性酶，被廣泛地應用于奶酪和酸奶的制作。本文檔共45頁；當前第24頁；編輯于星期二\3點21分魚綜合利用提取抗高血壓成分：鱈魚魚頭的酶解產物，沙丁魚下腳料本文檔共45頁；當前第25頁；編輯于星期二\3點21分魚綜合利用生產膠原蛋白：酶法促溶回收利用魷魚皮中的膠原蛋白

在水產動物體內膠原蛋白含量高于陸生動物，如鰱魚、鳙魚和草魚魚皮的蛋白質含量分別為25.9%、23.6%和29.8%，均高于各自相應魚肉的蛋白質含量本文檔共45頁；當前第26頁；編輯于星期二\3點21分魚綜合利用生產醬油：魚頭、魚皮、魚刺及魚肉漂洗后蒸煮、冷卻、酶解、加鹽、接種、發(fā)酵本文檔共45頁；當前第27頁；編輯于星期二\3點21分魚綜合利用生產酸貯液體魚蛋白飼料：下腳料經粉碎后由糖蜜及乳酸菌發(fā)酵產酸而制成的液體飼料，主要用于肉雞、蛋雞、仔豬、肉豬及魚的飼料添加劑蝦頭綜合利用生產蝦頭汁和蝦油：貝的副產品生產蠔油：本文檔共45頁；當前第28頁；編輯于星期二\3點21分思考：請大家設計一個用海產品下腳料生產醬油的生產工藝。本文檔共45頁；當前第29頁；編輯于星期二\3點21分第三節(jié)生物技術與糧油的綜合利用一、概況：我國是糧油生產、消費大國，目前國內糧油企業(yè)僅僅表現(xiàn)在對稻殼、米糠、麩皮、油料皮殼、餅粨等副產物的一般開發(fā)利用上，生產技術水平還比較落后，產品質量亟待提高，特別是對一些副產物的成分和功能還未全部了解需進一步研究探索。糧油副食產物中蘊含著豐富的具有各種生理功效的生物活性物質，將其分離提純，可以作為很好的保健功效成分應用于食品中，這對提高糧油資源的綜合利用和產品附加值，帶來經濟效益和社會效益，具有十分重要的意義。本文檔共45頁；當前第30頁；編輯于星期二\3點21分二、生物技術在糧油綜合利用中的具體應用稻殼釀酒：統(tǒng)糠加入35%的水，蒸煮2h，攤晾，加入2~2.5倍鮮酒糟拌勻，30℃拌入酒曲和酵母液…本文檔共45頁；當前第31頁；編輯于星期二\3點21分乳酸豆奶的生產：大豆植物蛋白代替脫脂奶粉發(fā)酵，營養(yǎng)價值高；利用乳酸菌的產酸、生香和脫臭的作用，產品不分層、不沉淀、口感細膩、不具有豆腥味和苦澀味。本文檔共45頁；當前第32頁；編輯于星期二\3點21分膳食纖維的制備：水溶性膳食纖維：調節(jié)血糖平衡，降低膽固醇，從而降低心臟病的發(fā)病率。來源于果膠、藻膠、魔芋等。魔芋盛產于我國四川等地，主要成分為葡甘聚糖，是一種可溶性膳食纖維，能量很低，吸水性強。很多研究表明，魔芋有降血脂和降血糖的作用及良好的通便作用；可溶性纖維在胃腸道內和淀粉等碳水化合物交織在一起，并延緩后者的吸收，故可以起到降低餐后血糖的作用；水不溶性膳食纖維：主要膨脹功能，調節(jié)腸胃，防治便秘

原料→NaOH處理→過濾→調節(jié)pH7→淀粉酶酶解后離心→水溶性膳食纖維→酒精沉淀→調節(jié)pH7→收集上清液本文檔共45頁；當前第33頁；編輯于星期二\3點21分第四節(jié)生物技術在重要農副產品中的具體應用一、甘蔗廢糖蜜的綜合利用蔗渣、糖蜜和蔗泥。蔗渣含有豐富纖維素，而木質素少。目前未對蔗渣進行高效利用，大部分作為燃料和造紙原料。蔗泥含有豐富的生理活性物質，有待進一步開發(fā)利用糖蜜（工業(yè)制糖過程中，蔗糖結晶后，剩余的不能結晶，但仍含有較多糖的液體殘留物）的綜合利用較完善，下邊主要介紹：本文檔共45頁；當前第34頁；編輯于星期二\3點21分1.發(fā)酵產生酒精絮凝酵母連續(xù)發(fā)酵技術：

糖蜜→稀釋→酸化→澄清→液體培養(yǎng)液→接種對數(shù)期酵母種子→發(fā)酵成熟→蒸餾→酒精

生化蒸餾法：產量高、能耗低、廢液量少固定化酵母生產糖蜜酒精技術：將酵母細胞用載體固定起來連續(xù)使用，勞動強度低，發(fā)酵周期短，產酒率高，能耗低，酵母易管理本文檔共45頁；當前第35頁；編輯于星期二\3點21分2.廢糖蜜酒精廢液的綜合利用糖蜜酒精廢液是發(fā)酵酒精后排出的剩余液體，濃度高顏色深，直接排放污染環(huán)境，其中含有豐富的由回收價值成分…廢液產量大，解決污染及回收利用問題亟待解決目前廢糖蜜酒精廢液綜合治理：處理后回收到酒精車間；進入水膜除塵器；余渣生產堆肥。本文檔共45頁；當前第36頁；編輯于星期二\3點21分3.發(fā)酵生產賴氨酸賴氨酸可作為營養(yǎng)強化劑、鮮味劑、香味劑、除臭劑和亞硝胺抑制劑；需求量大，國內市場大。4.發(fā)酵生產乙酸乙酸為重要的有機化工原料，用途廣泛，我國乙酸生產能力大幅提，可以以糖蜜為原料發(fā)酵生產乙酸5.發(fā)酵生產檸檬酸我國檸檬酸產量居世界首位，年產50萬噸6.發(fā)酵生產味精我國味精生產世界第一本文檔共45頁；當前第37頁；編輯于星期二\3點21分味精味精是調味料的一種，主要成分為谷氨酸鈉。味精的主要作用是增加食品的鮮味，在中國菜里用的最多，也可用于湯和調味汁。味精是指以糧食為原料經發(fā)酵提純的谷氨酸鈉結晶。我國自1965年以來已全部采用糖質或淀粉原料生產谷氨酸，然后經等電點結晶沉淀、離子交換或鋅鹽法精制等方法提取谷氨酸，再經脫色、脫鐵、蒸發(fā)、結晶等工序制成谷氨酸鈉結晶。問題：味精吃多了對人體有害嗎？本文檔共45頁；當前第38頁；編輯于星期二\3點21分二、木薯淀粉生產的綜合利用木薯生產加工的主要產品有木薯原淀粉和變性淀粉，生產過程中長生了大量的木薯渣、木薯皮衣等下腳料，其還含有一定量淀粉及生理活性物質，因此，對其綜合利用既可以增加產品附加值，又可以減少環(huán)境污染。本文檔共45頁；當前第39頁；編輯于星期二\3點21分1.木薯渣發(fā)酵生產蛋白飼料木薯渣中蛋白含量低，粗纖維含量高，大多數(shù)沒有得到充分的利用謝文偉等研究報道以木薯渣為原料生產單細胞蛋白陳桂光等人發(fā)酵生產蛋白飼料，粗蛋白含量顯著提高鐘秋平等人優(yōu)化得出木薯渣固態(tài)發(fā)酵生產植酸酶的最佳條件本文檔共45頁；當前第40頁；編輯于星期二\3點21分2.木薯渣發(fā)酵生產工業(yè)酒精濕法木薯酒精：浸泡、破碎、得到粗淀粉乳用作酒精發(fā)酵原料干法木薯酒精：潤濕、破碎篩分、出去木薯皮、獲得低脂木薯粉作為酒精發(fā)酵原料本文檔共45頁；當前第41頁；編輯于星期二\3點21分3.木薯酒糟廢水的綜合利用木薯酒糟廢水有機物濃度高、懸浮物含量高、呈酸性，直接固液分離不理想?yún)捬跽哿靼宸磻魇褂靡幌盗写怪卑惭b的折流板，被處