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食品生物技术概论 廖威 第七章 生物技术与农副产品的综合利用


1.木薯渣发酵生产蛋白饲料
木薯渣中蛋白含量低,粗纤维含量高,大多
数没有得到充分的利用 谢文伟等研究报道以木薯渣为原料生产单细 胞蛋白 陈桂光等人发酵生产蛋白饲料,粗蛋白含量 显著提高 钟秋平等人优化得出木薯渣固态发酵生产植 酸酶的最佳条件
2.木薯渣发酵生产工业酒精
湿法木薯酒精:浸泡、破碎、得到粗淀粉乳

其中果胶的提取方法有酸水解法、离子交换
法和微生物发酵法。其中酸水解法较为常用。 1、酸水解法是利用果胶在酸性溶液中变为可 溶性果胶来提取,此法提取率较低,多次提 取可以提高提取率。 2、离子交换法是除了提取可溶性和不可溶性 的果胶还可提取果胶盐,因而可提高提取率。 3、微生物抽提法是利用微生物发酵产生的果 胶酶系使果胶游离以便于提取。
包括高粱、甘蔗、薯类、甜菜、油菜、蓖麻等。
生产酒精的微生物:要求“多快好省”,主
要有酿酒酵母、运动发酵单孢菌、葡萄汁酵 母、裂殖酵母等 酒精发酵的原料与有关的酶:含有糖类的农 作物、农副产品及废弃物均可作为发酵原料 ;淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、纤维素酶、半纤 维素酶
二、农副产品的综合利用与植物蛋白资源的开发
(三)、色素提取

橘皮色素是一种性能稳定、安全可靠的天然色素。 可代替人工合成色素用于食品着色,同时含有VE, 具有延缓衰老和防治癌症的效果。
柑橘皮重含有大量优质膳食纤维,相对于谷类含有 很多的可溶性膳食纤维。 黄酮类化合物具有抗氧化作用,能清除自由基,抑 制体脂过氧化即抗癌作用。还具有抗菌抗病毒作用。

水溶性膳食纤维:调节血糖平衡,降低胆固醇,从而降低心脏病的发病率。 原料 NaOH处理 过滤 调节pH7 淀粉酶酶解后离心 水溶性膳食纤维 酒精沉淀 调节pH7 收集上清液
水不溶性膳食纤维:主要膨胀功能,调节肠胃,防治便秘
第四节 生物技术在重要农副产品综合利用中的具体应用
一、甘蔗废糖蜜的综合利用
的生物资源中得到大量的生理活性物质,实现
农产品原料的梯度加工增值和可持续发展,提
高经济效益和生态效益。
综合利用举例 ☞ 1 柑桔皮渣综合利用 ☞ 2 苹果综合利用 ☞ 3 胡萝卜皮渣的综合利用
☞ 4 葡萄皮渣的综合利用
☞ 5 猕猴桃皮渣的综合利用
一、柑桔皮渣利用
柑橘是世界上产量最 多的水果。柑橘加工产品
葡萄皮渣的综合利用:葡萄籽油、葡萄红色素、天
然抗氧化成分
猕猴桃皮渣的综合利用:蛋白酶的制取、
发酵生产柠檬酸和使用酒精
第二节 水产品的综合利用
一、概况:我国水产品总量世界第一,但每
年至少12%水产品变质,36%的低值水产品 只能加工成动物饲料的原料或鱼粉等低值产 品,蛋白质资源未能充分利用,供人类食用 的水产品仅为总产量的一半。
(四)、膳食纤维的提取

(五)、黄酮类化合物的提取

二、苹果综合利用
苹果在传统加工过程中产生很多残渣,如果
直接丢弃不仅会产生很大的浪费,同时也会对环
境造成很大,从根本上消除其引起的环境污染已引起
很多人的关注。
目前苹果皮渣的综合利用体系主要有以下几个方面: (一)、果渣生产富蛋白饲料体系
虾头综合利用生产虾头汁和虾油:
贝的副产品生产蚝油:
第三节 生物技术与粮油的综合利用
一、概况:


我国是粮油生产、消费大国,目前国内粮油企业仅仅表现在 对稻壳、米糠、麸皮、油料皮壳、饼粨等副产物的一般开发 利用上,生产技术水平还比较落后,产品质量亟待提高,特 别是对一些副产物的成分和功能还未全部了解需进一步研究 探索。 粮油副食产物中蕴含着丰富的具有各种生理功效的生物活性 物质,将其分离提纯,可以作为很好的保健功效成分应用于 食品中,这对提高粮油资源的综合利用和产品附加值,带来 经济效益和社会效益,具有十分重要的意义。
一、农副产品综合利用与生物能源的开发
生物质:任何可再生的或可循环的有机物质,包括专用的能源作物、能
源林木、粮食作物和饲料作物的残留物、树木废弃物及残留物、草、城市垃圾 …
生物质能:利用生物质转化成的能源(乙醇、甲醇、甲烷氢气等),
不含硫和其他杂质,对环境无害的“绿色能源”。
生物能源作物:专门种植,用于生产液体燃料的草本及木本植物,
,浓度高颜色深,直接排放污染环境,其中 含有丰富的由回收价值成分… 废液产量大,解决污染及回收利用问题亟待 解决 目前废糖蜜酒精废液综合治理:处理后回收 到酒精车间;进入水膜除尘器;余渣生产堆 肥。
3.发酵生产赖氨酸
4.发酵生产乙酸
赖氨酸可作为营养强化剂、鲜味剂、香味剂
、除臭剂和亚硝胺抑制剂;需求量大,国内 市场大。


工艺:鲜苹果渣→ 配料→接种→发酵→干燥→粉碎 →蛋白饲料
强化营养
(二)、白兰地-发酵饲料综合开发技术体系 工艺流程:果渣预处理→发酵 →固态发酵 →酒精 →后熟 →勾兑→ 苹果白兰地(一级产品) → 酒糟 → 干燥→ 粉碎 →发酵饲料(二级产品)

(三)、果胶-膳食纤维技术体系

工艺流程:
Thank you
0.9~1.5%,果梗0.3 % 、果皮7.0%。苹果渣的
化学成分平均含量见表 1。
☞美国是对果蔬综合利用研究较早的国家,1987
年10月,美国政府投入1500万美元完成了苹果综
合利用体系,其基本工艺流程如图1所示。
图1 美国苹果综合利用体系
其他果蔬综合利用举例
胡萝卜皮渣的综合利用
在胡萝卜的加工过程 中会得到大量的胡萝 卜渣,可制成橙红色 的蔬菜纸,用于色彩 丰富的食品包装,也 可以直接食用。


在生产上我国主要采用蒸馏法,此法设备简单,成 本低,但油品质量较低。

也有人将超临界萃取技术应用在橘皮香精油的提取 上取得了不错的效果。
1、冷榨法提取香精油
工艺流程: 原料分选 →浸泡→ 清洗除灰→ 压榨过滤 →分离 →精制 →成品包装
2、蒸馏法提取香精油
工艺流程:
原料处理→ 蒸馏 →油水分离→ 成品包装

蔗渣、糖蜜和蔗泥。 蔗渣含有丰富纤维素,而木质素少。目前未对蔗渣进行高效 利用,大部分作为燃料和造纸原料。

蔗泥含有丰富的生理活性物质,有待进一步开发利用 糖蜜(工业制糖过程中,蔗糖结晶后,剩余的不能结晶,但仍含有较多糖的液体残留物)的综 合利用较完善,下边主要介绍:
1.发酵产生酒精
絮凝酵母连续发酵技术:
第七章 生物技术与农副产 品的综合利用
第一节果蔬综合利用 是根据各种果蔬不 同部份所含成分及特 点,对其进行全植株 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。
意义:
通过综合利用技术,可以变无用为有用,
变小用为大用,变一用为多用。不但可以减轻
其对环境的污染,更重要的可以从这些被废弃
3、冷磨法提取香精油
工艺流程:
原料清洗 →磨油 →过滤 →分离→ 精制 →成品
4、溶剂浸提法
(二)、果胶提取
果胶是食品工业的重要添加剂,又是制药、纺织等 工业中广泛应用的原料。提取果胶是柑橘果汁加工 中重要的副产品。 果胶的提取一般工艺是: 原料选择→破碎漂洗→果胶抽提→果胶的纯化干燥
3.利用基因工程改造植物蛋白的发展 外源基因的直接转化表达:向日葵种子的蛋氨酸白蛋白
基因导入狭叶羽扇豆中,蛋氨酸含量提高94%,油菜种子赖氨酸含量提 高100倍
导入经修饰过的外源基因: 导入人工合成基因:
自然界蛋白质资源丰富,利用生物技术 手段对各种蛋白质进行加工改造已取得重大 进展,提高营养价值和利用效率。
糖蜜 稀释 酸化 澄清 液体培养液 酒精 接种对数期酵母种子 蒸馏 发酵成熟
生化蒸馏法:产量高、能耗低、废液量少
固定化酵母生产糖蜜酒精技术:将酵母细胞用载体固定
起来连续使用,劳动强度低,发酵周期短,产酒率高,能耗低,酵母易管理
2.废糖蜜酒精废液的综合利用
糖蜜酒精废液是发酵酒精后排出的剩余液体
,沙丁鱼下脚料
鱼综合利用生产胶原蛋白:酶法促溶回收利用鱿鱼皮中
的胶原蛋白
鱼综合利用生产酱油:鱼头、鱼皮、鱼刺及鱼肉漂洗后蒸
煮、冷却、酶解、加盐、接种、发酵
鱼综合利用生产酸贮液体鱼蛋白饲料:下脚料经
粉碎后由糖蜜及乳酸菌发酵产酸而制成的液体饲料,主要用于肉鸡、蛋
鸡、仔猪、肉猪及鱼的饲料添加剂
二、生物技术在粮油综合利用中的具体应用
稻壳酿酒:统糠加入35%的水,蒸煮2h,摊晾,加入2~2.5倍鲜酒糟拌
匀,30℃拌入酒曲和酵母液…
乳酸豆奶的生产:大豆植物蛋白代替脱脂奶粉发酵,营养价值高
;利用乳酸菌的产酸、生香和脱臭的作用,产品不分层、不沉淀、口感细腻、 不具有豆腥味和苦涩味。
膳食纤维的制备:

苹果渣 →加水、调pH2.1~2.5 → 85℃~89 ℃保温
10h →趁热过滤 →
滤液 →浓缩→ 加95%乙醇,析出果胶 →抽滤 →沉淀→ 真空干燥 果胶
滤渣→ 软化→ 压滤 →滤渣 →脱色 →干燥 →粉碎→ 膳食纤维渣 膳食纤维
美国苹果综合利用体系

在苹果汁的加工中,每加工1 t苹果大约要产生 400 kg下脚料。苹果渣的主要组成为:果核
充分利用水产品加工过程的下脚料和废弃物
可提高鱼类加工的附加值,并且减少环境污
染,获得良好的经济和社会效益。
鱼虾蟹的综合利用不仅仅在于营养物质的提
取,更主要的在于开发他们的化工产品,如 制造甲壳素等
二、生物技术在水产品综合利用中的具体应用
鱼综合利用制取凝乳酶:金枪鱼胃黏膜中提取
鱼综合利用提取抗高血压成分:鳕鱼鱼头的酶解产物
用作酒精发酵原料
干法木薯酒精:润湿、破碎筛分、出去木薯
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