擠壓法混合竹汁提取及有效成分分離技術(shù)研究項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-wenkub
2023-05-29 03:49:06 本頁(yè)面
【正文】 代，該技術(shù)得到長(zhǎng)足進(jìn)步，擴(kuò)展到生產(chǎn)家畜飼料、魚類飼料、植物組織蛋白等，基礎(chǔ)理論研究也得到了發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域目前又?jǐn)U展到了水產(chǎn)品、仿生制品、調(diào)味品、乳品、糖果制品、巧克力制品、方便面等食品的加工。由于擠壓加工過程是一個(gè)高溫高壓的過程，通過調(diào)節(jié)工況參數(shù)，可以比較方便地調(diào)節(jié)擠壓過程中的壓力、剪切力、溫度和作用時(shí)間。天然產(chǎn)物提取的傳統(tǒng)方法是利用某種介質(zhì)將有效成份從原料中取出的過程，提取的目的是富集和純化有效成份。：原料的螺桿擠壓過程是一種高溫、高壓、高剪切的流動(dòng)過程，物料在密閉腔體空間內(nèi)與螺桿和料筒摩擦，因速差而被強(qiáng)制輸送、混合及壓延，可獲得3~15 MPa的高壓和130～200 oC的高溫，植物組織的液泡和細(xì)胞質(zhì)體破裂，具生理活性的天然產(chǎn)物在溫度的助溶效應(yīng)下由水?dāng)y帶與原料中的纖維素、淀粉、木質(zhì)素等初生代謝產(chǎn)物分離而呈游離態(tài)，在出料口處以汽、液、固三相分離，攜帶天然產(chǎn)物的液相被收集，進(jìn)入后續(xù)工序進(jìn)一步分離。：（1）構(gòu)建一個(gè)新的技術(shù)平臺(tái) 天然產(chǎn)物傳統(tǒng)的提取方法是采用水或醇等溶劑分批提取出物料中性質(zhì)相近的對(duì)象物，繼而采用其它技術(shù)手段對(duì)混合物進(jìn)行分離提純；普通液體萃取過程中，由于溶劑粘度大而擴(kuò)散系數(shù)小，萃取速度慢，且溶劑的徹底分離較困難。全世界已記載的約有70屬1200多種，廣泛分布于東南亞、印度、中國(guó)南部、南美和日本等熱帶及亞熱帶地區(qū)，少數(shù)竹類分布在溫帶和寒帶。采用擠壓技術(shù)方法，可以高效快速地提取竹等作物的天然產(chǎn)物功能物質(zhì)。前期研究表明，擠壓方法提取的混合竹汁中，各項(xiàng)天然產(chǎn)物，如毛竹葉綠素、五環(huán)三萜等均接近或大于千分之五，竹多糖的得率大于百分之二。由于原料分布和認(rèn)識(shí)差距，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)毛竹天然產(chǎn)物的開發(fā)利用也比較少，目前開展這方面的工作主要在中國(guó)和日本比較多。竹葉在我國(guó)具有悠久的食用和藥用歷史, 竹葉是中醫(yī)一味傳統(tǒng)的清熱解毒藥，醫(yī)書記載有涼心緩脾、清爽止渴等作用，1998 年，(淡)竹葉被衛(wèi)生部批準(zhǔn)列入了“藥、食兩用的天然植物名單”。其有效成分的含量和生物活性均與銀杏葉具有可比性。過程中減少了有機(jī)溶劑的使用量和循環(huán)提取次數(shù)，降低了生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境的污染；竹絨含有大量的優(yōu)質(zhì)纖維，改性后可以用來(lái)制作紡織或高級(jí)紙張的原料。FEC依托某大學(xué)，占地面積9000多平方米，擁有多功能的食品中試車間、食品添加劑（含精細(xì)化工）中試車間及功能齊全的培訓(xùn)樓。FEC科研開發(fā)的主要方向?yàn)椋菏称饭こ?、生物工程和食品添加劑（含精?xì)化工），其主要任務(wù)是向省內(nèi)外食品企業(yè)轉(zhuǎn)讓經(jīng)過中試的成熟技術(shù)成果，力爭(zhēng)成為食品領(lǐng)域科研成果轉(zhuǎn)化的孵化器，以加快科技成果的產(chǎn)業(yè)化；FEC也提供食品技術(shù)咨詢、人員培訓(xùn)以及食品科技信息等多種服務(wù)。（五）有關(guān)本項(xiàng)目的現(xiàn)有工作基礎(chǔ)和支撐條件：（1）研究人員 本項(xiàng)目課題組由教授兩名、副教授三名、講師一名組成，研究人員中，碩士研究生導(dǎo)師三人，在職博士生一人，擁有博士學(xué)位一人，技術(shù)工作分工和人員搭配合理；項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和項(xiàng)目組其他成員在2002年即開始了毛竹天然產(chǎn)物提取的工作，該項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)行了4年的前期研究，并培養(yǎng)了若干學(xué)士和碩士。上述研究所獲得的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法同時(shí)可推廣到其它植物天然產(chǎn)物的提取與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，是一個(gè)新型有效的技術(shù)平臺(tái)。（含知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）：除科學(xué)意義外，本項(xiàng)目可構(gòu)建一個(gè)新的技術(shù)平臺(tái)，且技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，產(chǎn)品中包括了葉綠素、竹葉黃酮（竹葉提取物）、竹多糖以及抗癌藥物前體五環(huán)三萜等，葉綠素膏的市場(chǎng)價(jià)格可以達(dá)到24萬(wàn)元/噸，且產(chǎn)品的提取過程中對(duì)植被沒有任何影響；竹葉是國(guó)家衛(wèi)生部批準(zhǔn)的既是藥品又是食品的物品，竹提取物（竹葉黃酮）目前已經(jīng)得到國(guó)家食品藥品管理局認(rèn)可，批準(zhǔn)為新型食品添加劑作為天然抗氧化劑使用；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，竹多糖具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗疲勞的能力，具有廣闊的應(yīng)用前景；五環(huán)三萜類化合物作為抗癌藥物前體得到了極大的重視，結(jié)構(gòu)類似的紫杉醇在女性癌癥治療中的作用已經(jīng)得到證實(shí)，并已陸續(xù)在臨床中使用，竹萜類物質(zhì)可以作為抗癌藥物前體加以提取，具有巨大的潛在的科研價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。（二）項(xiàng)目的主要研究（開發(fā)）內(nèi)容研究?jī)?nèi)容：主要包括三個(gè)方面，一是擠壓裝備的設(shè)計(jì)與制作，二是該設(shè)備在混合竹汁天然有效成份的提取與分離，三是根據(jù)前述工作，分析擠壓技術(shù)作為天然產(chǎn)物提取方法在綜合提取效率、回收率、天然產(chǎn)物的活性損失、提取綜合效益等，以明確該技術(shù)方法的發(fā)展優(yōu)勢(shì)和方向。但是，由于毛竹枝葉中含有大量的纖維素，過高的螺腔溫度也會(huì)對(duì)活性成份的性質(zhì)存在一定的影響，因此，本研究的首要技術(shù)關(guān)鍵是研制一套適合于混合竹汁提取工藝的擠壓裝置，控制高纖維物料在擠壓機(jī)械中的流變學(xué)性質(zhì)，在高效提取天然產(chǎn)物的同時(shí)避免對(duì)功能成份的破壞，并能使物料連續(xù)出料分離。簡(jiǎn)要工藝流程圖見圖1。（六）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析1．?dāng)D壓裝置無(wú)法達(dá)到三相分離的目的，2．工況不可控，天然產(chǎn)物活性損失大；3．新技術(shù)方法與常規(guī)方法相比不具備先進(jìn)性。（十一）有關(guān)本項(xiàng)目的國(guó)內(nèi)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況分析經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，該技術(shù)方法及其在天然產(chǎn)物提取中的應(yīng)用尚無(wú)人提出，在獲得上級(jí)部門經(jīng)費(fèi)支持后，可以盡快獲得相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，并爭(zhēng)取早日申報(bào)專利獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。天然抗氧化劑在國(guó)內(nèi)的年消耗量為1－2000噸，天然色素在國(guó)內(nèi)的年使用量約為2000噸（焦糖色素除外），膏狀葉綠素的價(jià)格達(dá)到了24萬(wàn)元/噸；隨著對(duì)食品安全認(rèn)識(shí)的提高，以及毒理學(xué)研究的完善，天然食品添加劑的使用被得到了重視。：①做足做實(shí)工作，對(duì)產(chǎn)品的特點(diǎn)和性能掌握清楚而全面，有針對(duì)性地推廣產(chǎn)品；②加大產(chǎn)品的宣傳力度，推廣天然食品添加劑；③深入研究多糖的效能，做好產(chǎn)品后續(xù)開發(fā)升級(jí)的工作；④儲(chǔ)備技術(shù)手段，為五環(huán)三萜類產(chǎn)品的醫(yī)藥開發(fā)做好基礎(chǔ)工作；⑤找尋其他植物資源，開發(fā)更多更好的天然功能成份產(chǎn)品；⑥擠壓設(shè)備在天然產(chǎn)物提取方面的產(chǎn)業(yè)化。本課題的研究及后期項(xiàng)目實(shí)施可為毛竹林區(qū)的農(nóng)民和相關(guān)企業(yè)帶來(lái)不低于810億元的年產(chǎn)值，可以形成一個(gè)具有江西特色的大產(chǎn)業(yè)，并同時(shí)推動(dòng)水土保持、特種纖維加工等其它竹相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造巨大的生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，這也為本項(xiàng)目的后期產(chǎn)業(yè)化實(shí)施創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。四、經(jīng)費(fèi)預(yù)算及籌措方案（一）經(jīng)費(fèi)預(yù)算（總投資）本課題計(jì)劃分三年實(shí)施完成。技術(shù)開發(fā)（引進(jìn)）本項(xiàng)目新增技術(shù)開發(fā)（引進(jìn)）。項(xiàng)目的目的和意義、達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、實(shí)施方案、實(shí)施條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益、經(jīng)費(fèi)預(yù)算的合理性等的綜合性評(píng)價(jià)。六、附件：申請(qǐng)立項(xiàng)前的工作進(jìn)展和工作基礎(chǔ)的有關(guān)材料（有關(guān)鑒定報(bào)告、檢測(cè)報(bào)告、用戶使
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