生物技术与农副产品的综合利用

第一节果蔬综合利用思考:综合利用利用什么?实际果蔬生产加工中，经常产生大量的废弃物，如落果、次果和下脚料（果皮、果核、种子、叶、茎、花、根），一般在果蔬生产加工中会产生15%—20%的残次落果、废弃物和下脚料。目前一页\总数四十五页\编于二十点果蔬综合利用：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。目前二页\总数四十五页\编于二十点意义：

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。目前三页\总数四十五页\编于二十点思考:哪些学过的生物技术手段可以用于果蔬综合利用？发酵工程酶工程蛋白质工程目前四页\总数四十五页\编于二十点目前，我国主要研究和建立的果蔬综合利用体系☞1柑桔皮渣综合利用☞2苹果皮渣综合利用☞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目前五页\总数四十五页\编于二十点一、柑桔皮渣利用柑橘是世界上产量最多的水果。柑橘加工产品多是果汁饮料及罐头，在生产中会产生大量皮渣。柑桔果皮中含有大量橘皮油、果胶等可利用有用物质。目前六页\总数四十五页\编于二十点柑橘皮综合利用如下图所示目前七页\总数四十五页\编于二十点二、苹果皮渣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的伤害，所以如何实现苹果加工后的零排放，从根本上消除其引起的环境污染已引起很多人的关注。目前八页\总数四十五页\编于二十点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工艺：鲜苹果渣→配料→接种→发酵→干燥→粉碎→蛋白饲料目前九页\总数四十五页\编于二十点（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）目前十页\总数四十五页\编于二十点（三）果胶-膳食纤维技术体系工艺流程：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目前十一页\总数四十五页\编于二十点美国苹果综合利用体系在苹果汁的加工中，每加工1t苹果大约要产生400kg下脚料。苹果渣的主要组成为：果核0.9~1.5%，果梗0.3%、果皮7.0%。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。目前十二页\总数四十五页\编于二十点图：美国苹果综合利用体系目前十三页\总数四十五页\编于二十点其他果蔬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。目前十四页\总数四十五页\编于二十点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目前十五页\总数四十五页\编于二十点果醋的生产人类生产、食用果醋已有7000年的悠久历史，比粮食醋早3800多年，10世纪时葡萄醋在法国已相当盛行，世纪以后欧洲17各国结合各自的物产和饮食习惯生产出不同品种的果醋；现在各种类型的果醋产品更是层出不穷。果醋产品的商业开发从20世纪80年代末开始起步，随着果醋营养、保健作用的不断挖掘和发现，消费者已逐渐认识并开始接受果醋产品，现在已经有了一定的市场。目前十六页\总数四十五页\编于二十点而苹果醋因其原料丰富、生产工艺简单、用途广泛、功效卓越，已经成为果醋家族中的重要一员，其产量及所占比重正节节攀升。苹果果醋的加工苹果果醋是苹果加工下脚料为主要原料，利用现代生物技术酿制而成的一种营养丰富、风味优良的酸味调味品。它兼有苹果和食醋的营养保健功能，是集营养、保健、食疗等功能为一体的新型饮品。目前十七页\总数四十五页\编于二十点一种方法是利用发酵工程:醋酸菌发酵生产醋酸发酵过程一定要经过酒精发酵:醋酸发酵要经历三个阶段.一是在酶的作用下,把原料中的淀粉类物质水解为糖.二是在酵母菌的作用下,把糖转化为酒精.这两个阶段通常是同时发生的,所以一般把这两个阶段统称为酒精发酵阶段.三是醋酸发酵,在醋酸菌作用下,把酒精转化为醋酸,就是醋酸发酵阶段了.醋酸菌只能以酒精为原料,所以酒精发酵阶段是必不可少的.目前十八页\总数四十五页\编于二十点思考：请大家设计一个用苹果渣生产苹果醋的生产工艺。目前十九页\总数四十五页\编于二十点

苹果渣→灭菌→酶法液化→过滤、澄清→酒精发酵→醋酸发酵→精滤→成品目前二十页\总数四十五页\编于二十点曾经有一个苹果摆在你面前?

你会想什么?目前二十一页\总数四十五页\编于二十点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。目前二十二页\总数四十五页\编于二十点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，如制造甲壳素等目前二十三页\总数四十五页\编于二十点二、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凝乳酶：是一种最早在未断奶的小牛胃中发现的天门冬氨酸蛋白酶,可专一地切割乳中κ-酪蛋白的Phe105-Met106之间的肽键，破坏酪蛋白胶束使牛奶凝结，凝乳酶的凝乳能力及蛋白水解能力使其成为干酪生产中形成质构和特殊风味的关键性酶，被广泛地应用于奶酪和酸奶的制作。目前二十四页\总数四十五页\编于二十点鱼综合利用提取抗高血压成分：鳕鱼鱼头的酶解产物，沙丁鱼下脚料目前二十五页\总数四十五页\编于二十点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

在水产动物体内胶原蛋白含量高于陆生动物，如鲢鱼、鳙鱼和草鱼鱼皮的蛋白质含量分别为25.9%、23.6%和29.8%，均高于各自相应鱼肉的蛋白质含量目前二十六页\总数四十五页\编于二十点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、发酵目前二十七页\总数四十五页\编于二十点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虾头综合利用生产虾头汁和虾油：贝的副产品生产蚝油：目前二十八页\总数四十五页\编于二十点思考：请大家设计一个用海产品下脚料生产酱油的生产工艺。目前二十九页\总数四十五页\编于二十点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。目前三十页\总数四十五页\编于二十点二、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…目前三十一页\总数四十五页\编于二十点乳酸豆奶的生产：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。目前三十二页\总数四十五页\编于二十点膳食纤维的制备：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。来源于果胶、藻胶、魔芋等。魔芋盛产于我国四川等地，主要成分为葡甘聚糖，是一种可溶性膳食纤维，能量很低，吸水性强。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；可溶性纤维在胃肠道内和淀粉等碳水化合物交织在一起，并延缓后者的吸收，故可以起到降低餐后血糖的作用；水不溶性膳食纤维：主要膨胀功能，调节肠胃，防治便秘

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→收集上清液目前三十三页\总数四十五页\编于二十点第四节生物技术在重要农副产品中的具体应用一、甘蔗废糖蜜的综合利用蔗渣、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：目前三十四页\总数四十五页\编于二十点1.发酵产生酒精絮凝酵母连续发酵技术：

糖蜜→稀释→酸化→澄清→液体培养液→接种对数期酵母种子→发酵成熟→蒸馏→酒精

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，酵母易管理目前三十五页\总数四十五页\编于二十点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，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。目前三十六页\总数四十五页\编于二十点3.发酵生产赖氨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。4.发酵生产乙酸乙酸为重要的有机化工原料，用途广泛，我国乙酸生产能力大幅提，可以以糖蜜为原料发酵生产乙酸5.发酵生产柠檬酸我国柠檬酸产量居世界首位，年产50万吨6.发酵生产味精我国味精生产世界第一目前三十七页\总数四十五页\编于二十点味精味精是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。味精的主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。味精是指以粮食为原料经发酵提纯的谷氨酸钠结晶。我国自1965年以来已全部采用糖质或淀粉原料生产谷氨酸，然后经等电点结晶沉淀、离子交换或锌盐法精制等方法提取谷氨酸，再经脱色、脱铁、蒸发、结晶等工序制成谷氨酸钠结晶。问题：味精吃多了对人体有害吗？目前三十八页\总数四十五页\编于二十点二、木薯淀粉生产的综合利用木薯生产加工的主要产品有木薯原淀粉和变性淀粉，生产过程中长生了大量的木薯渣、木薯皮衣等下脚料，其还含有一定量淀粉及生理活性物质，因此，对其综合利用既可以增加产品附加值，又可以减少环境污染。目前三十九页\总数四十五页\编于二十点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目前四十页\总数四十五页\编于二十点2.木薯渣发酵生产工业酒精湿法木薯酒精：浸泡、破碎、得到粗淀粉乳用作酒精发酵原料干法木薯酒精：润湿、破碎筛分、出去木薯皮、获得低脂木薯粉作为酒精发酵原料目前四十一页\总数四十五页\编于二十点3.木薯酒糟废水的综合利用木薯酒糟废水有机物浓度高、悬浮物含量高、呈酸性，直接固液分离不理想厌氧折流板反应器使用一系列垂直安装的折流板，被处理的废水绕其流动使水流行程增加，折流板阻挡及污泥的沉降作用，固体物质粨有效地截留在反应器内目前四十二页\总数四十五页\编于二十点4.木薯淀粉酶水解制备环糊精环糊精是环糊精转葡萄糖基酶作用于淀粉的产物，是由6个以上的葡萄糖以α-1,4-糖苷键连结的环状寡聚糖目前可以以淀粉为原料采用个发酵的方式生产环糊精

菌种筛选、发酵（淀粉转化）、环糊精分离目前四十三页\总数四十五页\编于二十点第五节农副产品综合利用与生物能源和植物蛋白资源的开发一、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