[01697039]生物法同步制取植物油脂和蛋白关键技术创新与应用

2013年，中国食用植物油年消费量近3000万吨，达到10000亿元的产业规模，占食品工业总产值的10%。食用油的生产方式主要以压榨法和浸出法为主，普遍存在加工条件剧烈、油料资源利用率低、化学试剂残留及附加值不高等突出问题。且制备的毛油品质稳定性差，需进行高温精炼，而现行精炼技术多为物化精炼法，存在条件难以控制、反应剧烈、工艺繁杂、安全性差等问题。因此，研发绿色安全、营养健康、高效环保的食用油和蛋白制取技术势在必行。该项目以中国主要油料（大豆、花生等）为研究对象，重点研发具有自主知识产权的植物油料生物解离、乳状液破除、生物精炼及同步提取蛋白等关键技术，建立生物法同步制取植物油脂与蛋白技术示范体系，开辟油脂绿色加工战略性新兴产业，为中国植物油脂和蛋白加工产业快速健康发展提供有力的科技支撑，显著提升企业的核心竞争力。项目累计获授权发明专利30项，公开发表相关论文232篇，其中SCI收录23篇，EI收录40篇。项目整体技术达到国际先进水平。针对中国现行植物油脂加工中存在的加工条件剧烈、溶剂残留、蛋白利用率低等问题，系统研发并应用生物解离技术制取植物油脂，成功创建了加工条件温和、油脂品质高且可同步回收优质蛋白及其它活性成分的油脂制取新方法；发明了真空挤压膨化技术和真空破壁技术及装置，有效提高了细胞破裂度和油脂制取率，且降低了油料蛋白的变性程度：为解决酶制剂成本较高、油脂分离效果差等瓶颈问题，发明了植物油脂微生物发酵及固态发酵-冷榨/超临界萃取耦合制备技术。为解决生物解离过程中所形成的O/W型乳化体系难以破除的关键问题，通过分析乳液相化学组成特殊性（由油脂-蛋白-多肽-磷脂-多糖等构成）、界面特征和流变学特性，首次系统地研发了物理、化学及生物法乳状液破除技术，成功解决了生物解离植物油脂破乳难、油脂及蛋白回收率低的瓶颈问题。为提高生物解离植物油脂所形成水解液和乳化液的利用率及同步提取蛋白质的功能性，集成高压脉冲电场、膜分离、分步酶解技术，发明了利用生物解离技术同步制取植物油脂和功能性蛋白产品技术。因生物解离技术形成的乳状液中磷脂含量较多，成功破乳后磷脂组分易富集于植物油脂中，故需对制备的油脂进行脱胶处理。针对其中含有的非水化磷脂难以脱除和化学精炼易改变油脂结构的问题，发明了固定化酶技术应用于油脂生物精炼。针对功能性油脂传统制备工艺安全性差、副产物复杂及制备率低等问题，研制出利用超临界状态下酶法酯交换制备功能性植物油脂新技术。该项目研发的具有自主知识产权并处于国际先进水平的新技术已在国内21家企业得到推广应用，包括谷神生物科技集团有限公司、九三粮油工业集团有限公司、山东省高唐蓝山集团总公司等，其中15家企业近三年新增销售额334343.6万元，新增利润42002.3万元，新增税收13911.7万元，出口创汇6252.1万美元。