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河南工业大学产学研科技成果推介(六)

2024-11-22

科技成果

Sci & Tech Achievements

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成果名称:小麦高值化综合利用关键技术集成创新与示范

技术领域:粮油加工及营养健康

成果简介:

“小麦高值化综合利用关键技术集成创新与示范”基于小麦综合利用与转化过程中存在的原料各组分间互作机制不明确、B-淀粉难以利用、副产物附加值低、生物转化菌种依赖国外、小麦生物转化污染严重等问题,依托国家自然基金、国家科技攻关等项目支持,在粮油深加工领域,取得了多项创新与突破,主要创新点如下:⑴高纯度小麦抗性淀粉的创制:集成淀粉解链脱支和层状模式结晶技术及抗性淀粉生产装备的研制,开发了纯度高达65%的小麦抗性淀粉。⑵小麦加工副产物高值化关键技术的研发:建立了麦胚稳定化热处理技术与首个国产小麦蛋白生物学信息数据库,开发了我国首款植物源免疫球/白蛋白,制备了高F(43.1)值的低聚肽,发明了麸皮湿热处理技术,麦麸提取率达60-65%。⑶小麦淀粉发酵产谷氨酸关键技术的创建:培育了谷氨酸高产菌株FM00-187,产率达22%;创建了调控细胞渗漏和抑制支路代谢技术,淀粉转化率达72%。⑷小麦生物转化的绿色制造:开发了微生物发酵代谢主流节支减排技术及多款环保节能装备,开发了全生命周期评价分析系统,实现了高浓度废水零排放。

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市场前景:

与国内外同类技术相比,本成果选育的菌株在小麦和玉米淀粉发酵生产中的应用、开发的装备性能以及绿色化清洁化生产指标达到国际领先水平。

该成果实施以来,直接推广应用12家企业,其中在河南省内推广7家,在省外推广5家;该成果应用以来,开发产品9个。12家主要应用单位近三年新增销售额达到171.01亿元,新增利润达到59.58亿元,实现了小麦全价利用和高值化,展现了显著的经济效益。

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02




成果名称:食用植物油加工过程污染物控制和脱除关键技术研发应用

技术领域:粮油加工及营养健康

成果简介:

项目系统研究了油料品质、加工助剂、储存条件以及油脂生产工艺对食用植物油中多环芳烃、邻苯二甲酸酯类塑化剂、黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、重金属铅砷等风险因子的影响程度及迁移规律,确定了玉米胚AFB1风险可控的安全储存技术、炒香型油脂中PAHs可控的适度炒籽技术、包装油脂中PAEs可控的安全储存技术;创建了炒香型油脂中PAHs高效吸附脱除技术,PAHs脱除率达98%以上,吸附剂用量减少90%,油脂损耗减少90%以上,同时高效保留了油脂香味和营养成分;创建了油脂中塑化剂的两级双温蒸馏脱除技术,脱除率达到90%~95%,与常规蒸馏技术相比,反式脂肪酸减少60%以上,维生素E保留率提高60%以上;创建了油脂中黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等真菌毒素的集成深度脱除技术,脱除率达到95%~99%。项目在食用植物油质量安全控制关键技术方面取得了重大成果和技术突破。对促进食用植物油加工业的技术升级和产品升级具有重要意义。

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市场前景:

采用项目成果技术,食用植物油质量在达到国标指标要求的基础上,在风险成分含量和营养成分含量的指标上优于国标指标,食用植物油产品更安全、更营养、更美味,可以取得巨大的经济效益和社会效益。

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产业化应用案例

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成果名称:传统酸面团(老面)馒头的冷藏中种发酵关键技术

技术领域:粮油加工及营养健康

成果简介:

本项目主要针对老面馒头制作过程中存在的工艺粗放、菌群不稳定以及全麦馒头普遍存在的比容较小、持气性差、口感粗糙、质地干硬等突出问题,将优选出的传统酸面团进行传代培养,延续优势菌群的活性和稳定性;以传统酸面团为自然发酵剂,采用冷藏发酵法,调控优势菌群的发酵速率,抑制杂菌的生长繁殖,提升酸面团馒头的风味和口感;结合中种发酵技术,改善面团的流变学特性和发酵特性,定量中和酸面团发酵后产生的有机酸,改善酸面团馒头的组织结构;利用乳酸菌发酵产酸使面团酸度降低,激活内源性的植酸酶和木聚糖酶,使植酸水解,可溶性阿拉伯木聚糖含量升高,提高全麦及杂粮馒头中矿物质的利用率,改善全麦及杂粮馒头的组织结构;根据冷藏发酵后中种面团的可滴定酸度计算加碱量,使制作流程更加标准化,并实现了工业化应用;研究酸面团中微生物、代谢产物及馒头品质的变化,确保酸面团馒头在工业化、连续化生产过程中的稳定性。

市场前景:

研究成果已应用于全麦、杂粮馒头的开发,有效的解决了其普遍存在的比容较小、持气性差、口感粗糙、质地干硬等突出问题,具有较好的市场应用前景,对开发优质大众主食馒头、提升馒头档次、增强其市场竞争力具有重要的推动作用。研究成果为我国酸面团馒头加工的标准化、工业化提供了科学和技术支撑,提高了企业自主创新能力,增加就业,提升了产品销量,规范了主食行业的生产,带动农民就业和农民增收,为政府创造税收产生积极影响。

04




成果名称:可生物降解材料智能制造关键技术与产业化应用

技术领域:粮油加工及营养健康

成果简介:

20世纪以来,高分子材料方面的研究突飞猛进,巨大的方便了人们的生活。塑料制品大量生产的同时,给全球带来了巨大的环境污染。石油基聚合物引起的环境污染和能源短缺引起了广泛的关注,人们正在寻找环境友好的非石油基可再生资源,因此,对可生物降解材料的研制及其性能研究具有重要的社会价值及学术意义。

将淀粉微晶结构破坏,形成具有热塑性的淀粉树脂,是生产淀粉塑料的技术难点和关键。本项目中采用的挤压、热压工艺来破坏淀粉微晶结构,具有操作简单方便、可在室温进行等特点,加工方法还有利于连续化生产,可以实现工业化大批量生产。另外,向经过挤压处理的淀粉中加入增塑剂能进一步提高淀粉的可塑性,同时通过调整增塑剂用量来调整淀粉塑料的力学性能等。通过调整配方和改进工艺条件,以制备耐热性和耐水性好、物理强度大、湿强度高的生物全降解淀粉材料。

淀粉可生物降解材料在最佳工艺条件下,其断裂伸长率可达174.48 %,拉伸强度5.47 MPa,吸水率为51.65%,透光率为53.57%。淀粉可生物降解材料在49天内,自然土埋环境中试样失重率约为62 %,在水性土壤环境77天内试样失重率约为63 %。

市场前景:

目前,世界上只有美国、日本、德国等少数国家拥有这一生产技术,并垄断着国际市场。因此,国际市场上降解塑料十分走俏,发展势头也非常迅猛。课题组研制开发出全降解淀粉塑料母料来制备各种塑料制品,如塑料包装膜、一次性快餐盒和水杯、塑料棒、农用膜等。目前,全球年产可生物降解材料仅30万吨左右,国内产量则占1/5左右。全淀粉降解塑料以淀粉为原料,减少了对石油等稀缺资源的依靠,可促进农业经济的发展和社会的可持续发展。

高校简介

University Profile

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河南工业大学




河南工业大学始建于1956年,先后隶属国家粮食部、商业部、机械工业部和国内贸易部,是河南省人民政府与国家粮食和物资储备局共建高校,入选国家首批“2011协同创新计划”,是河南省特色骨干大学、省“双一流”创建高校。

学校占地2764.5亩,在校生规模39000余人,涵盖学士—硕士—博士三级完整的人才培养体系,形成了以工为主,多学科协调发展的办学格局。现有22个学院,教职工2600余人,具有博士学位教师1053人。拥有全国最完整的粮油食品学科群和实力雄厚的超硬材料学科群,同时构建了集储运、加工、装备、信息、管理等于一体的完整学科体系。建有3个博士后科研流动站,拥有4个博士学位授权一级学科,25个硕士学位授权一级学科,14个硕士专业学位授权类别,24个省一级重点学科。建有“小麦和玉米深加工国家工程研究中心”“粮食储运国家工程研究中心”等58个国家级、省部级科研平台。

近年来,学校积极服务国家战略需求和行业、地方经济社会发展,在粮食精深加工与综合利用、粮食储运、生物医药、新材料、工业设计、粮食经济与物流管理等方面取得了一批重大研究成果,产生了显著的经济社会效益。先后获得国家科技进步奖14项,国家标准创新贡献一等奖1项。主持制定国际标准、国家、行业和团体标准336项,主持或参与编制行业发展规划、决策咨询报告300余项。为“一带一路”沿线23个国家建设的137条粮油生产线提供了工艺技术,为行业科技创新、社会发展进步提供了有力的科技支撑和智力支持。