XX市重点攻关项目可行性研究报告.docx
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XX市重点攻关项目可行性研究报告
XX市重点攻关项目可行性研究报告
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一、总论1
(一)项目的主要内容及技术原理简述1
(二)项目的目的和意义3
(三)相关技术领域国内外发展现状、趋势5
(四)项目申请单位、主要合作申请单位及项目主要负责人的基本情况7
(五)有关本项目的现有工作基础和支撑条件8
二、项目实施方案9
(一)项目达到的目标及考核的主要技术经济指标9
(二)项目的主要研究(开发)内容10
(三)试验(开发)规模及地点11
(四)主要技术关键及创新点11
(五)实施方案12
(六)技术风险分析12
(七)分年度的工作内容、目标13
(八)申请单位、合作申请单位及主要人员的分工13
(九)组织及管理的运行机制13
(十)相关依托工程(含技术)的落实情况14
(十一)有关本项目的国内外知识产权状况分析14
三、市场分析15
(一)市场预测(含同类项目的国内外市场情况)15
(二)本项目的市场竞争优势、风险及市场策略16
(三)经济社会效益分析17
(四)推广应用及产业化分析20
四、经费预算及筹措方案21
(一)经费预算(总投资)21
(二)新增投资21
(三)筹措方案及相关证明21
(四)申请经费的主要用途21
(五)分年度用款计划(含申请经费)21
五、技术经济可行性的综合评价22
一、总论
(一)项目的主要内容及技术原理简述
1、项目的主要内容
研究生物酶法定向优化技术,筛选高活性生姜酶制剂,结合冷冻干燥、微胶囊化技术,开发高纯度生姜油树脂及微胶囊化技术,具体内容如下:
A、筛选定向生姜酶制剂(纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶)种类、配比,使姜油树脂在温和条件下得以释放,并考虑尽量减少酶用量,提高姜油树脂产率,使之提取率达92.5%。
B、研究生姜酶解制剂的最佳作用条件,确定各酶制剂最佳作用的PH值、温度、时间。
C、研究高纯度生姜油树脂的减压蒸馏分离技术,确定高纯度生姜油树脂的最佳提取方法。
D、研究生姜油树脂微胶囊的芯材与壁材种类(大豆蛋白、β-环糊精、明胶)和配比,研究乳化、喷雾干燥的最佳工艺参数。
对喷雾干燥法制备微胶囊化生姜油树脂的质量进行“f函数法”评定,并对其生产工艺进行探讨。
2、项目技术原理
本项目在国内首次采用生物酶法定向技术,筛选可降解植物细胞壁的酶类——纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶,破坏生姜作物的细胞壁,使生姜细胞内的姜油树脂等内含物在温和的反应条件下释放出来。
同时采用淀粉酶分解生姜中的淀粉,从而进一步提高细胞内含物姜油树脂的提取率。
采用酶法提取高纯度姜油树脂,可较好保持生姜的特有风味,根据气相色谱——质谱联用仪GC-MS测定分析,共鉴定出34种化合物,峰面积归一化法定量结果见(表1)
表1:
姜油树脂中各化学成分及含量
峰号
化合物名称
相对百分含量(%)
1
2-丁醇(2-Butanol)
1.5
2
2-甲基-1-丙醇(1-Propanol,2-methyl-)
0.89
3
1,1-二乙氧基乙烷(Ethane,1,1ldiethoxy-)
12.38
4
二甲基二乙氧基硅烷(Silane,diethoxydimethyl-)
1.14
5
n-己醛(N-Hexanal)
4.37
6
α-蒎烯(Alpha.-Pinene)
0.25
7
莰烯(Camphene)
1.47
8
β-月桂烯(Beta-Myrcene)
1.72
9
β-水芹烯(Beta-Phellandrene)
5.45
10
1,1-二乙氧戌烷(Pentane,1,1-diethoxy-)
0.64
11
内龙脑(Endo-Bomeol)
0.14
12
α,α,4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇
2.69
(3-Cyclohexene-1-methanol,alpha,alpha,4-trimethyl-)
13
葵醛(Decanal)
1.31
14
橙花醛(Neral)
3.89
15
香叶醛(Geranial)
0.22
16
δ-榄香烯(Delta-Elemene)
0.11
17
(+)-Cycloisosativene
0.09
18
α-古巴烯(Alpha-Copaene)
0.33
19
β-榄香烯(Beta-Elemene)
0.75
20
α-香柠檬烯(Alpha-Bergamotene)
0.23
21
D-杜鹃烯(Germacrene-D)
0.34
22
L-杜鹃烯(Germacrene-L)
0.58
23
反式-β-金合欢烯(Trans-Beta-Farnesene)
0.16
24
α-雪松烯(Alpha-Cedrene)
0.06
25
α-愈创烯(Alpha-Guaiene)
0.12
26
姜黄烯(Curcumene)
3.42
27
α-姜烯(Alpha-Zingiberene)
27.35
28
金合欢烯(Farnesene)
2.56
29
β-甜没药萜烯(Beta-Bisabolene)
5.16
30
β-倍半水芹烯(Beta-Sesquiphellandrene)
11.36
31
榄香醇(Elimol)
0.68
32
姜油醇(Zingerone)
6.93
33
4-Megastigmen-3,9-dione
0.62
34
顺工-6-姜烯酚(Cis-6-Shogaol)
0.97
由于高纯度姜油树脂中的姜辣素是一含酚羟基物质,具有弱极性,对光、热和氧化剂都比较敏感,易被氧化破坏。
采用微胶囊化技术进行处理是增加其氧化稳定性的最有效方法。
本文研究以大豆蛋白、β-环糊精、明胶为微胶囊化壁材,用包络法对姜油树脂进行微胶囊化处理。
由于该壁材有一个相对疏水的中心和一个相对亲水的表面,所以它在水中会与油脂物质发生包合络合反应,从而使油脂物质“镶嵌”在环中间,对油脂物质能够起到一定的保护作用。
利用这种“外亲水、内疏水”的特殊腔结构,使姜油树脂作为“客体”分子进入壁材的空腔结构,从而形成稳定的微细胞结构固体包络物,对姜油树脂进行微胶囊化处理,有利于其生理活性成分的保持和稳定,从而提高其应用价值。
(二)项目的目的和意义
1、项目的目的
本项目的目的是采用生物酶法定向优化技术,筛选高活性生姜酶制剂(纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶),研究生姜酶制剂的最佳作用条件,高纯度生姜油树脂的减压蒸馏分离技术,开发出高纯度的生姜油树脂(姜辣素含量大于58%、提取率大于92.5%,保质期达十二个月);并结合微胶囊化技术,开发微胶囊生姜油树脂(包埋率大于99.2%,效率大于85.1%,保质期达二十四个月)。
利用筛选的高活性生姜酶制剂(纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶),结合冷冻干燥、减压蒸馏分离技术,可高效地、专一地、温和地提取姜油树脂,并且进一步制备品质优越的微胶囊化姜油树脂。
2、项目的意义
A、提高我国农产品加工行业的生产技术水平,填补我国农产品加工行业一项空白。
采用生物酶法制备高纯度姜油树脂,要求该复合酶制剂(纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶)破坏生姜作物的细胞壁,使生姜细胞内的姜油树脂等内含物在温和的反应条件下释放出来,同时采用淀粉酶分解生姜中的淀粉,从而进一步提高细胞内含物姜油树脂的提取率。
本项目研究生姜酶制剂的最佳作用条件,高纯度生姜油树脂的减压蒸馏分离技术,开发出高纯度的生姜油树脂(姜辣素含量大于58%、提取率大于92.5%,保质期达十二个月);并结合微胶囊化技术,开发微胶囊生姜油树脂(包埋率大于99.2%,效率大于85.1%,保质期达二十四个月)。
利用筛选的高活性生姜酶制剂(纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶),结合冷冻干燥、减压蒸馏分离技术,可高效地、专一地、温和地提取姜油树脂,并且进一步制备品质优越的微胶囊化姜油树脂。
本项目产品填补了国内空白,此成果的转化可大大提高我国农产品加工行业的生产技术水平,增强我国农产品的国际竞争力。
B、促进我国生姜资源深加工产品的发展。
随着食品加工技术的进步,运用现代工艺技术提取生姜油树脂等深加工产品,作为高品质、高价值的贸易品越来越受到食品加工业的推崇。
姜油树脂中的姜辣素,其各组分物质分子中均含有创木酚基结构,有很强的氧化性,是一种有效的自由基清除剂。
姜油树脂具有很多的功能特性,如做调味料、开发天然氧化剂、开发天然抗菌剂、医药制剂、保健品和化妆品等。
姜油树脂的功能特性已引起人们的高度重视,国内外每年需求量达15000吨。
生姜中姜油含量一般在4.5-5.5%之间。
目前,由于姜油树脂生产水平限制,多采用原姜、粗姜粉或用水蒸汽蒸馏而得到油状精油。
该产品在烹调过程中姜味稳定性差,极易挥发,在微波炉等加工时间很短的或方便食品中,粗加工产品姜风味难以溶解释放。
鉴于此弊端,该产品使用范围受到很大局限。
随着本项目的研究成功,姜油树脂将取代品质、风味稳定性差的低档产品。
项目产品最大限度地保留了鲜姜的风味物质,比直接使用生姜香味增加70-80%,具有浓度逼真的生姜风味。
它速溶、无渣、可做无渣火锅底料、凉菜、汤类、蒸、炸、煎、烤及微波食品的调味剂,同时,由于它是药食两用资源,也广泛用于食品、饮料、医药及香料工业。
因此该项目技术的研制成功,可推动农产品生姜资源加工行业向深加工、产业化、现代化发展。
C、充分利用农产品生姜资源,提高农产品的附加值和农民种植积极性。
本项目是利用农业大宗资源——生姜为原料,通过酶法专一、高效、温和地制备高纯度姜油树脂。
产品品质优越,附加值高。
因此,本项目可大量促进农业产品(生姜)的深层次的开发加工,提高农作物附加值和农民种植积极性,改善农民增产不增收的现状,调整农业产业结构,带动当地农村经济发展。
因此,随着本项目的研究成功和建厂投产,不仅可提高我国功能性调味制剂行业的生产技术水平,促进我国功能性调味工业向一个新的方向发展,而且还可以调动农民种植积极性,增加农民收入,增加国家税收和地方财政收入,保护生态环境,具有十分重大的经济意义和社会意义。
(三)相关技术领域国内外发展现状、趋势
目前国内外研究姜油树脂提取的方法有四种:
(1)水汽蒸馏法;
(2)溶剂浸提法;(3)压榨法;(4)超临界CO2萃取法。
水汽蒸馏法是利用道尔顿分压定律,分离难溶于水的成分。
通常是将鲜姜或干姜在蒸前捣碎,然后在常压或加压下,通入水蒸汽以使姜油在低于其沸点温度下馏出。
该法主要获得姜中挥发性较大的精油,而挥发性极小的部分,其某些酚类衍生物,因其独特的物理化学性质及分子结构,难以随水蒸汽蒸出。
所以水汽蒸馏法只能提取姜中部分姜油。
迄今为止,从生姜中提取挥发性精油的方法一直以水汽蒸馏法为主,得率在68-72%,纯度为35-36%左右。
该法操作简便,投资少,但缺点是蒸馏时间长、能耗大、得油率低。
溶剂浸提法包括直接溶剂浸泡法和索氏提取法,前者是将固态生姜直接浸泡在溶剂中,从而使姜中所含的有效成分按一定的规律如费克定律),逐渐溶解于溶剂中而被“浸泡”出来;后者则是利用对溶剂加热及虹吸原理,使固态生姜中的有效在分能够连续多次地被“新”的溶剂所萃取。
一般地说,这两种方法可以获得非挥发性姜油,而且,浸提的姜油所含化学成分与所选用的溶剂有很大的关系。
但溶剂法易受残留溶剂的污染且会沉淀变色,其用途受到一定限制。
压榨法是利用压榨机械手段对洗净的生姜进行直接处理,以获取其中的姜油。
该法所得姜油量除了与生姜本身的质量有关外,更与生姜的预处理和压榨设施的操作情况有关。
而且,可以通过沉淀分离方法处理压榨产物,从而得到上清液,沉淀特两类不同产品。
压榨法获得的是姜油混合物,包含非挥发性和挥发性姜油。
该方法得到的
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- XX 重点 攻关 项目 可行性研究 报告