生物面粉改良剂的中试研究

历下区科技发展计划项目可行性研究报告项目名称：生物面粉改良剂的中试研究领域：生物技术起止时间：2006.5.8－2008.5.8历下区科学技术局二OO五年三月2历下区科技发展计划项目可行性研究报告编制提纲（注：可行性研究报告中单位名称和研究人员的姓名不得出现，单位名称均以“本单位”代替，否则视为无效）一、立项的背景和意义本项目是我单位在国家“十五”科技攻关项目的研究基础上，利用我单位现有技术优势，并结合市场发展导向，在小试实验结果基础上自主确定的一个中试研究项目。现本项目已申请国家发明专利两项。本项目研究成果打破了使用生物面粉改良剂主要依赖进口的局面，并可进一步取代进口产品，同时对面粉产业的绿色革命起到积极地促进作用，能推动国家产业政策相关规定的实施，符合振兴民族工业的国策；符合食品行业以生物产品替代化学合成产品的发展趋势；利用无毒无害的绿色食品添加剂，能保证人们的身心健康，提高生活质量，对带动地区的经济发展水平产生积极的影响；利国利民；有显著的社会效益，对人民生活质量的提高具有不可忽视的重要意义。二、国内外现状和发展趋势〔包括知识产权现状〕生物酶在谷物食品中的应用来源于西方对面包的改良，从1991年淀粉酶被用于烘焙行业至今，国外酶制剂公司先后开发并上市了多种生物酶用于谷物食品加工的各个应用领域，从面包烘焙拓展到面粉改良、馒头加工及面食制品其他领域。传统使用的改良剂大多数是有毒有害的化学品改良剂，如溴酸钾、过氧化苯甲酰等，国外大部分国家已禁止使用。我国也于2005年7月1日禁止有致癌作用的溴酸钾作为面粉处理剂使用，对人体有3慢性损害的过氧化苯甲酰也将在近日被禁止使用。生物酶在中国面制品市场中应用起步较晚，国内面食制品生产厂家才刚刚开始认识到要应用生物酶。我国小麦品种多达6000余种，品种多但小麦加工质量却不高。采用育种方式提高小麦加工质量，但时间长、气候条件限制等因素使得育种改进在国内大多数地方还未能奏效，我国高档面粉还需进口小麦进行复配，因此利用生物面粉改良剂对小麦面粉加工质量进行改良是最好的捷径。我们研究的生物面粉改良剂主要成分是生物酶，是利用生物技术研究的新型绿色、健康、安全的面粉改良剂产品。结合目前市场现状，我们在国家攻关课题木聚糖酶的生产及应用研究经验的基础上，从添加剂方面继续对小麦面粉加工改良方面进行了研究攻关，确定了本研究课题。生物面粉改良剂是由生物体内提取的天然、安全的食品添加剂，具有高效、专一、反应条件温和等特点，是一种高效的生物催化剂，在面食制品成品中无任何残留，同时增加面食制品的功能性。用于代替化学品改良剂，利于人们身心健康，具有很大的社会效益。国外生物面粉改良剂虽已形成产品，但价格昂贵，不利于国内企业推广使用。我单位生产的生物面粉改良剂使用效果与国外产品相当，但价格较低，可以替代国外进口产品，增加面食制品添加剂行业的新品种，推动与人们身心健康休戚相关的面粉行业的技术进步，具有广阔的市场前景。本项目小试结果经专家鉴定，鉴定意见认为该项目技术达到国际先进水平。三、现有研究基础、特色和优势经过实验室小试研究，现阶段基本确定了生物面粉改良剂在面食制品改良领域的应用效果。在合适的添加量的情况下，面食制品改良效果较好。并4且与国外同类产品进行了应用比较，改良效果几乎相同，且本项目的最适添加量要少于国外同类产品，利于应用厂家节约成本。综合以上研究结果，本项目的市场潜力很大。本项目的特色和优势主要表现在以下几个方面：（1）采用生物技术自主生产的生物面粉改良剂，符合国家规定，安全无毒，是绿色、健康、安全的生物面粉改良剂。（2）生物面粉改良剂产品属国内首创，系列产品使用效果达到国外同类产品水平，小试产品技术达到国际先进水平。（3）生物面粉改良剂的主要成分是生物酶，在面食制品改良领域应用，可以替代对人体有害的化学改良剂溴酸钾、过氧化苯甲酰等，为我国绿色面粉的革命开创了一条新的途径，利于人们身体健康。我单位具有多年的生物酶研究开发基础，并具有多层次的酶制剂发酵研究生产、应用及食品添加剂研究开发的专业人才，可为项目的顺利完成提供有力的人才和资源优势。四、应用或产业化前景、市场需求我国小麦品种众多，但加工质量却不高。除了用进口小麦进行复配外，多数还是用面粉处理剂对面粉品质进行改良，以达到所需要的面粉加工品质。市场上经常使用的面粉改良剂多数是化学品改良剂，如过氧化苯甲酰、过氧化钙、溴酸钾等。这些改良剂对人体具有慢性毒性，不利于人们长期食用。而生物面粉改良剂主要成分是生物酶，是采用生物技术发酵生产的，加工成面食制品后，无任何残留，在面食制品品质改良领域的应用也刚刚起步。酶工程是生物工程的重要组成部分，是利用酶的催化作用进行物质转化的技术。5研究开发新型酶在各领域的应用，将改变我国酶产品结构极不合理的现状，促使我国的酶产品走向国际化。我国小麦年产量约1亿吨，而据中国粮食行业协会统计，2004年入统规模以上面粉厂就有1990家，年生产能力6508万吨。但小麦品种过多，加工质量参差不齐，因此利用生物面粉改良剂进行改良，以满足人们的加工需求，是目前最便捷、高效的途径，市场潜力巨大。国外生物面粉改良剂虽已形成产品，但价格昂贵，不利于国内企业推广使用。我单位生产的生物面粉改良剂小试使用效果与国外产品相当，但成本价格也较低，可以替代国外进口产品。生物面粉改良剂产品可以增加面食制品添加剂行业的新品种，推动与人们身心健康休戚相关的面粉行业的技术进步，具有广阔的市场前景。五、研究内容与预期目标1总体目标：本项目预计投资50万元，项目完成时实现年生产能力100吨/年，单位资产规模达500万元，单位人员由目前的20人发展到50人。2经济目标：预计项目开始第一年新增产品销售额200万元，年新增交税总额12万元，年新增净利润35万元。项目完成后年新增产品销售额600万元，年新增交税总额40万元，年新增净利润100万元，年新增产值600万元。3技术、质量指标：（1）生物面粉改良剂生产工艺和提取工艺研究。生物面粉改良剂的主要成分是我单位自主生产的生物酶，本项目要进一步优化生物酶的发酵提取工艺，6确定生产稳定的生物面粉改良剂的工艺和提取条件。（2）生物面粉改良剂应用工艺研究。在馒头、面包加工中应用生物面粉改良剂基础上，进一步扩大生物面粉改良剂应用领域，在水饺、面条、饼干中应用生物面粉改良剂系列产品，并替代化学品改良剂。（3）生物面粉改良剂配方的开发研究。在原有实验室配方基础上，确定生物面粉改良剂中试产品配方，并扩大配方使用范围，建立适应不同品种面粉改良的系列配方数据库。（4）生物面粉改良剂作用机理的研究。由于国内面粉品种多达6000余种，本项目拟根据面粉品质的不同，初步研究生物酶作用机理与面粉品质的关系，代替传统的对人体健康有不良作用的化学品面粉改良剂。（5）发酵生产的生物酶达到国家食品级酶制剂标准，生物面粉改良剂达到国家食品添加剂质量标准。六、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解本项目的关键技术是生物面粉改良剂生产的稳定性研究、生物面粉改良剂在面食制品加工中应用研究，及产品配方的设计。技术研究方案：（1）研究优化生物面粉改良剂的生产及提取工艺。（2）生物面粉改良剂复配生产工艺及其作用机理的初步研究。（3）在面包、馒头中进行应用研究，并进一步扩大到水饺、面条、饼干中进行应用研究。（4）研制针对不同面粉的多种生物酶面粉改良剂配方，配方设计及产品推广。7我单位已具备中试生产基地规模的厂房，并有完善的水电气设施，基础建设中应该完善针对该项目的厂房改造和车间布局改进。由于生物面粉改良剂生产中所用生物酶不能直接接触人体，所以在生产和应用过程中，操作人员要注意防护，避免直接吸入人体和接触皮肤。本项目的协作单位科研实力强。协作单位主要提供给本项目实施过程中的管理工作和项目服务工作、项目具体实施过程中一些建议工作，项目的具体实施和科研经费的分配、筹资及市场推广等全部由主要承担单位负责。两个单位联合，可以相互扬长补短，发挥科研单位和企业的双重优势，能使本项目顺利完成攻关，并能和市场紧密联合，成功实现本项目的产业化，带来经济效益。七、年度计划内容2006.5.8－2007.5.8生物面粉改良剂生产和提取工艺优化研究，生产出稳定的生物面粉改良剂。生物面粉改良剂的作用机理的初步研究，并在面包、馒头上应用生物面粉改良剂。经费投入占预算总额的60％。2007.5.8－2008.5.8生物面粉改良剂在水饺、面条、饼干中应用研究，扩大改良剂的配方研究。课题鉴定或验收，完成本课题。经费投入占预算总额的40％。八、主要研究人员和单位简况及具备的条件本项目负责人，研究员，是生物工程行业的学术带头人，作为主要人员参加了国家“六五”、“七五”攻关项目，主持完成了国家“八五”、“九五”、“十五”攻关项目及星火计划，取得过多项科研成果和国家发明专利，享受8国务院特殊津贴，是山东省科技拔尖人才、山东省有突出贡献的中青年专家、山东省一轻系统劳动模范，多次获得省部级科技进步奖。本项目主要研究人员具有知识化、高效化的特点，共7人参加本项目，所学专业分别是微生物学、生物化学、食品科学和发酵工程，结合各专业情况，分别承担本项目与所学专业相关的部分内容。其中硕士研究生1人，本科生5人，专科生1人，研究员1人，高级工程师1人，工程师5人。他们曾多次承担国家科技攻关项目、省部级项目及多项大型工程设计，成绩显著。其中，承担的国家“九五”科技攻关项目“冬虫夏草多糖的研究”，综合技术达国际先进水平；国家“九五”科技攻关项目“酶法生产低聚木糖”，填补国内两项空白，综合技术达国际先进水平；承担的国家级项目“葡萄糖异构酶的研究”和“固定化葡萄糖异构酶的工业化生产，技术达国内领先水平，获国家科技进步三等奖；承担的“八五”攻关项目“α—乙酰乳酸脱羧酶的研究”填补国内空白，达国内领先水平；承担的“十五”科技攻关项目“食品级木聚糖酶的工业化生产”综合技术达国际先进水平，该项目获山东省2005年科技进步二等奖。单位从事本项目的基本装备齐全，包括小型发酵设备、混料机、焙烤设备及实验室常用仪器、分析仪器等，目前正在筹集资金，积极建立GMP中试车间。九、经费预算本项目总投资50万元，其中申请区科技三项经费15万元，自筹资金30万元，其它资金5万元。