酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖新工艺研究与开发可行性研究报告Word文件下载.docx
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对于预防、治疗糖尿病、重金属中毒症、三高等具有特殊疗效，被广泛应用于食品、医药、日用化工等领域，是其他食品添加剂与药品原料的换代产品，开发前景十分广阔。
我国生产褐藻胶的原料，历年来均为海带，因为我国人工养殖海带的年产量很高，资源丰富，但原料成本相对较高。
现在我国也有厂家进口巨藻来生产褐藻胶。
从生产工艺来看，美、英、日、挪、法等世界各国的生产工艺，基本上仍用纯碱消化工艺。
至今国内也是沿用碱消化旧工艺生产褐藻酸钠，由于品种单一，质量欠优，远不能适应出口和内销对其多品种、多规格的大量需求。
随着褐藻胶应用领域的不断扩大，要求使用高品质褐胶的用户越来越多，市场潜力很大。
经过我们多年研究和市场调查，认为目前我国褐藻胶工业生产的主要问题是：
生产工艺落后，耗水耗能严重，污染大以及原料成本较高。
经过近几年的快速发展，目前我国已成为世界最大的褐藻酸钠产品出口国之一，总产量占世界的40%以上。
高凝胶强度海藻胶、褐藻胶寡糖等生产技术难度高、产量少，市场空间极为广阔。
2．申请单位研究基础
（1）、研究开发经历和科技成果
公司经过多年持续的研发投入，在海藻方便食品、海藻功能食品、海藻加工节能减排、海藻深精加工、海藻高附加值产品、海藻废水处理循环利用和环保技术等方面具有核心技术。
公司目前获得11项国家发明专利；
共开展科技活动24项，完成新产品新技术新工艺开发项目20项，其中国家星火计划重点项目1项，国家科技部科技型中小企业技术创新基金项目2项，国家高新技术产品8个，国家中小企业发展专项资金项目1项，青岛市重点技术创新项目8项、青岛市科技发展计划项目1项等。
（2）、研发组织体系和科研条件
为提高公司的技术创新水平和自主研发能力，公司于2001年成立了企业技术中心；
2008年公司技术中心被青岛市政府认定为市级企业技术中心；
2009年被认定为国家高新技术企业；
2010年被认定为国家海藻工业加工技术研发分中心；
2011年建立了青岛市海藻生物技术转化专家工作站，建立了青岛市外贸公共服务平台——海藻加工检验检测平台。
技术中心拥有气质联用仪、ICP、串联四级杆液质联用仪、喷雾烘干器、风送粉碎机、COD快速检测仪、生化培养箱、电热恒温培养箱、等离子空气消毒机、高速冷冻离心机等国内同行业最先进的生产研发设备，具备专业的研发队伍，用于技术创新项目的研究、开发、重点技术攻关、产品中试、检测、推广等。
（3）、研究开发队伍现状和技术基础
公司科技活动人员达150人，其中研究与试验发展人员73人。
公司技术人员正在研发高凝胶强度海藻胶、海藻高活性可溶膳食纤维等海藻多糖的实验室技术。
目前基本掌握了高凝胶强度海藻胶、海藻高活性可溶膳食纤维等海藻多糖的实验室技术。
四、任务分解与考核指标
（一）、研究内容、技术路线和创新点
1、项目研究内容
（1）制海带粉
海带用清水冲洗干净，用粉碎机粉碎，然后过60-100目筛得到干粉，未过筛的海带重新粉碎、过筛；
（2）浸泡
将海带粉投入酶解罐中，加入海带粉重量8～12倍的水，搅拌至充分溶解；
（3）纤维素酶酶解
将1200～1600U/g的纤维素酶制剂投入酶解罐中，加入量为海带粉重量的8～12%，搅拌均匀，加10%的盐酸溶液调节至PH为4-5，在55～65℃的温度条件下酶解3-4小时，得到纤维素酶酶解产物；
（4）消化
向纤维素酶酶解产物中加入海带粉重量8～13%的碳酸钠和海带粉重量10-15倍的热水，在50-80℃的温度条件下，消化120～180分钟，得到褐藻酸纳泥状物；
（5）离心过滤
将得到的褐藻酸纳泥状物700-900r/min条件下离心20-40min，分离出残渣，得到一次胶液；
用适量水洗涤残渣，再次离心；
将一次胶液泵入裂解罐，残渣再次进入消化工序；
（6）漂白
向一次胶液中加入30-35%的H2O2溶液，加入量为海带粉重量的2-4%，在70-90℃的温度条件下漂白1-2小时；
（7）褐藻胶裂解酶酶解
将800-1200U/g的褐藻胶裂解酶投入裂解罐中，加入量为海带粉的10-15%，搅拌均匀，加31%的NaOH溶液调pH至7-9，在20～45℃的温度条件下酶解反应3-4小时，得到褐藻胶裂解酶酶解液；
（8）高速离心精滤
将褐藻胶裂解酶酶解液1500-2000r/min条件下离心20-30min，分离出残渣，得到二次胶液；
残渣用于生产海藻饲料；
（9）酒精脱水
将二次胶液泵入酒脱工序，加入无水乙醇脱水得到固相褐藻胶寡糖，无水乙醇与二次胶液的体积比为1.2:
1，脱水后酒精回收；
（10）粉碎、烘干
将酒精脱水后得到的固相褐藻胶寡糖进行粉碎和烘干处理，烘干至含水量≤15%。
2、项目技术路线图如下：
3、项目创新点：
①酶解细胞壁，使反应更加充分
将海带制成海带粉与纤维素酶反应，增加纤维素复合酶与底物的作用面积，提高反应速率，反应更加完全，提高细胞壁的破碎程度,进而提高产品产率；
②褐藻胶裂解酶对褐藻胶的特异性
褐藻胶裂解酶对褐藻胶具有特异性，大大提高褐藻胶降解速度，该工艺与物理降解法、酸降解法、氧化降解法相比，反应条件温和，具备很强的可控性和特异性，减少化学原料的使用量，节能环保；
③酒精脱水
采用酒精脱水，免除传统工艺中的钙化和脱钙等工艺步骤，减少化学原料的使用，降低褐藻胶寡糖在这些工艺中的损耗，进而大大提高产品回收率；
④过氧化氢的漂白作用
利用褐藻胶自身的微酸环境进行氧化降解，充分发挥过氧化氢的漂白作用，有效去除色素，产品色泽洁白；
此外，过氧化氢与褐藻胶裂解酶无交叉反应，不影响褐藻胶裂解酶的活性，还能促进褐藻胶的降解，“三废”污染少，易于大规模工业化生产；
（二）、主要技术指标
1、项目关键技术指标
①海带前处理工艺：
清洗干净的海带切块、粉碎，得80目干粉；
②褐藻胶裂解酶酶解技术：
加入800-1200U/g的褐藻胶裂解酶，加入量为海带粉的10-15%，pH值7-9，减少化学原料的使用量，节能环保；
③酒精脱水技术：
加入无水乙醇脱水，无水乙醇与二次胶液的体积比为1.2:
1，脱水后酒精回收，大大提高产品回收率；
④过氧化氢漂白技术：
加入30-35%的过氧化氢溶液，加入量为海带粉重量的2-4%，有效去除色素，产品色泽洁白。
2、项目申请一项国家发明专利，获得褐藻胶裂解酶酶解技术、酒精脱水技术、过氧化氢漂白技术，技术水平为国际先进。
产品主要技术指标：
执行标准
指标值
指标
GB1976-2008
2010年版中华人民共和国药典
色泽及性状
乳白色至浅黄色或浅黄褐色粉末或粒状
白色至浅棕黄色粉末；
几乎无臭，无味。
在水中溶胀程胶体溶液，在乙醇中不溶。
氯化物/%≤
1
干燥失重/%≤
15
灰分（以干基计）/%
18～27
30～36
重金属/ppm≤
40
砷（As）/（mg/kg）≤
2
细菌/（个/g）≤
1000
霉菌及酵母菌/（个/g）≤
100
大肠埃希菌
不得检出
沙门氏菌（10g）
pH值
6.0～8.0
水不溶物/%≤
0.6
透光率/%
符合规定
铅（Pb）/（mg/kg）≤
4
（三）、主要经济、社会、环境效益
项目达产后预计将实现年销售收入800万元，利税121万元。
项目通过一种酶解细胞壁从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺技术，提高了海带的利用率，增加了海带加工业的产品附加值，提高了产品的生产加工水平并提增加了褐藻胶寡糖的品质。
项目的产业化推广将进一步提高青岛市海藻工业技术水平和产品档次，提升了青岛市海藻工业在全国的地位。
（四）、项目实施中可能形成的示范基地、中试线、生产线及其规模
项目完成后，不仅可以验证我公司具有自主知识产权的1项国家发明专利技术，还会丰富我国在海藻加工行业的生产工艺技术手段，为提升海藻加工行业工艺技术水平提供经验。
（五）、人才队伍建设
公司技术中心人员技术创新和科研能力强，专业技能高，经验丰富。
公司2011年建立了青岛市海藻生物技术转化专家工作站，外聘13名专家，进一步增强了公司的技术创新实力。
公司除坚持自主技术创新外，先后同中国海洋大学、青岛理工大学、青岛科技大学、青岛大学、山东科技大学、上海师范大学、中国水产科学研究院黄海水产研究所、中科院海洋研究所、中科院海岸带研究所等合作，进一步提高了公司的技术创新与研发水平。
五、经费预算
1、课题总投资预算、各项任务经费分配及分年度经费需求
⑴、总投资预算：
项目计划总投资450万元，其中全部为公司自筹。
⑵、各项任务经费分配如下表：
序号
科目名称
总预算
（1）
（2）
一、经费支出
450
1、设备费
280
3
（1）购置设备费
230.5
（2）试制设备费
49.5
5
（3）设备改造与租赁费
6
2、材料费
50
7
3、测试化验加工费
8
4、燃料动力费
9
5、差旅费
10
6、会议费
11
7、国际合作与交流费
12
8、出版/文献/信息传播/知识产权事务费
13
9、劳务费
14
10、专家咨询费
11、管理费
20
18
二、经费来源
19
1、申请从专项经费获得的资助
2、自筹经费来源
21
3、地方匹配资金
⑶、年度经费计划
2012年1月-6月，预计投资60万元；
2012年7月-12月，预计投资100万元；
2013年1月-6月，预计投资220万元；
2013年6月-2013年12月，预计投资60万元。
2、资金筹措方案及配套资金落实措施
本项目计划投资450万元，全部企业自筹。
该项目需要新购设备用于研究开发，前期投资较大。
该项目资金全部自筹，充足的资金是该项目能否实施的保障。
六、课题的年度计划及年度目标
1、课题进度安排
进度安排
任务
第一年
第二年
第三年
上半年
下半年
通过实验方案实现初级产品的生产
√
购置部分设备，检测确定工艺参数
购置设备，对进行实验室放大实验
对设备进行调试，进一步完善工艺参数，将产品投放到市场，
2、课题各年度目标及考核指标
2012年1月-6月
主要进行项目前期工作，进行实验室技术研发，购置部分实验室仪器设备通过实验方案实现初级产品的生产；
2012年7月-12月
购置部分设备，检测确定工艺参数，干燥失重≤15%，灰分（以干基计）18～27%，pH值为6.0～8.0；
2013年1月-6月
购置设备，对进行实验室放大实验；
2013年6月-2013年12月
对设备进行调试，进一步完善工艺参数，将产品投放到市场。
七、实施机制
1．项目的组织管理措施
⑴、财务管理
负责项目的财务计划和实施计划，安排与项目履行单位合同协作与手续，以及资金使用安排及收支手续。
⑵、技术管理
负责项目的技术文件、技术档案的管理工作，主持设计图纸的会审，处理有关技术问题，组织技术交流，组织职工的专业技术培训、技术考核等工作。
⑶、施工管理
负责项目设备安装的协调与指挥，施工进度与计划的安排，施工质量与施工安全的监督检查及工程的验收工作。
⑷、经营期管理
为加强生产管理，使生产程序达到规范、有序，公司已根据生产流程制定了严格的管理制度。
项目开始后，按照标准规定的分工职责，由各部门进行经营管理工作。
2．参与单位的任务分工及经费分配
公司参加该项目的人员共有12人。
高级工程师2人，项目总监负责疑难问题的解答和技术研究指导；
工程师3人，负责该项目产品新工艺和参数设计、中试生产线设计与开发；
助理工程师2人，负责项目实验室研究和产品检测；
其他专业技术人员5名。
合作单位参与项目的人员中有教授1名，长期从事海藻资源生物酶转化技术及系列产品开发，主要负责整个项目技术研究指导及关键技术的攻关；
研究员4名，均为专业从事该领域研究的科研骨干，主要负责项目工艺流程及工艺参数的研究工作，完全能够保证本研究项目的顺利实施。
3．产学研结合模式
公司通过与中国水产科学院黄海研究所合作开发，采用公司具有自主知识产权的国家发明专利“酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺”，研发设计海带前处理流程；
研发设计酶解处理工艺，设定酶解反应最优条件；
采用酒精脱水技术；
研发设计过氧化氢漂白技术，生产高品质褐藻胶寡糖。
八、课题风险分析及对策
1、政策风险
项目的实施可促进海藻加工业的发展，促进传统海藻加工业的产业技术升级，培育新的经济增长点，实现节能减排和清洁生产，具有极大的行业示范带动作用，属于国家重点支持的项目。
项目建设符合国务院关于《山东半岛蓝色经济区发展规划》的国家战略和努力打造山东半岛蓝色经济区，加快推进经济文化强省建设的要求，因此本项目不存在政策风险。
2、技术风险
本项目采用我公司具有自主知识产权的国家发明专利技术，生产高品质褐藻胶寡糖。
项目技术成熟，基本不存在风险。
3、市场风险
本项目产品将主要销往国际市场，且部分原料也需要进口，存在国际贸易结算和汇率变动的影响。
应对措施：
公司有4名专业销售管理人员，将专门负责研究高凝胶强度海藻胶、海藻高活性可溶膳食纤维等海藻活性物质市场的情况；
利用各种渠道收集有关项目产品销售及原料供应市场新动向，及时掌握第一手资料；
根据有关数据资料对市场的发展趋势和原材料变动趋势作出预判，并对市场开发作出相应的反应；
联合相关部门密切监控汇率变化对国际贸易结算的影响。
九、其他需要说明的事项
十、有关附件
1、相关科研成果、专利等知识产权证明材料；
2、项目相关技术领域的专利检索、科技查新报告，知识产权与技术标准分析报告；
3、中试或产业化所需相关产品生产的许可证明文件；
4、与项目相关的其他证明材料或文件等。
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