海南省教育厅高等学校科研项目.docx

1、海南省教育厅高等学校科研项目海南省教育厅高等学校科研资助项目终 结 报 告 书学 科 门 类 55020 食品加工技术 课 题 名 称 利用香蕉头制备糖、寡糖和蛋白质等研究 批 准 日 期 2007.4.16 承担人及职称 黄广民 教授/研究员 所 在 学 校 海 南 大 学 报 告 日 期 2012.5.29 海南省教育厅制研究工作总结请按下列提纲编写，要求简明扼要，实事求是，以学术总结为主，不超过2000字。1 主要研究内容及研究方法。2 主要研究结果。特别要说明谰要的科学发现和创新之处，并有具体的内容和必要的数据。3 此项研究的科学意义和应用前景，学术界的反映和引用。4 与预期计划和目标

2、比较，说明完成情况及存在的问题。香蕉系芭蕉科、芭蕉属、真蕉亚属植物（Banana）。有香蕉、大蕉、粉蕉和龙牙蕉4大类。香蕉是优良的热带、亚热带佳果之一。全球香蕉年产量为1亿吨，我国是世界香蕉主要生产国家，主要分布在广东、广西、福建、海南、云南、台湾等地。海南盛产的香蕉口感好，品质优，尤其是乐东的香蕉，品质居于全国之冠。据统计到2007年止，海南全省香蕉种植面积达69万亩，产量108.63万吨，比上一年增长18.95%。然而香蕉收果后，人们通常需将香蕉茎砍掉，将香蕉根部球茎挖掉更新，来年才有好收成。这需要耗费大量人力，物力和财力。且挖出来的香蕉根部球茎，大都和香蕉茎杆一直堆积在田间地头，让其自然

3、腐烂。香蕉根部球茎含有少量的游离糖、果胶类、淀粉类、半纤维素类、杂多糖类、纤维素、微量蛋白质、脂肪等其它有机物质和矿物质。因粗蛋白含量太低，开发成本过高，本项目未做进一步的深入研究。主要研究内容及研究方法：1香蕉根部球茎化学成分的测定：香蕉根部球茎水分含量测定采用蒸馏法快速测定，用甲苯或二甲苯与香蕉切片共沸蒸馏法测定。脂肪采用乙醚为溶剂，用索氏提取法测定。游离还原糖采用3,5二硝基水杨酸（DNS）分光光度法测定。淀粉含量的测定：先用液态高温-淀粉酶液化，再用糖化酶糖化，水解液用3,5二硝基水杨酸（DNS）分光光度法测定。果胶含量的测定：利用咔唑比色法测定，果胶用盐酸水解，其水解液在强酸中与咔唑

4、试剂发生反应，生成紫色化合物，其呈色强度与半乳糖醛酸的含量成正比，由此可测定出果胶的含量。半纤维素的测定：先用盐酸将香蕉根部球茎干粉水解，用3,5二硝基水杨酸（DNS） 分光光度法测定总糖含量，总糖乘以0.9即得到半纤维和淀粉的量，将两者总量减去淀粉的量，即可得到半纤维素含量。粗蛋白的测定：样品用浓硫酸高温湿法消化，用微量凯氏法测定。粗纤维的测定：样品用稀的硫酸水解，样品中的糖、淀粉、果胶等物质水解而除去，再用热的氢氧化钠溶液处理，使蛋白质溶解，皂化脂肪而除去，再用乙醇和乙醚除去单宁，色素，所得的残渣即为粗纤维，再用称重法测定。总灰分的测定：将样品置于马福炉中，以530560的温度下，灰化4h

5、，样品灰白色，用称重法测定灰分的含量。经检测香蕉根部球茎主要的化学成分为：水分含量达90%93%、游离还原糖1.3%1.5%、脂肪0.4%0.6%、果胶1.9%2.1%、淀粉2.6%3.2%、蛋白质含量1.9%、半纤维素1.0%1.5%、纤维素含量1.8%2.5%、矿物质0.03%0.1%。研究还发现：香蕉根部球茎干粉酸水解后总还原糖含量为25%65%。其含量多少与香蕉的品种，采收时香蕉树龄大小有关。即将开花结果的香蕉树，其根部球茎粗纤维、半纤维素含量低，总还原糖含量高；收果后的香蕉根球茎粗纤维素、半纤维素含量高，还原糖含量低，收果一段时间后，香蕉头已长出小苗， 这时根部球茎还原糖含量最低。2

6、利用香蕉根部球茎的水解试验（1）酸（或酶）水解制备甘露糖和甘露寡糖工艺路线：鲜香蕉根部球茎切片晒干或烘干粉碎酸（或酶）水解中和离心分离去渣水解液脱色初浓缩精密分离二次真空浓缩结晶分离甘露糖和甘露寡糖粗品精制甘露糖、甘露寡糖精品。操作步骤：准确称取一定量的香蕉根部球茎粉，按一定的料液比加入一定浓度的盐酸（磷酸氢二钠柠檬酸缓冲）溶液，以一定的温度，水解一定时间，使其中的聚糖水解，转化为甘露糖和甘露寡，水解液加入一定量的固体氢氧化钠中和，加入一定量的活性炭，以80的温度脱色，过滤分离出活性炭，用蒸馏水洗涤回收吸附的糖，合并滤液，以5060的温度真空浓缩至总还原糖含量约40%，将其泵层析柱，用含水溶剂

7、做为流动相，进行精密分离，得含量8%15%的糖液，再以5060的温度真空浓缩至过饱和状态，泵入结晶罐，常温或低温条件下结晶，所得的甘露糖母液泵入糖用离心机，高速离心分离，得浅黄色结晶甘露糖粉末和甘露寡糖浆，进一步精制可得到甘露糖精品和近于无色的甘露寡糖液。糖的产率达到14%16%。其检测结果如下： 图1.分析纯结晶D甘露糖高效液相色谱图 图2：香蕉根部球茎粉D-甘露糖高效液相色谱图科学发现和创新之处香蕉根部球茎干粉用酸（或酶）水解，经一系列分离手段，可制备葡萄糖、甘露糖和甘露寡糖，制备产率高。但因香蕉根部球茎中果胶含量高，酸（或酶）水解时，水解液除了含有葡萄糖、甘露糖、甘露寡糖外，还含有半乳糖

8、醛酸类等果胶的水解物，两者化学结构、分子相似，使得甘露糖不易结晶，对后续甘露糖的分离提纯增加困难。（2）香蕉根部球茎粉浆酶水解制备乙醇工艺路线：鲜香蕉根部球茎切片晒干或烘干粉碎液态高温淀粉酶水解液化液化液糖化酶水解糖化液接种发酵蒸馏乙醇操作步骤：香蕉根部球茎经切片，晒干或烘干，粉碎，得到含水量8%10%的干粉，称取一定量的香蕉根部球茎干粉，按一定的料液比加入磷酸二氢钠柠檬酸缓冲溶液，搅拌成浆状，升温至8595，加入一定量的液态高温淀粉酶，水解水解时间4060min液化。再用磷酸二氢钠柠檬酸缓冲溶液，调节至适当的pH值，加入一定的糖化酶，以60的温度糖化，糖化液直接接种发酵，发酵时间通过检测发酵

9、液中总还原糖含量来控制，发酵一定时间后，泵入蒸馏釜，高温蒸馏即可得到乙醇溶液，经精馏脱水后可得到95%以上的乙醇溶液，每吨香蕉根部球茎干粉可产乙醇200kg330kg。本项目已通过海南省农垦科学院，在大岭农场酒精厂，进行了产业化扩大试验。科学发现和存在问题香蕉根部球茎含水量90%93%、游离还原糖1.3%1.5%、果胶1.9%2.1%、淀粉2.6%3.2%。据初步估算，每亩产香蕉根部球茎约1215吨，若脱除去93%的水分后，实际香蕉根部球茎干粉约1.1吨1.5吨，如此高含水量原料使得香蕉根部球茎采收、运输和初加工带来困难。香蕉根部球茎采收后须及时处理，堆积一起，将导致细菌感染，发热腐烂。本试验

10、表明，将香蕉根部球茎切成510的薄片，白天撒在水泥地面上，经烈日下曝晒，晚上置于烘箱内，用6070的温度连续烘干，此条件下处理原料，才不至于影响乙醇的产率。另是加工所需的场地大，加工耗费的人力，物力较大，生产成本较高。 1 项目负责人（签章）：黄广民 2012年5月29 日 2 表1 海南省教育厅高校科研资助项目结题简表批 准 号Hj200710项 目 名 称利用香蕉头制备糖、寡糖和蛋白质等研究项目负责人黄广民专业技术职务教授/研究员参加月数30所 在 单 位海南大学代码单位性质A高校B科研单位C其它A实际参加人数高级中级初级博士后博士生硕士生212研究经费资助总额0万元研究期限计划完成年月2

11、009.12实际支出金额6.0万元实际完成年月2012.5完成论著篇、册学 术 会 议 交 流期 刊 发 表专 著 出 版大会特邀报告分组报告或展示全国性 期刊国 外 学 术 刊 物已出版拟出版国际00食品科学000国内00研究成果项评议、鉴定发明、专利已 推 广0申报国家发明专利2项已通过海南省农垦科学院，大岭农场酒精厂进行产业化试验学术奖励项国 家 级省 部 级国际学术奖其它自然科学奖科技进步奖发明奖人文社科奖自然科学奖科技进步奖人文社科奖000000000人才培养人博士后博士（已获学位）硕士（已获学位）002 3 研究工作总结摘要三百字香蕉根部球茎含水量90%93%、游离还原糖1.3%1

12、.5%、脂肪0.4%0.6%、果胶1.9%2.1%、淀粉2.6%3.2%、蛋白质含量1.9%、半纤维素1.0%1.5%、纤维素含量1.8%2.5%、灰分0.03%0.1%。香蕉根部球茎干粉中总还原糖含量约25%65%。且含量与香蕉品种，采收时香蕉树龄大小有关。将结果的香蕉苗，其根部球茎干粉中还原糖含量最高，结果后的香蕉根球茎干粉，还原糖含量低，长出小苗的香蕉根部球茎的干粉，还原糖含量最低。香蕉根部球茎经切片，晒干或烘干，粉碎得到干粉，加入酸（或酶）水解，可制备甘露糖和甘露寡糖浆，糖的产率约14%16%。香蕉根部球茎干粉经酶水解，水解液经适当除杂后，不需分离出糖，直接接种发酵，蒸馏可制备乙醇，每

13、吨香蕉根部球茎干粉（含水量约8%10%）可产乙醇200kg330kg。已通过海南省农垦科学院，在大岭农场酒精厂，通过产业化扩大试验。主题词1主题词数量不多于三个； 2主题词之间空一格香蕉根部球茎 甘露糖 乙醇结题简表填写说明1 简表内容必须逐项认真填写，采用国家公布的简化汉字。2 填入表中的各项内容或数据，必须是获教育厅资助期间所取得的结果。3 研究工作总结摘要应可供发表使用，填写时应全面反映研究工作总结内容，文字表述要易被科学文化知识的读者理解。4 “完成论著”中“全国性期刊”是指：“在全国可公开订阅、销售、也可向国外出口和交换的刊物。 4 表2 海 南 省 教 育 厅 资 助 项 目 研

14、究 成 果 目 录成 果 名 称主要完成者组织评议、鉴定单位及日期授奖单位、奖励名称、等级及日期获准专利国别类别及专利号请附成果鉴定证明书、成果评审证书、奖励证书或专利证书复印件一份。 5 表3 海 南 省 教 育 厅 资 助 项 目 完 成 论 著 表主 要 作 者发 表 时 间论 著 名 称刊物名称、卷期或出版社黄广民，刘秋实陈伟，黄广民.黄广民等黄广民，陈伟等，2008，No.082010，No.2020092011香蕉根部球茎干粉中还原糖含量的测定. 酶法水解香/芭蕉根部球茎粉浆研究及动力学分析. 利用香蕉根部球茎干粉制备甘露糖、甘露寡糖利用香/芭蕉根部球茎干粉制备乙醇食品科学，食品科

15、学专利申请号：200910007743.0，已进入实审程序专利申请号：201110008780.0，已进入实审程序请附代表性论著原件（或复印件）一份，不超过6篇（册）。 6 学术委员会对项目完成质量、学术水平的评价：项目已按要求完成了计划研究任务。同意申请结题验收。 学术委员会负责人（章）： 2012年05月30日 学校审核意见： 同意申请结题验收 单位（公章） 2012年05月30日 教育厅意见： 负责人（签章）： 年 月 日 7 海南省教育厅高等学校科研资助项目结 项 材 料课 题 名 称 利用香蕉头制备糖、寡糖和蛋白质等研究 项 目 编 号 Hj200710 承 担 人 员 黄广民、姚伯

16、元、向东、刘仁成 所 在 学 校 海南大学 结 项 日 期 2012-5-29 结 项 材 料 目 录1、终结报告书 2、经费使用情况表 3、项目批准文件复印件4、原申请评审书5、项目计划书（2008、2009年立项项目有反馈的计划书）6 中期检查报告书7、成果材料成果之一：黄广民，刘秋实.香蕉根部球茎干粉中还原糖含量的测定. 食品科学，2008，Vol.29，No.08，485-488.成果之二：陈伟，黄广民. 酶法水解香/芭蕉根部球茎粉浆研究及动力学分析. 食品科学，2010，Vol.31，No.20，260-265.成果之三：申报国家发明专利一：黄广民等，利用香蕉根部球茎干粉制备甘露糖、

17、甘露寡糖，专利申请号：200910007743.0，已进入实审程序。成果之四：申报国家发明专利二：黄广民,陈伟等，利用香/芭蕉根部球茎干粉制备乙醇，201110008780.0，已进入实审程序。见附件如下：1. 指导性项目批准文件2. 原申请评审书海南省教育厅高等学校科研资助项目中期检查报告书学 科 门 类： 55020 食品加工技术 项 目 名 称： 利用香蕉头制备糖、寡糖和蛋白质等研究 批 准 日 期： 2007.4.16 承 担 人 及 职 称： 黄广民、教授/研究员 所 在 学 校： 海南大学 报 告 日 期： 2011年 05 月30 日 海南省教育厅制 研 究 类 别在相应的字母上

18、划A. 基础研究B. 应用理论研究C. 应用研究最终成果形式论文、专利申请书计划完成时间2011.12项目经费（万元）批准经费总额：0已拨款额：0支出经费额：6.0研究工作进展情况在相应序号上划A.能按时完成B.需推迟完成C.研究中止阶 段 成 果 数论文或研究报告(篇)：论文著作（部）：0阶 段 性 成 果（300字）序号成 果 名 称成果形式作 者 刊物年期、出版社和 出版日期、使用单位1香蕉根部球茎干粉中还原糖含量的测定. 论文黄广民食品科学，2008，Vol.29，No.08，485-488.2酶法水解香/芭蕉根部球茎粉浆研究及动力学分析.论文(指导研究生论文)陈伟食品科学，2010，

19、Vol.31，No.20，260-265.3利用香蕉根部球茎干粉制备甘露糖、甘露寡糖发明专利黄广民专利申请号：200910007743.0，已进入实审程序。4利用香/芭蕉根部球茎干粉制备乙醇发明专利黄广民专利申请号：201110008780.0，已进入实审程序.56一、其中一项代表性成果简介（基本内容、学术价值、社会效益等）（500字）：题目：刊物年期或出版、使用单位：黄广民，刘秋实.香蕉根部球茎干粉中还原糖含量的测定. 食品科学，2008，Vol.29，No.08，485-488.陈伟，黄广民. 酶法水解香/芭蕉根部球茎粉浆研究及动力学分析. 食品科学，2010，Vol.31，No.20，2

20、60-265.(指导研究生论文)。申报国家发明专利：黄广民等，利用香蕉根部球茎干粉制备甘露糖、甘露寡糖，发明专利申请号：200910007743.0，已进入实审程序。申报国家发明专利二：黄广民,陈伟等，利用香/芭蕉根部球茎干粉制备乙醇，发明专利申请号：201110008780.0，已进入实审程序.注：成果形式填写代码： 1. 专著 2. 编著 3. 工具书 4. 古籍整理著作 5. 译著6. 论文7. 调查报告或咨询报告8. 研究报告9. 其它形式的成果。- 2 -二、研究工作进展情况（工作方案实施情况，拟开展的工作，存在的问题，能否按时完成计划，推迟或中止研究工作的原因等）（300字）：研究

21、工作进展如下：新采收的香蕉根部球茎，含水量达90%93%、游离还原糖1.3%1.5%、脂肪0.4%0.6%、果胶1.9%2.1%、淀粉2.6%3.2%、蛋白质含量1.9%、半纤维素1.0%1.5%、纤维素含量1.8%2.5%、灰分0.03%0.1%。香蕉根部球茎干粉酸水解后总还原糖含量为25%65%。其含量取决于香蕉的品种，采收时香蕉树龄大小；未结果的香蕉树，其根部球茎干粉中还原糖含量最高，结果后的香蕉根球茎干粉，还原糖含量低，采收香蕉果后长出小苗的根部球茎干粉，还原糖含量最低。香蕉根部球茎经切片，晒干或烘干，粉碎得到干粉，加入酸（或酶）水解，水解液经脱色，精密分离，真空浓缩，结晶分离可得到甘

22、露糖和甘露寡糖浆，糖的产率达到14%16%。香蕉根部球茎干粉经酶水解，水解液经适当除杂后，不需分离出糖，直接接种发酵，经蒸馏可制备乙醇，每吨香蕉根部球茎干粉（含水量8%10%）可产乙醇200kg330kg。该项目已通过海南省农垦科学院，在大岭农场酒精厂，进行产业化扩大试验。因经费困难，未能如期完成，且研究深度和广度也不够。- 3 -三、调研计划落实情况（调研对象、内容、周期、调研报告名称、报送部门及反应等）：项 目 经 费 支 出 情 况（万元） 年 度 类 别 合 计2007-2008年2009-2010年2011-2012年合 计6.0222原材料费2.00.60.70.7仪器设备费1.10.50.30.3图书资料、文具费0.40.20.2调研费上机费全国会议费1.50.70.8其它费用（专利申请费）1.00.350.350.3学校主管部门检查意见： 项目按计划完成了阶段性研究任务，取得了阶段性研究成果。 科研管理部门（签章）： 年 月 日- 4 -