技术需求基本信息
技术需求解析
技术研发指南
近年来,我国食用植物油消费量持续增长,需求缺口不断扩大,对外依存度明显上升,供需矛盾日益突出。一直以来,油脂加工企业为了提高得油率,对大豆、油菜籽、花生等大宗油料作物制油采用的加工方式是预榨→浸出→精炼的传统工艺。由于能耗高、污染大、化学溶剂残留等不利因素,既不符合国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》政策,更不能满足广大消费者对绿色、健康、环保的食用油需求。发展一次压榨制油工艺,增强健康优质食用植物油供给能力,已成为迫切需要解决的关乎国计民生的大事。
目前国内外在线应用的榨油机,普遍存在产量较小(日处理量≤45t/d)、干饼残油率高>10%),且在油料加工过程中需依附破碎、轧坯、蒸炒等设备及工艺,不仅功能单一、稳定性差,工艺路线长、能耗高、且普遍存在高值加工问题。据科技查新,国内外大处理量榨油机均以预榨机为主,不适用于常温压榨,尚未有适用于油料常温整颗粒入榨、一次压榨制油加工能力达100t/d以上的大型榨油机。因此,研制适用于油料整颗粒常温入榨、不需依附破碎、轧坯、蒸炒等设备及工艺,一次压榨制油加工能力达100t/d以上的大型常温榨油机对我国油脂加工业的发展具有重要意义,也符合粮油适度加工、减损增效的要求。
需求企业已经完成小试及工艺路线开发,需要进一步完成放大工艺及实现产业化。
据了解,胆固醇氧化酶(cholesterol oxidase,EC 11.3.6)简称COD,是胆固醇降解代谢过程中的第一个酶,能专一性地催化底物胆固醇生成胆甾-4-烯-3-酮。微生物是胆固醇氧化酶最为主要的来源,其在临床诊断、食品加工、生物制药、生物化学和抗虫领域有着广泛的应用。如:利用胆固醇氧化酶测定血清中胆固醇的含量就成了临床诊断中一个重要的参考指标。在食品工业中利用胆固醇氧化酶酶法相较物理、化学法降解胆固醇而言,具有效率高毒副作用低的优势;同时其氧化产物在医药领域也有很好的应用前景。
Brevibacterium(短杆菌),Streptomyces spp.(链霉菌),Corynebacterium(棒状杆菌),Arthrobacter(节杆菌),Pseudomonas(假单胞菌)和Rhodococcus(红球菌)等微生物都可以生产胆固醇氧化酶。目前,多种胆固醇氧化酶基因已经被克隆,并转入E.coli(大肠杆菌)等基因工程菌进行表达。然而胆固醇氧化酶的分离纯化步骤通常包括了多步的硫酸铵沉淀,表面活化剂处理,热处理,离子交换层析,分子筛层析等。而过多的纯化步骤,导致了纯化时间较长,蛋白和活性回收率较低的结果。
本产品一机多用,能够适应油料低温、适温、高温等不同制油工艺,需解决:
1.将榨油机变速箱和传动箱合为一体后,两根螺旋主轴受拉力影响较大,如何保证双螺旋榨油机的同心度和强度,确保榨油机运行稳定。
2.在取消破碎、扎胚、蒸炒等设备及工艺段后,如何合理设计双螺旋压榨轴,榨螺、衬圈尺寸及配置,增强破碎剪切能力以及合适的压缩比,实现油料整颗粒压榨,使油料爬坡角度小,油料受阻力小,产量增大,且实现多级压榨,提高出油率,降低饼中残油,大幅降低能耗。
3.榨油机运行时榨膛内各工艺段温度不同,如何精准检测及智能控制各料段温度以及榨膛压力,以及电流过载保护等智能化控制。
江南大学于2019年4月申请的专利一种胆固醇氧化酶及其应用(CN110004121B号)公开了一种胆固醇氧化酶及其应用,属于酶工程技术领域。本发明首先构建得到胆固醇氧化酶的基因工程菌E.coli BL21(DE3)‑pET20b(+)‑COD,其发酵所得的粗酶液中胆固醇氧化酶酶活高达700U·L‑1,纯化得到的胆固醇氧化酶比酶活为18.5U·mg‑1,其分子量约60,000kDa,该胆固醇氧化酶具有良好的温度耐受性和有机溶剂耐受性。利用工程菌发酵液制备胆甾‑4‑烯‑3‑酮和胆甾‑4‑烯‑3,6‑二酮,在有机相为甲苯的两相转化体系中,以胆固醇为底物制备胆甾‑4‑烯‑3‑酮的转化率为30%;制备胆甾‑4‑烯‑3,6‑二酮的转化率为45%。
宁夏妙朗生物科技有限公司于2010年9月申请的一种胆固醇氧化酶亲和介质及其合成和大规模纯化胆固醇氧化酶方法(CN102380347B)涉及一种胆固醇氧化酶亲和介质,由胆固醇氧化酶亲和配体和层析介质连接而成,较佳地,胆固醇氧化酶亲和配体是FAD片段核黄素,所述层析介质是Sepharose、壳聚糖或聚苯乙烯,还提供了上述胆固醇氧化酶亲和介质的合成方法,以及利用上述的胆固醇氧化酶亲和介质大规模纯化胆固醇氧化酶的方法,利用本发明的胆固醇氧化酶亲和介质可以大规模快速分离纯化胆固醇氧化酶,可在仅用一步亲和层析的情况下,得到胆固醇氧化酶纯品,整个纯化步骤消耗时间段,蛋白和活性回收率较高,适于大规模推广应用。
华东理工大学于2011年申请的胆固醇氧化酶基因和工程菌及应用(CN102168098B)提供了胆固醇氧化酶基因及其编码的胆固醇氧化酶,提供了含有其基因序列的表达载体和含有该表达载体的基因工程重组菌株,提供了制备该胆固醇氧化酶的方法。本发明提供的胆固醇氧化酶重组菌株可用于对3-羟基类甾体化合物进行3位羟基脱氢或甾醇代谢,还可用于降解甾醇的应用,从而解决了甾体医药工业中分枝杆菌和红球菌降解甾醇利用率低的问题。
a.榨油机生产能力:100~150t/d;
b.干饼残油率(一次压榨):6.5~7.5;
c.油料入榨温度(℃):常温;
d.节能降耗指标:>40%,e.油料入榨水分在线检测及智能控制:<9%;
f.榨油机运行时榨膛内各工艺段在线温度检测及智能控制:进料段<90℃、压榨段<110℃、沥干挂<110℃、出饼段<130℃;
g.榨油机运行时榨膛压力在线检测及智能控制:<50Mpa。
(1)胆固醇氧化酶的热稳定参数熔解温度
熔解温度通过差示扫描量热仪进行测定。测定时,取制备得到的纯胆固醇氧化酶酶液,蛋白浓度为1.0mg/mL,缓冲液体系为Tris-HCl缓冲液(pH 9.0,20mM)。温度变化速率为10℃/min,温度变化区间为20~90℃。结果显示胆固醇氧化酶的熔解温度Tm值为71.03。
(2)胆固醇氧化酶的有机溶剂耐受性
取胆固醇氧化酶纯酶液2U/mL,与30%(v/v)不同种类(如乙酸乙酯、石油醚、丁醇、氯仿、苯、甲苯、对二甲苯、1,3,5-三甲苯、环己烷、正己烷、正辛烷)的疏水性有机溶剂混合,以添加30%(v/v)水的纯酶液作为对照,置于37℃、转速为200rpm的摇床中震荡培养24小时,使用胆固醇作为底物,测定混合后残留的酶活,结果如表3所示。表明胆固醇氧化酶在有机溶剂中的相对残留酶活高于水溶液中残留酶活,该酶具有良好的有机溶剂耐受性。
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