糖基生物質生產食品化工產品研究

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摘要：綜述了近年來幾種食品生物質化工產品的廣泛應用，闡述了其應用的可行性和巨大的市場潛力，指出了食品化工產品存在的技術問題。進一步闡述了今后的研究方向是糖基食品物質化工產品，以及改進方法。隨著生產技術和化學資源的日益缺乏，以糖基為基礎的生物質、食品和化工產品的前景將越來越好。生物質食品化工產品具有許多優點，如能有效、合理地利用農業副產品，減少污染等。合理利用糖基生物質生產食品化工產品可以產生非常大的經濟效益。

關鍵詞：生物質；化工產品；生物化工

1生物質的地位與作用

結合我國糖基生物質生產食品化工產品的現狀，生物質具有重要的地位和作用。糖基生物質還能生產很多化學產品，為生活提供了很大的便利，也使生物質得到了更廣泛的應用。常見的糖基生物質包括蘋果酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘油、木糖醇和阿拉伯樹膠、山梨醇等。天冬氨酸、谷氨酸可以應用于食品化工業，甘油可以制作保濕產品，木糖醇在生活中的應用也是十分廣泛的。而且，糖基生物質來源于淀粉、葡萄糖等的糖類，原料容易獲得，成本低廉。但是，以糖基生物質為原料的食品和化工產品的生產和生產工藝技術還不夠成熟，產品制作比較復雜，生產成本較高，在產品開發過程中還存在許多技術問題，如果能在真正意義上突破這些技術難點，就可以顯著提高糖基生物質、食品及化工產品的市場競爭優勢，增加其未來的發展。因此，從食品安全、生產和成本控制的角度來看，生物質化工產品對于食品的深度開發，將具有非常廣闊的發展前景。生物質的使用歷史悠久，從20世紀90年代一直到現在都被廣泛使用，包括生物質動植物、微生物等。生物質能是一種可再生的、廣泛可用的替代石油的能源，可以減少二氧化碳的排放，減少環境污染，改善石油供應不足的現狀，并且因為它獨有的性質，在燃料方面也具有優勢，可以替代昂貴或者污染嚴重的燃料使用。現有的石油部分被用來制造有機化合物和聚合物材料，這些材料在人們的日常生活中被廣泛使用，雖然這些材料是穩定、廉價、天然取代的化合物，但是嚴重污染環境。而糖基生物質不僅容易獲得，因為其產生于生物體內，不會對環境造成污染，有利于環境的可持續發展。

2生物質能直接替代燃料和各種液體運輸燃料

除了上述作用，生物質還能直接替代燃料和各種液體運輸燃料。生物質是從糖類中提取出來，因為糖可以燃燒，所以糖基生物質也具有燃燒的性能。生物質能的直接利用途徑多種多樣，如直接燃燒提供能量，氣化生產合成氣并進一步生產液體燃料應用于生活中，熱解生產合成氣、液體燃料、焦炭等，發酵生產甲烷氣、乙醇、丁醇等各種轉化方式。生物質能源轉換技術的研究開發工作主要包括生物轉換、化學轉換、物理轉換三大類轉換技術，目前，這三種技術都相對比較成熟，糖基生物質作為燃料使用在生活中并不少見。生物質能源轉換的方式涉及氣化、液化、熱解、固化和直接燃燒等技術，其中，生物質的熱解、液化和氣化是熱化學轉化中幾種主要的方式。

3幾種常見的糖基生物質

常見的生物質包括：蘋果酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘油、木糖醇、阿拉伯樹膠、山梨醇等。

3.1蘋果酸

蘋果酸一般是白色結晶或粉狀，易溶于水，存在于各種各樣的蘋果、葡萄等水果中，由于其酸度大、柔軟、風味獨特、易被吸收等特點，常被作為食品添加劑應用于食品工業，至今未發現任何不良反應。蘋果酸的生產方法有很多，如提取、合成、發酵等，但仍面臨著生產菌株缺乏的問題，需要繼續加強對提取工藝的研究，做好配套工作。

3.2天冬氨酸

天冬氨酸是動物必需的，包括人類代謝物質。它有幾種異構體，最常見的是L-天冬氨酸和D-天冬氨酸兩種，食品工業最廣泛使用的是L-天冬氨酸，主要用于食品工業中的調味劑和甜味劑含量較高，同時對各種軟飲料添加了良好的營養補充劑；L-天冬氨酸是天冬氨酸的替代品，糖的替代品是天冬氨酸的主要原材料。天冬氨酸可以使用化學合成法、蛋白質萃取法、發酵法/生物酶轉化法這3個方法進行生產。目前應用的天冬氨酸一般是使用生物酶方法生產的，因為科技水平較低，這種方法成本還很高，因此天冬氨酸不像蘋果酸那樣應用廣泛。目前，國家也正在投入精力研究這一方面，技術瓶頸解決后，將極大促進天冬氨酸的生產與使用。

3.3谷氨酸

谷氨酸是一種酸性氨基酸，以無色晶體的形式存在，其含有的蛋白質含量較多。此外，它是動物大腦一種組成元素，在植物、動物以及微生物體內都能找到，并且參與其體內的化學反應。除此之外，生活中經常用到的味精就是谷氨酸。從營養的角度來看，谷氨酸是構成蛋白質的一種重要組成部分，同時也有助于人體對蛋白質的代謝。但是，谷氨酸過量食用會引起頭痛、惡心、嘔吐等狀況，應注意食用味精的數量和方式。目前，生物質開發的發展也面臨著環境問題。

3.4甘油

甘油作為重要的工業原料，在食品業中，更多的是作為保濕劑和甜味料，以及牛奶的替代品。甘油可直接投入使用，也可在化學反應后產生各種化學產品，如聚甘油脂肪酸酯等。因為食用甘油可以是生物質分解性化合物，因此甘油作為食品添加劑更加廣泛的被使用。雖然它被廣泛使用，但作為整體的甘油市場價格，價格機制并不完善，在這個階段，每公斤約8元，價格相對較高，因此使用仍較低。在生物柴油生產過程中，甘油的使用也呈上升趨勢，雖然甘油的生產可以說是緩慢擴大生物柴油市場和副產品的重要組成部分，生產成本也逐漸降低，但它也表明了其獨自的銷售成本。因為甘油獨特的化學和分子結構，使得在生產化學制品時，甘油作為原料將具有很大的市場空間。

3.5木糖醇和阿拉伯樹膠

木糖醇是木糖代謝的中間產物，它可以用作食品工業中的甜味劑和營養物。生產能力在全球總生產量不到50.000t/a，遠超過需求，因此木糖醇價格也比較高。木糖醇通過減少氫化生產所產生的五種木糖和阿拉伯糖二醇的糖，可以成為生物量開發過程中的液體燃料，一部分生物量與從五個木糖提取的預處理溶液分離，可將其轉化為放線劑。木糖醇和阿拉伯樹膠生產中技術問題是由期望的糖雜質分離和純化的產品與現實產生的區別。“木糖醇”是一種廣泛使用的食品。但是還沒有達到工業質量的連續生產，這表明轉化的過程中存在著許多以前未知的困難，這一過程有助于工業的逐步發展。

3.6山梨醇

作為一種與化學產品相結合的食品，山梨醇在預防牙科的治療中具有重要的意義，并且可以用作食品工業中的防腐劑和甜味劑。除此之外，化工中，大多數是通過氫化葡萄糖來生產山梨醇。在實踐中，大多數工業采用批量加工方法，這一方法并不存在技術上的困難，而且可以充分保護葡萄糖的真正轉變，而山梨醇則可以達到99.7%的生產力。這一方法的最基本的應用是化妝品和食品，可以說，糖基生物質中山梨醇應用非常廣泛，其成熟的生產技術也促進了山梨醇的應用。

4結束語

目前，生物質的使用雖然經過了很長時間，人們對于生物質的優點也很清楚，并且提取到多種營養的生物質，但是在這一階段，對糖的生物質生產的使用尚未成熟，雖然在生產中廣泛地使用了催化生產過程和發酵，但反應效率不高，發酵率低，耐久性和耐用性低。因此，今后化學工業的研究是以糖含量為基礎的生物質的研究。糖基生物質在未來的發展過程中是非常具有前景和希望的。

參考文獻

[1]李莎莉，吳悠，吳琦，等.洋蔥生物活性及其在食品開發中的研究進展[J].中國調味品，2018，43（2）.

作者：袁波 單位：安徽省宿州市食品藥品檢驗檢測中心