低聚木糖生产可行性实施报告.docx

Henan University of Technology低聚木糖生产可行性报告学院：生物工程 专业：生物工程 班级：04级1班 姓名：学号： 指导老师：目录一、项目总论 3一）低聚木糖概述 3二）低聚木糖的功能 3（三）项目提出的背景 3二、国内外市场需求 5三、原材料及资源情况四、设计方案 7一）低聚木糖生产原料———木聚糖的制备 8二）低聚木糖的生产方法 8三）本项目采用的方案10（四）工艺计算 10五、建厂规模与厂址选择11（一）建厂规模 11二）厂址选择 11六、设备选择 11七、产品指标 12八、环境评价 12九、企业组织、劳动定员和人员培训 12十、评价结论一、项目总论(一)低聚木糖概述低聚木糖又称木寡糖，是由2-7个木糖分子以0(1-4)糖苷键结合而成的 功能性聚合糖低聚木糖(Xylo-oligosaccharides)是由2〜8个木糖以(3-1,4- 糖苷键连接而成的低度聚合糖类的总称有效成分为聚合度为2〜5的组分低 聚木糖系淡黄色粉末，甜度约为蔗糖的50% ，甜味纯正，类似蔗糖二) 低聚木糖的功能 一般认为,低聚木糖是由木二糖〜木十糖等组成的,其中以木二糖、木三糖为 主要有效成分。

在自然界中,竹笋等天然植物中含有少量的低聚木糖另外,一部 分植物半纤维素在人体大肠内也可以被分解转化为低聚木糖低聚木糖中, 木二 糖的甜度为蔗糖的40 % ,含量为50 %的低聚木糖产品甜度约为蔗糖的30 % ,还 可作为保湿剂在食品中使用其粘度很低,且随温度升高而迅速下降比其他功 能低聚糖更耐酸、耐热，5 %低聚木糖水溶液在pH215〜810范围内加热1h后无 明显变化，100 °C加热1h ,几乎不分解因此低聚木糖可广泛用于酸性或需高温 处理的食品,如日本已将低聚木糖添加到黑醋中生产出保健醋饮料此外,低聚木 糖可作为低热量食品添加剂,即便过量摄食,也不会导致肥胖低聚木糖具有良好 的生理学特性,主要表现在以下几方面:(1) 显著的双歧杆菌增殖能力低聚木糖 有明显的双歧杆菌增殖作用,而且除青春双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和长双歧杆菌 外,大多数肠道菌对低聚木糖的利用都比较差低聚木糖是目前发现有效用量最 少的低聚糖实验表明,每天只需口服 017 g ,2 周后大肠杆菌中的双歧杆菌的 比例从8 1 9 %增加到1 7 1 9 % ,而拟杆菌(可能的致病菌) 则从5216%减少到4414%; 三周后,双歧杆菌的比例增加到2012%,拟杆菌降至3219%。

2) 不被消化特性与其他的低聚糖相比,木二糖在消化系统中最稳定,不被消化酶水解,且代谢不依 赖胰岛素,可满足患有诸如糖尿病、肥胖病和高血脂症等特殊人群的需要另外, 与某些低聚糖产品含有可消化性单糖相比,他的主要伴随成分为木糖,略有特殊 气味,具爽口甜味,也是一种不消化单糖,因此可不采用色谱分离技术进行分离纯 化,普通浓度的低聚木糖产品就能满足食品加工的要求,同时又降低了生产成本 （3） 无龋齿性 低聚木糖不能被口腔内变异链球菌等细菌分解成粘着性的单糖 如葡萄糖、果糖、半乳糖等,与蔗糖并用时能阻止蔗糖被龋齿病原菌作用而生成 水不溶性的高分子葡聚糖（牙垢） ,因此无龋齿性并具有抗龋齿性,适合作为儿童 食品的甜味添加剂4） 促进人体对钙的吸收 摄入低聚木糖后, 大鼠对钙的 消化吸收率可提高23 % ,体内钙的保留率提高21 %因此低聚木糖可作为开发 孕妇、老年食品的理想原料由于低聚木糖具有良好的理化特性, ①可添加在低 pH 的食品中,如乳酸饮 料、醋饮料中，即便长期保存，也不会分解而影响其保健效果；②添加量小，效果 显著，故不会破坏原有食品的风味；③添加在焙烤食品中，可保持食品水分，改变 面团的流变特性。

最近，日本学者应用小鼠实验研究表明，喂养含低聚木糖食物的 小鼠，其体重以及脂肪组织重量均低于正常喂养的小鼠 用低聚木糖作为营养物 栽培的农作物，具有抗病、生长迅速和果实产量大等优良性状我国学者在“九 五”期间也对其作为生物农药的应用可能性及机理进行了深入研究，并取得了一 定的进展（尚未发表数据）由于低聚木糖具有表面活性部位，可吸附肠道有毒物 质及病原菌，提高机体抗病力，激活免疫系统，因此可在医药中广泛应用含有低 聚木糖的难消化性低聚糖可以预防和治疗腹泻［11］以及降低幼儿耳炎发病率［12］ 等此外，低聚木糖还是一种效果良好的饲料添加剂三）项目提出的背景在日本，低聚木糖被认为是最有前途的功能性低聚糖之一，已实现工业化生 产并广泛应用，目前其年产量已超过1 500 t 经日本保健食品学术委员会审定， 厚生省第64号许可证认定低聚木糖为特定保健用食品添加剂我国低聚木糖的 生产目前还处于研制阶段，尚未有工业化产品面市日本市场上销售的低聚木糖 产品是三得利公司酶法生产的低聚木糖，有以下4 种产品形式:低聚木糖70 （液 态） ， 2 500日元/ kg ；低聚木糖35 （粉末） ， 3 000日元/ kg ； 低聚木糖20 （粉 末） ，1 900日元/ kg （其中数字表示低聚木糖对总糖含量百分数） ，片剂（114 g X48粒，木聚糖含量25 %)，每盒单价1 580日元，且已经应用于饮料和调味醋 等产品。

其他关于低聚木糖的研究仍以日本为多如野口等人用纸浆漂白用的芽 孢杆菌木聚糖酶来制备低聚木糖，又如荒木等用产碱杆菌( A lcaligenes) 生产 的0 21 ,32木聚糖酶法国Pat rice等用梭状芽孢杆菌(Clost ri di um)的 木聚糖酶从玉米芯制备低聚木糖[21 ] 建议从农林业的废弃物，如玉米芯、麸 皮、啤酒糟、桉树中提取木聚糖，再用物理、化学或生物技术方法制备低聚木糖 和木糖醇，并开展应用于药物和食品工业的研究，特别提出了要进行低聚木糖的 纯化，结构特征及其作为抗炎药或抗肿瘤剂生物活性量化的研究低聚木糖的研 究在国内仍处于研究阶段国内很多有关专业的研究人员正在努力：1997 年蔡 静平等报道了真菌分解玉米芯生产低聚木糖的研究1999〜2000年吴克，洪枫， 袁其朋，杨瑞金等陆续报道了他们制备低聚木糖的研究结果二、国内外市场需求 近年来，无论国际还是国内，功能性低聚糖作为食品添加剂的重要组成部分，它 的应用日益广泛随着功能食品、功能饮料、功能乳品的快速发展，功能糖的市 场容量也在急剧扩张据有关资料显示，世界主要发达国家2000年有低聚糖产 量已达到30多万吨，主要用于保健食品、医药、饲料等方面。

根据北京东一信 达营销顾问有限公司近日完成的 中国低聚糖市场研究报告))提供的数据，日本 年需求低聚糖10万吨，欧美各国年需120万吨，预计在10年内，功能食品所 占的比例将为普通食品的25-30％，未来食品领域将对低聚糖有很大的需求量据统计，我国在众多保健食品中，用来调节人体生态平衡的占40％以上 微生态学者提出通过整肠来抑制机体衰老，将肠道微生态保持在与青壮年相似状 态，可延缓衰老、减少疾病基于这一发现，日本早在上世纪八九十年代就对调 节人体微生态、整肠有特殊功效的低聚糖类进行研究，使用低聚糖作为配料加入 食品饮料及保健食品中，以发挥其独特的保健作用在临床上，近年来发展的微生态制剂广泛应用，借以调整微生态失调， 保持生态平衡，促进内环境的稳定，控制某些感染性、菌群生态失调、菌群定位 转移所相关的多种胃肠道疾病微生态制剂中的一类叫益生元(Prebiotics)是指 一类非消化性的物质，但可作为底物被肠道正常菌群利用，能够选择性地刺激肠 内一种或几种有益的细菌生长的繁殖，抑制有害细菌生长的菌种，对宿主健康具 有有益作用低聚糖类即属于益生元我国是胃肠道疾病菌多发国家，据统计，全国有3．2亿人受到胃肠功能 不好的困扰。

低聚糖作为一种独特的保健食品和益生元，由于其具有超强增强殖 双歧菌的特殊功效，对改善胃肠道功能、降低级血醑、调节机体平衡、提高免疫 力等有明显的作用由于消费者健康意识的增强，低聚糖的众多保健功能已成开 发热门目前，低聚糖的开发进展很快，低聚糖产品在功能食品中的应用异彩纷 呈目前，双歧因子主要有低聚木糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚半乳糖、 乳果糖等，这些都可作为功能因子添加应用在营养保健食品中1996年以来， 低聚果糖、低聚异麦芽糖一直广泛被食品、保健食品行业应用 随着保健食品市场的发展，人们的需求也有所提高，保健食品也逐渐趋于具备服 用方便、携带方便的条件，作为保健食品生产厂家也追求生产应用方便在众多 功能性低聚糖中，低聚木糖被视作增殖双歧杆菌功能最好、抑制病原菌腐败菌生 长、净化肠道功效最佳的功能性低聚糖与其他低聚糖相比，其独特性 在于：高选择性增殖双歧杆菌主要对人体有益菌，如青春双歧杆菌、长双歧杆菌、 婴儿双歧杆菌有很强的增殖作用有效用量小、成本低，成人仅需0. 7克/ 天；耐酸、耐热，稳定性好在pH2. 5-一8. 0的范围内相当稳定，100°C加热1 小时几乎不分解，可应用于不适宜使用其他低聚糖的食品（或保健食品）中，特 另U是酸性和需要进行高温处理的食品（或保健食品）;除本身很难为人体消化酶 系统所分解外，低聚木糖的伴随成分木糖，也不被人体消化吸收，因此无须高度 纯化木二糖含量高的产品，就能满足特殊人群，如糖尿病、肥胖和高血脂患者的 食用要求。

经日本保健用食品学术委员会审定和日本厚生省第64号许可证认定为 “特定保健用食品添加剂”，每人每天的摄入量为0. 7—7. 5克可直接作为 保健食品销售，也可作为保健食品功能因子开发高效保健食品低聚木糖由于添 加量小、稳定性好、选择性高，从现在流行的携带、服用比较方便的胶囊、片剂 等剂型来考虑，低聚木糖也是众多保健食品厂家的首选因为，低聚木糖添加量 比他功能性因子都小，所以在开发胶囊等体积小的产品方面占极大优势，这些优 势是其他低聚糖无法比拟的在人类食品安全问题日益得到世界各国重视的今天，低聚木糖作为新型饲料 添加剂，对于动物健康和生产性能促进作用就某些方面来说并不亚于抗生素抗 生素作为一种饲料添加剂能显著提高畜禽的饲料利用率、日增重及经济效益同 时，随着抗生素产业的迅猛展，滥用抗生素给人类带来了越来越大的副作用因 此，许多国家纷纷立法，越来越多的抗生素品种被禁止作为饲料添加剂使用，如 欧盟已全面禁止抗生素的使用政策的调整引发产业研究方向的变革与创新，世 界各国学者开展了能克服抗生素上述弊端、无毒副作用、无残留的绿色饲料添加 剂一一新型饲料添加剂的研究益生菌和益生元也是目前饲料工业中研究热点， 作为微生态制剂的益生菌已被各国认可，并投入使用，低聚木糖等产品属于益生 元(Prebiotics)类，它是为消化道已有的有益细菌直接提供可发酵底物，作为益 菌一一双歧杆菌增殖因(bifidusfactor),促进双歧杆菌大量增加，以调节消化 道的微生态平衡。

国内已有厂家拿到农业部核发的饲料添加剂低聚木糖的生产许 可证，并办理了 35％和 75％两个规格的低聚木糖产品批准文号目前，低聚木 糖饲料添加剂已生产 82吨低聚木糖属国际新型低聚糖类产品，以其功效强而受到业内人士的关注美 国、日本近年来将功能食品称之为 2 1 世纪食品，其研究开发十分活跃我国的 营养保健食品的发展业已形成或一定规模．并呈较快的发展趋势预计今年的销 售总额将超过500 亿元，市场前景非常乐观低聚木糖具有优越的生理学特性， 使之不仅可广泛适用于保健食品、饮料、乳制品、糖果、饼和饮料等多种食品中， 同时又可用作食品、化工、医药、饲料行业的原料，是国内外食品、生物、化学 工业界研究的热。