工业化生产小麦麸皮低聚木糖技术

麦麸，作为小麦面粉厂加工的副产物，富含多种营养成分，包括蛋白质、脂肪、游离低聚糖以及β-淀粉酶、植酸酶等。此外，麸皮中还含有丰富的纤维素和半纤维素，是制备低聚糖的理想资源。

低聚木糖与食物的搭配性极佳，适量添加于食物中，能显著提升保健效果。特别是当与钙一同摄入时，低聚木糖能促进钙的吸收，这一功能是其他功能性低聚糖所不具备的。低聚木糖特别适合肥胖症、糖尿病、高血压、动脉硬化、龋齿等患者食用。

本技术以小麦麸皮为原料，通过高压、酶解方法将木聚糖降解为低聚木糖，并采用模拟移动床色谱技术进行纯化。该技术具有生产成本低、产品附加值高、生产工艺先进等特点，具有广阔的发展前景。

一、资源情况 小麦是我国主要粮食作物之一，麸皮是其加工过程中的副产物。在小麦加工过程中，麸皮的产量约占小麦加工量的20%，每年产量超过2500万吨，为从麸皮中提取低聚木糖提供了丰富的原料。过去，小麦麸皮主要用于加工麦麸面筋、木糖醇及饲料等。近年来，对小麦麸皮中功能成分提取的研究逐渐增多，主要集中在膳食纤维的开发利用、戊聚糖和阿拉伯木聚糖的提取和加工等方面。

小麦麸皮中含有大量的半纤维素成分。上世纪末，对小麦麸皮中半纤维素多糖的提取研究开始兴起。研究将小麦麸皮中的木聚糖成分用酸水解法水解成木糖。进入本世纪初，陈凤莲等利用酶水解法制取低聚木糖，其提取的木二糖含量为70%；韩玉洁利用碱法从小麦麸皮中提取的低聚木糖含量为22.89%。小麦麸皮中不仅富含半纤维素，还含有丰富的营养物质和天然活性成分，因此，对小麦麸皮中功能成分的提取和开发具有巨大的市场潜力。

二、国内外相关技术水平比较 近年来，功能性低聚糖作为食品添加剂的重要组成部分，其应用日益广泛。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。据资料显示，世界主要发达国家2000年低聚糖产量已达到30多万吨，主要用于保健食品、医药、饲料等方面。预计10年内，功能食品所占的比例将为普通食品的25%～30%。在众多功能性低聚糖中，低聚木糖因其独特的增殖双歧杆菌、抑制病原菌腐败菌生长、净化肠道等功效而备受关注。日本三得利公司是最先进行低聚木糖工业化生产的公司。我国在“九五”期间也开始了对低聚木糖工业化生产的研究。山东龙力生物科技有限公司与中国农业大学联合研制开发低聚木糖的工业化生产技术，于2001年4月通过教育部组织的国家科技成果鉴定，填补了国内空白。

三、知识产权情况 项目在研究期间申请了专利《模拟移动床吸附分离纯化低聚木糖的方法》，专利号201010187394.8。

四、国内外市场分析及风险分析 我省是粮食生产大省，粮食加工业发达，每年小麦麸皮产量达2500多万吨，原料充足，生产加工材料及设备均可国产化，生产技术可靠。市场调研分析显示，所加工的产品用途广泛，市场前景看好，因此，产品加工各环节风险较小。

在国内，一些厂家已经开始少量低聚木糖的商业化生产，但由于研究开发尚不充分，生产规模和产量都较小，与异麦芽低聚糖等相比，生产成本较高，商业应用较少。国内低聚木糖市场价格约为300元/kg，年需求量不少于2万吨。

在国外，低聚木糖由日本Suntory公司开发成功，用酶法生产，1989年上市，当年产量150吨；1998年生产能力达到1100吨（其中糖浆1000吨，固体粉末100吨），糖浆低聚木糖含量70%以上，价格约2500日元/kg，粉末低聚木糖含量95%以上，约8000日元/kg。近两年，日本国内对于低聚木糖和棉子糖等的年需求量在10～20万吨。国际市场对低聚木糖的年需求量以25%的速度递增。大部分龙头企业开发了功能性食品，巩固了市场。其他文献也阐述了功能性低聚木糖的应用广泛性和原料的多样性。当前趋势表明，随着生产成本的降低和消费者认可度的提高，低聚木糖工业将持续增长。用酶法生产的低聚木糖产品在食品领域创造了新的机遇和挑战。

五、投资及利润情况 （1）成本预测 以年产100吨计算，原料费、试剂费、水电费、人工费等共计约1360万元。

（2）销售收入预测 纯度为75%的低聚木糖粉1千克价格200元，纯度为95%的低聚木糖粉1千克为3400元。因此，实验所得的低聚木糖的1千克的价格应在300元以上。以年产100吨计算，年销售收入应达到3000万元。

（3）利润预测 年产低聚木糖利润总额=年销售收入总额－生产成本=3000万元－1360万元=1640万元。

麦麸是小麦面粉厂加工副产物，含有蛋白质、脂肪、游离低聚糖以及β-淀粉酶、植酸酶等成分。麸皮中还富含纤维素和半纤维素，是制备低聚糖的良好资源。 低聚木糖与食物的调配性良好，食物中添加少量低聚木糖，更能体现出保健效果。当低聚木糖与钙同时摄入时，对钙的吸收起促进作用。低聚木糖这种促进钙吸收的功能是其他功能性低聚糖所不具备的。低聚木糖特别适宜肥胖症、糖尿病、高血压、动脉硬化、龋齿患者食用。本技术以小麦麸皮为原料，采用高压、酶解方法使木聚糖降解获得低聚木糖，并采用模拟移动床色谱技术进行纯化，具有生产成本低，产品附加值极高，生产工艺先进等特点，具有良好的发展前景。 一、资源情况 小麦是我国主要粮食农作物之一，麸皮是小麦加工的副产物。在小麦的加工中，麸皮的产量将近小麦加工量的20%，每年麸皮的产量在2500多万吨以上，这为从麸皮中提取低聚木糖提供了丰富的原料。以往小麦麸皮的利用主要集中在加工麦麸面筋、木糖醇及饲料等方面。近些年对小麦麸皮中功能成分提取的研究逐渐增多，主要在膳食纤维的开发利用、戊聚糖和阿拉伯木聚糖的提取和加工等方面进行了研究。 小麦麸皮中含有大量的半纤维素成分。最初对小麦麸皮中半纤维素多糖的提取研究开始于上个世纪末。研究是将小麦麸皮中的木聚糖成分用酸水解法水解成为木糖。到了本世纪初，陈凤莲等以小麦麸皮为原料，利用酶水解法制取低聚木糖，其提取的木二糖含量为70%；韩玉洁利用碱法从小麦麸皮中提取的低聚木糖含量为22.89%。小麦麸皮中除富含半纤维素，还有较为丰富的营养物质和天然活性成分，因此，对小麦麸皮中功能成分的提取和开发，具有很大的市场潜力。 二、国内外相关技术水平比较 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，其应用日益广泛。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。有关资料显示，世界主要发达国家2000年低聚糖产量已达到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2007年完成的《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10年内，功能食品所占的比例将为普通食品的25%～30%。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。由于与其他低聚糖相比所具有的独特性，可应用于不适宜使用其他低聚糖的食品(或保健食品)中，特别是酸性和需要进行高温处理的食品(或保健食品)。日本三得利公司是世界上最先进行低聚木糖工业化生产的。我国也在“九五”期间立项开展了对低聚木糖工业化生产的研究。山东龙力生物科技有限公司与中国农业大学联合研制开发低聚木糖的工业化生产技术，于2001年4月通过教育部组织的国家科技成果鉴定，填补了国内空白。随着低聚木糖不断被广大消费者认可，不少厂家与科研单位也纷纷投入到低聚木糖的工业化生产中。截至2010年底，国内至少有六七家新增低聚木糖生产企业。 本研究利用农副产物小麦麸皮为原料，研究利用超声波辅助高温高压蒸煮等技术提取木聚糖，并且针对我国对低聚木糖产品提取率低，产品纯度不高等问题，研究利用本实验室自制的模拟移动床色谱分离设备，进行低聚木糖分离纯化技术的研究。 三、知识产权情况 项目在研究期间申请专利《模拟移动床吸附分离纯化低聚木糖的方法》，专利号201010187394.8。 四、国内外市场分析及风险分析 我省是粮食生产大省，粮食加工业发达，每年的小麦麸皮产量达2500多万吨，所用的原料比较充足，生产加工所用的材料及设备均可国产化，生产技术可以保证，从市场调研分析，所加工的产品都有广泛的用途，市场前景很好，因此，产品加工各环节风险应当较小。 在国内，有一些厂家已经开始少量低聚木糖的商业化生产，但由于在这方面的研究开发尚不充分，因此生产规模和产量都较小，和异麦芽低聚糖等相比较生产成本较高，商业应用较少。低聚木糖国内市场价格约为300元/kg，估计国内低聚木糖年需求量不少于2万吨。 在国外，低聚木糖由日本Suntory公司开发成功，用酶法生产，1989年上市，当年产量150吨；1998年生产能力达到1100吨(其中糖浆1000吨，固体粉末100吨)，糖浆低聚木糖含量70%以上，价格约2500日元/kg，粉末低聚木糖含量95%以上，约8000日元/kg。近两年，日本国内对于低聚木糖和棉子糖等的年需求量在10～20万吨。国际市场对低聚木糖的年需求量以25%的速度递增。另一方面，大部分的龙头企业开发了功能性食品，巩固了市场。其他文献也阐述了功能性低聚木糖的应用广泛性和原料的多样性。关于当前的趋势，由于生产成本的降低和消费者的认可使得低聚木糖工业将会持续增长。用酶法生产的低聚木糖产品食品在此领域创造了新的机遇和挑战。 五、投资及利润情况 （1）成本预测 以年产100t计算，原料费、试剂费、水电费、人工费等共计约1360万元。 （2）销售收入预测 纯度为75%的低聚木糖粉1kg价格200元，纯度为95%的低聚木糖粉1kg为3400元。因此，实验所得的低聚木糖的1kg的价格应在300元以上售价。以年产100t计算，年销售收入应达到3000万元。 （3）利润预测 年产低聚木糖利润总额=年销售收入总额－生产成本=3000万元－1360万元=1640万元。