酒糟蛋白(DDGS)中真菌毒素“三合一”規(guī)模化消減技術(shù)
一、成果來(lái)源及簡(jiǎn)介
1. 專利:
一種玉米赤霉烯酮毒素降解酶及其編碼基因與應(yīng)用(專利號(hào),201110082679.X)
一種脫氧雪腐鐮刀菌烯醇降解酶及其編碼基因與應(yīng)用(專利號(hào)201210335794.8)
2. 支持項(xiàng)目:
“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃-玉米及其加工副產(chǎn)物中玉米赤霉烯酮和脫氧雪腐鐮刀菌烯醇消減技術(shù)研究及示范
酒糟蛋白中玉米赤霉烯酮/脫氧雪腐鐮刀菌烯醇消減中試(100L和300L中試)
DDGS處理前后的色澤變化(CK為未經(jīng)處理的DDGS)
酒糟蛋白中玉米赤霉烯酮/脫氧雪腐鐮刀菌烯醇規(guī)模化消減示范現(xiàn)場(chǎng)
真菌毒素消減后酒糟蛋白的發(fā)貨現(xiàn)場(chǎng)
二、成果技術(shù)內(nèi)容和對(duì)行業(yè)的意義
隨著我國(guó)極端氣候的頻繁出現(xiàn),以及我國(guó)作物耕作、種植收獲方式的變革,近幾年我國(guó)糧食真菌毒素污染加劇的嚴(yán)重形勢(shì)與不斷提升的糧油食品安全水平的矛盾日益突出,導(dǎo)致了我國(guó)真菌毒素污染糧食及其制品難以得到安全合理利用。特別是2013年以來(lái),眾多的玉米深加工企業(yè)的加工副產(chǎn)物因毒素污染嚴(yán)重,部分DDGS中玉米赤霉烯酮含量達(dá)到9000μg/kg,DON毒素含量達(dá)到100mg/kg至300mg/kg。隨著飼料和養(yǎng)殖企業(yè)對(duì)真菌毒素危害認(rèn)識(shí)不斷提高,伴隨進(jìn)口DDGS的價(jià)格沖擊的疊加,我國(guó)大量的DDGS出現(xiàn)銷售困難,這一情況引起國(guó)家糧食局和中糧集團(tuán)的高度重視,并安排相關(guān)的科研部門盡快研發(fā)針對(duì)性的技術(shù)爭(zhēng)取早日解決糧食行業(yè)重大需求。
糧油微生物研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年的連續(xù)攻關(guān),開(kāi)發(fā)了以生物降解技術(shù)為主,理化削減技術(shù)相輔真菌毒素降解技術(shù)體系。目前相繼攻克真菌毒素高效降解菌株(ZEN/DON/AFB1)的篩選、降解機(jī)制解析,降解產(chǎn)物安全性評(píng)價(jià)和動(dòng)物飼喂效果的試驗(yàn)評(píng)價(jià),在此基礎(chǔ)上,完成了針對(duì)燃料乙醇生產(chǎn)副產(chǎn)物的脫毒技術(shù)工藝研究。2013年以來(lái),在相繼完成了發(fā)酵脫毒小試、中試研究,并相繼取得成功。2016年,以500噸高毒素含量玉米為原料,開(kāi)展了燃料乙醇副產(chǎn)物DDGS脫毒規(guī)模化應(yīng)用試驗(yàn),成功完成1200噸高毒廢醪脫毒處理(產(chǎn)品DDGS中ZEN含量由3600 ug/kg降至200-500 ug/kg,DON含量由8400ug/kg降至1500 ug/kg左右;黃曲霉素AFB1由500 ug/kg降到30 ug/kg左右),脫毒效果顯著、穩(wěn)定,DDGS的毒素含量和營(yíng)養(yǎng)性狀均符合飼料相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等的要求。
本成果可以顯著提高相關(guān)加工產(chǎn)品的安全性,增加其附加值,大幅降低真菌毒素對(duì)糧油加工和飼料加工真菌毒素毒素危害帶來(lái)的損失,可大幅增加企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量安全水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,顯著提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
三、成果技術(shù)指標(biāo)及先進(jìn)性
本技術(shù)在10-15小時(shí)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)酒糟蛋白中ZEN/DON/AFB1三種真菌毒素的快速、顯著降解(毒素降解率在80%以上),脫毒效果明顯,在國(guó)內(nèi)同類技術(shù)中處于領(lǐng)先地位。
四、技術(shù)成熟度
本技術(shù)已經(jīng)過(guò)小試(搖瓶-3L發(fā)酵罐)、中試(100 L發(fā)酵罐-300L發(fā)酵罐)、規(guī)模化示范(300噸工業(yè)化規(guī)模)的逐級(jí)驗(yàn)證,毒素降解效果穩(wěn)定、可靠,基本達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用條件。
本研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期針對(duì)行業(yè)的技術(shù)需求開(kāi)展研究,相繼提出真菌毒素的“消減”、污染糧食的“安全合理利用”等引領(lǐng)性研究方向,并致力于“生物技術(shù)削減為主,理化技術(shù)相輔”的技術(shù)體系的構(gòu)建,研發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)品相繼申請(qǐng)了系列專利,相關(guān)等技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一直處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)跑狀態(tài),同時(shí)與國(guó)際相關(guān)機(jī)構(gòu)保持協(xié)作,處于國(guó)際同等水平。
五、應(yīng)用情況
本成果在安徽中糧生化股份有限公司成功完成6批次規(guī)模化示范,并對(duì)技術(shù)應(yīng)用成本進(jìn)行了核算,已達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)要求。
六、成果轉(zhuǎn)化造價(jià)及投資預(yù)算
普通發(fā)酵車間即可滿足本技術(shù)的實(shí)施要求,相應(yīng)配套管道的改造費(fèi)用須視具體情況而定。以一條日處理400噸燃料乙醇副產(chǎn)物(廢醪)生產(chǎn)線為例,建筑面積800平方米,設(shè)備改造費(fèi)用在10萬(wàn)元左右,可實(shí)現(xiàn)年收入2500萬(wàn)元,年利潤(rùn)增加180萬(wàn)元,投資回收期3月。
七、成果應(yīng)用案例
在安徽中糧生化股份有限公司成功完成500噸玉米產(chǎn)生的廢醪脫毒處理,得到120噸左右DDGS,處理后的DDGS符合國(guó)家相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了真菌毒素污染糧食的安全、清潔利用,折合每噸DDGS的處理成本為150元左右。隨后相應(yīng)物料成功進(jìn)行了動(dòng)物飼喂示范,確證了本成果的技術(shù)安全性和可行性。
八、成果合作方式
成果(專利)轉(zhuǎn)讓、許可
技術(shù)入股作價(jià)投資
九、聯(lián)系人及聯(lián)系方式
成果完成單位:國(guó)家糧食局科學(xué)研究院
成果生產(chǎn)單位:國(guó)家糧食局科學(xué)研究院
聯(lián)系人:孫長(zhǎng)坡
聯(lián)系電話:13718104129
電子郵箱:scp@chinagrain.org