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      甜菜粕生產(chǎn)部分高附加值產(chǎn)品的研究進(jìn)展

      2019-01-04 20:50:45李紅俠吳則東興旺
      中國糖料 2019年2期
      關(guān)鍵詞:單糖木糖甜菜

      李紅俠,吳則東,興旺

      (黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北方糖料作物資源與利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,哈爾濱150080)

      0 引言

      甜菜粕(sugar beet pulp,SBP)是一種生物質(zhì)能,也是一種再生能源。生物質(zhì)被認(rèn)為是化石燃料的潛在替代品而引起了世界各國的極大興趣。近些年來,國內(nèi)外科研人員對再生能源的研究越來越深入,而再生能源的研究在歐盟的發(fā)展速度最快[1]。越來越多的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)被用作了生物技術(shù)加工的基質(zhì),生物質(zhì)中的碳水化合物分解時釋放出來的產(chǎn)品可被微生物轉(zhuǎn)化成有價值的化合物,這些化合物主要用于生物燃料和有機(jī)酸等的生產(chǎn)[2]。甜菜是法國、德國、土耳其、波蘭、俄羅斯、烏克蘭、美國和中國等國的重要經(jīng)濟(jì)作物。大約660 kg甜菜能生產(chǎn)100 kg糖,同時可產(chǎn)生330 kg濕SBP和25 kg糖蜜副產(chǎn)品[3]。美國的甜菜工業(yè)每年可生產(chǎn)4億多噸濕SBP,合干SBP約100萬噸[4-5]。SBP中主要含有纖維素、半纖維素和果膠,這些物質(zhì)占干物質(zhì)的75%~85%,其中纖維素(22%~30%)、半纖維素(24%~32%)、木質(zhì)素(1%~2%)和果膠(15%~25%)及 25%的其他成分(包括10%~15%蛋白質(zhì)、1.4%脂肪、3.7%灰分等)[4-6]。若將農(nóng)業(yè)廢棄物、低用途副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為財(cái)富、高附加值產(chǎn)品,對充分利用廢棄資源并保護(hù)環(huán)境,擴(kuò)大甜菜綜合利用無疑有極其重要的意義。過去甜菜粕主要用作動物飼料,其利用的價值沒有充分體現(xiàn)出來。近年來隨著科技的不斷發(fā)展及研究技術(shù)方法的不斷深入,SBP作為提取、生產(chǎn)多種工業(yè)產(chǎn)品的原材料受到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。越來越多的研究表明SBP可轉(zhuǎn)化開發(fā)為諸多高附加值的生物產(chǎn)品,如聚乳酸[6-8]、生物乙醇[1]、甲烷[4]、氫氣[9]、乳酸[10]、丙二醇[10]、阿魏酸[11]、阿拉伯糖(Ara)[12-13]、半乳糖醛酸(GalAc)[14]、低聚糖[15]、庚酮糖[16]等;此外還有聚酯、聚酰胺或增塑劑[14]、復(fù)合材料、酶類(果膠酶、維生素酶、蛋白酶、脂肪酶、蔗糖酶等)[17]、蛋白質(zhì)[18]等;一些螯合劑和抗生素類等很多高附加值生物質(zhì)產(chǎn)品都可以從SBP中加以提取[19]。因此本文概要介紹一下SBP聚合糖類降解方法及糖類、乙醇、氫、蛋白質(zhì)等的開發(fā)研究進(jìn)展,使SBP的開發(fā)利用及價值得到更多的關(guān)注。

      1 甜菜粕中糖類的生產(chǎn)

      甜菜粕主要由纖維素(聚葡萄糖)、果膠(一種多糖和戊糖共聚物)及木質(zhì)素(<3%w/w)和蛋白質(zhì)(11%w/w)組成[16]。SBP中水解聚合碳水化合物可生產(chǎn)單糖,這是提高甜菜副產(chǎn)物進(jìn)一步利用且價值增值的一個很關(guān)鍵的步驟[14]。甜菜果膠是由聚合D-半乳糖醛酸即L-鼠李糖(Rha)基及D-半乳糖醛酸(GalAc)殘基交替組成的主鏈和兩種不同類型的側(cè)鏈組成的線性框架,即是線性半乳聚糖和高度支化的Ara[20]。SBP中主要單糖為D-葡萄糖(Glu)、L-Ara和D-GalAc,Glu易被微生物發(fā)酵。GalAc和Ara不是發(fā)酵所需的碳源,它們作為重要的中間物質(zhì),可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為高價值的生物化學(xué)品或材料,如聚酯、聚酰胺或增塑劑[14]。Ara是一種制藥和在工業(yè)中有機(jī)合成的重要中間原料,是許多生物活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)如抗生素的前體,在綠色健康食品生產(chǎn)中,Ara對蔗糖的代謝轉(zhuǎn)化具有阻斷作用[21。已證明Ara對酯化后的生物聚合物的生產(chǎn)起到了一定的作用,它也可被還原為阿拉伯糖醇,為生物質(zhì)中12種附加值最高的化學(xué)物質(zhì)之一,可用作不飽和聚酯樹脂的原料[16]。此外,將Ara轉(zhuǎn)化為GalAc藥物原料的化學(xué)方法也已被開發(fā),也是生產(chǎn)超支化聚酯和塑化劑的重要組成部分[22-23]。

      Ara是甜菜果膠中存在的主要單糖,因此它是催化改質(zhì)的關(guān)鍵初始原料,它可以通過酶分餾和酸水解來回收[16]。研究表明,采用亞硫酸對SBP進(jìn)行預(yù)處理,可以實(shí)現(xiàn)糖類的高效提取和剩余固體的酶解。低濃度(0.6%~1.0%)的亞硫酸作為水解劑,在短時間內(nèi)(10~20min)和低固液比(1∶3、1∶6)條件下,可有效地從 SBP中提取糖類,并對隨后的酶解產(chǎn)生積極作用。水解產(chǎn)物中還原物質(zhì)的最高濃度可達(dá)8.5%,并可提取出33.6%的糖類。獲得的單糖主要是Ara和Glu(分別為9.4和7.3 g/L)。若用亞硫酸4.6倍預(yù)處理濕SBP,SBP預(yù)處理及后續(xù)酶解Glu的總收率為理論值的89.4%[24]。SBP經(jīng)草酸水解制備Ara的最佳工藝條件為:草酸質(zhì)量濃度為1.5%,水解時間2.5 h,水解溫度為105℃,最優(yōu)條件下Ara的獲得率為1.26%[12]。SBP經(jīng)全酸水解后,其碳水化合物組成為:25.9%D-Glu、23.0%L-Ara、14.4%D-GalAc、6.2%D-半乳糖 (Gal)、2.4%L-Rha、1.7%D-木糖、1.0%D-甘露糖和25.4%的其它物質(zhì)。Ara、GalAc和Glu占總單糖總量的85%。因此,這3種單糖的利用是SBP分餾和生物轉(zhuǎn)化研究的重點(diǎn)[25]。通過蒸汽爆破(SE)后,在高壓釜中加入2.5%(v/v)硫酸,加熱至121℃1 h,再用NaOH調(diào)節(jié)pH值為6,溶解的果膠部分完全被水解。該粗水解材料的總?cè)芙夤腆w含量約為100 g/L,總糖濃度約為20 g/L,還含有未知顏色的雜質(zhì)[16]。粗水解的SBP混合物經(jīng)離心分離色譜(CPC)分離。建立了乙醇-硫酸銨(0.8∶1.8 v/v)的兩相體系,在兩相體系形成期間,用于分離單糖,去除粗品中的有色雜質(zhì),彩色雜質(zhì)在單糖類Rha、Ara、Gal和GalAc出現(xiàn)之前會被完全洗脫[26]。在生物煉制過程中,可從CPC中提取3個主要組分,可在33~45 min內(nèi)收集Rha,回收率為93%,純度為92%;由于Gal的共洗脫,在46~66 min內(nèi)可收集到Ara,回收率為97%,純度為84%;最后,78~100 min分離到GalAc,回收率超過95%,純度為96%。CPC是一種很有前途的生物煉制應(yīng)用分離技術(shù),它允許粗加工,水解SBP促進(jìn)雜質(zhì)去除和單糖分餾,尤其可分離出兩種主要的單糖Ara和GalAc,其收獲率和純度也較高[16]。

      在高溫條件下,傳統(tǒng)的半纖維素水解方法主要采用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,它對周圍環(huán)境造成的破壞程度很大[15]。因此考慮到采用酶解的方法,由于酶具有高度的特異性和選擇性,是可生物降解的,且產(chǎn)生的廢物也較少,對環(huán)境不會造成破壞,所以被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生物催化劑的研究[27]。L-阿拉伯呋喃糖酶(AF,EC 3.2.1.55)是一種外型糖苷酶,其催化可連續(xù)去除a-1,2-、a-1,3-、a-1,5-和a-4,6-連接Ara殘基的非還原性末端[28]。為了從SBP果膠的阿拉伯基側(cè)鏈中釋放Ara單體,Cárdenas-Fernández等從熱葡萄糖苷吉桿菌中鑒定并克隆了一種耐熱L-阿拉伯呋喃糖苷酶(AF),它能水解不同來源的天然Ara,如甜菜果膠,產(chǎn)生單體Ara和完整D-半乳糖醛酸框架(GABB)[16]。在蒸汽爆破(SE)之后,甜菜果膠作為主要完整的聚合物以可溶的部分回收。這就要求進(jìn)一步水解釋放主要的果膠單糖:Ara和GalAc。使用AF嘗試將果膠的阿拉伯膠側(cè)鏈的選擇性解聚,這將產(chǎn)生可溶性單體Ara,使聚合物GalAc框架(GABB)保持完整[16]。從聚合物GABB分離的Ara單體,在食品和(生物)藥物中得到了良好的利用[29]。選擇性酶分餾可使甜菜果膠完全酸水解,然后通過應(yīng)用高分辨分離技術(shù)同時分離所有果膠單糖[16]。

      用木聚糖酶和硫酸水解SBP生產(chǎn)Ara和低聚糖的研究表明,Ara占酶酸解總產(chǎn)物單糖含量的48.4%,而SBP經(jīng)木聚糖酶水解產(chǎn)物的低聚糖含量較高,該研究為Ara和低聚糖的制備開辟了一條新的途徑,也為低聚糖的生產(chǎn)提供了一種探索的方法[15]。木聚糖是自然界中主要的半纖維素成分,其主要成分是戊糖(D-木糖和Ara),其次是己糖(D-Gal、D-Glu和D-甘露糖)以及糖醛、乙酸和肉桂酸[30]。內(nèi)木聚糖酶和木聚苷酶與AF、阿魏酸酯酶、糖醛酶一同作用,可實(shí)現(xiàn)木聚糖的完全解聚[15]。木聚糖酶水解半纖維素為低聚糖,水解液用稀酸(2%H2SO4)進(jìn)一步水解,SBP水解液中含有少量的糖,如Glu、木糖和Ara,3種糖的含量分別為2.7%、2.2%和4.6%,其中Ara含量明顯高于Glu和木糖水平,其干重占甜菜殘?jiān)?.76%15]。通過酶稀酸或唯一酶水解,從廉價的SBP中提取糖類,是將農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為財(cái)富并充分利用廢棄資源、保護(hù)環(huán)境的有效途徑。

      糖化后剩下的纖維素可作為生物基纖維或納米復(fù)合材料再次加以利用。因此,纖維素在水解過程中的降解是有利的過程,在GalAc和Ara從SBP中得到最佳釋放的同時,又保持纖維素的完好無損,這是一個非常理想的生物轉(zhuǎn)化過程[14]。在生物煉制環(huán)境中,酶可以用來分解從復(fù)雜原料中釋放出來的聚合物,典型的例子就是纖維素酶可以將纖維素解聚成D-Glu單體并進(jìn)一步用于合成其它物質(zhì),例如,生產(chǎn)對稱性氨基醇。纖維素酶已經(jīng)被用來商用,轉(zhuǎn)酮醇酶(TK)和轉(zhuǎn)氨酶(TAm)已被用于對稱性氨基醇合成的克隆和生產(chǎn)[31]。TK是硫胺素二磷酸(ThDP)的依賴性酶,已被用于立體定向碳-碳鍵的形成上[32]。當(dāng)使用b-羥基丙酮酸(HPA)作為酮醇供體時,TK能在CO2缺失下不可逆轉(zhuǎn)地進(jìn)行反應(yīng),這使其成為在工業(yè)合成中很受青睞的生物催化劑[22]。Ara作為TK的醛受體,將產(chǎn)生L-葡萄糖-庚酮糖(GluHep),催化不對稱碳-碳鍵形成的轉(zhuǎn)酮醇酶(TK)和催化選擇性胺基轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)氨酶(TAm),其在合成一系列該類產(chǎn)品時特別有用[23]。特別是將Ara轉(zhuǎn)化為L-葡聚糖-庚酮糖(GluHep),其在低血糖和癌癥的治療中得到了應(yīng)用,因此該化合物的商業(yè)利用價值極高[33]。對內(nèi)部TAm庫的篩選研究表明,紫色色桿菌(Chromobacterium violaceum)的u-TAm可進(jìn)一步將GluHep轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的對稱性氨基多醇-2-氨基-L-葡萄糖-庚酮糖[16]。TAm可將GalAc轉(zhuǎn)換成6-氨基-2,3,4,5-四羥基己酸,其可用于合成生物聚合物,如聚羥基聚酰胺,這種聚合物可作為一種強(qiáng)效抗病毒聚羥基氮雜環(huán)的合成原料[34]。

      2 甜菜粕用于乙醇的生產(chǎn)

      甜菜粕除了用于動物飼料外,糖廠還主要用來生產(chǎn)乙醇。半纖維素是第二豐富的植物多糖,是生產(chǎn)生物乙醇的一種較為理想的能源原料[30]。通過對廢SBP進(jìn)行酶法解聚,得到的酶解產(chǎn)物再經(jīng)過發(fā)酵處理即可以生成乙醇。在乙醇的生物合成過程中,利用SBP中釋放的大部分碳水化合物做為原料與釀酒酵母-乙醇紅和Sch.stipitis LOCK0047進(jìn)行反應(yīng)得到12.6 g/L乙醇[9]。當(dāng)生物質(zhì)中的碳水化合物分解時釋放出來的產(chǎn)品可被微生物轉(zhuǎn)化成有價值的化合物,易降解的生物質(zhì)資源常被用來生產(chǎn)生物乙醇[35]。通過酸預(yù)處理的方法可使SBP酶消化率從33%(原料)提高到93%(處理),其在最佳預(yù)處理?xiàng)l件(溫度120℃,酸濃度0.66%,固體負(fù)荷)時酶解產(chǎn)率為93%,總還原糖產(chǎn)率為62%。在最佳條件下,用大腸桿菌KO11進(jìn)行同步糖化發(fā)酵(SSF)工藝SBP預(yù)處理后的乙醇產(chǎn)率為0.4 g乙醇/g干物質(zhì)[36-37]。采用不同溫度下的氨水預(yù)處理可促進(jìn)SBP的酶解,當(dāng)SBP在80℃下經(jīng)氨水進(jìn)行6 h預(yù)處理時,還原糖產(chǎn)率最高(448.52mg/g),比粗SBP提高了2.42倍,氨水預(yù)處理提高了SBP的酶消化率,這是SBP生產(chǎn)乙醇的一種很有前途的方法[37]。通常常用的釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)不能同化Ara[35,38]。商業(yè)化通用的菌株,特別是蒸餾酵母,不能代謝戊糖。這些碳水化合物在乙醇發(fā)酵后以酒糟的形式作為生物質(zhì)廢物存在[39]。

      Glu和木糖的釋放可分別由釀酒酵母S.cerevisiae和Sch.stipitis進(jìn)行發(fā)酵[40]。釀酒酵母野生型菌株不能利用木糖,然而,據(jù)報道有幾個遺傳修飾的釀酒酵母菌菌種可發(fā)酵木糖合成乙醇。能夠發(fā)酵木糖的天然酵母物種包括斯氏酵母屬Scheffersomyces和假絲酵母屬Candida及K.marxianus;由于其天然吸收戊糖和己糖的能力,K.marxianus為第二代乙醇發(fā)酵提供了一種替代傳統(tǒng)酵母菌的一種選擇[41]。釀酒酵母(S.cerevisiae)常用于蒸餾工業(yè)并用于淀粉原料水解液中己糖(包括Glu)的發(fā)酵[2]。K.marxianus則能夠利用各種基質(zhì)如木糖、Ara、纖維二糖、甘油、木糖醇、乳糖和菊糖進(jìn)行發(fā)酵,這適合于含有混合碳源原料的發(fā)酵。此外,K.marxianus還可以利用戊糖和己糖進(jìn)行細(xì)胞物質(zhì)量合成,將Glu發(fā)酵為乙醇[42]。Sch.stipitis具有發(fā)酵許多糖類的能力,比如Glu、Gal、甘露糖、木糖和纖維二糖等[43]。多數(shù)酵母菌都能代謝木糖,只有1%的菌株能將木糖發(fā)酵為乙醇。因此,Sch.Stipitis是半纖維素生產(chǎn)乙醇的一個很有發(fā)展前途的菌種[44]。當(dāng)用釀酒酵母(S.cerevisiae)和K.marxianus NCYC179的單一培養(yǎng)物進(jìn)行發(fā)酵以及這些酵母菌菌株的混合培養(yǎng)時,乙醇的產(chǎn)量較低;而用釀酒酵母(S.cerevisiae)和Sch.stipitis發(fā)酵的培養(yǎng)基并以SBP為原料水解物的乙醇產(chǎn)量最高[2]。

      從技術(shù)角度看,發(fā)酵糖的含量越高越好,因?yàn)檫@有助于從原料中獲取較高的乙醇產(chǎn)量。但是,它需要使用耐多種過程脅迫的酵母菌株,包括乙醇脅迫和高糖濃度引起的滲透脅迫[45]。此外,酵母細(xì)胞有其特定的生長要求,因其不均衡或環(huán)境限制可能導(dǎo)致不完全發(fā)酵。這些環(huán)境限制包括特定數(shù)量的氮、碳、維生素、氧和金屬離子等[46]。從Glu等己糖中生產(chǎn)乙醇已經(jīng)是一個成熟的工業(yè)過程;而使用木糖戊糖等還仍然存在一些挑戰(zhàn)[40]。一些研究表明,在含有Gal的培養(yǎng)基中,乙醇的產(chǎn)量不如以Glu為碳源的產(chǎn)量高;而其它的研究卻發(fā)現(xiàn),Gal是乙醇生產(chǎn)中比Glu更好的碳源[47]。

      對SBP水解物發(fā)酵后的酵母菌對碳水化合物利用率的研究表明,所有測試酵母菌株的78%~100%可被己糖(即Glu和甘露糖)消耗掉;果糖的利用率相對較低。釀酒酵母與K.marxianus共培養(yǎng)可使果糖更好地被利用(利用率17%~46%),而與釀酒酵母(S.cerevisiae)和Sch.stipitis發(fā)酵的果糖利用率為100%。因此可以認(rèn)為,Sch.stipitis酵母菌株能夠有效地消耗果糖,但目前尚不清楚這種單糖是否被專一代謝成乙醇或者其他產(chǎn)品,碳分解代謝抑制通常發(fā)生在含有各種糖的介質(zhì)中[48]。采用互補(bǔ)菌株混合培養(yǎng)利用碳源,以及控制接種釀酒酵母(S.cerevisiae)和非酵母菌是改善發(fā)酵過程的復(fù)雜性和生產(chǎn)力的可行途徑[2]。

      3 甜菜粕制氫的研究

      有研究表明,甜菜粕水解物中的非發(fā)酵化合物的含量占總碳水化合物的22%~60%不等。這些值取決于酵母菌的種類、發(fā)酵方式和水解液的組成[9]。然而,在第二次發(fā)酵時,未利用的碳水化合物(主要是棉子糖)含量相對較高,而木糖和GalAc的濃度在發(fā)酵過程中增加。這表明SBP、寡糖和多糖進(jìn)一步水解,其所釋放的化合物可作為非發(fā)酵碳源,并為隨后產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)提供重要的原料[9]。制氫是一個非??焖俚倪^程,之后的過程變慢,約為0.5 h,氫氣的產(chǎn)生只需兩天就能完成;對甜菜酒糟(SBS)經(jīng)熱預(yù)處理和pH調(diào)節(jié),產(chǎn)氫量最大(252 dm3,H2/kg,揮發(fā)性固體,VS);而對甜菜水解物(SBH)通過熱預(yù)處理和pH調(diào)節(jié),產(chǎn)氫量為229 dm3H2/kg VS,其SBP殘留物(SBPR)的對應(yīng)值僅為150 dm3H2/kg VS[9]。用堿性、熱性、微波性、熱堿性和微波堿性預(yù)處理方法研究SBP暗發(fā)酵生產(chǎn)氫,結(jié)果表明,堿、微波堿和熱堿預(yù)處理反應(yīng)器與其它方法相比,SBP的增溶效果顯著,其中堿性預(yù)處理的產(chǎn)氫量最大(115.6mL H2/g COD)[49]。在暗發(fā)酵制氫過程中,富糖物質(zhì)在厭氧條件下經(jīng)產(chǎn)氫及兼性厭氧菌和?;瘏捬蹙慕饩郛a(chǎn)生氫,而SBH主要富含Glu(9.79~12.74 g/L),這樣在暗發(fā)酵過程中可生成較多的氫氣[9]。

      4 甜菜粕中蛋白質(zhì)的提取

      SBP可以用于蛋白質(zhì)的提取。用未經(jīng)處理的SBP及水蒸汽預(yù)處理后的SBP和經(jīng)纖維素酶水解后的SBP進(jìn)行蛋白質(zhì)提取對比,水蒸氣預(yù)處理后可導(dǎo)致蛋白質(zhì)損失約1%(處理前后對比SBP從8%w/w降到7%),而纖維素酶水解得到的最終不溶性產(chǎn)物隨著纖維素的去除而蛋白質(zhì)富集,與未經(jīng)處理的原料相比,纖維素酶水解后SBP的單位干重蛋白質(zhì)百分比從0.08 g/g增加到0.15 g/g。這種經(jīng)纖維素酶水解后的SBP蛋白質(zhì)含量明顯增加,是家禽等牲畜的理想飼料[18]。在纖維素酶25 U/g,酶解時間6 h時,以面包酵母B188和產(chǎn)朊假絲酵母B204為菌種的最適混合發(fā)酵條件下,50 h粗蛋白可達(dá)21%,蛋白凈增量為14%[50]。

      5 甜菜粕的其它利用

      SBP中富含有纖維素,纖維素本身具有一定的吸附性,這可作為重金屬離子的螯合劑和吸附劑使用[19]。SBP還常用于廢水中無機(jī)金屬離子的處理。利用SBP對廢水中有毒有害金屬陽離子鉈(TI)的吸附過程是快速的,在 pH 值為 5~9 時鉈(TI)的去除效率最大(7 g/L)[51]。 此外,趙毅等也報道過 SBP 對 Cr6+、Ca2+和 Pb2+、Fe3+等也具有一定的吸附性能[52]。還有諸多研究報道,SBP被用來提取草酸[53]、聚酯、聚酰胺或增塑劑[14]、動物的消化酶[54]、纖維納米纖、復(fù)合包裝膜、果膠[19]等。因此SBP是獲得高附加值產(chǎn)品的理想材料來源。

      6 展望

      國外對甜菜副產(chǎn)品和SBP的開發(fā)研究是個熱點(diǎn)[55],特別是在世界各國能源短缺且大力提倡綠色能源的前提下,SBP作為潛在的綠色能源生產(chǎn)原料和可持續(xù)發(fā)展的潛力會越來越受到重視,而我國在這方面的開發(fā)研究卻很薄弱,今后應(yīng)加強(qiáng)。Ara和木糖已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥行業(yè)。而目前Ara主要是通過水解稀缺而昂貴的阿拉伯膠生產(chǎn)的,隨著Ara需求量的迅速增加和阿拉伯膠資源的限制,Ara的價格會越來越高。因此,利用甜菜粕生產(chǎn)Ara,開發(fā)一種更便宜的Ara生產(chǎn)工藝已成為一項(xiàng)緊迫的任務(wù)[15]。

      如果按照甜菜產(chǎn)生50%的濕SBP計(jì)算[3],我國在2016/2017年榨季生產(chǎn)甜菜956.7萬噸,據(jù)此推算能產(chǎn)生濕SBP 478.35萬噸,合干SBP大約47.8萬噸(據(jù)英聯(lián)農(nóng)業(yè)中國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)折算),那么該榨季全部SBP就可生產(chǎn)出葡萄糖12.9萬噸、木糖10.5萬噸及阿拉伯糖22萬噸。而且近幾年內(nèi)蒙甜菜糖業(yè)穩(wěn)步增長,甜菜糖和SBP均呈增長趨勢[56-57],這樣開發(fā)SBP為高附加值產(chǎn)品有足夠的原料,必將增加甜菜制糖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,有助于實(shí)現(xiàn)中國甜菜糖業(yè)乃至全制糖行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、降本增收兩個300元的行動目標(biāo),提高競爭力[58-59]。

      SBP中富含Ara等功能性糖,而Ara作為一種新型低熱量功能性甜味劑,在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。SBP中富含有果膠,果膠又以其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)造就了優(yōu)越的應(yīng)用特性,它具有膠凝、增稠、穩(wěn)定和乳化等功能,還具有控制血糖濃度、降低膽固醇吸收、防癌、抗癌等的特殊功效,被廣泛應(yīng)用于果凍、果醬、果汁、酸奶、軟糖、保健品等食品及醫(yī)藥行業(yè)上[60]。未來以SBP為原料,通過新的生物技術(shù)獲取高附加值產(chǎn)品的研究開發(fā)具有廣闊的前景,將一定會大大促進(jìn)甜菜種植業(yè)及其副產(chǎn)品的應(yīng)用發(fā)展。

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