糖基生物质生产食品化工产品研究

摘要：综述了近年来几种食品生物质化工产品的广泛应用，阐述了其应用的可行性和巨大的市场潜力，指出了食品化工产品存在的技术问题。进一步阐述了今后的研究方向是糖基食品物质化工产品，以及改进方法。随着生产技术和化学资源的日益缺乏，以糖基为基础的生物质、食品和化工产品的前景将越来越好。生物质食品化工产品具有许多优点，如能有效、合理地利用农业副产品，减少污染等。合理利用糖基生物质生产食品化工产品可以产生非常大的经济效益。

关键词：生物质；化工产品；生物化工

1生物质的地位与作用

结合我国糖基生物质生产食品化工产品的现状，生物质具有重要的地位和作用。糖基生物质还能生产很多化学产品，为生活提供了很大的便利，也使生物质得到了更广泛的应用。常见的糖基生物质包括苹果酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘油、木糖醇和阿拉伯树胶、山梨醇等。天冬氨酸、谷氨酸可以应用于食品化工业，甘油可以制作保湿产品，木糖醇在生活中的应用也是十分广泛的。而且，糖基生物质来源于淀粉、葡萄糖等的糖类，原料容易获得，成本低廉。但是，以糖基生物质为原料的食品和化工产品的生产和生产工艺技术还不够成熟，产品制作比较复杂，生产成本较高，在产品开发过程中还存在许多技术问题，如果能在真正意义上突破这些技术难点，就可以显著提高糖基生物质、食品及化工产品的市场竞争优势，增加其未来的发展。因此，从食品安全、生产和成本控制的角度来看，生物质化工产品对于食品的深度开发，将具有非常广阔的发展前景。生物质的使用历史悠久，从20世纪90年代一直到现在都被广泛使用，包括生物质动植物、微生物等。生物质能是一种可再生的、广泛可用的替代石油的能源，可以减少二氧化碳的排放，减少环境污染，改善石油供应不足的现状，并且因为它独有的性质，在燃料方面也具有优势，可以替代昂贵或者污染严重的燃料使用。现有的石油部分被用来制造有机化合物和聚合物材料，这些材料在人们的日常生活中被广泛使用，虽然这些材料是稳定、廉价、天然取代的化合物，但是严重污染环境。而糖基生物质不仅容易获得，因为其产生于生物体内，不会对环境造成污染，有利于环境的可持续发展。

2生物质能直接替代燃料和各种液体运输燃料

除了上述作用，生物质还能直接替代燃料和各种液体运输燃料。生物质是从糖类中提取出来，因为糖可以燃烧，所以糖基生物质也具有燃烧的性能。生物质能的直接利用途径多种多样，如直接燃烧提供能量，气化生产合成气并进一步生产液体燃料应用于生活中，热解生产合成气、液体燃料、焦炭等，发酵生产甲烷气、乙醇、丁醇等各种转化方式。生物质能源转换技术的研究开发工作主要包括生物转换、化学转换、物理转换三大类转换技术，目前，这三种技术都相对比较成熟，糖基生物质作为燃料使用在生活中并不少见。生物质能源转换的方式涉及气化、液化、热解、固化和直接燃烧等技术，其中，生物质的热解、液化和气化是热化学转化中几种主要的方式。

3几种常见的糖基生物质

常见的生物质包括：苹果酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘油、木糖醇、阿拉伯树胶、山梨醇等。

3.1苹果酸

苹果酸一般是白色结晶或粉状，易溶于水，存在于各种各样的苹果、葡萄等水果中，由于其酸度大、柔软、风味独特、易被吸收等特点，常被作为食品添加剂应用于食品工业，至今未发现任何不良反应。苹果酸的生产方法有很多，如提取、合成、发酵等，但仍面临着生产菌株缺乏的问题，需要继续加强对提取工艺的研究，做好配套工作。

3.2天冬氨酸

天冬氨酸是动物必需的，包括人类代谢物质。它有几种异构体，最常见的是L-天冬氨酸和D-天冬氨酸两种，食品工业最广泛使用的是L-天冬氨酸，主要用于食品工业中的调味剂和甜味剂含量较高，同时对各种软饮料添加了良好的营养补充剂；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学合成法、蛋白质萃取法、发酵法/生物酶转化法这3个方法进行生产。目前应用的天冬氨酸一般是使用生物酶方法生产的，因为科技水平较低，这种方法成本还很高，因此天冬氨酸不像苹果酸那样应用广泛。目前，国家也正在投入精力研究这一方面，技术瓶颈解决后，将极大促进天冬氨酸的生产与使用。

3.3谷氨酸

谷氨酸是一种酸性氨基酸，以无色晶体的形式存在，其含有的蛋白质含量较多。此外，它是动物大脑一种组成元素，在植物、动物以及微生物体内都能找到，并且参与其体内的化学反应。除此之外，生活中经常用到的味精就是谷氨酸。从营养的角度来看，谷氨酸是构成蛋白质的一种重要组成部分，同时也有助于人体对蛋白质的代谢。但是，谷氨酸过量食用会引起头痛、恶心、呕吐等状况，应注意食用味精的数量和方式。目前，生物质开发的发展也面临着环境问题。

3.4甘油

甘油作为重要的工业原料，在食品业中，更多的是作为保湿剂和甜味料，以及牛奶的替代品。甘油可直接投入使用，也可在化学反应后产生各种化学产品，如聚甘油脂肪酸酯等。因为食用甘油可以是生物质分解性化合物，因此甘油作为食品添加剂更加广泛的被使用。虽然它被广泛使用，但作为整体的甘油市场价格，价格机制并不完善，在这个阶段，每公斤约8元，价格相对较高，因此使用仍较低。在生物柴油生产过程中，甘油的使用也呈上升趋势，虽然甘油的生产可以说是缓慢扩大生物柴油市场和副产品的重要组成部分，生产成本也逐渐降低，但它也表明了其独自的销售成本。因为甘油独特的化学和分子结构，使得在生产化学制品时，甘油作为原料将具有很大的市场空间。

3.5木糖醇和阿拉伯树胶

木糖醇是木糖代谢的中间产物，它可以用作食品工业中的甜味剂和营养物。生产能力在全球总生产量不到50.000t/a，远超过需求，因此木糖醇价格也比较高。木糖醇通过减少氢化生产所产生的五种木糖和阿拉伯糖二醇的糖，可以成为生物量开发过程中的液体燃料，一部分生物量与从五个木糖提取的预处理溶液分离，可将其转化为放线剂。木糖醇和阿拉伯树胶生产中技术问题是由期望的糖杂质分离和纯化的产品与现实产生的区别。“木糖醇”是一种广泛使用的食品。但是还没有达到工业质量的连续生产，这表明转化的过程中存在着许多以前未知的困难，这一过程有助于工业的逐步发展。

3.6山梨醇

作为一种与化学产品相结合的食品，山梨醇在预防牙科的治疗中具有重要的意义，并且可以用作食品工业中的防腐剂和甜味剂。除此之外，化工中，大多数是通过氢化葡萄糖来生产山梨醇。在实践中，大多数工业采用批量加工方法，这一方法并不存在技术上的困难，而且可以充分保护葡萄糖的真正转变，而山梨醇则可以达到99.7%的生产力。这一方法的最基本的应用是化妆品和食品，可以说，糖基生物质中山梨醇应用非常广泛，其成熟的生产技术也促进了山梨醇的应用。

4结束语

目前，生物质的使用虽然经过了很长时间，人们对于生物质的优点也很清楚，并且提取到多种营养的生物质，但是在这一阶段，对糖的生物质生产的使用尚未成熟，虽然在生产中广泛地使用了催化生产过程和发酵，但反应效率不高，发酵率低，耐久性和耐用性低。因此，今后化学工业的研究是以糖含量为基础的生物质的研究。糖基生物质在未来的发展过程中是非常具有前景和希望的。

参考文献

[1]李莎莉，吴悠，吴琦，等.洋葱生物活性及其在食品开发中的研究进展[J].中国调味品，2018，43（2）.

作者：袁波 单位：安徽省宿州市食品药品检验检测中心