高效利用天然活性物质的微切变-助剂互作技术的研究与应用

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获奖名称：

科技进步奖

获奖区域：

辽宁省

获奖等级：

二等奖

主要完成人：

徐永平; 李淑英; 李晓宇; 林秋叶; 尤建嵩; 王丽丽; 李化强; 孙永欣; 吴菲菲; 李纪彬; 徐治相

关键词：

利用;  技术;  物质;  活性;  互作;  高效利用;  高效;  切变;  助剂;  活性物质;  研究与应用;  研究;  天然; 

第一完成单位：

大连理工大学

获奖时间：

2014

项目名称：

微切变-助剂互作技术生产植物型刺参免疫调节剂和水体修复剂

联系人：

徐永平

联系电话：

13940930111

电子邮件：

sembio@126.com

邮编：

地址：

辽宁省大连市甘井子区凌工路2号

合作完成单位：

大连赛姆生物工程技术有限公司

单位电话：

0411-84708304

传真：

0411-84691725

网址：

推荐单位(专家)：

大连理工大学

摘要：

1. 课题来源与背景 传统提取技术是先将天然动植物原料粗粉碎，再用水或有机溶剂通过加热、渗漉等方法提取，存在提取效率低、有机溶剂易燃易爆并可能对人体和环境造成危害、原材料的生物利用度低等缺点。近年来随着超声波、微波、超临界流体萃取等提取技术的应用，提高了活性物质的释放率，但目前还处于实验室水平上的研究。同时，超声波、微波、超临界流体萃取等提取技术仍以有机溶剂作为溶媒，对环境污染较大。目前我国天然活性物质工业化提取仍以传统的有机溶剂浸提法为主，整体技术水平较低，存在提取步骤繁琐、能耗高、提取率低、有机溶媒污染环境等问题，严重制约了天然活性物质提取业的可持续发展。实现天然动植物的高效利用，研发绿色环保、低成本、技术成熟度高的提取技术已经成为目前天然活性物质提取领域亟待解决的问题。 2. 研究目的与意义 微切变-助剂互作技术是在化学与生物学理论有机结合的基础上形成的一项新技术。是根据拟提取的天然动植物活性物质的结构特性，选择对动物机体无毒、无害的一种或多种复合助剂，细化物料粒径的同时改变活性物质侧链基团的极性，从而高效释放物料中的多种活性物质，并提高其在水中的溶解性。提取的活性物质通过调解溶液的pH值，恢复其原有极性。该技术有效地解决了传统工艺存在的操作步骤繁琐、提取时间长、使用有机溶剂、生产成本高等许多缺点。运用微切变-助剂互作技术加工得到的微切助粉可直接用作功能性添加剂（食品、饲料和保健品等）或用于制备特殊功能产品。该项目的研究成果对天然动植物资源的绿色产业化发展具有重要的科学意义。 3.主要论点与论据 本项目以穿心莲、刺五加、鹿茸、鹿胎、鹿角盘、松针、红辣椒为研究对象，采用微切变-助剂互作技术提取活性物质，针对不同目标活性物质的理化性质特点，通过确定最佳助剂类型、助剂用量、研磨时间和作用温度提高活性物质提取效率和水溶性，研究了该技术制备的微切助粉的生物学作用，及其对畜禽生产性能、畜禽产品品质、防病治病的影响。 微切变-助剂互作技术生产工艺简单，耗能低，无残留、无污染，适于工业化生产，是一种高效利用天然动植物活性物质的新技术。该技术发展了提取天然活性物质的相关理论，提高了我国提取天然活性物质的技术水平。该技术体系的建立，对高效利用有限的自然资源，节约土地，保护生态环境等具有重要意义。 4. 创见与创新 (1) 首次提出“微切变-助剂互作”理论。 (2) 研发了微切变-助剂互作技术提取天然动植物活性物质的新技术。 (3) 根据动植物活性物质的物理化学特性选择不同助剂，在固态研磨条件下，动植物活性物质与助剂通过包被作用或成盐反应，提高目标活性物质水溶性，实现以水作为提取剂进行高效定向提取的重大突破。 (4) 研发出针对内酯类，萜类，黄酮类，糖苷类，多肽类和激素类等活性物质的最佳助剂类型和配伍模式，可同时提取动植物材料中多种活性物质，达到了高效利用的目的。 (5) 建立并优化了用于农林牧副产品（松针、树皮、稻壳、秸秆、动物骨及角）、废弃物（中药残渣及木屑）以及多种非金属矿物（如沸石、硅藻土、膨润土等）等低价物料的高效利用和增值的低成本加工制备技术。 5. 社会经济效益，存在的问题 经济效益： 本项目自2006年1月投产后，当年共销售产品1200吨，产品平均价格为1.2万元/吨，产值近1500万元，主要应用于猪的保健添加剂；2008-2010年，公司销售力度增大，加之养殖者广泛认可，产品销售范围和应用范围得以拓宽，包括蛋鸡、毛皮动物（狐狸、貂和貉等）、水产动物（海参、鲍鱼和对虾等）和特种养殖经济动物（梅花鹿等）。我们根据8个应用单位提供的应用证明中的数据，得出2008-2010年新增产值累计13340万元，新增利税累计3539万元，节支总额累计898.5万元。 社会效益： (1) 本技术属于绿色加工技术，符合我国可持续发展战略的基本要求，具有重要的社会效益。 (2) 该技术可高效利用天然动植物资源，对于提高我国天然动植物提取工业化水平，增强动植物提取物的出口竞争能力，增加外汇收入，具有重要的社会意义。 (3) 该技术可推动绿色饲用抗生素替代品的产业化发展，提高畜产品品质安全，增强消费者信心。 6.历年获奖情况 2008-12-20，获大连市科学技术奖二等奖。