项目背景

　　谷朊粉高值转化及系列产品开发技术

　　我国是小麦生产和消费大国。据统计，目前世界小麦年产量约6亿吨，我国小麦年产量在 1.05 亿吨左右，约占世界消费量的 17 ％ 。特别是近几年，伴随着小麦种植面积扩 大和亩产量的提升，我国小麦总产量呈逐年增加趋势。除食用加工外，以小麦为原料制 取淀粉及深加工系列产品的工业消费模式也在增加。作为小麦深加工制取淀粉后的另一 重要产物，谷朊粉的产量也在同步增加。据统计，目前世界谷朊粉年产量在50万吨左右，其中 30 ％ 以上产自我国。作为一种性质独特的功能蛋白，谷朊粉合理、高效利用的 问题已提上日程。

　　通过物理方法分离得到的谷朊粉，其蛋白质含量通常在 70 ％ 以上，超过一般浓缩植 物蛋白水平，且脂肪、糖含量较低，钙、磷、铁含量较高。谷朊粉又称活性面筋粉，其 遇水后可形成独特的网络结构，具有优良的吸水性、黏弹性、延伸性、吸脂乳化性等， 这一独特功能特性使谷朊粉作为小麦粉品质改良剂、饲料黏结剂、营养添加剂等在食品 和饲料工业中应用广泛。但也正是这一特性导致其溶解性极差，限制了其在更多领域的 应用。除了作为功能性蛋白的应用，目前国内外市场上，以植物蛋白为原料，利用生物 技术制备的活性肽产品受到推崇，产品附加值倍增。

　　本项目依托中国农业科学院农产品加工研究所前期研究基础，以小麦蛋白—谷朊粉 为原料，通过定向酶催化、蛋白质温和改性、可控美拉德反应等生物、化学等改性技术， 并结合先进的高效分离、萃取手段 （高通量膜分离技术、离子交换技术等），对其进行结 构与功能的修饰改性及纯化，赋予该产品新的加工应用功能与生理调节功能，制备高附 加值食品配料、保健食品、药品的原辅料，包括功能性小麦蛋白粉、小麦活性多肽、植     物源     （素食）咸味香精等，显著提高产品附加值。

　　谷朊粉的深度开发与高值化利用符合我国粮食加工产业链延伸、提高产品综合利用 率的产业政策要求，产品顺应市场需求，有望成为我国小麦深加工企业新的利润增长点。

　　关键技术

　　1、利用不溶性谷朊粉制备功能性小麦蛋白／小麦活性肽关键技术

　　通过对蛋白质改性制备功能性蛋白和多肽的方法包括物理改性、化学改性和酶法改 性三类。酶法改性由于反应的专一性强、条件温和、速度快、工艺简单、副产物少等特 点，是改善蛋白质功能特性、实现蛋白质功能多样化的有效方法，已成为当今国际蛋白 质加工领域最有前途的发展方向。

　　本技术对谷朊粉的改性中，利用水解类蛋白酶的定向酶解改性作用，通过对适应性 蛋白酶的筛选、反应进程调控，使谷朊粉中的小麦蛋白被有效降解成以低分子量蛋白、 多肽、寡肽等为主的功能性小麦蛋白或小麦肽。

　　（1）功能性小麦蛋白 谷朊粉经适度改性后因功能与营养特性改善，产品的附加值得以显著提升。目前国内市场上谷朊粉价格在 1 万元 ／ 吨左右，经酶解改性后的普通小麦蛋白粉价格平均为 2.5 万元 ／ 吨，国外进口小麦活性肽价格则上升至 15 万元 ／ 吨。经酶解改性的小麦蛋白 （肽） 溶解性好、热稳定性高、气味平和、配伍性好，易于添加作用，可广泛添加于各类蛋白 类及运动饮料、蛋白粉、配方奶粉等食品体系，以及作为保健食品或功能性饲料的原料。

　　（2）功能性小麦活性肽 目前国际市场上肽类产品众多，像大豆肽、玉米肽、乳清蛋白肽、胶原蛋白肽等，已作为高附加值原料广泛应用于食品、医药、化妆品等。而我国肽类产品的开发目标主 要集中在大豆蛋白、酪蛋白等个别品种上，有关小麦肽的研究开发相对较少。小麦蛋白 中因富含谷氨酸与谷氨酰胺，其酶解产物在增强风味、调节肠道健康以及抗疲劳等方面 具有优越的加工与生理活性。

　　目前国内已有为数不多的小麦肽生产企业 （分布在江苏、山东等小麦主产省），但产 品在水解度、纯度及得率方面与国际市场上日本不二公司、荷兰 ＤＭＶ 公司的相比普遍较 低，产品售价与之亦有显著差距。

　　本技术针对目前我国小麦活性肽开发中存在的共性问题，通过计算机技术辅助技术 预测酶切位点，筛选适宜的蛋白酶种类、并通过定向控制酶解、活性肽段高通量膜分离 纯化、喷雾干燥脱苦等系列技术手段集成可得到系列小麦活性肽，同时避免了盲目选酶 和分离纯化困难造成的目标物纯度低，活性不突出的弊端。所制备的产品具有突出的改 善肠营养、抗疲劳、免疫调节、抗氧化、抑制肿瘤生长等生理活性，未来产品售价有望   达到 15 ～ 20 万元 ／ 吨。

　　2、利用谷朊粉制备咸味香精关键技术

　　咸味香精是 20 世纪 70 年代国际市场上兴起的一类新型食品香精，其制备机理是利 用氨基酸、多肽等蛋白水解物与还原糖的美拉德反应 （Ｍａｉｌｌａｒｄ Ｒｅａｃｔｉｏｎ，ＭＲ）。咸味香精 主要以肉类风味为主，如鸡肉、牛肉、猪肉、海鲜类等，自问世以来，以其天然营养、 风味独特以及价格上的优势，在餐饮业、肉制品、调味品、方便食品、膨化食品、焙烤 食品和烹调菜肴等领域得到了广泛应用；另因安全性较好，国际上将咸味香精列入了天 然香料范畴。

　　目前，我国咸味香精的制备多以肉品加工的下脚料 （禽畜鲜骨、血等）、低值鱼虾和 植物蛋白 （大豆粕）为原料，将蛋白质首先水解成反应程度较高的水解蛋白，而后再通 过对还原糖种类及其它反应条件的控制，生成具有特定肉类风味的物质。对来源相对丰 富的小麦蛋白在此领域的应用性研究相对较少。从小麦蛋白的组成与结构上看，小麦蛋白中含有大量的鲜味氨基酸—谷氨酸和脯氨酸，一级结构中富含呈味肽序列，是制备呈 味肽和咸味香精的良好原料。

　　本技术以小麦蛋白为原料，通过蛋白定向酶解技术和热反应技术集成制备系列风味 的美拉德反应咸味香精，涉及关键技术已申报国家专利 （授权号 ＺＬ 2012102457690  0）。 反应所得系列产物具有肉味浓郁、风味醇厚、咸鲜味突出、色泽良好等特点。较市场现 有同类产品优势更加明显的是，作为植物源咸味香精，产品亦可应用于清真、素食等对 动物源食品有严格禁忌的食品品类中。参考市场同类产品定价，小麦呈味肽、咸味香精 产品价值在 20 ～ 25 万元／吨。

　　投资规模估算

　　根据国内外市场产品需求，设计处理量2000吨/年谷朊粉高值转化与系列产品开发 集成生产线，实现小麦蛋白活性肽产量1000吨/年、功能性小麦蛋白产量500吨/年，咸 味香精配料产量100吨/年。需要厂房2000-2500平米，设备投资预计800万，主要包括：调配罐、生物反应罐、沉淀罐、压滤机、高温瞬时灭菌机、热压反应罐、均质机、膜分离设备、离心机、真空干燥机、成品包装机等30余台（套）。

　　效益分析与运行模式

　　效益分析：按照设计生产线全负荷运行，年处理谷朊粉2000吨，按照80%的产品得率，可获得小麦蛋白活性肽粉1000吨、功能性小麦蛋白粉500吨、咸味香精100吨。产品定价综合参考市场上的类似产品（如大豆肽和蛋白粉等）按10万元/吨保守估计，年产值即可达到1.6亿元。

　　运行模式

    本技术已完成实验室生产工艺优化和小试扩大试验，并已申请专利一项。生产涉及技术内容部分的完善与生产培训由技术持有方负责，生产投资与市场推广由企业或投资方负责。

　　合作方式

    委托开发、技术服务、技术转让或技术入股。