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玉米芯变身呈现“低聚木糖”高价值


    了解玉米的人一般都认为,籽粒脱落后的玉米芯通常没有什么用处,不是当成垃圾处理,就是当作柴火烧掉,利用价值微乎其微。然而,中国农业大学食品营养学专家李里特却可以明确地告诉你:应用现代生物技术,从玉米芯中取出高附加值的“宝贝”绝不是一句空话。

    不信?那就请看看李里特如何将普通“玉米芯”变成高价值“低聚木糖”的。这一创造性成果不仅打破了日本对该项技术的全球垄断,一举结束了我国低聚木糖生产长期依赖进口的历史,而且为玉米深加工、促进农民增收开辟了一条崭新途径。今年的2月27日,李里特主持的“玉米芯酶法制备低聚木糖”项目获得2006年国家科技发明奖二等奖。

    日本为啥收购中国玉米芯

    何为低聚木糖?专家解释说,它又称木寡糖,可以改善肠道菌群,润肠通便,抑制病原菌和腹泻,降低血清胆固醇,能增强机体免疫力,抗癌,防龋齿等,是迄今为止公认已知的保健功能性最优的功能性低聚糖。

    从20世纪60年代起,低聚木糖的制备就成为世界各国研发的热点,可相当长一段时间内无人能够解开其中的“生产秘诀”,直到1989年日本三得利公司取得关键性技术突破,实现工业化生产。但日本对此技术严格保密,长期以来独家垄断全球生产。

    低聚木糖制备的难点是对酶的要求很高,需要酶的高度专一性,另外就是分离提纯技术难度大。我国在“八五”、“九五”期间,曾立项进行研究和攻关,但是在关键性技术上都没有取得重大突破,工业化生产无法实现。

    “从1982年留学日本开始,我就对低聚木糖制造技术比较关注。”李里特说:“但后来发生的一件事让我彻底下定决心,一定要将该技术掌握在中国人手中。”

    李里特所说的这件事在常人看来,并无大惊小怪,但却引起了他的密切关注。上世纪90年代初,日本从中国大量高价收购玉米芯。他当时就在心里打了个问号:日本为啥收购中国玉米芯?难道是用玉米芯制造低聚木糖?经过进一步调查研究,他更加敏锐地觉察到:可能日本已经掌握了用玉米芯制备低聚木糖的关键技术。

    “后来的实验表明,玉米芯在所有富含木聚糖的农产品原料中木糖含量最高,达到35%-40%;从化学组成上看,玉米芯含有丰富的半纤维素,是世界公认的制备低聚木糖的最理想原料。”李里特说:“然而问题就是,虽然大家都知道玉米芯是‘宝贝’了,可除了日本三得利公司外谁也无法把‘宝藏’取出来。”

    寻找开启玉米芯宝藏的“钥匙”

    李里特迫切地想从试验中寻找到一把能够开启玉米芯宝藏的“钥匙”。

    试验,失败;再试验,还是失败;接着试验……不达目的决不罢休,在几年时间内“玉米芯”成了李里特生活和研究的“重头戏”。

    经过无数次反复诱变,李里特终于发现了极具价值的产酶菌株,其产生的酶,专一性强,活力完全达到工业化生产要求。“玉米芯酶法制备低聚木糖”迈出的这关键一步,让李里特信心大增。经过进一步探索试验,他整合两类木聚糖酶于一体形成多酶体系,完全解决了低聚木糖生产的酶解效率和产物组成问题,使粗酶液酶活力在原有基础上提高了25倍。“找到了活力高的酶,就等于找到了开启玉米芯宝藏之门的钥匙,用玉米芯制备低聚木糖在中国完全可以成为现实。”李里特兴奋不已。可光有酶还不行,还要把酶法制造低聚木糖的工艺和设备造出来,这也是一个不小的技术突破。李里特告诉记者,通过与公司进行产业化合作,一大批先进的工艺技术和设备陆续走向工业化生产,不仅彻底解决了生产之初低聚木糖提取纯度不高,产品只能用于养殖而无法用于食品保健的困境,而且大大提升了我国低聚木糖生产的规模和水平。

    让“丑小鸭”变成“白天鹅”

    玉米是我国三大粮食作物之一。据统计,年产量约为1.2亿吨。按生产1千克玉米同时可得到1/3千克玉米芯计算,我国玉米芯年产量约0.4亿吨,产量极其可观。目前,我国对玉米芯的利用相对来说还很少,仅有40-50万吨用于糠醛、木糖、木糖醇及酚类生产。以玉米芯为原料生产食用菌的也极少,绝大部分作为农业废弃物被烧掉。


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