和田墨玉县牛明胶生产关键技术与中试示范项目资金申请报告.doc

2012年自治区重点技术创新项目资金申请报告项目名称：和田墨玉县牛明胶生产关键技术与中试示范 项目类别：产学研联合开发专项 申报单位：通讯地址： 邮政编码： 联 系 人： 联系电话： 项目主持单位：XX天迪洋阳养殖有限公司 申报日期： 2012 年 02 月 08 日 自治区经济和信息化委员会一、项目建设的必要性和意义明胶(gelatin)是由动物的皮、骨、筋、腱等结缔组织中含有的胶原经适度水解、提取而获得的蛋白质产品，广泛应用于食品、医药及化妆工业。在工业传统方法生产主要是以牛、猪等动物的皮、骨为原料，经酸、碱处理后，加热水萃取而制得。传统碱法生产明胶工艺由于周期长、卫生条件难以控制、设备改进困难,以及对环境造成污染等原因,难以满足日益增长的明胶市场的系统需求,迫切需要改进。酶法制备明胶从二十世纪五十年代被尝试引进到明胶制备工艺中的半个多世纪以来,国内外研究者已经取得了不少的成果。到目前为止,虽然还没有大规模应用于明胶生产中,但其潜在的生产周期短、设备易于控制及环境污染少等优势正逐渐显现出来。（一）国外相关产品与技术发展的概况，其代表产品、技术和公司酶解胶原的实验室研究开始得很早,但并未应用于制取明胶的生产中。CA(美国化学文摘)在1912年就收录了Grover Tracy和J.Gies Willian研究蛋白酶对卷曲胶原蛋白影响的文章。1927年H.B.Merrill和J.W.Fleming研究了胰蛋白酶对牛皮的影响。他们发现胰蛋白酶可以攻击浸灰皮料,当温度从35升高至40时,皮料降解速率迅速增高;pH8.0左右时,皮料降解速率最大。Vernon在1939年发现,通过使用自然存在的酶,经过几个过程可以产生明胶,并将此研究专利转让给帝国化学公司(Imperial Chemical Industry)。之后又有一些酶降解胶原的研究,但由于当时明胶制造业的条件限制,并没有将这些研究成果真正引进到酶解制备明胶的工艺中来。较早的酶法制备明胶的应用方法发表于1954年。Keil等人于1959年获得最初的酶法制胶专利,并转让给Armour公司。Armour公司采用微生物酵母(Mycoderma)和球拟酵母(Torulopsis)处理猪皮,并加入糖类作为酵母培养基。“21天后由于微生物的分解达到一个阶段,而后将pH由1.5调整到3.5时,微生物分解作用中断”。当时认为,微生物的作用实质上是受到了从其他皮料来的接种培养的加速。六十年代初期,日本Leather公司较早地将酶解胶原引进到制胶工艺中,为酶法生产明胶奠定了基础。七、八十年代大量可溶解胶原的微生物蛋白酶被发现,人们开始筛选出适宜酶种来取代酵母,并将其引入到制胶工艺中来。由于微生物蛋白酶多数不是单一酶活的酶种,往往具有几种酶活功。微生物酶的引入,进一步提高了胶原降解的速度。1975年,I.F.Mishunin等研究了用灰色链霉菌蛋白酶水解骨胶原制取明胶的方法。该明胶平均分子量在63400左右,特性黏度值0.22,含10.6%的羟脯氨酸,0.06%游离糖。控制一定条件,这种方法的制备与其他方法比较,结果并无差别。1977年,Hinterwalder报道了用胃蛋白酶和链霉蛋白酶配合化学处理的方法,使A型明胶的生产效率提高,生产时间缩短。同年,Petersen和Yates用非致病菌分泌的蛋白水解酶取代发酵有机物制备明胶,为此获得更为先进的生产工艺,并将此专利转让给Novo公司。1989年Makmen所发现的胞外金属内肽酶,可以专一性水解胶原端部的非螺旋区,非常适用于明胶的制备工艺。1996年,P.G.Dalev等人处理废皮料,采用50000U/g碱性蛋白酶,酶用量2.5g/kg湿皮,进行水解获得5%-10%的胶,进一步进行纯化处理获得了食用明胶。美国的L.F.Cabeza,M.M.Taylor等人致力于用酶将制革行业中的废皮料转变为有用的明胶产品。1997年,他们研究了胃蛋白酶和胰蛋白酶对从含铬皮屑中分离所得明胶的化学、物理性质的影响。一年后,他们发表了采用碱性蛋白酶在温和条件下对含铬皮屑的作用研究,获得了明胶及其它的胶原水解产物。1999年,他们将制革行业中含铬的废料通过碱法或酶法提取明胶,并将得到的明胶用于微胶囊包装中。2000年,他们将胰蛋白酶酶法制备引进到铬皮屑的处理中,他们发现反应受酶浓度和温度所决定,当温度达到70时酶活几乎最低,当酶浓度低于或等于0.25%时,可以获得较高质量的明胶。酶浓度不同时所获得的明胶冻力不同,当初始酶浓度越高时,所得明胶产物低分子量组分越多。该研究获得了一套较为完整的酶解工艺流程,所得明胶产品主要是食用明胶。另外,将明胶进行酶修饰化,或者将明胶用有机试剂进行连接以强化明胶冻力,从而开拓明胶这种高分子材料的其他用途。与此同时,美国的A.G.Rowlands和D.J.Burrows酶解制取明胶的技术取得专利。他们将低浓度的酶添加到脱矿后的骨胶原中去增溶骨胶原,生产出0.5%-6%比重的可溶性明胶,并达到了预定黏度。从上面的文献介绍中可以看出,国外酶法制胶研究的对象主要是制革行业的副产品皮料,并且正在逐步形成较为成熟的明胶生产工艺,所得明胶应用广泛。（二）国内相关产品与技术现状，国内已取得的最新阶段成果和达到的技术水平二十世纪九十年代以前,国内进行过一些酶法制备明胶的实验研究,但未能进入工业化应用。1966年中国科学院微生物所和青岛明胶厂协作以骨素为原料探索了酶解制胶工艺。1970年沈阳食品发酵研究所和沈阳皮胶厂协作以猪皮为原料研究了酶解制胶技术。1980年肖亦、韩文正、康允昌等在酶代浸灰的研究基础上对酶解制胶进行了实验。1988年出版的明胶的生产及应用技术中介绍的酶法制胶工艺,主要是用蛋白酶将胶原蛋白水解为明胶朊后加入稀酸使明胶朊溶解,然后用丙酮、硫酸钠或氯化钠使明胶朊沉淀析出,获得明胶。进入二十世纪九十年代,随着我国在微生物酶种筛选提取技术的提高,我国科研工作者在酶法制备明胶方面也取得了很大的进步。九十年代前期,主要的研究工作是针对各种皮料的酶解工艺研究。1990年,王润成发明“皮料酶法制备食用明胶的工艺方法”。该方法将预处理后的皮料切碎,加入脂肪酶、酶激活剂(用量:3-10g/百万U酶活量)、碱性蛋白酶4万-60万U/kg(干皮),在36-42下间断搅拌进行酶解。再于底物中加入氢键断裂剂、交联断裂剂或是用碱处理法进行胶解,于pH3.5-6.5,65-75溶胶。此法生产周期仅1-3天,与碱法制胶工艺相比,明胶率提高30%以上。1991年,王润成等申请专利“铬鞣皮废料酶法制备食用明胶的工艺方法”。该工艺采用稀硫酸浸泡脱铬和过氧化氢氧化脱铬相结合的脱铬方法,用0.4万-4.0万U/kg(干皮)中性或碱性蛋白酶及1-4 g/kg(干皮)的解旋剂进行酶浴,并经杀酶、脱水和高温缩胶,速冷后于pH5.0-7.0,60-85溶胶。1990年,王远亮就酶法制备明胶中的若干问题做了综述。认为酶法制备明胶前景光明,社会效益和经济效益都十分显著。其技术难点在于解决酶种的选择和适应酶法生产的设备。之后,他又就应用于明胶工业中的生物技术做了综述,进一步指出酶法制胶的关键问题在于酶的性质,即酶的作用选择和作用强度,而不在于酶属碱性、酸性或是中性的。1992年侯国泉、王璋研究了中性蛋白酶从猪皮中提取食用明胶的工艺过程和控制条件。1993年,韩应昌等应用响应曲面分析优化了的中性蛋白酶降解骨粉制取照相明胶的工艺条件,所得明胶的理化性能和照相性能均符合国标惰iv型照相明胶标准。1996年王方国在研究了用酶提取羊皮制革脚料中的水解蛋白的基础上,对酶在皮制革脚料中的应用做了阐述,研究了中性蛋白酶和碱性蛋白酶对降解皮制革脚料制取食用明胶的酶解条件。与此同时,研究酶法制备骨料制取明胶的报道开始增多。1996年,韩应昌、杨帆采用氨基酸分析和凝胶过滤色谱技术对酶法制备骨明胶的理论进行了初步的探讨。他们用中性蛋白酶进行酶解制胶,发现这种酶并非完全作用于胶原末端肽,对三股螺旋也有作用;而且酶解过程属于复相反应,骨素表面部分胶原过度水解,从而所获得的酶法胶分子量分布并不集中。1998年,陈丽娟等研究了胰蛋白酶降解骨胶原与明胶组分含量之间的关系。结果表明,骨料质量、加酶量对明胶组分的含量有很大影响。胰蛋白酶含量过高或过低都会导致组分的含量降低。酶法胶相比碱法胶,和之间的组分及>的组分含量要高很多。进入本世纪初,不论是对皮料还是骨料的酶解处理,在实验及应用性方面都取得了很大的进步。一些相关的论文专著、成果、专利被报道,并逐渐应用于生产中。山东轻工业学院科研处科技开发中心2000年发布“酶法制取食用骨明胶”的技术成果。可在传统制胶的工艺设备基础上,采用酶解反应器代替石灰池、酶制剂代替传统浸灰工艺的石灰乳,将骨素转变为明胶。其生产周期比传统工艺缩短40天左右,好胶率达15%,且环境污染及用工量大大得到缩减,占地面积也大为减小。北京化工大学就酶法制备明胶的工艺研究做了较系统的研究。2002年张峰在其论文中就胃蛋白酶及中性蛋白酶降解猪皮制备食用明胶的工艺研究做了详细具体的论述。由于骨料中的可溶性胶原含量远低于皮料中的可溶性胶原含量,这就增加了酶解胶原制备明胶控制的难度。2003年宋小岩在其硕士论文中就胃蛋白酶和中性蛋白酶对骨素的降解做了详细的研究论述。宋小岩、黄雅钦等以AS1.398中性蛋白酶进行了制备明胶工艺研究,在对酶解反应的终止方法上,根据酶的作用特点设计了水洗法、pH调节法及温度调节法。比较结果表明,对于AS1.398中性蛋白酶制备骨明胶工艺来说,水洗法和温度调节法可以有效地降低体系的表观活力,并能够保证明胶质量。陈丽娟在研究胰蛋白酶制备骨照相明胶过程中,采用的也是升温法杀酶,温度达85以上再冷却至40。2004年,中科院理化技术研究所陈丽娟等人申请“酶降解骨胶原制备明胶的方法”专利。将脱脂不脱矿的骨料加水磨成泥浆,粒度控制在1-5mm;在合适pH条件下,加骨泥浆重量2-8的酸性或碱性蛋白酶,室温反应7-10h;用酸碱调pH为5.0-6.5,温度加热至70-80提胶。胶液过滤后,得到高纯度的硬胶囊明胶的溶液。干燥后的明胶经检测,明胶分子量分布=48%,=18%;胶冻强度240 Bloom-g以上;黏度3.0 mPs;620nm透过率90%,450nm透过率71%。他们设计发明的“酶法制备明胶的设备及其自动化制备方法”,是一种将制备卤化银乳剂的电脑编程智能型装置用于酶法制备明胶的新工艺。我国酶法制胶研究经过近五十年的努力,已经取得了很大的进步。但是目前有许多的酶法制胶试验方案仍以实验室阶段居多,许多工业化生产问题尚未得到实质性的解决。然而,随着明胶越来越多的功能性被发现以及对明胶质量要求的逐步提高,酶法制胶的强大优势必然吸引越来越多的明胶工作者投身到这项研究中来。（三）该项目完成后市场需求前景、推广应用领域、达到的技术水平，以及在经济发展中的作用明胶作为传统的生物产品和原料,其应用领域极其广泛,现在正由结构性生物材料向功能性生物材料进行转变。随着明胶在各个领域的广泛应用，明胶的需求量将日益增多且价格也与日俱增，开辟生产明胶的新原料已显得愈加重要。通常的明胶是从陆生动物的皮和骨等结缔组织中提取而成，其原料有限，工艺复杂，成本自然高，造成环境污染，而且满足不了国内外市场的需求。进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的高速发展，我国食品和医药行业保持了多年高速增长。2008年，全球金融危机爆发，我国明胶行业发展也遇到了一些困难，如国内需求下降，出口减少等，明胶行业普遍出现了经营不景气和利润下降的局面。2009年，随着我国经济刺激计划出台和全球经济走出低谷，我国明胶行业也逐渐从金融危机的打击中恢复，重新进入良性发展轨道。进入2010年，全球经济复苏的前景面临波折，国内经济结构调整的呼声逐渐升温，贸易保护主义的抬头，明胶行业中技术含量低的人力密集型企业，缺乏品牌的出口导向型企业面临发展危机，而注重培养品牌和技术创新能力较强的企业将占得先机。明胶行业企业如何面对新的经济环境和政策环境，制定适合当前形势和自身特点发展策略与竞争策略，是明胶行业企业在未来两年我国经济结构调整大潮中立于不败之地的关键。新疆是我国五大牧区之一，天山南北有着广阔的无污染、高质量的天然草场，特殊的地理位置和天然环境孕育了新疆特有的畜禽品种。目前新疆已将畜牧业及畜产品加工业发展列为特色产品产业化整体规划之中，提倡以畜产品的精深加工加快畜牧业产业化步伐，发展社会经济。在畜牧业发展步入持续、高速增长后进行结构调整的今天，显现出生产方式与市场经济发展的不协调、产业结构不合理、经营分散粗放、发展后劲不足等局面。一方面，畜产品产量虽然有较大增长，但是新疆市场的封闭性、分散性和狭窄性，销量有限；另一方面，禽肉制品竞争力不强，经济效益不客观。由于禽肉制品的加工环节薄弱、科技含量低、初级产品多、附加值高的优质产品少、缺乏名牌产品，使产品品质和种类不能满足市场需求，难以参与国内外市场的竞争。由于市场体系不健全，农业经济政策不配套，造成现有加工企业规模小，市场培育意识差，加上缺乏禽肉制品深加工龙头企业，资源优势得不到转换，尤其是特色产品形成不了规模优势。产业化进程迟缓已成为制约新疆畜产品持续发展的突出因素。随着国际和国内市场对明胶需求的不断增加，必须大力发展畜副产品的深加工业，促进新的生产方法和技术的不断研制、开发，进一步提高明胶行业的竞争力，增加畜副产品的附加值。大力发展畜副产品深加工业的产业化生产，形成初具规模的副产品加工产业结构，达到养殖业和下游深加工业相互促进的良性循环带动整个养殖业的发展。要实现这一目标，必须重视我国传统明胶生产技术的现代化，实现畜副产品的工业化生产。酶法生产是比较理想的方法，它省去了熬胶和浓缩的大部分工序，生产周期由碱法的13月缩短到10天左右，明胶的收率也由50%左右提高到近于100%，劳动条件大改善。酶法生产要求技术水平较高，用水省，且无三废排放。项目的实施对于延长产业链，提升产品档次，提高产业综合效益，并且带动包装、物流以及销售等相关产业的发展，拓宽就业渠道，缓解社会就业压力，降低产品损失造成的浪费，环保和社会效益显著。通过本项目的成果转化和产业化示范，拓宽畜副产品的加工途径，对畜牧基地实现经济持续稳定的增长、实施品牌战略、增加农牧民收入等方面都将起到积极的推动作用，为新疆畜牧业发展提供科技支撑，促进新疆特色畜牧产业化发展的进程，优化产业结构。同时，该项目建成后,将严格按照伊斯兰教教规,利用新鲜牛、羊骨加工生产清真明胶,以填补疆内专业生产清真明胶空白,打造清真明胶系列品牌,发展清真特色产业。总之，为了抓住西部大开发及中央新疆工作会议新的部署给我们带来的良好机遇，不断壮大企业，追求更多更好的经济效益，同时可以吸纳更多的下岗职工和农村剩余劳动力，带动和加速推进养殖产业化进程，实现养殖、加工、销售一体化，走现代化农业之路，建立新疆清真明胶生产知名企业。二、实施方案（一）技术特点、关键技术和关键工艺1、技术特点(1) 生产周期短，生产时间由传统的80至100天减少到10天左右；（2）减少了水、电、气用量，产品得率高；（3）减少了环境污染，去掉了传统的浸酸、浸灰两步工序；（4）产品质量稳定、全部生成好胶、产物分子量分布窄等。2、关键技术和关键工艺（1）在明胶生产中，脱脂也是预处理的一部分。传统的方法有皂化法、乳化法、溶剂法和水力法脱脂。（2）酶法制取明胶工艺的关键是酶处理过程，酶的用量和作用时间是主要的工艺参数。一般而言，工艺过程中用酶量减少则作用时间需要延长；酶解时间的选择，一方面要考虑充分利用酶的活性，另一方面，要控制催化反应在生成蛋白冻前结束；（3）酶的种类对酶解的效果也有很大的影响，不同酶的酶解效果也不同，例如与胰蛋白酶相比，胃蛋白酶的酶解反应温和，易于控制，但是产率较低，因此要根据不同的原料种类来选择不同的酶类。（二）实施的具体内容和技术路线1、具体内容本课题立足开发牛、羊骨胶原蛋白资源，着重研究胶原蛋白降解产物明胶的提取、分离、纯化以及工业化生产工艺。具体内容如下：(1)以新鲜的牛、羊骨为原料，采用合理的除脂肪和杂蛋白的方法，摸索出热碱法和酶法提取牛、羊骨明胶，采用单因素和正交试验，寻找最优浸提条件，并对两种浸提方法、提取条件以及最优浸提条件进行分析比较；本试验先设计提取工艺反应温度、时间、料液比和pH值单因素试验，目的在于找出牛、羊骨明胶热碱式提取工艺的反应范围；在此基础上，优化反应温度、时间、料液比和pH值这四个因素的组合，寻找优化提取工艺。影响酶法提取牛、羊骨明胶的因素很多，像酶的种类、酶的用量、提取时间、提取温度、料液比、pH、提取次数等等。但本实验通过阅读大量的文献最终确定优先选定酶，再考虑反应温度、时间、pH值和酶含量四个因素对明胶得率的影响，目的在于找出牛羊骨酶法提取工艺的反应范围，在此基础上，寻找最佳工艺参数。(2)胶原蛋白分离纯化方法研究较多的有凝胶色谱法、离子交换色谱以及高效液相层析法，工业生产中采用较多的有硅藻土，活性炭吸附法等传统研究方法。简单的膜分离方法在蛋白纯化工艺研究中也逐渐受到人们的重视。膜分离技术作为一种新型高效、精密的分离技术，因其高效分离、设备简单、节能、常温操作、无污染等优点而得到越来越广泛的应用。本实验在分析牛、羊骨提取液的成分，性质结构和膜分离技术特点的基础上，采用微滤、二级超滤以及反渗透联合分离方法分离纯化骨明胶，其中微滤除去浸提液中的大颗粒悬浮物，二级超滤联合模式膜分离能很好的除去一些大分子和小分子物质，其中包括大部分非胶原态蛋白质，反渗透可以去除大部分盐类物质，以及浓缩浸提液的目的，联合膜分离工艺技术处理以达到分离纯化和浓缩骨明胶的目的，在分离纯化工艺技术研究过程中获得最佳膜工艺参数，为工业化生产提供理论依据。同时该方法与传统方法进行比较。明胶浸提原液成分分析为了测定后期膜处理效果分析，为膜工艺参数测定提供依据，有必要对牛、羊骨明胶浸提液成分及其含量进行分析和测定。明胶浸提液中明胶分子量分布初步测定对牛、羊骨明胶提取液中明胶分子量分布的大致了解，为超滤膜的选择提供参考和理论依据，具体实验如下：将明胶浸提液浓缩，真空干燥成粉末，采用聚丙烯酰胺凝胶不连续电泳(SDSPAGE)法测定分子量分布。膜法分离明胶工艺参数的确定膜分离过程中，操作条件的改变，处理效果也不同，如膜通量，会随着操作压力，操作温度，操作时间，料液浓度，料液的pH等条件的变化而变化，所以在采用膜分离技术分离纯化明胶的过程中，有必要对膜工艺参数进行研究。 (3)对纯化明胶理化性质进行检验分析，并与商业明胶，标准胶原蛋白，阿胶进行对比，挖掘热碱纯化明胶的优点和不足，为开发新型明胶产品奠定基础。明胶样品的感官性研究将纯化热碱明胶，酶式明胶，商业明胶，Sigma I标准胶原蛋白的感官性质比较包括颜色，状态，气味。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳是聚丙烯酰胺凝胶电泳系统中引入十二烷基磺酸钠(SDS)，蛋白质在一定浓度的含有强还原剂SDS溶液中，与SDS分子形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物。蛋白质分子的电泳迁徙率主要取决于它的分子量与所带电荷和和形状无关，因此，可以利用SDS-PAGE测定蛋白质分子量。明胶紫外光谱分析配置一定浓度的纯化热碱明胶、酶提明胶和sigma I标准胶原蛋白溶液，在波长190-440nm范围内用紫外分光光度计进行紫外吸收光谱测定，sigma I标准胶原蛋白作为对照。明胶等电点分析：配置pH 1-14，质量浓度为10gL的明胶样品，再用pH剂准确测定各浓度样液的pH值，并用紫外-可见分光光度计测定各样液的透光率T，测定波长为660nm，作T与pH的关系曲线，从曲线上找出最小T时的pH，此pH为所测样品的等电点。明胶蛋白质功能性分析蛋白质的功能特性对其应用非常重要，因此对明胶的水合性质、乳化性、乳化稳定性、吸油性、起泡性和泡沫稳定性等特性进行分析。（4）HACCP在明胶生产中的应用保证明胶制品安全，避免在原料的生产、收购、加工过程、储藏及销售环节中品质发生变化等，亟需制定监测系统，以保障明胶安全。本研究利用危害分析关键控制点(HACCP)管理系统研究牛、羊骨生产中的监测系统，建立牛、羊骨明胶的质量安全关键控制点的监测程序并在企业应用。2、项目技术路线新疆优质畜副产品资源尚未充分开发产品没有突出原生态特点、质量低、效益差新疆肉制品副产物综合利用安全技术落后牛、羊骨明胶产品安全生产关键技术研究与示范牛、羊骨原料及明胶产品质量安全体系建立 HACCP生产中的应用明胶理化性质研究明胶分离纯化工艺研究明胶提取工艺研究 安全生产规范蛋白质功能性分析等电点分析紫外光谱分析凝胶电泳样品的感官性质研究分离工艺的确定热碱式提取工艺酶法提取工艺理化指标测定浸提原液成分分析分子量初步测定应用新规范、标准、技术、系统集成与示范试验、验证、改进生产具有高品质的食品安全性清真明胶产品（三）实施方式本项目在实施过程中企业要加强与科研院所的合作，产学研相结合的道路。企业已与新疆农业大学食品科学学院签订技术合作协议书，藉此寻求在畜副产品深加工方面的突破，从而提升企业科技创新能力，提高成果的科技转化率，优化产品结构，逐步发展壮大成为拥有自主知识产权、具备核心竞争力、科技创新能力较强的现代化清真明胶加工企业。（四）项目进度与完成期限1. 上半年度与高校联合完成项目的资料收集、整理、研究方案设计、论证、技术路线的研究工作完，并确定中试技术方案：（1）明胶提取技术进行研究（2）确定明胶分离纯化技术工艺参数；（3）产品理化性质进行研究；（4）制定产品质量标准；（5）进一步建立明胶生产质量安全保障体系；3. 下半年度与高校联合，完成中试，完善中试技术方案，制定产品技术标准及相关技术文件：（1）对明胶生产技术进行整合并对产品进行中试；（2）完成加工产品技术体系、质量安全体系建立；（3）总结项目成果，准备结题工作。三、技术经济指标（一）与现有产品、技术、装备的对比分析明胶是一种从动物的结缔组织( 皮和骨)中提取的蛋白质。明胶产业有一百多年的历史，骨明胶生产企业一直沿用传统碱法工艺从骨中制取明胶。明胶不仅是照相材料最基本的原料之一，也是药用空心硬( 软) 胶囊壳的主要原料。明胶还可以作为食品工业的食品添加剂、澄清剂、稳定剂和吸水剂等，以及化工行业的乳化剂、絮凝剂和增稠剂等。近年来，明胶在化妆品及保健品中也得到很好的推广应用。2010 年，全球范围内共生产明胶 32 万吨，我国生产量为 5 万吨。尽管明胶市场处于供不应求的态势，但传统工艺明胶生产对水电资源的过分依赖和对环境的严重污染，使企业面临巨大的环保压力。传统碱法工艺制备骨明胶的生产周期需要 60 90 天，每生产 1 吨骨明胶需要水量在600 吨以上，生产过程中需要使用大量的酸碱等化学试剂，环境污染严重。传统碱法骨明胶生产工艺中耗时较长的两大步骤分别为浸酸( 脱矿) 和浸灰步骤，缩短或取代这两个过程是缩短明胶生产周期的有效方法。酶作为一种生物活性催化剂，可以加速生化反应的速度，通过特有的对底物的专一性剪切，从而使骨胶原降解为明胶。采用试剂或者经适当的处理方法可以使酶不可逆转地失活，转化为蛋白质，从而将酶解过程完全终止。酶法明胶生产工艺正是根据以上的原理使骨胶原转化为明胶，取代了传统工艺的浸酸和浸灰过程，使生产周期大大缩短，同时无需换酸和换灰用水，大大缓解了用水和水处理问题。（二）要达到的技术性能指标和参数酶法生产是比较理想的方法，它省去了熬胶和浓缩的大部分工序，生产周期由碱法的13月缩短到10天左右，明胶的收率也由50%左右提高到近于100%，劳动条件大改善。酶法生产要求技术水平较高，用水省，且无三废排放。（三）采用的技术标准1、产品名称：本项目开发产品为食品添加剂明胶。2、产品质量标准： GB6783一86。（四）经济效益（形成生产能力、成本、市场销售额、利税、创汇、节汇）1、形成生产能力按照产品开发计划，本项目开发食品添加剂明胶，达产后其产量达到100吨/年。2、产品生产成本、市场销售额及利税单位产品生产成本由原料费、燃料动力费、工资福利、折旧摊销费、其它费用等组成。工资及福利：项目新增人员20人，其中技术管理人员3人，人均年工资3万元，合计9万元；工人17人，人均年工资2万元，合计34万元；总计工资总额43万元，福利5万元。按照达产年新增生产食品添加剂明胶产品100吨/年，单位产品生产成本平均为40295元/吨（表1）。 表1 单位产品生产成本估算表 单位：元序号项目单位消耗定额单价（元/吨）金额（元）1原辅材料1.1畜骨t/t74000280001.2其它辅料t/t0.1550007502燃料、动力及水2.1煤m3/t18.7530056252.2水t/t601602.3电度/t2000.81603工资福利320032004折旧费元/t5005005其他费元/t20002000单位产品生产成本40295表2 成本、市场销售额、利税项目计算方法合计（万）全年产品成本（）40295×100402.95非生产支出（）×1.2%4.84全年产品商业成本（）+407.79市场销售额（）60元/公斤600年税金（）600×10%60年利润（）-（+）132.21（五）社会效益（包括节能减排、资源综合利用等方面）。本项目针对新疆畜牧业存在的重大技术问题进行攻关研究和开发，可解决畜副产品深加工技术关键，延长产业链，提升产品档次，提高产业综合效益，并且带动包装、物流以及销售等相关产业的发展，拓宽就业渠道，缓解社会就业压力，提高副产物的商品率，环保和社会效益显著。通过本课题的成果转化、培训宣传和产业化示范，对原料肉产地实现经济持续稳定的增长、实施品牌战略、增加农民收入等方面都将起到积极的推动作用，为畜牧业的发展提供科技支撑，优化产业结构。本项目实施后，通过加工技术的推广应用，有望为示范基地的企业与农民快速增收。项目的实施，将大幅提升新疆畜产品的竞争力及附加值。项目实施后，可以建成产业化示范基地1处，年明胶产量100吨，利润130多万，农民辐射面较大。项目将使10万牧民人均年增收300元以上，这对新疆农牧民脱贫致富、社会主义新农村建设和边疆社会稳定都将产生良好的社会效益。间接效益、生态效益更为可观。畜牧业是新疆传统特色产业并支柱产业，农民养殖积极性很高，但限于各种条件制约，发展一直十分缓慢，通过本项目的实施，可大幅提高养殖业的经济效益，使之成为和田地区的支柱产业和新的经济增长点，提高农民收入，对于促进南疆地区社会发展，改善生态环境，提高生活质量，维护社会稳定具有重要意义。四、项目资金及来源1、项目总资金与年度资金预算项目总投资额350万元，本项目期为一年，即2011-2012年，根据项目的内容和项目实施的需要，制定资金安排进度。2.资金使用范围和资金使用明细表根据项目实施的整体目标制定项目预算表，详细预算科目见表3。表3 项目经费预算科目表 单位：万元预算科目合计备注一、经费支出3501. 购置设备费190产品研发必要试验设备购置及中试示范2.材料费40采购原料和试剂3.测试化验加工费60产品分析及试生产4.燃料动力费25开发所需的水、电、气等费用5.差旅费6项目相关的交通费及住宿费6.会议费5参加国内项目相关的学术会议8.出版/文献/信息传播/知识产权事务费6资料收集、发表文章、申请专利等费用9.劳务费6项目参与的无工资收入研究生的劳务费10.其他费用12项目实施过程中不可预见的费用合计3503.资金筹措来源（自筹、银行贷款、其它）申请自治区财政资金50万元，占总投资15.71%。在项目资金中除申请自治区财政资金以外，其余需要公司自筹资金300万元，无银行贷款。五、申报单位财务状况2011年公司资产总额1909.10万元，固定资产855.04万元，流动资产1054.96万元，负债总额99.25万元，所有者权益1810.78万元，实收资本1166.84万元，营业收入675.24万元，净利润241.18万元，资产负债率5.20%。根据该公司2011年企业财务报表情况分析，现金流充裕，盈利能力强，说明该项目单位资金自筹能力强，完全有能力筹集到项目所需资金。该公司没有银行贷款，没有银行欠资，财务管理规范，资产状况良好，具有相应的资产抵押（质押）能力或担保条件，不欠税、不欠工资、不欠社会保险金；社会形象好，未在行业中爆过光，是诚信单位。企业财务状况表见附件。六、申报单位及协作单位概况与条件（一）申报单位以及参加协作的企业、研究院所、高等院校等单位的概况1、项目申请单位基本情况新疆天迪洋阳养殖有限公司由和田地区及上级领导的大力支持下2004年8月在墨玉县工商局注册成立的外贸型企业，注册资金750万元。主要经营范围为牛羊的养殖、屠宰，牛羊肉制品的加工、销售，是一家集科研、养殖、屠宰、加工、销售、物流配送为一体的高科技农业产业化企业，是自治区商务厅审批注册的出口型企业，拥有畜产品的进出口权。自企业成立以来，在各级领导的帮助、支持下及公司经理玉奴素.买买提那斯同志的领导下，经过全体员工的艰苦创业和不懈努力，现已发展成为初具规模的肉制品加工企业。公司已投资建设标准化的育肥牛羊生产示范基地，以此作为农户饲养技术培训中心，以推广先进的饲养技术，改变落后的粗放养殖模式。与农户签订牛羊收购合同，保证原材料的供应，按合同收购肥育牛羊，经屠宰，加工，包装，冷冻或冷藏后进行销售。外销主要出口到西亚、中东等国家，少部分内销，初步建立起了“公司十基地+农户”的畜牧产业化生产经营模式，农民辐射面6.7万户，16.3万人口，其中3.9万户是贫困户。2007年11月，公司被自治区有关部门牛羊定点屠宰厂，成为和田地区最大的定点屠宰加工企业。为充分利用国家西部大开发的机遇，发挥资源优势，根据市场需求，墨玉县新疆天迪洋阳养殖有限公司已引进国内外先进技术和设备，将企业发展成养殖、加工、销售-体的科技型企业。通过对和田地区牛羊资源的深加工，延长畜牧产业连，带动广大农民脱贫致富，从而使和田地区的资源优势转化为经济优势。公司2007年已建设完成3100平方米全封闭式的钢架构牛、羊半自动屠宰加工车间，3000平方米的牛羊待宰圈，400平方米的职工食堂，580平方米的职工宿舍，375平方米的加工车间，严格按照国际肉类食品卫生质量要求建设，由国家质量检验检疫机构审核，达到国际出口食品卫生要求，获取中华人民共和国卫生注册证书，由中国质量认证集团认证通过ISO9000:2000 国际质量管理体系的认证，HACCP食品安全管理体系的认证，全过程是穆斯林方式操作获得<halal>证书，已达到国家肉制品出口企业卫生检验检疫规格和欧盟食品出口标准。公司年可屠宰1.5万头牛，20万只羊，每天可以生产10吨羊肉15吨牛肉并全封闭式工厂化加工肉制品（羊肉4000吨、牛肉3770吨），牛副产品1.5万套，羊副产品20万套按客户需求排酸、分割、包装。公司十分重视技术人才的引进以及下岗职工的再就业。目前公司现有职工86人，其中大学本科5人，管理人员5人，专业技术工人46人，再就业下岗职工30人。2、项目协作单位情况新疆农业大学是新疆维吾尔自治区重点建设的大学，学校已建成以农业学科为优势，以自然科学为主要学科领域，以应用学科为主要发展方向，以本科教育为主要办学层次等多学科协调发展的教学研究型大学，成为新疆培养高级农业科技与管理的人才基地。“十五”以来，学校主持科研项目178项，其中主持国家自然科学基金项目34项，国家社会科学基金项目3项，省部级项目108项，国际合作项目3项，其他研究项目31项。先后有3项科技成果获国家科技进步奖二等奖，自治区科技进步特等奖1项，自治区科技进步一等奖4项，二等奖13项，三等奖8项，有七项成果获得国家专利，选育新品种8个。累计到位科研经费6124万元。（二）各自承担的主要工作项目申请单位新疆天迪洋阳养殖有限公司作为项目的主持单位，负责项目的组织申报、课题任务分解、组织实施和督促检查。项目具体承担单位及分工如下：新疆农业大学食品科学学院为课题协作单位，主要负责明胶产品生产关键技术研究与示范的实验室研究、中试基地建设的协调与统筹规划。新疆天迪洋阳养殖有限公司为主持单位，明胶生产中试、食品质量安全保障体系的建立。（三）技术力量和人员结构1、项目主要成员资历情况玉奴素.买买提那斯、单位法人代表，男，维吾尔族，53岁，大专文化程度。通过几年的肉品加工生产实践，使企业在设施建设、设备配套、新技术应用、工艺改造、产品开发、市场开拓等方面取得了丰富的经验和较好的经济效益。同时，带动周围养殖户致富，为农业产业化经营和农民增收服务，为农民增收增效提供有效帮助。曾荣获全国青年长征突击手、新疆十佳青年企业家、全疆劳动模范荣誉称号。杨海燕，女，45岁，新疆农业大学食品科学学院院长，教授，硕士生导师。曾先后主持、参加项目十余项，主要有：“辣椒红色素及辣椒碱的提取”（企业横向，主持，2000-2001年）、 “熏衣草鲜花芳香成分提取工艺研究”（国家教育部，主持，2005-2007年），“新疆喀什地区玫瑰产业化项目”（ 自治区科技兴新项目，技术负责人之一）、中澳科研合作项目“postharvest handling and disease control in melons in china and australia”（ 主要参加者，2001-2004年），“甜菜膳食纤维的提取及微胶囊化” （企业横向，主持，2003-3004年）、“核桃深加工综合利用技术开发” （企业横向，主持，2003-3004年）、“新疆羊肉精加工及产业化技术研究”（校长基金课题，主持，2005-2006），“巴旦木植物蛋白饮料的研制” （企业横向，主持，2000-2001年）、“特色浆果汁（浆）深加工关键技术与产品开发”（国家攻关项目，参加，2005年），此外还参加了市高新技术开发区重点支持项目“新疆阿魏茹加工技术的研究”和“苦豆子中苦参碱的提取研究”等项目。