广西糖资源绿色加工重点实验室

实验室主任：李利军  博士 教授

    糖资源绿色加工重点实验室自2010年建立以来，依托生物化工广西优势特色重点学科实验室、广西高校校地校企共建科技创新平台-生物化工重点实验室、广西蔗糖产业协同创新中心等科研平台，已经形成了“糖资源加工过程化学”、“糖资源加工技术与过程强化”、“糖资源生物转化”、“糖资源加工过程分析技术”等相对独立、相互支撑、优势和特色明显的稳定的研究方向。2014年，糖资源绿色加工重点实验分别被认定为广西壮族自治区高校重点实验室、广西壮族自治区区级重点实验室。

1．糖资源加工过程化学（学术带头人：李利军  博士 教授）

糖资源加工过程伴随各种物理及化学变化，研究糖资源加工过程的相关化学反应及其机理，从分子水平揭示糖资源加工过程的本质，可为设计或开发新的糖资源加工技术、加工助剂、优化与控制加工工艺、提高产品质量以及保障食品安全等提供科学依据。本研究方向侧重于制糖过程化学及糖资源加工化学的研究，系统地研究了制糖过程中色素的形成机理、制糖澄清化学、非糖成分的吸附规律、糖汁絮凝过程zeta电位以及利用蔗糖资源化学合成乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛等，发展了多种高效糖汁澄清脱色和甘蔗混合汁抑制增色技术，开发了多种蔗糖合成乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛的超强固体酸催化剂、高效蔗糖结晶清净剂及酚铁清除剂以及快速多层静态沉降技术，发现了糖汁亚硫酸法澄清过程中zeta电位的变化规律等。近5年先后承担或承担完成国家自然科学基金、国家中小企业创新基金以及广西科技计划等课题多项，获国家发明专利授权10余项，培养研究生多名。

2．糖资源加工技术与过程强化（学术带头人：黄永春  博士 教授）

该方向重点研究甘蔗等糖资源的组分的加工特性及其在加工过程中的变化规律，传递规律，外场作用下组分性质的变化规律以及过程的流体动力学，糖及其衍生物分子的构效关系及功能性质，为糖资源加工新技术、过程强化及新装备的开发提供理论基础，从而简化工艺流程，提高生产效率，减小设备体积、减少装置数量，使产品质量提高，单位能料消耗显著减少，资源综合利用率显著提升，逐步实现糖资源加工的绿色运营。目前，本方向已在物理场、空化、涡流等技术对糖汁澄清过程的强化，装置结构和工艺条件对糖汁流体动力学的影响，环保、高效蔗汁澄清工艺与装备开发和优化，高纯度低HLB值蔗糖脂肪酸酯系列产品的开发，以及壳聚糖等天然多糖的降解等方面开展了系列研究工作，部分成果达国内领先水平。近5年先后承担或承担完成国家自然科学基金、国家中小企业创新基金以及广西科技计划等课题多项；获国家发明专利授权9项；获广西技术发明奖二等奖1项（2013年）、广西科技进步三等奖1项（2012年）、广西技术发明奖三等奖1项（2013年）。

3．糖资源生物转化（学术带头人：伍时华  博士 教授）

该方向针对我区木薯甘蔗酒精发酵生产仍然采用低酒度发酵模式，存在“发酵工艺粗放、酒度低、时间长、能耗大、污染重”等严重制约酒精生产企业科学发展的重大科技问题，以绿色加工和清洁生产为导向，将酶催化和微生物发酵等生物转化技术，与现代化学化工的理论和技术相结合，提出“以提高发酵酒度、发酵强度和节能减排为目标”的高酒度发酵模式解决问题方案。主要开展以木薯为原料的酒精浓醪发酵菌种选育及发酵新技术攻关，研究建立了木薯粉全渣浓醪酒精发酵工艺、木薯粉液化滤液浓醪酒精发酵工艺、木薯粉稀醪回调浓醪酒精发酵工艺和鲜木薯浓醪酒精发酵工艺，发酵酒度超过18%（v/v），通过改进发酵工艺和提高发酵酒度达到节能减排增效，承担完成了自治区和柳州市的科技攻关项目等多项，获国家授权发明专利3项，此外，还开展了以甘蔗为原料的酒精浓醪发酵菌种选育及发酵新技术攻关。今后将进一步加强以木薯甘蔗为原料的高酒度发酵过程基础研究与新工艺新技术攻关，为实现工业规模生产应用，促进广西糖资源优势转化为产业优势和经济优势多做贡献。

4．糖资源加工过程分析技术（学术带头人：姚志湘  博士 教授）

糖资源加工涉及到物理、化学、生物变化，是较典型的复杂过程。该方向从系统的角度了解和分析动态过程中的能料消耗和产品品质，采用实时分析手段，结合过程系统工程和过程分析技术理论和方法，为糖资源加工过程绿色平稳运营、品质保证、节能降耗提供支持。主要研究过程实时分析所需的光学和电化学仪器与分析手段、数据采集和挖掘方法、过程信息集成与优化、故障诊断、环境实时监测等，在智能化过程分析仪表、稳健多变量过程建模、糖化学体系的快速动态表征等方面开展工作。目前，微型光谱仪和电化学传感器在制糖及发酵过程的在线应用、白砂糖色值的实时测量、糖加工过程的软测量应用、针对糖化学体系相似光谱的有效辨识、糖加工过程的排放监测等，取得了相应的成果，部分成果达到了国内先进水平。另外，在过程张量校正理论、多变量统计方法误差理论等方面开展了系统研究，提出了糖化学过程中的相似多变量体系辨识方法，在水资源、环境污染物监测、产品质量监测等领域也取得了进展。