時間:2023-06-15 17:05:26
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蜂巢中含有蜜蜂及其分泌物,包括蜂子的繭衣、蜂蜜、花粉、蜂王漿、蜂膠、蜂蠟等,其含量和組分隨產地、生產季節和貯存時間不同而存有較大的差異。劉元錦等對意大利蜂巢進行了生藥學鑒定,測得實驗所用蜂巢的蜂膠含量為0.9%,含蜂蠟量為25.0%[1]。劉小敏等對蜂巢進行分析發現蜂巢含有蜂蠟、樹脂、油脂、色素、鞣質、糖類、有機酸、脂肪酸以及甙類等成分,并經原子吸收光譜測得巢脾含有鐵、鈣、銅、鉀、鈷等微量元素[3-4]。羅岳雄等采用復式提取法對蜂巢中的氨基酸提取并測定,結果發現蜂巢提取液中氨基酸含量十分豐富,總含量達22.62mg/g,為蜂蜜(5.7mg/g)的3.97倍,且含有藥理作用很強的牛磺酸,平均含量達0.154mg/g,約為蜂蜜(0.044mg/g)的3.5倍。此外發現蜂巢的貯放時間、保存方法和提取時的溫度條件對蜂巢氨基酸提取均有影響,深色的老蜂巢氨基酸含量高,高的提取溫度對蜂巢中的氨基酸有破壞作用[6]。閆亞美等對意大利蜜蜂巢脾水蒸氣蒸餾所得揮發油組成成分進行了分析鑒定,共鑒定出4-羥基-4-甲基-2-戊酮、苯酚、2-甲基-1-庚烯、2,3-二氫-苯并呋喃、2,4-二叔丁基苯酚等49種化合物[5]。葛英等認為黃酮是蜂巢的主要營養成分之一,用70%乙醇浸漬7d后黃酮含量達到0.7887%[7]。耿文奎等研究證明大鼠的LD50>15000mg/kg,屬無毒級,可以作為食品的原料[2]。
2蜂巢在食品工業中的應用
蜂巢長期以來主要作為中藥,近年來對蜂巢的藥理藥效學研究較多,主要包括抗氧化、增強免疫力、抗炎、祛風鎮痛、抑菌殺蟲、降血脂、降血壓、抗腫瘤等[4-5,8-10]。蜂巢營養豐富,是一種具有良好前景的天然食療佳品。2.1蜂蠟在食品中的應用蜂巢中的蜂蠟含量較大,約為25%。蜂蠟是約兩周齡工蜂的蠟腺分泌出來的一種液體,化學成分主要為高級脂肪酸與一元醇合成的脂肪酸酯,遇空氣變冷凝結成鱗片狀,再由這些鱗片聚合而成。蜂蠟的顏色隨著蜂種、加工技術、蜜源及巢脾的新舊而不同,主要成分有:酸類、游離脂肪酸、游離脂肪醇和碳水化合物,還有類胡蘿卜素、VA、芳香物質等[11]。過去人們主要利用蜂蠟制作蠟燭、藥丸外殼及雕塑材料。隨著對蜂蠟理化性質的深入了解,蜂蠟提取制品逐漸被廣泛應用于機械、電子、光學儀器、醫藥和化妝品方面。當今人們開始將蜂蠟作為食品涂料、包裝和外衣,以及口香糖咀嚼劑及增香劑載體等,而且蜂蠟在果蔬保鮮等食品加工制造方面也有十分誘人的應用前景。尹晴紅等探索了粗蜂蠟提純和脫色的有效方法,結果顯示在100g粗蜂蠟中加入1.5mL30%的H2O2或者H2SO4,反應溫度95℃,150r/min轉速下攪拌10min,可以得到色澤淺、黃度值較低的最為理想的純蜂蠟[12]。鄭云等采用殼聚糖蜂蠟復合膜對冷凍黃桃片生理和品質影響進行研究,發現殼聚糖蜂蠟復合膜抑制了PPO活性和膜透性的增加,降低了果肉褐變、汁液流失和VC損失[13-14]。蜂蠟中還有豐富的二十八烷醇,它是一種世界公認的、天然的抗疲勞物質,具有增進體能、提高人體耐力、改進新陳代謝、減少必要的需氧量及刺激性激素等多種功能[15-18]。此外,人們對二十八醇的毒性進行了專門研究,通過急性毒性試驗證實白鼠LD50=18000mg/kg(白鼠口服),安全性比食鹽高(食鹽LD50=3000mg/kg),可應用于功能性食品、各種營養補助品、醫藥、化妝品中[12]。唐翠芳等以蜂蠟為原料,提取其中的二十八烷醇,研究得到高純度二十八烷醇的制備工藝方法[12-13]。2.2蜂巢食品的加工蜂巢除去蜂蠟后,其殘渣的水溶液含有豐富的氨基酸等營養成分。許多的研究機構和企業立足養蜂的生產、保健品的加工及其市場需求,在傳統食品、保健品生產加工技術的基礎上進行蜂巢新產品的研制。根據蜂巢的藥理作用和生產技術的特點,研制出蜂巢茶、蜂巢樂、蜂巢精膏、蜂巢粉膠囊等產品。除蠟老蜂巢沖泡飲品是以老蜂巢為原料除去蜂蠟后僅保留蜂膠和蜂繭衣后的產品,該種產品的特點是除蠟完全、口感好,并且很好的保留了老蜂巢中有效的水溶性成分,因此能夠更容易被消費者接受,風味更加悅人爽口,產品性質穩定[19]。蜂巢茶是將蜂巢脾經低溫提取、過濾分離蜂蠟、汁和片的混合粉碎、烘干等一系列工藝制備而成,還可根據需要適量加入刺五加成分。此飲品的生產工藝能夠避免巢礎中石蠟混入天然蜂巢中,同時保持了蜂巢中的功效成分及含量,不添加任何化學防腐劑,為純天然飲品[20]。蜂巢蜜是由8%~10%的中華蜜蜂巢脾浸提液和90%~92%的純正蜂蜜制成。中華蜜蜂巢脾浸提液由40%的蜂巢脾加上90%的水,經過慢火煲24h,冷卻隔渣,再煲24h后,濃縮至8%~10%,即為中華蜜蜂巢脾浸提液,加入純正蜂蜜絲攪拌均勻后,即制得蜂巢蜜。它是一種對治療鼻炎方面的疾病有顯著療效的產品,適合平常的醫療保健和癥狀不明顯的鼻炎的治療[21]。這些產品提供了對人類具有藥物療效的保健食品,使蜂巢的加工利用從整體向微觀,從粗放簡單向精細復雜發展,突破了傳統的加工技術利用途徑,并且蜂巢茶、蜂巢樂、蜂巢精膏、蜂巢粉膠囊等產品突破了國內現有的蜂巢制品,還促使蜂巢生產加工技術的配套發展,同時也為現在的飲料市場增加了新的品種與利用方向。
3展望
對蜂巢食品加工的研究目前還停留在初步研究階段,很多研究還不系統。主要表現在:
(1)蜂巢中功效成分的研究還不夠系統深入。目前大多認為蜂巢中的功效成分為黃酮類物質,然而蜂巢是許多天然成分的混合物,成分變化較大,更容易受到環境因素影響。現階段對蜂巢認識多在功效上,對水提液或者乙醇提后液進行某一功效如抗炎抑菌,抗病毒,抑制腫瘤等的研究,還沒有對蜂巢中有效成分與功效之間進行系統研究。具體哪種或哪些成分在起作用還不甚明確,即各種功效作用的物質基礎還沒有確切深入的研究。
(2)食品加工新技術在蜂巢加工中的應用較少。目前蜂巢的加工主要采用水提取和乙醇提取等傳統的加工技術。蜂巢加工結合食品行業的高新技術,如超臨界CO2萃取技術、亞臨界水萃取技術、超聲輔助萃取、微波輔助萃取技術、微膠囊造粒技術、納米膠囊技術等,將有利于提高蜂巢食品的提取率和質量。
1.1氧氣脫除型
氧氣可以引起食物成分中油脂、維生素和色素等氧化,霉菌和好氧菌的增殖以及昆蟲的生長。真空包裝或氮氣包裝是有效地排除包裝頂隙中氧氣的包裝方法,但不能完全徹底地除去氧氣,仍有少量的氧氣(0.1%~2%)殘留在包裝內。此外,對于儲存過程中通過包裝薄膜滲透進入的氧氣,這類方法無法去除。為了最大限度地減少包裝中的氧氣,需要使用氧氣脫除劑,簡稱脫氧劑。它是一種能與氧氣反應從而去除氧氣的化學物質,或是一種能催化某些反應從而去除包裝袋中氧氣的酶,可以避免氧氣引起食物腐敗和品質劣變。抗壞血酸、鐵粉、不飽和脂肪酸和生物酶等常用作氧氣脫除劑[2—3]。含鐵的氧氣清除劑可以極大地降低包裝頂隙中的氧氣含量,使氧氣質量分數低于0.01%[4]。Berenzon等人[5]研究了脫氧劑對密封包裝餅干貨架期的影響,結果表明脫氧劑能明顯降低乙醇的質量分數,推遲過氧化值的上升時間,明顯延遲氧化引起的脂肪酸敗時間。
1.2二氧化碳釋放/清除型包裝
牛奶、禽肉、鮮肉、草莓等新鮮食品需要在高質量分數的二氧化碳中儲藏,因為高質量分數的二氧化碳可以抑制食物表面微生物的生長,抑制果蔬的呼吸作用,對保持食品的品質、延長貨架期非常重要。Schirmer等人[6]將肉桂醛、乙酸、檸檬酸等和二氧化碳氣體聯合使用,對大馬哈魚進行保鮮,取得了良好的效果。亞硫酸鹽脫氧劑與碳酸氫鈉、檸檬酸的混合物或亞硫酸鹽脫氧劑與碳酸氫鈉、抗壞血酸的混合物,可以制成小袋置于食品包裝內,用來產生二氧化碳。水果儲存時,高質量分數的CO2會促使水果進行無氧呼吸,積累不良產物,降低水果品質,同時也會促進厭氧菌的生長繁殖[7]。烤咖啡豆、泡菜等在儲藏過程中會產生大量的二氧化碳,會導致漲袋或裂袋。因此需要使用二氧化碳脫除劑。降低二氧化碳的質量分數可以使用能與二氧化碳反應的化學試劑,如氫氧化鈉和氫氧化鈣的混合物,氧化鈣和硅膠的混合物,也可以使用物理吸附的方式,如使用活性炭或沸石等物質。
1.3濕度調節型
餅干等干燥易碎的食品在高濕度條件下會受潮軟化,使品質劣變。一些鮮活食品(如果蔬等)在儲存過程中由于呼吸作用會產生水蒸氣冷凝在食品表面,從而滋生大量微生物。干燥劑可以吸收食品包裝中的過量水分,維持穩定的相對濕度,保證濕敏食品的品質。常用的干燥劑有硅膠、粘土、保濕鹽、丙二醇等[8]。Mahajan等人[9]研制了一種由山梨糖醇、斑脫土和CaCl2組成的干燥劑,三者的質量比為5∶11∶4,這種干燥劑吸濕緩慢,具有較強的持水能力,可用于新鮮果蔬的保藏。
1.4乙烯吸收型
乙烯作為一種植物成熟激素,對新鮮水果和蔬菜有多種生理作用,可以促進呼吸作用,引起水果的成熟、衰老、軟化;可以促進葉綠素的降解,從而導致綠色植物組織變黃,以及引起果蔬采后各種異常的生理變化等[10]。乙烯可以被多種物質吸收或吸附,如活性炭、硅膠、硅藻土、鋁硅酸鹽、分子篩等[11]。許多氧化劑(如重鉻酸鉀、高錳酸鉀)已被添加到吸附劑內來脫除吸附的乙烯。乙烯可以被高錳酸鉀氧化成二氧化碳和水,許多乙烯脫除劑都以高錳酸鉀為基礎材料,將其吸附到表面積巨大的載體上使用,如鹽類、硅膠、活性炭等。
1.5抗菌型
抗菌包裝是指能夠殺死或者抑制污染食品的腐敗菌和致病菌的包裝,通過在包裝系統里增加抗菌成分,使其具有抗菌功能,能夠有效地提高食品的貨架壽命。抗菌劑加入活性包裝中的形式有[12]:將具有揮發性的抗菌物質置于小袋中并放入包裝內;將抗菌物質直接加入到高分子聚合物中;將抗菌物質涂抹在高分子聚合物的表面;使抗菌物質通過化學鍵固定在聚合物表面;使用某些具有抑菌活性的高分子聚合物。可以用在包裝材料中的抗菌劑:有機酸(乙酸、丙酸、苯甲酸、山梨酸酯等)、細菌素(乳酸鏈球菌素、乳酸菌細菌素等)、酶(溶菌酶、葡萄糖氧化酶)、殺真菌劑(苯菌靈、抑霉唑等)、天然抗菌劑(丁香提取物、肉桂醛等)、陰離子等[13]。李俠等人[14]在聚丙烯薄膜中加入酸鹽玻璃載銀作為抗菌劑,加入抗菌粉體(0.002%)后,抗菌率可以達到99%,而且抗菌活性持久。Gucbilmez等人[15]通過將EDTA和溶菌酶加入玉米蛋白膜中,使其對大腸桿菌具有有效的抗菌活性。由于殼聚糖及其衍生物本身具有抗菌活性,殼聚糖涂膜已經在肉類及果蔬的保鮮上得到了廣泛的應用[16]。
2智能包裝
智能包裝是指能監測并指示包裝內部食品周圍環境變化的包裝技術[1],它可以提供食品在存儲和運輸過程中的相關質量信息。智能包裝根據功能可以分為時間溫度指示卡、新鮮度指示卡、泄露指示卡、病原體指示卡、生物傳感器等。安裝在包裝外部的指示卡屬于外用指示卡(時間-溫度指示卡),安裝在包裝內部(如放置于包裝的頂隙內、貼在瓶蓋內)的指示卡屬于內用指示卡(泄漏指示卡、新鮮度指示卡、病原體指示卡)。通過智能包裝可以獲取諸如新鮮度、微生物污染、溫度變化、包裝完整性等產品信息。
2.1時間溫度指示卡
時間溫度指示卡可以記錄食品在不同溫度下所經歷時間的長短(溫度歷史),并通過其顏色變化向消費者傳遞包裝食品的貨架期相關信息[17]。時間溫度指示卡的原理主要基于酶促反應、擴散、化學反應等,通常以機械變形或顏色變化的形式表現為可目測響應。現在商業上應用的主要有VISAB,LifelinesFresh-nessMonitor和3MMonitorMark等3種時間溫度指示卡。VITSAB是一種酶型指示卡,其工作原理是底物經過酶促反應導致pH值降低,從而引起顏色的變化。LifelinesFreshnessMonitor是建立在聚合反應基礎上的指示產品[18]。3MMonitorMark指示卡基于脂質擴散原理。
2.2泄漏指示卡
包裝的密封性是保持無菌食品和自發氣調包裝食品等產品品質的必要條件。泄漏指示卡可以指示包裝在整個流通過程中的完整性。無呼吸作用食品的氣調包裝特點是較低質量分數的氧氣(2%)和高質量分數的二氧化碳(20%~80%),泄漏會導致氧氣質量分數的增加和二氧化碳質量分數的降低,泄漏指示卡通常貼在包裝的內側,可以提供包裝內這2種氣體的質量分數信息,從而指示包裝的完整性。2.2.1氧氣指示卡氧氣指示卡分為2類:可視化氧氣指示卡、不可視氧氣指示卡。典型的可視氧指示卡包括一種具有氧化還原作用的染料、一種還原化合物和一種堿性物質。當指示卡上的氧化還原染料被氧化時,可以觀察到染料顏色的變化。指示卡上最常用的染料是亞甲基藍,其還原態呈白色,氧化態呈藍色。指示卡中還原性化合物的作用是還原染料,使之在包裝過程中一直處于還原態;堿性物質的作用是保持pH值大于7,防止染料的氧化速度過快[19]。指示卡可以做成片狀,可以作為印刷涂層,也可以軋制成聚合膜。Ahvenainen等人[20—21]將這種指示器用來作為自發氣調包裝的碎牛排和碎披薩的泄漏指示器。基于酶反應的氧氣指示卡也有報道[22—23]。非可視化氧氣指示卡含有能發熒光的內置體系,同時通過配置外部設備檢測熒光強度來測定包裝內的氧氣質量分數。與可視化的氧氣指示器相比,它能更客觀,更準確地反映氧氣的質量分數。TNO開發了光學氧氣傳感法,將熒光猝滅在特殊處理的染料上,染料受脈沖激活后,會發出強度跟氧氣質量分數成正比的熒光,這種方法對氧氣非常敏感,可在不到1s時間內完成測定[24]。2.2.2二氧化碳指示卡在MAP中,高質量分數的二氧化碳作為保護氣被廣泛應用,在包裝后的一定階段,二氧化碳質量分數顯著降低是包裝泄漏的明顯特征。作為漏洞指示卡二氧化碳并不可靠,因為在包裝泄漏時微生物的增殖會產生二氧化碳,可能會導致二氧化碳的質量分數降低不顯著。由于二氧化碳的聚集可以當做微生物生長的標志,二氧化碳指示卡也可以作為指示食品新鮮度的指示物質。Balderson和Whitwood[25]制作了一個可用在氣調包裝中的可逆二氧化碳指示器,指示器由5條指示帶組成,每個色帶都由指示陰離子和親脂性的有機四元陽離子構成的二氧化碳靈敏指示材料組成。當二氧化碳低于某個限度時,指示帶顏色就會發生變化,二氧化碳濃度靠一個或多個指示帶的顏色變化來指示。Nopwinyuwong[26]用一種基于pH染色原理的二氧化碳指示劑,來實時監控中等濕度下保存的甜點的新鮮度。這個指示器對作為腐敗代謝物的二氧化碳質量分數有可視的顏色變化,而且二氧化碳的變化與甜點中微生物的生長模式有很好的相關性。Hong等人[27]將基于pH染色原理的二氧化碳指示卡用于指示韓國泡菜后熟的程度。
2.3新鮮度指示卡
泄漏指示卡可以提供包裝完整性信息,時間溫度指示卡可以提品的時間溫度記錄,而新鮮度指示卡可以直接提品品質的信息。食品中腐敗微生物的代謝會產生許多代謝產物,如有機酸、乙醇、揮發性含氮化合物、生物胺、二氧化碳、含硫化合物等。大量不同概念的新鮮度指示卡是基于腐敗微生物的代謝產物會引起指示標簽變色的原理。2.3.1pH值敏感指示卡這種指示卡大多是基于pH染色液的應用,當遇到腐敗過程產生的揮發性化合物時,pH染色液的顏色會發生變化。配制pH染色液的試劑有溴百里香酚藍[28]、溴甲酚紫、溴甲酚綠、甲酚紅和茜素[29]等。用來作為pH敏感型指示劑的目標分子,除了二氧化碳外,適用的還有SO2,NH4,揮發性胺和有機酸[29]。2.3.2對揮發性物質或氣體敏感的指示卡Miller等人設計了一種指示海產品新鮮度的指示卡,它可以與揮發胺反應同時產生顏色變化。利用硫化氫與血紅蛋白反應制作的新鮮度指示卡已經被用于指示MAP包裝家禽肉的品質。
2.4病原體指示卡
新鮮度指示卡用來檢測腐敗微生物導致的食品品質劣變,病原體指示卡用來檢測食品中的特定污染物(某些致病菌和毒素)。ToxinAlert公司生產的Tox-inGuard體系就是一種病原體指示卡,它可以通過固定的抗體來檢測病原體(沙門氏菌、彎曲桿菌、大腸桿菌O157和李斯特菌)。另一種應用于商業體系的FoodSentinelSystem同樣基于免疫反應,用于檢測特定的微生物,如沙門氏菌書、李斯特菌、大腸桿菌。反應發生在條形碼內,當遇到特定的微生物時條形碼就會變得模糊不清[33]。
2.5生物傳感器
生物傳感器是一種微型的分析裝置,能夠檢測、記錄、傳遞特定生物反應的信息[34]。這些裝置由生物部分和物理部分組成,生物部分可與特定分析物反應,物理部分可將生物信號轉換為物理信號。物理信號可以用多種方法檢測,如安培計、電位計、光學或者測熱量的方法。Okuma等人[35]將腐胺氧化酶反應器與氫過氧化物電極電流計組合在一起,測定家禽肉中二元胺的增加量。Frebort等人[36]設計一種基于分光光度法的體系來測定虹鱒魚中的組胺。
2.6射頻識別技術
射頻識別(RFID)是一種非接觸式無線數據通信形式,它由射頻識別標簽和識別器組成,標簽會對從識別器天線發出的信號進行響應,并將它的信息通過無線電波反饋給識別器。標簽通常內置芯片,編有特定信息的程序,用來識別和跟蹤。它給食品的生產、運輸、銷售提供了很多的益處,這些益處包括可溯性強,便于存貨管理,節約勞動力成本,提升食品質量安全等[37]。射頻識別標簽可攜帶簡單的信息,例如用來追溯產品用的識別碼,也可以攜帶復雜的信息,例如溫度、相對濕度數據、營養信息、烹飪說明等。當貼有標簽的物品經過識別器時,標簽上的數據被解碼并傳送到計算機上進行處理。射頻識別標簽與條形碼相比,它可以嵌入包裝或者容器內部,因此不用擔心數據被篡改。射頻識別標簽提供一種非接觸的,在視距之外傳輸信息的方式,而且傳輸信號能夠穿透包括生物質在內的非金屬材料,因為它可以唯一地識別這個物品,增加了這種技術用于召回物品的可能性[38]。RFID標簽可以分為2種,一種是由電池供電,有效距離約為50m;另一種由識別器提供能量,有效距離約為5m。一般的RFID標簽頻率從低頻到高頻,以及微波頻率。低頻標簽更便宜,耗能更少,能夠更好地穿透非金屬材料。
3存在的問題及展望
關鍵詞:膜生物反應器;廢水;膜污染膜
生物反應器(MembraneBio-Reactor,MBR)是一種將膜分離技術和生物處理技術有機結合的新型高效污水處理工藝[1-2]。通過膜組件的高效分離作用使污泥和水徹底分離,出水水質得到優化。針對工業廢水排放量大、CODCr含量高、難降解等特點。MBR以其高效的生物降解能力和良好的出水水質,為工業廢水處理提供了一種有發展前景的處理技術,受到了重視。盡管投資成本和膜污染等因素影響MBR技術的快速推廣,但隨著近年來研究的深入和技術的成熟,預計在未來10年MBR在工業廢水領域中的應用將更加廣泛[3]。本文將對MBR近幾年在工業廢水中的應用及當前的研究趨勢進行論述,并對出現的問題進行總結,對未來的發展進行展望。
1膜生物反應器的特點
膜生物反應器具有許多其他生物處理工藝無法比擬的明顯優勢,主要特點如下:①裝置更加緊湊,占地面積小。MBR中活性污泥濃度高,因此容積負荷提高,裝置更加緊湊,此外膜組件替代傳統的二沉池,也縮小了占地面積[4]。②出水水質優良且穩定。能夠高效地進行固液分離,出水不受生物反應器中污泥膨脹等因素的影響[5]。③MBR有利于增值緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖,系統硝化效率高,且污泥濃度(MLSS)較高。④微生物完全截留在反應器中,實現反應器水力停留時間(HRT)和污泥泥齡(STR)的完全分離,使運行控制更加靈活穩定。⑤反應器傳質效率高,氧轉移效率高達26%~60%。⑥便于維護管理。相比傳統的活性污泥法,MBR中污泥濃度容易控制,進水流量和水質變化不大[6]。但膜生物反應器曝氣過程等帶來的高能耗,運行過程中由于廢水中帶有的污染物和微生物降解產生的胞外聚合物(EPS)等物質易產生膜污染,導致跨膜壓差(TMP)升高、產水量降低、運行成本昂貴等不利因素一定程度上制約了它在工業廢水中的應用。
2國內外膜生物反應器研究現狀
國外對MBR實際應用的研究起步較早,1969年,美國首次報道MBR應用于城市生活污水處理,隨后成立的Dorr-Oliver公司開發研制出第一代商用MBR,并在船舶污水處理中得到應用。此后,商用MBR研究更加深入,出現了平板式、中空纖維式和管式膜生物反應器。進入20世紀80年代,膜生物反應器廢水處理技術在發達國家迅速發展,日本投入118億日元,進行MBR項目研發,使得MBR的應用領域進一步拓寬。1989年,Yamamoto等人首次提出浸沒式MBR的新工藝,竟而將運行成本大大降低。目前,國際上設計運行能力最大的MBR工程之一,是位于美國華盛頓州KingCounty的使用Ze-non膜組件的Brightwater工程,其設計處理量達到49.5萬m3/d。而到2040年,它的處理量將達到64.5萬m3/d。表1總結了國外主要MBR運營廠家的各類膜組件及性能參數。膜生物反應器技術正以每年10.9%的增長速度拓展自身的應用領域,2010年,全球MBR市場總產值達到11.70億美元,按照這一增速2013年將達到16.0億美元。其中工業廢水處理所占比率達到了30%左右,并呈現出快速增長的趨勢。另外自2008年以來,歐洲市場保持每年新增65個MBR工程項目[7]。2012年歐洲的MBR工藝裝置有700多個MBR項目(工業廢水處理能力>20m3/d,市政污水處理能力>500m3/d)啟動,其中2/3用于工業廢水處理。涵蓋了食品、紡織、造紙、制藥、煉油等各個領域。針對工業這類高強度的廢水,MBR的成功應用,也預示著MBR技術已經日漸成熟。全球范圍有超過2500個MBR項目正在運行或建設中,北美地區已有超過258個MBR處理系統在建設中,北美地區的MBR市場也在不斷增長,其增速遠遠超過水處理工藝中的其他技術[8]。另外中亞地區由于特殊的地理因素,對水資源利用率要求高,MBR也得到了廣泛的應用。東亞地區韓國已建有1400多座MBR系統,日本MBR用于工業廢水處理也達到200余座。我國關于膜生物反應器的研究起步較晚,但發展勢頭強勁,相比于全球膜市場每年10.9%的增速,我國近幾年MBR市場出現翻番的增長趨勢。遠遠高于國際平均增速[9]。我國第一個MBR項目是1998年大連大器公司設計的200m3/d的市政污水處理與回用工程[9-10]。目前我國最大的MBR工程是北京清河再生水廠二期處理工程,處理量達到32萬t/d。工業廢水處理量最大工程是天津空港園區廢水,處理量為3萬t/d。MBR在我國的應用涉及多個領域,但主要以處理市政污水、高濃度和難處理的工業廢水為主。除此之外還包括垃圾滲透液、醫院廢水、餐飲廢水等的處理。表2為MBR技術在不同領域中所占市場份額。從表2可以看出,城市污水處理與回用占到了57%,說明我國MBR的應用主要是在處理此類廢水,技術也相對成熟。工業廢水處理領域也占到了41%,大于MBR在國外工業廢水處理的30%份額。說明MBR在我國工業廢水中的應用前景廣闊。為MBR在工業廢水中的應用可以看到,石化廢水占據一半的份額。食品加工廢水和化工廢水也各自占到13.9%和16.7%。三者總和占到工業領域的80%,可見這三個領域是MBR運用最為廣泛的。2004年開始我國開始建造大中型MBR應用工程,目前,我國萬噸級項目超過40多座。而在工業廢水中的應用才剛剛起步,石油化工領域耗水量大,因此率先建造大中型處理規模,實現廢水回用和資源化[11]。我國MBR用于工業廢水處理能力已經超過105m3/d,MBR技術在我國得到了快速的發展。
3膜生物反應器在食品工業廢水中的應用
食品工業原料廣泛,制品類別繁多,排放的廢水水質復雜,廢水量大,處理難度大。主要來自味精和酒精生產中的廢水以及大豆、谷物、牛乳和飲料加工中的廢水。食品行業廢水最大的特點是有機物質和懸浮物含量高,易腐敗,且酸堿程度不一,無毒性。其中含有的污染物包括油脂、蛋白質、糖類、致病菌毒和氮磷化合物,易導致水體富營養化,造成水生生物和魚類的死亡,并引起水中沉積的有機物產生臭味,惡化水質,污染環境。食品行業中產生的廢水少部分來自食品生產本身,大部分是食品生產過程中洗滌和浸泡所產生的。食品行業廢水CODCr一般在300~2000mg/L,NH+4-N在20~600mg/L。我國對于食品廢水的處理起步較晚,以往的食品廢水主要采用活性污泥法,但是受到其降解能力的限制,無法滿足國家排污標準[12]。在20世紀90年代引入了外置式膜技術處理食品廢水,隨后傳統活性污泥法與膜技術的集成工藝MBR因其高效的處理能力和良好的經濟效益,在食品領域得到了廣泛的應用。常采用MBR工藝主要包括:UASB-MBR、射流曝氣MBR和多段A/O-MBR等。王蘇南等[13]采用厭氧/缺氧/好氧膜生物反應器工藝處理豆制品廢水,CODCr、NH+4-N、TP去除率分別達到97.06%、97.85%和93.43%。Chen等[14]比較原工藝UASB/CAS和混凝+MBR處理乳制品廢水。結果顯示,混凝/MBR工藝對濁度、COD的去除率分別為99.9%和99.6%,各項指標均優于UASB/CAS。表4匯總了近幾年關于食品工業廢水處理的相關實例,目前,對于食品工業廢水排放標準仍然按照國家頒布的《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)要求。將膜生物反應器技術運用到食品廢水的處理,對水質中的CODCr去除效果良好,去除率穩定在95%以上。由于食品制造加工廠多為中小型企業,規模用地有限,采用MBR能有效減少廢水處理裝置的占地面積,由于連續出水穩定,自動化程度高,操作方便,為企業在減少人員上開支。另外,MBR還具備脫氮能力強、菌體截留率高等優勢。整體而言,膜生物反應器在食品工業中的應用將會更將廣泛。
4應用中存在的問題及發展趨勢
4.1膜生物反應器應用中存在的問題
相對于傳統的污水處理工藝而言,膜生物反應器具有出水水質好、設備占地面積小、自動化程度高及污泥濃度高等優點。但是,不可否認,MBR在實際應用中存在一系列的問題使其無法取代傳統的活性污泥法。主要有以下幾個方面:①膜污染帶來的高費用和高能耗[4]。膜生物反應器的投資主要來自膜的購置和膜的更換。隨著膜材料成本的降低,膜的購置費也大大降低。膜的更換頻率與膜的壽命直接相關,而膜污染在很大程度上決定了膜的更換頻率,增加了膜的更換次數。另外,膜污染造成膜通量下降,致使能耗加大,這是造成MBR高能耗的主要原因之一。膜污染和由此帶來的設備維護和操作費用的提高是制約膜生物反應器技術經濟性和商業化應用發展的主要障礙。②設備運行費用高。較高的能耗是制約MBR廣泛應用的主要問題之一。MBR系統的曝氣能耗占MBR運行能耗的比例達70%以上,甚至高達95%,是MBR運行能耗的最主要來源。由于膜生物反應器內污泥濃度高,生物反應和維持污泥懸浮狀態需要消耗的氧氣量大,其高濃度的污泥環境下氧的傳質效率低。因此如何確定最佳的曝氣量以及提高氧的傳質和利用率,對MBR運行費用的降低有著非常重要的意義。③膜產品規格不統一、行業標準不夠完善、技術人員缺乏經驗等問題也阻礙著膜生物反應器的進一步發展。上述問題對于MBR而言是客觀存在的,但一些研究正在減小這些問題對MBR的影響。通過膜材料的改性,選用親水性更好和價格更便宜的材料,減少購置膜方面的費用。另外通過對膜組件和反應器結構、工藝運行條件等參數的優化也能進一步減少膜污染[19-21]。利用無泡曝氣裝置,進一步提高氧氣利用率,減少能耗,對膜生物反應器的應用也起到至關重要的作用。相信通過研究的深入,制約MBR的問題也會在不久的將來得到解決,從而成為處理廢水的首選方法。
4.2膜生物反應器的發展趨勢
關鍵詞:小麥胚;研究進展;存在問題;應用前景
小麥胚約占小麥籽粒質量的2%~3%,是小麥籽粒生命的源泉,含有極其豐富且優質的蛋白質、脂肪、酶、維生素、礦物質以及多種微量生理活性物質。它是小麥粉加工廠的主要副產物之一,其資源潛藏量相當豐富,我國每年約有30~50萬t的小麥胚量可供利用開發,但一直以來,小麥胚這一寶貴資源未能得到充分、合理的利用。隨著人們對營養要求的不斷提高,小麥胚的營養價值也越來越受到重視。近年來,國內外學者紛紛圍繞著麥胚油脂、麥胚維生素、麥胚蛋白以及一些生物活性物質,進行了大量的研究和利用,開發出許多以小麥胚為原料的食品或保健品。
1小麥胚在食品工業中的研究開發進展
1.1小麥胚油及其應用小麥胚含油率11%左右,提取的麥胚油富含維生素E、亞油酸、亞麻酸、二十八碳醇以及多種生理活性組分,是一種頗具營養保健作用的功能性油脂,可用于食品、生物病蟲害防治劑、制藥以及化妝品配方之中。小麥胚脂肪的開發研究主要圍繞麥胚油的提取、微膠囊化和維生素E的提取濃縮等三個方面進行。提取方法是獲得高質量麥胚油的保障,決定著油品質的好壞。傳統提取方法主要是用有機溶劑進行提取,其次是壓榨法。近年來對超臨界CO2或亞臨界提取麥胚油進行了研究,Shao等[1]用響應面法優化出超臨界CO2提取小麥胚油的最佳工藝條件為:萃取壓力35MPa,溫度50℃,萃取劑流量22.5~25L/h,提取時間為1h,萃取所得最大麥胚油得率為10.15%。宋國輝等[2]以液化丙烷為溶劑,通過正交試驗對亞臨界萃取小麥胚油的工藝進行了優化:萃取時間65min、料液比1∶8、萃取溫度45℃,此時的油脂提取率為88.68%。微膠囊化技術是一種利用天然或者合成的高分子材料作為壁材,以活性物質作為芯材,保護被包裹活性物質的良好手段,其應用于麥胚油的開發之中,可以更好地保護小麥胚油的生物活性,國內很多研究者采取不同手段對麥胚油的微膠囊化進行了研究。何嬌[3]通過噴霧干燥法對麥胚油進行了微膠囊化,實驗得出:大豆分離蛋白和麥芽糊精的配比為1∶1、芯材添加量為40%、總固形物質量分數25%,小麥胚油微膠囊化的包埋率為89.5%。翟穎絲等[4]以大豆分離蛋白和麥芽糊精為壁材,用蔗糖酯和單甘酯為乳化劑,采用乳化-噴霧干燥法對小麥胚油進行微膠囊制備,實驗研究出小麥胚油微膠囊制備最佳工藝條件為:均質壓力34MPa、進風溫度181℃、進料泵速7.6ml/min,該條件下小麥胚油微膠囊包埋率為88.03%。微膠囊顆粒表面結構完整,具有較好的包埋效果。小麥胚油是良好的VE來源,VE的富集和濃縮成為其開發應用的另一個熱點。Yang等[5]對VE營養油制備方法進行了比較研究,結果表明:超臨界CO2萃取壓力為33MPa,溫度為45℃時小麥胚油有最高的VE含量;在壓力為19MPa,溫差為9℃時VE濃集效果最好。師景雙等[6]對傳統溶劑法浸提小麥胚中VE浸提條件進行了一系列的研究。試驗得到最佳的控制條件為:乙醇體積分數為95%,浸提溫度為70℃,料液比為1∶3,浸提時間為120min,此時的浸提效果最佳。
1.2小麥胚健康飲料
小麥胚蛋白質質量分數高達30.2%左右,其中清蛋白18.9%、麥醇溶蛋白14.0%、麥谷蛋白0.3%~0.37%、水不溶性蛋白30.2%。不僅蛋白質含量豐富,氨基酸全面平衡,且易于被人體吸收,是很好的優質全價蛋白質營養源,在營養學上具有重要意義[7]。制作麥胚飲料不僅能夠更好地利用麥胚中的蛋白質,而且更利于人體吸收利用。根據制作工藝,麥胚健康飲料可分為非發酵型和發酵型兩種類型。在非發酵型飲料的研發中,李濤等[8]以小麥胚、乳清蛋白為原料研究了新型運動型飲料,通過單因素和正交試驗確定出了飲料的最佳配方為:小麥胚汁100g、低聚麥芽糖8g、無機鹽1.8g、乳清蛋白1.5g、黃原膠0.075g、檸檬酸0.02g,此條件下的飲料質地均勻,清爽可口。肖玟等[9]研究了小麥胚蛋白復合保健飲料的生產工藝,采用正交試驗設計方案和模糊數學評判確定出該飲料和復配穩定劑的配方。最佳組合為:澄清的混合汁質量分數60%、蜂蜜4%、蔗糖3%、檸檬酸鉀0.3%,復配穩定劑的配方為羧甲基纖維素鈉0.40%、卡拉膠0.15%、黃原膠0.30%,所得的飲料品質和穩定性最好。發酵型飲料的研制主要是通過添加不同種類的益生菌,利用菌種的活性來獲得穩定的小麥胚飲料。王宇飛等[10]以小麥胚和芝麻為主要原料,添加保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌進行了植物蛋白發酵飲料的制備,通過正交試驗確定乳化穩定劑的最佳組合和最佳發酵工藝參數。小麥胚乳和芝麻乳的最佳調配比例為1∶2,最適發酵條件為:接種量7%,發酵溫度42℃,發酵時間12h。此條件下生產的產品同時兼具乳酸發酵植物蛋白飲料應有的芳香。李永平等[11]對麥胚面包發酵飲料進行了研究,實驗選用新鮮麥胚和面包渣為原料,先接種酵母菌、后接種乳酸菌進行發酵,結果表明,酵母菌最優發酵條件為:烘烤過的麥胚粉30g、面包渣250g、砂糖量10%,酵母菌添加量2%、發酵溫度為28℃、發酵時間1h;乳酸菌最優發酵條件為:乳酸菌添加量1.2%、發酵溫度為44℃、發酵時間8h。
1.3小麥胚面制品
小麥胚含有豐富的營養物質,不僅能夠改善焙烤食品的外觀、口感和風味,而且還能提高產品的營養價值。幾乎所有以小麥粉為原料的焙烤食品都可以添加小麥胚。小麥胚可以通過擠壓處理,也可以直接以片狀或者粉末狀、粒狀添加到小麥粉里制成各種麥胚焙烤食品,以增強食品的營養價值,平衡各種氨基酸,補充小麥粉賴氨酸的不足。不僅如此,在谷物食品中,麥胚還能提供許多質構性的功能。
1.3.1小麥胚面包和餅干
面包和餅干是小麥胚產品的主要研究方向之一,研究者往往通過在面包和餅干的制作過程或是原料中添加小麥胚,以提高產品的感官或者營養品質來獲得新產品。Sidhu等[12]研究了在高纖維吐司面包中添加脫脂小麥胚,實驗表明,添加7.5%左右的小麥胚制得的面包,感官和營養品質都高于全麥粉面包。孫小凡等[13]以面包專用粉為主要原料,添加小麥胚粉、酵母、面包改良劑、白砂糖等輔料,采用一次發酵工藝生產面包,通過單因素試驗和正交試驗,確定小麥胚粉保健面包的最佳配方為:面包專用粉100.0g,小麥胚粉8.0g,面包改良劑0.4g,酵母2.2g,白砂糖7.0g。Arshad等[14]對小麥胚餅干進行了研究,通過在小麥粉中添加0~25%小麥胚的理化指標和營養特性的比較,得出用脫脂小麥胚替代15%的小麥粉生產出來的餅干的理化和感官評價最佳。
1.3.2小麥胚饅頭和面條
小麥胚不僅可在烘焙產品中添加,而且還可直接加入到小麥粉中制作饅頭和面條。韓俊俊等[15]研究了小麥胚粉加入量對饅頭品質的影響,結果表明,饅頭的白度和比容均隨著小麥胚粉含量的增加而呈下降趨勢,饅頭硬度先平緩后上升,在加入量為6%時饅頭的感官評分最高。姚娣等[16]研制了小麥胚特色營養掛面,結果表明,特色營養掛面的最佳配方是:紫薯粉質量分數10%、小麥胚粉質量分數5%、銀杏葉粉質量分數1.5%,預干燥溫度30℃、主干燥溫度40℃、完成干燥溫度20℃、壓片6道、干燥時間4h,所制作的掛面有較好的品質。小麥胚富含多種營養物質,不僅可提取營養成分、制作麥胚產品,而且可與其他食品原料混合在一起制作新型的麥胚產品,如麥胚醬油、麥胚豆腐、麥胚大豆粉以及小麥胚豆奶等;也可用來制作麥胚嬰兒食品或者老年食品包括麥胚米粉和麥胚鈣片,或者制作麥胚休閑方便食品,如小麥胚速溶泡騰片、小麥胚能量棒、麥胚咀嚼片等;還用來制作強化型麥胚糊系列產品,或者將小麥胚粉添加到湯料中替代淀粉、小麥粉等粉料。國外已經開始往番茄醬、馬鈴薯粉內添加麥胚粉來作為增稠料,日本和東南亞地區也已成功地采用麥胚替代大米或大豆來作為發酵基質,開發出了一些發酵食品,如日本豆醬和日本米曲等[17]。
1.4小麥胚抗氧化性的研究
小麥胚除了含有較高的優質蛋白質以外,還含有谷胱甘肽、二十八碳醇、黃酮類化合物、麥胚凝集素、維生素E、鎂、泛酸、磷、硫胺素等多種功能物質,是一種難得的天然保健食品資源,已被證實具有抗氧化、抗衰老、抗疲勞等活性,國內外研究者已經圍繞小麥胚的抗氧化性進行了大量研究。Zhu等[18]研究了不同脫脂條件下小麥胚的抗氧化活性,研究結果表明,用70%的乙醇脫脂的麥胚具有最好的DPPH自由基清除能力,而100%乙醇脫脂的麥胚具有最高的還原力和ABTS自由基清除活性。利用小麥胚中蛋白質的降解物制備抗氧化肽是目前國內外研究的熱點。Cheng等[19]研究了小麥胚蛋白水解物的體外抗氧化作用,研究結果表明,1.20g/L的小麥胚蛋白水解物,在亞油酸體系中顯示出78.75%的抑制脂質過氧化物的能力,0.6g/L的水解物對超氧自由基的清除率為75.40%,0.50g/L的水解物顯示出63.35%的清除亞鐵離子的能力。鵬等[20]利用堿性蛋白酶酶解小麥胚粕制備了抗氧化肽,實驗表明,在料水比1∶12.3,加酶量0.8%,酶解時間2.1h的條件下,制備的抗氧化肽的DPPH自由基清除率達到49.78%,水解度為22%,水解液中肽質量分數為1.9%。
2小麥胚開發過程中存在的問題分析
雖然小麥胚具有較高的營養價值,但目前高附加值的利用卻非常低,原因在于小麥胚開發利用中還存在著許多需要解決的現實問題。
2.1小麥胚的不穩定性
由于小麥胚脂肪含量較高,并且富含活性較高的脂肪酶和脂肪氧化酶,以及附著的微生物,導致小麥胚極不穩定。這就要求面粉廠應配備具有一定處理規模的穩定化設備。但實際生產中,穩定化設備多存在成本高、能耗高、效率低的缺點。目前的穩定化方式的原理均是降低酶活或者水分,以延長小麥胚儲藏期,雖然在一定程度上延長了保質期,但都對小麥胚的營養成分產生一定的負面影響[21]。穩定性問題嚴重制約了小麥胚的開發利用。因此,對小麥胚進行穩定化處理的研究,延長保鮮期,對于小麥胚的深加工、高附加值產品的開發是十分必要的。
2.2產品開發過程中無法形成規模效益
我國小麥胚資源的潛藏量雖然豐富,但原料分布不均勻、質量參差不齊,且許多小麥粉廠受限于設備配置不齊全、提取工藝不成熟和相關研究匾乏,使得小麥胚在產量、提取率和純度方面與國外相比較低,難以形成規模效益。另外,提取后的小麥胚如麥胚油在開發利用過程中,設備投入成本較高,出油率低,并且沒有成熟的技術用于工業化生產,雖然超臨界CO2出油率較高,但處理量較小,導致小麥胚油很難大量的生產。麥胚產品由于其自身口感和品質特性的限制,直接以脫脂麥胚分離蛋白作為一種食品功能配料還有些不盡如人意的地方,而且蛋白質的功能性質還有待改善,如何將優質蛋白質從脫脂麥胚中分離,從而獲得高純度天然蛋白質仍是探索的重點。
2.3抗氧化機制的研究不夠深入
抗氧化肽是小麥胚利用研究的熱點,但是其分離純化方法還存在較多的局限性,目前,測定抗氧化能力多為體外的化學評價研究,而體內(動物模型)抗氧化能力的研究較少;抗氧化肽雖然對多種疾病顯示出了一定的預防和治療作用,但其抗氧化機制還有待深入研究,如何從小麥胚中提取具有更高活性的天然抗氧化肽,以及闡明這些抗氧化肽的作用機制成為了目前亟待研究解決的問題。
3小麥胚開發應用前景展望
我國是糧食大國,小麥胚的潛藏量相當豐富,小麥胚作為一種具有較高營養價值的食品原料,理應有廣闊的市場前景,縱觀國內外小麥胚開發研究的現狀,制約其發展前景的關鍵就在于怎么解決這些開發利用中的問題,而這也成為麥胚繼續開發研究的方向。在麥胚的穩定化方面,通過研究尋找既方便又經濟且對麥胚營養成分和功能性質破壞小的穩定化條件,延長麥胚的保鮮期仍然是麥胚研究的重點;通過改進技術和改良生產設備,如何在不損害油品質量的情況下,盡量多的提取麥胚油將是麥胚油生產利用的主要方向;如何通過某種改性或者多種改性方法相結合進一步改善麥胚的功能性質,生產改性麥胚,可作為麥胚研究的一個新的重要方向;麥胚整體作為配料在食品中主要應用于焙烤及面食制品,拓寬麥胚的應用載體范圍,并對改性麥胚在其應用上進行深入的研究,將會對推進小麥胚的基礎研究以及產業化發展具有重要作用。總之,通過合適的加工方法、合理的生產工藝,延長麥胚的保鮮期,改善麥胚的功能性質和營養品質,拓寬麥胚的應用渠道,積極地開展麥胚應用研究,充分發揮這一可再生副產物的經濟價值,將對推動我國農業和食品工業發展具有十分重要的意義。
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1.1菌株誘變對GOD生產菌株的誘變通常采用紫外誘變和化學誘變劑誘變等方法。紫外線照射通過改變菌體DNA從而引起菌體的突變。李筱瑜等人將黑曲霉菌株P-9采用紫外線進行誘變,得到突變菌株U-69產酶酶活是出發菌株P-9的2.5倍。化學誘變是用化學誘變劑處理菌種,以誘發遺傳物質的突變。化學誘變相比于紫外誘變更具定向性,化學誘變劑不同,作用的菌株、細胞及基因不同,誘變的效果也會存在差異。常用的化學誘變劑有甲基磺酸乙酯(EMS)和硫酸二乙酯(DES)等。選擇單獨一種誘變方法,也可以幾種方法復合使用,篩選出其中的正突變菌株,提高原始菌株產酶能力。
1.2微生物產GOD的主要影響因素通過篩選得到高產GOD的天然菌株或者通過誘變育種獲得高產的突變菌株,同時適宜菌株生長的培養條件及合適的培養基組成也是高效生產微生物GOD的關鍵因素。發酵條件的優化能進一步提高菌株的產酶活力。文獻中適宜微生物產GOD的條件見表2。從表2可以看出,不同的菌種對碳源有顯著的選擇性。一般生產中選擇葡萄糖作為產GOD菌株的碳源,Hatziuikolaou等報道,葡萄糖是GOD最主要的誘導物,另有一些霉菌在以蔗糖、糖漿、甘露糖、果糖等作為碳源時也能產生GOD。研究表明,初始碳源濃度為8%左右時適宜GOD的合成。濃度降低,菌體生長緩慢,使產酶下降;而濃度繼續增大,由于其分解代謝物大量生成形成阻遏作用,產酶水平也會降低。而在氮源的選擇上,有研究表明,硝酸鹽比蛋白胨等有機氮源對產酶的促進效果更好。郭曉賢等的研究結果表明,將硝酸鹽和蛋白胨復配作為復合氮源相比于單一氮源更有利于GOD的生成。
培養基初始pH對酶活力有很大的影響,pH值的選擇在GOD的生產中是一個關鍵的因素。GOD在pH56之間活力較高,在接近5.5時酶活力最高;pH值低于4.5,或超過6.5時酶活均有顯著下降趨勢。GOD在強酸強堿環境中活力容易降低的原因可能是由于酶蛋白活性中心氨基酸殘基隨著pH值的變化而發生了改變,使得酶蛋白結構發生變化而喪失活性。在現實環境下,最適pH值不一定是一個固定值,隨著底物、緩沖液的不同而相應地發生變化。一般來說葡萄糖氧化酶在pH56時有較好的穩定性。在微生物的生長和GOD的合成過程中,溫度影響很大,一般認為30℃31℃為黑曲霉的最適發酵溫度。在發酵培養前期將溫度控制在略高于30℃,使菌絲體生長旺盛,之后溫度降至30℃31℃培養,產酶量將有很大程度的增長,因為產酶需要相對較低的溫度。青霉菌生產GOD的適宜溫度比黑曲霉略低,一般在26℃29℃。
產酶活性最初隨時間的增加而增大,達到最大值后隨時間的增加而逐步降低。因為初始階段微生物生長迅速,處于對數生長期,產酶逐漸增加。隨著微生物繼續生長繁殖,代謝產物逐漸增多,尤其是酸的大量生成使pH值迅速下降,不利于產酶。不同菌種生長周期不同,因此根據不同的菌種選擇合適的發酵時間有利于GOD的生產。在菌株培養產酶的過程中,只有當溶氧滿足菌體的需求時,菌體才能正常的生長及產酶。當達到一定轉速,溶氧量已經可滿足菌體生長和產酶的需求時,酶活不會出現明顯增加的現象。在實驗室發酵試驗中,攪拌轉速一般選擇在200r/min左右。在GOD的合成過程中,低濃度的鈣離子對GOD的產生有促進作用,當超過一定濃度之后反而抑制產酶。經試驗發現,以35g/L的濃度添加CaCO3對產酶的促進作用最明顯,而Mg2+、Fe2+在GOD的合成過程中起到抑制作用。
2利用基因重組技術獲得GOD
工業化生產中常用黑曲霉或青霉發酵來獲得GOD,但黑曲霉和青霉菌發酵過程中常會伴隨產生過氧化氫酶、淀粉酶等其他雜蛋白,給后期的分離純化工作帶來困難,使用基因工程菌重組表達葡萄糖氧化酶基因有利于解決這一問題。將GOD的基因進行克隆,連接相應的表達載體后轉化基因工程菌株,通過誘導表達GOD基因來獲取大量的GOD蛋白。由于基因工程菌株分泌到基質中的其本身內源蛋白量很少,基質中主要是基因工程菌株分泌到胞外的外源目的蛋白,因此能簡化后期的蛋白純化操作。目前國外主要用基因克隆、表達來提高菌株的產酶活力,在這一領域研究已經比較深入。WhittingtonH成功地將青霉菌的GOD基因導入到釀酒酵母中,獲得了具有生物活性的GOD;Szynol實現了GOD基因在大腸桿菌中的表達;SilviaCrognale將一株青霉的GOD基因成功導入到畢赤酵母中,發酵培養酶活達到50U/mL;國內在這一方面的研究也取得了一定的進展。母敬郁等采用瑞氏木霉表達了黑曲霉來源的GOD基因,經過對重組后的瑞氏木霉進行誘變篩選,突變株的GOD發酵液酶活達到25U/mL。目前已有多種外源基因表達系統被開發出來,如大腸桿菌表達系統、酵母表達系統等。大腸桿菌表達系統雖然發展較為成熟,操作簡單、周期短、產量高,但其表達產物無翻譯后的修飾與加工過程,不能對蛋白質進行翻譯。酵母繁殖速度快、易于培養、基因工程操作簡便,并能夠對目的蛋白進行翻譯后加工與修飾,越來越廣泛地用作外源基因表達的宿主菌株。常用的酵母表達系統主要有釀酒酵母(Sac-charomycesceresiviae)和巴斯德畢赤酵母(Pichiapasloris)表達系統。釀酒酵母表達系統由于存在表達產物產量低、分泌效果差,不適合高密度發酵等缺點在實際應用中有一定的局限性。巴斯德畢赤酵母表達系統外源基因表達量高且穩定、培養成本低,且適合于高密度發酵,便于實現工業化生產。同時分泌到細胞外的自身蛋白量少,有利于外源蛋白后期的分離純化,因此被廣泛地應用于外源基因的表達。
關鍵詞:食品工業 近紅外光譜 食品檢測
長久以來,人們都渴望有一種分析方法,可以方便快捷的方法快速檢測出原料、中間產物以及成品的質量。隨著科學技術的進步,20世紀80年代近紅外光譜技術作為譜分析技術的一種,迅速發展起來并引起人們的重視。近紅外光譜分析技術采取間接的分析方法,結合了光譜測量技術、化學計量學技術以及基礎測量技術三者,能夠快速、高效的對樣品進行分析得出較為準確的結果。
1.近紅外光譜分析的原理
ASTM是指波長在780~2526nm之間的電磁波,波數范圍在12820~3959cm-1.之間。近紅外光譜區的吸收是因為分子振動的倍頻以及合頻吸收的存在,但是只有當分子中的基頻振動的頻率達到2000/cm,它的倍頻吸收才會到達近紅外譜區。當其處于近紅外光譜的范圍時,研究主要包含C=C、C=O、S-H、C-H、N-H、O-H基團振動的合頻或者倍頻吸收[1]。研究表明,不同分子之間具有表示其特征結構的獨特振動頻率,即特定的紅外吸收光譜,這個是紅外光譜進行定性分析的基礎。相比于中紅外光譜,近紅外光譜帶較寬而且強度較小,這是樣品可不直接稀釋便可在近紅外光譜中進行測定的原因。
2.消除噪聲和其他干擾信息
進行光譜預處理主要是為了去除干擾信息和突出有用的信息。近紅外光譜的信號不僅受樣品的大小、密度、形狀以及化學成分的影響,基線漂移和溫度這些條件也會影響到光譜的吸收。所以必須采取相應的化學計量學方法把近紅外光譜中的干 擾信息和無用信息去除[2]。近紅外光譜測定的信息攜帶了許多關于樣品的信息,要想發現有用的信息,必須注意到樣品中光譜的微小差別,盡可能提取有用的信息。
近紅外的干擾因素主要有基線漂移、高頻隨機噪聲、樣品的不均勻化等引起的光散射等等,可以采用平滑處理以及基線校正的方法實現相應的消除。一般常將光譜信號中的大方差信號作為有用的分析信號,而小方差信號則被認為是隨機誤差或者儀器的噪聲導致的。Savitzk與Golay建立的多項式平滑方法,即卷積平滑,以最小二乘法為原理,保留了分析信號中有用的信息,進而消除隨機噪聲。光譜圖的漂移常常是由于儀器和樣品背景等造成的,會給模型校正的質量和樣品檢測帶來一定的影響。用一階導數和二階導數可以進行基線校正,前者常用于校正基線偏移,后者用于校正基線漂移。在多元線性回歸中,常需對樣品的吸收譜區進行一定的選擇。若采用主成分回歸以及最小二乘等因子分析技術時,不需要對波長范圍進行選擇。
3.在食品安全中的應用
3.1鑒別食品產地及種類
要想食品安全得到保障,首先要檢測判斷出食品的產地和種類。Cozzolino和 Murray 教授用主成分分析法分析了不同動物來源的肉,如豬肉、牛肉、羊肉以及鴨肉,據統計它的準確性達到了80%.Reid等食品專家則采取了NIR結合線性判別技術以及PLS來測定不同品種的蘋果汁,準確率高達100%。在中國,相關專家對楊梅以及蘋果汁進行了聚類分析,然后以人工神經網絡技術測定,準確率分別為95%以及100%[3]。
3.2食品摻雜鑒別
食品種類較多,成分也較復雜,目前能夠摻雜到食品中的物質很多,且其外觀、物理和化學性質又較為接近,用一般的化學方法較難鑒別出真假。如何快速鑒別出食品是否摻雜其他物質是整個食品市場的重要研究課題之一。最近的研究表明,近紅外光譜能夠成功的檢測出奶粉、蜂蜜以及橄欖油,就連酒精飲料也能夠較快的檢測出,其準確率高達95%[4]。國內陳全勝等專家用近紅外光譜分析技術結合支持向量機模式識別鑒別碧螺春真假,準確率達到 84.44 %[5]。
跟傳統的分析手段相比,近紅外光譜分析技術能夠在幾分鐘甚至幾秒鐘內測出樣品的濃度及性質數據,對樣品造成的破壞較小且無污染形成。
參考文獻:
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【文章摘要】
以咸陽食品工業優化升級為現實需求,進行基于科技創新資源整合的咸陽食品工業優化升級的研究,對全市食品工業發展現狀及趨勢進行調研,準確把握咸陽科技創新資源整合的基本狀況和影響因素,探討有機整合、合理配置科技創新資源的有效路徑,針對咸陽食品工業發展存在的主要問題,提出構建咸陽食品工業優化升級模式的具有可操作性的系統方案,為實現咸陽食品工業優化升級和可持續發展提供有益的思路和政策參考。
【關鍵詞】
科技創新;資源整合;優化升級
食品工業是國民經濟的重要支柱產業 , 其包括農副食品制造業、食品加工業、飲料業和煙草加工業等,是我國國民經濟的支柱產業和保障民生的基礎產業。也是消費品工業中為國家提供積累最多 ,吸納城鄉勞動就業人員最多 ,與農業依存度最大 ,與其它行業關聯度最強的一個工業。
當前,咸陽正處于工業化、城鎮化發展的關鍵時期,也是搶抓國家深入推進西部大開發和建設關中—天水經濟區戰略機遇,推進西安(咸陽)國際化大都市建設,全面建設小康社會的關鍵時期,加快推進產業優化升級是富民強市的必由之路。作為咸陽的傳統支柱產業,市委、市政府充分重視發展食品工業的戰略意義,咸陽市國民經濟和社會發展“十二五”規劃中明確提出,要大力促進食品工業結構調整和產業升級,加快發展農產品精深加工,打造陜西食品工業基地。
1 食品工業現狀
近年來,咸陽市食品工業總產值以年均遞增10%以上的速度持續快速發展。目前已發展成為門類比較齊全,既能滿足消費者多種需求、又具有一定競爭能力的產業。作為咸陽市傳統支柱產業食品工業,當前正處于戰略機遇期,既面臨繼續保持快速發展的重大機遇,也面臨加快轉變發展方式、保證食品安全等重大挑戰和壓力。從總體上說,食品工業已成為全市國民經濟的重要組成部分,取得了較大成就,發展速度逐年加快。2011年,全市工業支柱產業共完成總產值1632.3億元,比上年增長32.3%,其中食品工業實現產值236.8億元,增速為37%,分別位居支柱產業的第三位和第二位,并涌現了一批在省內外影響較大的食品企業,有力地推動了全市產業經濟的發展。
2 食品工業發展中面臨的問題與挑戰
2.1 產業結構不盡合理
從行業結構上看, 加工方式粗放、精深加工少、產品附加值,特殊人群食用的食品發展不夠;從產品結構看產品品種花色少、 檔次低、 包裝差, 產品更新換代慢, 產品結構不能完全適應市場需求變化。
2.2 食品企業總體規模小, 生產聚集度低,產業鏈條短
咸陽市食品工業中中小型企業比重較大,處于食品行業中的主導地位,在總體的經濟發展中,很難形成規模經濟,缺乏明星企業。
2.3 食品工業技術相對薄弱,科技項目研發匱乏
咸陽市食品科技力量整體基礎薄弱。從事食品工業的科技人員數量只占咸陽市總科技人員的9%, 且都集中在食品加工業和食品制造業。
2.4 食品安全檢測體系有待完善
現有的檢測人員大多專業知識和技術水平較低,因此,食品安全檢測水平偏低,部分監管機構尤其是基層的檢驗設備,裝備落后監管技術力量薄弱。
3 促進食品工業優化升級對策建議
3.1 以市場為導向,優化產品結構
對全市的食品企業進行市場調研,根據消費者的不同需求,運用先進技術,先進設備,提高品質,開發新規格新花色新包裝的系列食品加工業。并且利用咸陽市果品業,畜牧業等農牧產品的優勢,樹立整合產業資源的新理念,推進農村土地的合法、自愿、有償流轉,逐步實現規模化、企業化種植、養殖。最后,優先發展基礎原料。充分利用農、林、牧、漁業提供的原料,擴大加工的深度和廣度,實現產品品種系統化、專用化。
3.2 加大科技創新、資源整合力度
我省具有顯著的科技創新資源優勢,隨著西部大開發戰略及《關中—天水經濟區發展規劃》的深入推進實施、西咸新區發展步伐的加快以及2011年5月陜西省委、省政府《關于加快關中統籌科技資源改革,率先構建創新型區域的決定》的出臺,這對科技創新迎來了巨大的戰略機遇,政策及區位優勢日益顯著,為咸陽加快統籌科技資源改革,構建具有核心競爭力的創新型區域,在更高平臺、更大空間聚集整合科技創新資源,提高科技創新活動水平,增創新的產業發展優勢提供了更加有利的條件。科技創新資源是食品工業優化升級的直接動力,是其增長方式轉變的決定因素。沒有科技創新資源,食品工業發展只能依靠相對充足的原料、廉價的勞動力及資本的追加投入來維持低效率的產出,難以為市場提供安全放心、營養健康、種類繁多的產品。
3.3 建立和完善食品安全監督體系
首先, 應該加強食品安全和環境意識,嚴格執行 《產品質量法》、《食品衛生法》等法律法規,督促企業建立健全質量保證體系, 嚴把產品質量關。 進一步完善食品質量、衛生標準體系,選擇合適的食品質量安全監管的模式和措施,建立一套完整的農產品從生產、加工、貯藏到消費全過程的質量安全控制。
3.4 加強政府扶持力度,建立產業鏈聯盟,促進資源整合
產業鏈聯盟的目標是打造有競爭力的產業鏈,創新產品在市場中的競爭力, 產業鏈聯盟加強了企業間的信任,促進了技術和信息的交流,從而促進創新產品形成完整的產業鏈,產業鏈聯盟是產業協調發展的保障,產業鏈聯盟使產業鏈各個環節聯合起來,實現資源的相互配合、相互滿足,各自的發展才有保障。
食品工業是咸陽的傳統支柱產業,當前正處于戰略機遇期,既面臨繼續保持快速發展的重大機遇,也面臨加快轉變發展方式、保證食品安全等重大挑戰和壓力。作為咸陽市傳統產業之一,發展咸陽食品工業有著其絕對的資源優勢,但也存在其規模和科技方面的問題。因此,咸陽食品工業今后的發展應該加大科技創新力度,促進現有資源有效整合,提升食品行業的規模經濟,打造咸陽名牌企業,走一條適合咸陽自身特色的食品工業化道路,進而帶動咸陽市經濟的發展。
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關鍵詞:DCF折現模型;估值定價;可比分析法;市盈率;價值乘數
一、研究目標及意義
對于定價的研究,國內外的各個行業都有很多成功的案例和經驗,但只可以參考借鑒,不可以復制照搬。在學習借鑒的基礎上,需要根據企業本身的特點結合實際的內部外部環境靈活運用,得出冷凍食品行業的定價估值區間及經驗。
二、估值定價原則
用估值模型對股票的內在價值進行預估,并認為股票的市場價格應是圍繞著其內在價值進行上下浮動。而企業通常有兩個價值,一個是立即解散的價值,一個是持續經營的價值,即假設企業在可預見的未來會維持商業活動,在相關經濟期內實現資產價值最大化的價值。本文所提及的價值就是持續經營價值。
三、冷凍食品加工行業分析
隨著中國食品工業生產快速增長,產業結構不斷優化,品種檔次更加豐富,每年增速較高。隨著中國城鎮化率的不斷提高,人均食品購買能力及支出逐年提高,中國食品的需求量實現了快速增長。
食品加工和包裝機械制造業是為食品工業提供技術裝備的重要產業,近年來,隨著勞動力以及能源等生產要素價格的上升,食品加工行業企業的生產成本也在不斷攀升。而且,出生率的下降,也使得我國的人口紅利在逐漸消失,“劉易斯拐點”的來臨,預示著食品加工領域向半自動化、自動化生產是一個不可逆轉的大趨勢。未來工業生產都將是高度自動化甚至是智能化的生產模式。
1.市場概況
國內對高檔牛肉需求日趨增長,目前主要依賴日、美非正常入關解決。但日、美等地高檔牛肉難以正關進入中國,在法律懲罰的高壓下,日、美走私牛肉已經無法重回鼎盛。當日、美走私牛肉退出中國市場以后,將留下100多億美元的市場空白。
從上圖可看到,中國經濟增長帶動了食物供應的增長,已經顯著跟上了西方國家如美國、澳大利亞的供應。對肉類的增長呈現出了持續的趨勢,尤其是對于有大型生產設備的企業。近年來,中國肉類產品的價格呈持續上升的趨勢,除了通貨膨脹的原因,也由于國民生活素質逐步提高,牛肉、羊肉等產品增加了對豬肉的替代性,人們飲食習慣開始改變等造成。隨著人們對健康飲食要求的逐漸提高,牛羊肉需求快速增長,據了解,中國牛羊肉產業還停留在初級發展階段,面臨著大而不強,資源分散,產業化、規模化程度低等問題。近兩年,中國牛羊肉消費市場每年缺口約為200萬噸。
中國是牛羊肉生產大國,羊肉產量居世界第一位,牛肉產量僅次于美國和巴西,居世界第三位。隨著中國居民消費水平的提高,特別是城鎮局部肉類消費結構的變化,中國牛羊肉消費量大幅提升,在肉類消費總量中的比重逐年增加。牛羊肉產業有著巨大的市場空間。但另一方面,中國牛羊肉產業還停留在初級發展階段,面臨著大而不強,資源分散,產業化、規模化程度低,走私進口牛羊肉泛濫,市場秩序不規范等現實問題。隨著國際市場的逐步開放,中國牛羊肉產業面臨著巨大的競爭壓力,關鍵在于依靠肉牛業科技進步,用高新技術改造傳統肉牛業,提高產品的質量和效益,推動肉牛產業化的發展,全面提升肉牛業的國際競爭力。
四、估值
1.貼現現金流法
視股票的內在價值為預期未來現金流的現值,作為估值定價的基礎。通過與其未來通過目標上市公司而能獲取的收益或回報,產生未來現金流,以及綜合貨幣的時間價值因素進行折現。對于擬上市公司而言,則需把現金流看作隨機變量,對預期的現金流折現,并以一定折現率進行折算,而獲得各預期現金流的現值之而得出上市公司的的價值。貼現現金流的計算公式如下:
其中:
V0-資產在現時的內在價值,即通過折現后的對企業價值的估值。
CFt-在t時點的預期現金流,即預測的企業未來現金流。
r-折現率或要求回報率,本文中,r通過計算企業的加權平均資本成本獲得。
(1)加權平均資金成本
加權平均資本成本是根據股東權益、負債各自占總資本的比率,再分別乘以各自對應的資本成本。其計算公式如下:
WACC=(wd)[kd(1-t)]+wpskps+wceks
其中:
w為每項資本所占總資本的比率,wce為普通股所占的比率,wd為債務資本所占的比率,通常用市場價值來計算此資本比率。而資本結構的選擇一般選擇價值計量的目標的資本結構[根據可比公司杠桿比率數據,該值(D/A)為:6.22%]。
t為企業適用的稅率。
kd債務資本成本,債務資本成本在財務報表上表現為付息債務,主要包括銀行借款和發行債券。借款需要區分長期和短期,約定的利息支出就是借款的資本成本;而債券的資本成本是它的到期收益率。
ks股權資本成本,股權資本成本就是進行權益籌資的成本,可以通過CAPM模型求出作為計算的要求回報率。
(2)資本資產定價模型(CAPM)
r=RFR+(Rmkt-RFR)
Rmkt-市場組合的預期收益率,
RFR-無風險收益率,
-證券的Beta系數,即一種證券或一個投資組合相對總體市場的波動性的指標,(Rmkt-RFR)為股票市場溢價。對于擬上市IPO的公司而言,當求的時候,可參考同行業類似企業的平均beta值,進行去杠桿,得到可比公司的無杠桿beta值:
假設可比公司等于擬估值公司的無杠桿beta值,再利用該無杠桿beta值乘以擬上市公司對應的杠桿,得出擬上市公司的預測:
通過上述方法計算出公司的加權平均資本成本之后,即可對不同時期的預期現金流通過加權平均資本成本進行折現到0時刻的資產價值。
*根據彭博數據來源,通過對冷凍行業的幾間代表企業的beta值進行去杠桿,可得冷凍生產企業的平均無杠桿0.81,市場風險溢價為:10.41%
(3)折現的現金流
一般來說,預測的未來現金流包括股利、或企業自由現金流(FCFF)、股權自由現金流(FCFE):
①股利折現模型,是由持股期內的現金分紅和持有末期賣出的預期價格構成的現金流量總和。企業的股利政策是選擇固定股利支付率政策、剩余股利政策、固定增長股利政策還是低正常股利加額外股利政策直接影響權益價值。股利政策的不同衍生出的股息貼現模型可以分為:零增長模型、不變增長模型、Gordon增長模型、二階段股利增長模型、三階段股利增長模型和多元增長模型等形式。
②企業自由現金流,即企業經營獲得的現金流減去資本支出的現金流,是企業維持經營所必須的現金流,即債權人和股東在不對企業造成經濟損害的前提下可以支取的部分經營活動現金流,從概念上講,股權的價值等于預期未來自由現金流的現值減去未償債務的市場價值。折現時使用的折現率反映了與現金流相關的風險水平。其中:企業自由現金流=扣除調整稅后的凈經營利潤(NOPLAT)+折舊及攤銷-營運資本增加-資本支出+長期經營性負債的增加-長期經營性資產的增加
若假定公司自由現金流終值采用Gordon永續增長模型,此時:
③股權自由現金流量,是指公司可以最大化的能自由分配給股權資本提供者的現金流量總和。
其中,股權自由現金流FCFE=凈利潤+折舊-運營資本增加額-固定資本投資-債務本金償還額+新發行債務=運營現金流-固定資本投資+凈借貸
r為股權資本成本,一般由CAPM模型求得。
2.相對估值法
相對估值法,即利用公司的價值或者公司價格乘數,與公司在同行業同質的公司、行業標桿企業、或行業一籃子公司的市場價值和價格進行比較,以獲得估值基礎,通過對可比較公司的首次發行定價和在二級市場上的價格表現,根據發行公司自有的特質進行調整,從而估算出上市公司的股價,從而達到對公司進行估值定價的目的。
乘數一般包括:
(1)市盈率
市盈率是最為常用的價格乘數,市盈率=每股價格/每股收益,市盈率在所有應用于市場估值的價格乘數中位列第一。通常會以公司的實際或預期收益乘以基準乘數估計股票的價值。根據市盈率指標進行估值時,首先應計算出發行人的每股收益,然后根據二級市場同行業的同質企業或者一籃子同質公司的平均市盈率,發行人的行業情況,發行人的經營情況,發行人自身的企業發展特點以及成長性等擬定估計的市盈率,最后按以下公司計算出股票定價:股票價格=每股收益*發行市盈率。
*根據彭博數據來源統計可得,該冷凍食品加工行業代表企業的平均預測P/E值為:2016年:16.6x,2017年:14.4x。
(2)EV/EBITDA,MVIC/EBITDA
EV/EBITDA是最常用的企業價值乘數,企業價值乘數的優點是對財務杠桿影響不敏感。EBITDA是債務和股權的現金流,企業價值是企業總價值(包括債務、普通股股權和優先股股權的市場價值)減去現金和短期投資的價值,因此這是對企業整體而非普通股的估值指標,但可以用可比企業的價值乘數進行比較從而推到普通股估值。即使當每股收益為負,市盈率無法用于比較時,仍然可以用價值乘數進行比較。該乘數適用于資本密集型企業。估值過程一般是先確認一組上市公司,算出可比公司相關的價格乘數,對乘數進行調整,使橫豎反映目標公司相對于上市公司的相對風險和增長前景。
企業價值=企業普通股市場價值+優先股市場價值+債務的市場價值-現金和短期投資
其中,債務的市場價值數據一般比較難得到,因而若無法獲取其市場價值,則可用其賬面價值代替。
*根據彭博數據來源統計可得,該冷凍食品加工行業代表企業的平均預測EV/EBITDA值為:2016年:10.1x,2017年:11.0x。
五、總結
本文以冷凍食品加工行業作為案例,使用定性分析、定量計算的方法,對冷凍食品制造行業的宏觀經濟環境進行評測;并運用估值定價的理論,闡述了對該行業企業進行估值的一般方法,并通過可比企業的數據參照,聯合可比公司進行相對估值法的估值,為冷凍食品加工行業企業的估值提供了可取的方法及截至目前可采納的行業數據,更便于投資者進行估值。
價值評估不但是評估公司的內在價值的工具,而是以此提供一條發現價值驅動因素的軸線,并從而探索公司的價值管理。
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從國家統計局公示數據獲悉,僅2015年第一季度,全國規模以上食品工業企業的主營業務收入累計額達23004.4億元,同比增長超過5個百分點;利潤額為1460億元,同比增長超過8個百分點;稅金總額755.4億元,同比增長超過9個百分點。食品業作為國民經濟、國家財政的主要收入來源,是國民生存的基本物質保障,是經濟體系中的重要產業。食品企業的治理結構隨著現代企業制度的深化改革不斷變化和壯大,不過,隨之而來的難題也不少,比如說食品企業間的品牌競爭、產品質量、加工技術、管理手段等各方面的激烈競爭,導致的財務風險系數與日俱增。一般情況下,財務風險只發生在負債企業,其表現形式包括兩種,其一收支性財務風險,主要是企業虧損經營,所獲得的盈余利潤不能按期歸還債務利息形成的風險。其二為現金支付風險,主要是企業所持現金的凈流量不足以支付債務所形成的風險。企業應對財務風險的能力是由企業的籌資水平與經營業務盈利水平決定的。那么,對于具有特殊經營特征的食品加工企業來說,主要面臨的財務風險表現為以下形式:首先,存貨風險。如何確定最優庫存量是食品加工業的決策難題之一,存貨的多少直接影響到企業的正常高效運營,過大的庫存量,不僅會影響到食品的保質期和安全食用,也會造成食品的供應過剩,占用企業的資金和資產,受季節和行情變化,資金風險、價格風險及質量風險都非常大;存貨量不足,則不僅會影響到原材料的正常供應,不利于生產的連續性,同時也會影響產品銷售供應鏈的正常運轉和企業的盈利能力。其次,籌資風險,主要是企業為了自身加工生產、銷售業務、規模擴大等業務需要而對外籌集資金帶來的不確定性。一方面是資金籌集難度大,其表現為企業自身資金籌集渠道有限,籌集資金的高成本以及企業由于籌資結構的失衡影響二次籌資;另一方面是籌資環境復雜。其表現為金融資產的波動帶來的利率風險,幣值的變動影響資金的購買力波動,外匯變動影響食品加工企業的外匯儲備等。最后,現金流風險,主要體現在兩方面,一方面是企業的支付風險,另一方面是企業的償債風險。前者是由于食品加工企業現金短缺和不足以及自有資產不能及時變現,資金流動性弱導致企業的支付能力下降的風險;后者是由于食品加工企業經營成果不足以償付債務的風險。
二、分析形成食品加工行業財務風險的主要因素
(一)食品加工業所處的復雜外部環境因素企業內部財務活動的管理所處復雜多變的宏觀環境是形成食品加工企業財務風險的重要因素,比如我國金融市場尚處發展階段,中小食品企業的籌資渠道較少,社會信用的缺失導致應收賬款無法收回,經濟環境的變化會影響食品的銷售價格及盈利水平等。
(二)食品加工企業內在的經營因素
1.食品加工企業盈利水平偏低。
我國大部分食品加工企業仍處于成長階段的初級水平,沒有過硬的管理水平和技術水平來支撐企業產、供、銷運營鏈,企業運營能力一般,經營業務盈利水平普遍偏低,所實現的盈余財務成果不能滿足企業的資金需求。
2.食品加工企業短期償付債務水平不高。
食品加工企業償還債務時,一般較少是通過保留大量的閑余資金來直接付清債務,另外通過回收應收賬款的方法也是有難度的,所以一種常用的方式就是銷售食品存貨以獲取現金來償付債務。存貨是一種流動資產,但是大量短期銷售難度也非常大,受供求關系、自然環境、消費者消費心理、同類產品競爭等的深刻影響,導致存貨變現周期加長、現金流量緩慢,加之企業的長短期投資比例不協調等使得食品加工企業的短期償付債務水平不高。
3.食物加工企業應對財務風險水平偏低。
首先,財務風險觀念淺薄,在企業沒有形成“重財務風險人人把關,控財務風險人人有責”的風險監督觀念;其次,企業沒有形成規范、完善的財務風險管理機制和財務風險預警體系,對風險的事前預防、事中監控以及事后化解工作不到位;最后,財務決策失誤在,這主要是企業缺少一個能夠掌握正確的信息,把握經濟發展趨勢的優秀決策團隊。
三、食品加工行業控制和化解財務風險的措施
(一)防范食品加工企業的財務戰略部署風險
當前市場環境復雜,食品行業競爭異常激烈,為防止財務風險,食品加工企業高層面臨的首要任務就是公司整體經營戰略的指引下,要科學、合理規劃企業的財務發展戰略。首先,在制定財務發展戰略時,要對多種方案做評估,選擇最優貫徹和執行;其次,在執行財務戰略決策方案時,相關領導和負責人應該密切關注外部宏觀環境和企業的內在環境,及時判斷、整合、運用相關信息,從而實現對企業財務戰略的全面監控和管理,樹立財務風險監督理念;最后,企業應當建立財務風險預警機制,制定財務風險的預防、解決方案。不難發現,當前經濟形勢嚴峻,某些食品零售巨頭與國際食品加工大亨紛紛破產或轉產,這就要求企業要審時度勢,做好穩健時期、蕭條時期的戰略部署規劃,同時財務發展戰略并非一成不變,需配合公司經營戰略進行合理調整。正如美國安利公司逆流而動的創世之舉。安利正是在危局中進行科學的戰略部署,當大部分的外資投資企業撤回資金時,安利卻逆流而上,“揮金如土”地加大了在我國的資金投入,為其贏得了可觀的市場份額和市場地位。
(二)多渠道開發資金籌集通道,理性選擇投資領域
食品加工企業要做強做大,克服資金瓶頸是關鍵,欲獲得充足的資金來源,企業要注重資金籌集通道的開發和資金供應客戶的關系維護。資金籌措方式有銀行貸款,信用卡融通資金,政府支持,股權轉讓,申請小額貸款擔保,供應商融資,合資企業戰略伙伴投資等。企業應該綜合考慮自身條件和外部環境因素,對每一種籌資方式成本進行評估再擇優決定。而對于所籌集資金,企業應當理性選擇投資對象,可以適當地選擇非農領域,做好投資組合評估,分散風險;同時應確定企業的長短期投資或者負債比例,確保企業能夠有足夠的資金按期償還即期貸款。
(三)編制現金流預算,強化營運資產管理
為了規避和防控現金流風險,企業應該從以下方面著手:首先,開展企業的現金流全面預算,編制現金流預算計劃,規范和完善企業現金的收支管理制度和程序,正確評估企業經營活動等所需的最佳現金儲備量;其次,妥善保管存貨,保證存貨的質量和安全,準確評估最佳存貨量,保證企業現金流和食品供應鏈的正常運轉;再者,及時回收應收賬款,爭取把握應收賬款的主動權,充分考察合作伙伴的信用情況及歷史交易拖欠款記錄,盡量減少與信用等級低的經銷商、客戶的賒銷合作;最后,規范企業的經營機制。食品加工企業是一個規模巨大的流動性作業系統,是一個完整的包含加工技術研究,采置原料,加工制造,銷售產品的生產線。任何一個環節都有伴隨著各類風險,只有遵循嚴密、規范的經營、管理機制,方可以防控和化解風險。
(四)增加食品加工技術研發經費,促進技術創新
與發達國家相比,我國食品企業尚處于起步階段,產品大多以粗加工為主,技術含量低,附加值不高,產品溢價能力明顯不足。為提升產品的競爭力,食品企業需加大科研投入,將產品的研發和市場調研放在公司經營管理的重要位置。同時充分利用國家稅收政策的優惠,加大食品企業的科研投入,有條件的食品企業盡可能提早同時,我國的食品加工企業應該積極幫扶原材料產地實現產品升級、技術革新、科學管理,爭取建設和發展企業內部的原料基地,降低采購風險,從品質的源頭進行有效的把控。質量、品牌的升級將大大提升我國食品企業在市場的話語權,進而提升食品企業盈利水平,進一步化解財務風險。
四、結束語