微生物行业研究报告范文
时间:2023-12-25 17:51:19
导语:如何才能写好一篇微生物行业研究报告,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:丙三醇;微生物;进展
丙三醇就是我们经常说的甘油,是多羟基醇的一种,广泛的用在化工以及树脂化工中,同时在药品、化妆品、烟、牙膏以及食品中也有普遍的使用。在最开始制造丙三醇主要使用油脂以及水解,在上世纪四十年代经济发达的国家已经使用化学合成的方式制造丙三醇,经济欠发达的地区依旧使用肥皂制造丙三醇,这两种制造方式生产的丙三醇占市场中丙三醇总量的百分之九十以上。不过伴随着国内洗涤剂的广泛推广,使用肥皂生产的丙三醇产量下降,在国内很长一段时间内出现丙三醇供不应求的现象,探索微生物制造丙三醇是一种必然的结果。使用微生物制造的丙三醇具有极高的安全性,类似于绿色物品,伴随着国内消费构造的改变能够预测到这类丙三醇在市场中的挑战优势很显著,并且在经济欠发达的国家提供微生物制造丙三醇的原料价格低廉,能够从酿酒酵母中抑或耐渗透压酵母中选择其一制造丙三醇,在热带海域干旱位置使用藻类制造丙三醇只需要借助二氧化碳以及阳光即可,因此在本世纪伴随着原始制造丙三醇原料的缺乏以及生物科技的前进,运用微生物方式制造丙三醇具有更加显著的优势。现在已经有很多使用微生物制造丙三醇的研究报告。不过微生物制造丙三醇的开发大多是在试验室内开展的,微生物制造丙三醇进入工业领域以及化学领域的商品挑战从探索的发展程度看,伴随着制造技术的提升,造价的减少以及商品品质的提升所以它的潜能是很大的,在国内首先出现的是发酵方式制造丙三醇。下文中讲述了从材料、制造体系、提取以及制造潜能这些方面对微生物制造丙三醇展开了详细的说明。
1 微生物丙三醇的生产
1.1 微生物丙三醇生产的原料
石油存储量的干涸,进而转变方式,从生物技术方面获取居民生存生活能源的关键方法。用于制造丙三醇的酵母以及细菌能够使用可再生的低价糖蜜和粗淀粉制造。主要在木薯干片、玉米以及木薯淀粉中提取粗淀粉,这些作物在国内种植量大。在国内南方区域内主要使用木薯干片发酵制作丙三醇,主要是因为这种作物需要花费的成本不高,只要把其碾碎,再浸泡,酶法水解再过滤就能够成为制作丙三醇的物料,经实验证实制糖效果不如木薯干片的成果好。在国内北方地区,可以使用种植量最多的玉米作为物料,在玉米淀粉中适当加入别的营养就能够生产出同样的丙三醇,所获取的经济以及社会利益效果是一样的。
除此之外,在沿海抑或干旱的区域内使用培养藻类制造丙三醇比较合适,藻类培养使用的制造原理海水以及二氧化碳大多不需要成本,藻类培养还能够一起制造出丙三醇、动物饲料以及胡萝卜素等。
1.2 微生物丙三醇的生产机制
1.2.1 化学转向酵母途径
化学转向酵母途径曾经一次大战中德国用于工业化生产 1000t/ 月丙三醇。其生产机理是在基本培养基下用酿酒酵母对蔗糖和葡萄糖等己糖进行厌氧酵解,通常其主要酵解产物为酒精, 如(1)、(2)式, 当把EMP途径中乙醛作为氢的受体, 用 Na2SO3固定或通过Cannizzaro 反应由碱使乙醛形成乙酸和乙醇, 于是EMP 途径中由己糖产生的其他丙糖就作为主要的氢受体还原为丙三醇, 化学计量反应式如下:
C6H12O6+Na2SO3+H2O——NaHCO3+CH3CHO·NaHSO3+C3H8O3 (1)
2C6H12O6+H2O+碱——2CO2+CH3COOH+C2H5OH+2C3H8O3(2)
在工业化得制作过程中对硫氧粉运用量是有约束的,如果使用太多的硫氧粉会使酵母变得有毒,所以丙三醇使用糖的转化率是百分之二十到百分之二十五,客观上来讲是百分之五十一。糖度达到百分之二十的时候添入碳酸钠,差不多百分之二十五的丙三醇能够转化。运用糖蜜当做底料时,使用蒸馏水、溶剂等以往的方式提炼丙三醇就不是很经济划算的,所以这种商品回收率以及转化率和产率太低是工业上放弃使用这种方式的根本原因。
1.2.2 耐渗透压环境的丙三醇合成
在高渗透压环境下丙三醇是丝状真菌、藻类、昆虫、甲壳动物、脊椎动物中主要的渗透压调节剂,这是生物体细胞内积累低相对分子质量溶质以适应高渗透压环境, 调节细胞内外渗透压平衡维持生命的自然选择结果。在渗透压允许的条件下丙三醇可以对细胞中的酶和生物大分子的结构进行较大程度的保护,而且丙三醇的溶解性和粘度几乎不随其浓度的增加而受影响。基于这种生物适应环境的生理机制, 筛选高产丙三醇的耐渗透压酵母和藻类可以进行丙三醇的生产。
1.3 微生物丙三醇的提取
在发酵液里面提取丙三醇包含:①分开发酵液里面的细胞;②分开得到的清液使用酸碱调节为中性,过滤掉不能够稀释的固体物质,处置完毕使用多功能的蒸发设施进行浓缩,同时能够消灭乙醛以及乙醇这类发挥物体,最终在真空蒸馏中提取压缩的丙三醇,使用活性炭去除里面的颜色,获得工业中使用的丙三醇。使用亚硫酸盐方式发酵制作丙三醇的过程中,先使用蒸馏压缩的丙三醇发酵液,并且消灭其中的乙醛以及乙醇等物质,在对压缩液体进行纯化,在提取丙三醇的过程中大约会损耗掉百分之五到百分之十,因此使用溶剂提炼丙三醇花费较多。使用耐渗透压方式提取丙三醇回收方式和亚硫酸盐的做法差不多,这里使用方慧英策划的介质蒸馏措施解决了丙三醇真空蒸馏时速度慢、杂质多的难题,蒸馏率能达到百分之九十五以上,这确保了制造工业使用丙三醇的供应。
2 结束语
在我国因洗涤剂的普遍使用油脂的皂化和水解生产丙三醇产量有限,10年前从国外引进的化学合成装置因生产成本过高而无法生产, 因此我国丙三醇缺额将长期存在, 发展微生物丙三醇生产途径已无可取代。随着耐渗酵母途径的出现转向剂酵母途径逐渐淘汰,耐渗酵母途径可得到高产率的丙三醇, 可在采用自动控制设备, 降低劳动强度; 高密度细胞发酵, 提高生产强度上提高经济效益。细菌途径生产丙三醇还值得大量的研究。Dunaliell. sp 藻类培养生产丙三醇如收获藻体的方法得到改进则潜力较大,C.sp 则可以进行连续生产丙三醇, 也是一个产业化潜力较大的新领域。目前面临的主要困难是下游技术。传统的分离方法如离心、蒸发、蒸馏、液液萃取能量消耗及成本较大。耐渗透压酵母丙三醇的工业生产中虽然杂质成分与皂化和合成的丙三醇不同, 产品含有少量酸性物质, 但经过本单位近来的研究攻关产品质量已达医药级标准。时代在前进, 技术在不断进步。微生物丙三醇的生产工业正在起步, 相信利用基因工程手段筛选出更优良的工业生产菌株, 发展新的方法如超滤、反渗透、离子交换技术等提取手段, 采用先进的发酵技术和生产控制设备将使微生物丙三醇的生产水平迈入一个新的时代。
篇2
关键词:冷杀菌法;乳制品;杀菌技术;应用
随着国人生活水平稳步提升、全球数字信息化的飞速发展、近年食品安全事故频繁发生,国人的健康饮奶意识也逐渐升级完整。除了乳品生产企业的品牌、价格外,消费者在向企业要质量的同时,安全性才是首要考虑更多的因素。
1.乳制品杀菌技术的现状
乳制品的杀菌是一直大家最为关注的问题,杀菌的好坏直接关系到产品的保质期、风味及营养成分等许多方面。传统也是乳品加工厂普遍使用的杀菌技术有以下三种(三个不同温度的杀菌方法):
(1)低温长时间杀菌法,又叫巴氏杀菌(LTLT):即让牛奶在60℃下保持半小时左右,从而达到巴氏杀菌的目的。
(2)高温短时间巴氏杀菌法(HTST):用于液态奶的高温短时间杀菌工艺,是把牛奶加热到72℃~75℃,或者是82℃~85℃,之后保持15秒~20秒,然后再进行冷却。
(3)超高温瞬时灭菌(UHT):这是目前最先进的杀菌方法,是指将原料奶在连续流动的状态下通过热交换器迅速加热到135℃~140℃,保持3秒~4秒,从而达到商业无菌的杀菌方法。
有研究报告指出,目前中国常温液态乳和低温液态乳销售额之比为8:2,沿海大城市约为7:3,低温液态乳的瓶颈在于冷链运输和销售保存。而经过高温杀菌的液态乳既具有产品风味,且在常温下保存很长时间,不仅克服了生产地域的限制,还免除了运输过程中所需的冷链,非常有利于乳制品市场扩展。国内大型乳企伊利和蒙牛之所以能在多年来位居国内乳制品销量前茅,最大的功臣莫过于无菌包装的常温液态乳。现在常温液态乳的消费范围主要集中在大中型城市、小型城市和农村,产品层次低、中、高都有,包装型式包括无菌砖包、无菌枕包、百利包等。
2.冷杀菌法在乳品杀菌技术中的升级应用
传统的乳制品杀菌采用的加热法是使微生物的蛋白质得到变化,从而达到杀菌的效果,这种加热杀菌方法很安全,也十分成熟,不过也有不好的方面,如加热杀菌会造成乳制品风味的变化、维生素的流失等问题,在杀菌过程中对乳制品的芽孢需要很高的温度。
近几年来,一些新型的杀菌技术不断出现,并开始慢慢应用到乳制品生产中,使广大消费者有了更多的选择。这些技术大致可分为三种类型:一种是冷杀菌技术包括微滤、脉冲高压电场,脉冲强光,高压技术,辐射技术,高速离心技术,脉冲强磁场,超声波,高压二氧化碳,高压均质。第二种是热处理方法的改进新技术包含电阻加热,微波,电磁波,感应加热,红外线。第三种是化学技术,如乳酸链球菌素,抗菌酶,抗菌的蛋白质和肽及中金属离子聚合物。下面主要介绍下乳制品的几种冷杀菌技术:
(一)微滤技术。它同超滤一样都是用于乳制品的膜技术,国内研究较多。为保证杀菌过程中乳制品的品质,它需要在无菌冷藏的环境下进行。微滤杀菌是将牛奶通过一个小孔的膜从而去除其中的微生物。它是将牛奶进行脱脂处理,得到稀牛奶和脱脂乳,在将脱脂乳进行微滤,滤膜可以将细菌和体细胞及一部分的蛋白质截流,这样滤出的牛奶中的细菌数量就会逐步减少,再将稀奶油进行热处理,热处理后的稀牛奶和滤液混合,就会得到微滤牛奶,有时候也将混合液进行热处理,以来确保牛奶的卫生。微滤技术可以将牛奶产芽孢的细菌减少,因此为解决由这些细菌引起的质量问题提供了一个参考方法。牛奶使用微滤技术来生产的工艺是比较复杂的,有时固体还会减少,牛奶经过微滤技术处理过后使热处理的强度降低,可以延长了产品的保质期。微滤技术用到脱脂奶的生产中是杀菌技术的不二选择,用于生产干酪基本上是没有气孔的。微滤技术也有不好的一面,那就是它的膜,用的时间长、工艺掌握不好,膜就会引起污染,这样就会带来产品的质量问题,而陶瓷膜系统生产能解决大部分清洗消毒的问题[1],在乳品无菌包装技术中有广阔的应用前景。
(二)脉冲高压电场技术。它是将牛奶在高电压脉冲下连续几微妙,大约10-50的电压,牛奶中的微生物细胞膜被电击穿,这样就产生了不可弥补的损坏,使细胞的组织也得到了破坏,导致微生物失去活力。不同的微生物细胞都与不同的电场强度有关系,它们是相对应的,脉冲高压电场技术和微滤技术的用途是一样的,使牛奶中的营养元素大大减少,防止蛋白质变性,因此它们都是最大范围保持牛奶的原来风味和营养。脉冲高压电场技术杀菌的结果和高温瞬时杀菌的结果基本一样。为满足消费者对乳制品营养、原汁原味、不含防腐剂、天然安全的要求,高压脉冲电场技术将倍受瞩目。而它工业化应用仍需解决一些技术问题,包括需要加强大流量工业化化装置的研制,完善处理装置的温度监测及控制系统,以及多样化处理室的设计[2]。
(三)超高压冷杀菌技术。它是近年发明的一种新杀菌技术,已经被应用到了牛奶的杀菌中了,牛奶通过400-1000帕的高压处理20-30分钟后,微生物的细胞会受到不可修复的损坏,细胞会逐步死亡,微生物也会跟着死亡。高压技术可杀死大部分的非芽孢细菌,杀菌的强度随压力和处理时间的增加而加大。
(四)脉冲强光技术。该技术是一种冷杀菌新技术,利用瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭食品和包装上的各类微生物,而对食品的营养成分以及口感影响很小。脉冲技术已经得到了美国FDA的批准,证明它是安全可靠的,在乳制品无菌包装中应用也是可行的。
(五)辐照技术。它是应用原子辐照来杀死微生物的。在无需对乳品加热,直接进行一段时间的辐照,直接或间接的在乳品中引起一系列的化学、生物学变化,达到乳品杀菌的效果。过程看似简单,但在乳制品无菌包装技术中的应用一直没有太大的进步,原因可能是辐照技术会给乳制品在生产中会造成化W反应,也可能是因为消费者对辐照技术的害怕。在越来越重视环保、能源控制、成本节约的经济发展环境下,辐照技术在乳制品的无菌包装生产技术肯定大有发展。
(六)高速离心技术。它始于60年代,其技术是原理是根据牛奶中的芽孢菌的相对密度比较大,使用离心作用就可以将其分离。牛奶通过离心作用后,其细菌数量大大降低了,牛奶中的非芽孢菌下降很少,因为它们的密度不大,可见高速离心技术同微滤技术及高压技术杀菌效果相比较是比较差的,所以牛奶经过高速离心处理后还必须杀菌,因此离心技术不能完全取代杀菌,经过高速离心技术处理过的牛奶,牛奶中大约百分之九十八的芽孢菌可除去,这样的效果是HTST很难达到的。
(七)脉冲强磁场技术是将乳制品放置为频率10-500赫兹的磁场中几微妙来杀死微生物,而不影响乳制品的风味及颜色。
(八)超声波技术就是这种高强度的超声波所产生的高压和剪切力能损坏乳制品中的微生物细胞,以此来达到杀菌的目的。
4.结论
随着科学技术的快速发展,在乳制品加工中应用新技术是科技发展的必然也是时代进步的需要。本文介绍的几种杀菌技术及其在生产乳制品中的应用,都能较好的保存牛奶的营养与天然风味,相信在以后市场中将会有风味品质都更好的乳制品出现。
参考文献:
篇3
传统的自来水处理方法,已不能保证提供品质优良的饮用水,而且在市政供水中还存在着两次污染的问题,如高层的水箱供水,漫长的自来水输送管线,都会造成潜在的铁锈,水垢及微生物等污染问题,因此,各种品牌的净水器也相应应运而生,并且各种净水器使用的过滤方法与过滤材料也有所不同。
一.营销状况分析
营销状况分析可以从市场状况,产品状况和竞争状况来分析。
1.市场状况
随着经济的迅速发展,全球水资源正在遭受前所未有的污染和破坏。我国环保部门统计全国82%的河流受到不同程度的污染;在我国七大水系中,不适合做引用水源的河段已接近40%;城市水域中78%的河段不适合做饮用水源;约50%的城市地下水受到污染。这些触目惊心的数字除了警世国人要珍惜仅有的水资源,也给净水器行业快速发展提供了契机。净水器在中国已经发展了近10年,目前从事的厂家有1000多家,总体市场还在增长,20xx年销量达到1000万台,20xx年销量预计在1500万台。这其中包括本土的1000多家厂家和数十个进口品牌,目前整个行业利润空间在40%--60%之间。
2.产品状况
越来越多的的经营者感觉到了净水器的巨大前景,纷纷加入到了净水器市场的行业中来,但是,目前净水器产品状况是:
(1)生产净水器的厂家都是一些小作坊式经营,没有专业的设计人员和生产设备,没有正规的生产场地和检测方法,没有完善的管理方法和营销体制。
(2)净水器普遍以在各配件厂买一些不是很兼容的配件来组装,质量没有保障,服务没有保障。
(3)现在大多数厂家对消费者的需求研究不多,对净水器产品的未来走向及行业的认识深度不够,所以虽然目前市场上的净水器产品种类繁多,但经验和模式。而且很多厂家都是短期行为,没有长远的规划和市场竞争策略。
目前制约净水器市场发展的因素主要表现在一下几个方面:
净水器国家标准不完善,没有统一的标准来规范。产品定位有局限。消费者对净水器缺乏认识。产品质量参差不齐,销售管理不规范。净水器核心技术掌握不足,滤芯制造缺乏统一标准,滤芯的更换成为净水器发展的瓶颈。市场缺乏强有力的品牌支持,缺乏权威性的宣传与引导。其他类似用途的产品如瓶装,桶装水,饮水机等的竞争也是制约净水器发展的一个不可忽略的因素。
3.竞争状况
目前从事净水器生产的厂家有1000多家,总体市场还在增长,但对净水器市场营销,大多数厂家也都摸索阶段,所以目前净水器市场竞争还不是很激烈,都有很大的发展空间。
二.营销环境分析
目前净水器销售市场始终不尽如人意。虽然市场年年在增长,但显然处于初级发展阶段,市场份额不大,也没有一个知名品牌,消费者对此类产品的认知度也偏低。
总结国内净水器市场的特点:
1、目前市场规模不大,未来前景广阔。(正快速的发展)2、牌少(牌子多,品起步,竞争不充分)。3、组(拼)装的多,拥有自主核心技术的少。4、概念多,标准缺失。5、重销售,不重服务。净水器市场营销环境目前应该还处于一种萌生的初级阶段,市场环境有待于拓宽
三.净水器前景分析
目前整个行业生产企业1000多家,从业人员连销售商、业务员有几十万人,整个行业处于起步阶段。品种五花八门,销售方式百花齐放。主要原因是消费者的观念未改变,大部分潜在家庭用户(大约95%的比例)认为净水器可有可无。用户需要3—10年的市场教育才有可能改变观念。与此同时,我们也发现,虽然净水家电被赋予金矿的前景,但是净水家电走上高速腾飞的时期,还有一段距离。净水家电该如何走下去,真正担负起净水大使的义务,成为广受消费者欢迎的产品,是当下值得思考的问题。
四.营销战略分析
净水家电如何突破现阶段发展的瓶颈,踏上高速发展的动车,让净水家电成为家电市场指点江山的英雄,承担起改善饮用水质量与提升生活品质的责任,应该处理好以下几点:
(1)企业应该加强品牌建设,引导与培育消费市场,让消费者对净水家电有一个正确的认知。只有在净水家电的知识得到普及之后,才会激活潜在的庞大市场。
(2)加大对净水技术的研究,解决制约净水行业发展的瓶颈滤芯问题,让滤芯不再成为萦绕在人们心中的问号。
篇4
“进退”之争:新国标是否“开倒车”
2011年以来,食品国家标准引发的争议屡见不鲜。在诸多知名品牌速冻水饺陷落“金黄色葡萄球菌门”后,新版速冻面米制品国标中将这一项目从“不得检出”改成“限量检出”,让众多消费者质疑标准“开倒车”。
乳制品新国标更受人关注。生乳新国标中,蛋白质含量由旧版国标中的2.95%降到了2.8%,每毫升中菌落总数标准也由原来的50万上升到了200万。那么,这些关乎消费者健康安全的新国标真的是“退步”了吗?
卫生部回应,与过去的标准相比,新国标突出与人体健康密切相关的限量规定以及标准的强制性,其中对“百姓餐桌”上可见产品的各项指标均有所提高,无一例外,标准只高不低,不可能“退步”。
中国工程院院士、中国疾控中心营养与食品安全所研究员陈君石认为,说新国标“退步”的结论肯定不对。以金黄色葡萄球菌为例,倒退多年去看国际上也是“不得检出”的标准;随着量化检测技术的进步,分段限量指标已成为国际通行的标准。例如,美国在其食品微生物限量规定中就明确了金球菌存在的数量等条件。
而且,生乳新国标中还增加了很多新的重要检测项目,如是否违法添加的指标“冰点”等,实际上每种特定食品应重点控制的指标并不相同。“用两个指标的高低,去判断有几百项指标的乳品新国标‘退步’,是以偏概全的。”陈君石说。
但不得不承认,一些指标上存在“内外有别”的落差,客观上增加了公众的疑惑。复旦大学公共卫生学院教授金泰说,此前我国大部分卫生标准都是与欧盟接轨,是世界上最严格的;但由于我国行业集中化程度不高等客观因素影响,目前我国很多新国标比照美国制订,相对宽泛一些,但制订原则肯定是在安全的范围内。
“门槛”之争:国标制订应“就高不就低”吗
标准“门槛”问题也是争论的焦点。不少消费者质疑:从食品安全的角度,自然是标准越“高”越好;但新国标在制订过程中,存在“就低不就高”,涉嫌迁就低水平企业。
国标制订门槛到底怎么定?陈君石表示,国标的制订首要是科学合理;其次则是引导行业发展,制定可操作性强、可落实的标准。“如果一个新的国标只能高高在上,没有一个企业能达标,就难有实际意义。”
事实上,除了国家标准,我国还存在很多的企业标准和行业标准,要鼓励企业标准高于行业标准、国家标准;也就是说,国标应相当于“最低门槛”,而不是“天花板”。
国内确有一些“不思进取”的大企业将国标的“门槛”当成“免死金牌”,这样既不利于行业发展,也更容易损害消费者的信心。
上海市食品研究所技术总监马志英指出,尤其是行业领军企业,更应该要求自身通过技术手段实现更高质量,引导行业水平提升,形成行业标准、企业标准向国家标准转换的机制。
“新国标已完全达到安全的要求,就我国现状而言,最令人担心的是标准能否落实的问题。”全国食品工业标准化委员会委员、高级工程师汪国钧指出,我国很多食品加工企业存在小、散、乱的特点,生产中过量、违法添加的现象横生,监管成本又很高。“有了国标,如何严格执行,才是真正考验。”
“绑架”之争:国标制订到底谁说了算
在乳品等新国标的制订中,国内几大巨头企业作为制订主体的身影频频进入公众视线,引发了疑惑。
多次参与国标制订的汪国钧表示,首先,制订国标的经费一般由国家承担,不受制于企业;其次,《食品安全法》明确规定,标准制订由医学、农业、食品、营养等方面专家以及国务院等有关部门的代表组成,并要求广泛听取食品生产经营者和消费者的意见。也就是说,企业参与标准制订,但绝不可能是主导者,所以不能说企业“绑架”国标。
卫生部表示,食品安全标准的出台包括立项、起草、公开征求意见、审评、报批等环节,企业界代表只参与了前两个环节。而且乳品新国标制订过程中,具体起草的专家有70多位,其中企业代表仅9人。
国家标准是“公器”,制订过程中必须建立起公众普遍信任的严格程序;目前的不透明是让公众产生疑惑的根本原因,化解公众的“食品安全焦虑”,必须从标准制订程序、原则入手。
谁来制订,怎么制订,以什么原则制订等细节应向公众公开并得到认可。金泰指出,我国食品标准制订中的“风险交流”工作并没有很好开展,国家标准最终服务的是全体公民的安全健康,因而要更多地吸纳民意,而不能只由监管部门和企业“说了算”。
此外,更新慢也是目前国标制订的突出问题。曾参与食品安全法草案起草的专家方有宗表示,在瑞典、英国、德国,都有顶尖的生物医药、食品安全等独立研究机构,经常能早于政府部门发现一些食品安全风险,并提出独立的研究报告,从而促进标准快速更新,降低安全风险。
篇5
能发酵各种秸秆及含高纤维的其它植物原料能够显著提高粗蛋白含量,改善饮料性能,对影响EM
发酵玉米秸的温度、时间、水分三因素作了交叉分组实验,通过NDF,ADF含量分析,探索了各因
素有交互作用对秸秆发酵效果的影响,对秸秆饲料的开发应用有较大的应用价值。
关键词:EM;秸秆;粗蛋白;生物转化
Abstract:Withapuposetofindthemosteffectivewaytoincreasetheprotaincontent
ofstrawsthisexperimentisfocusedonstrawfermentationsofEMcornstraw。We
determinedtheroutinecomponentialsofthesestraws。TheresultindicatedEMis
capableofcreasingthecontentofcrudeproteinandincreasedthecrudefiber
notabily。Theexperimentandmethodswillbevaluablefordevelopingandutilizating
straws。
Keywords:EMstrawcrudeproteinbiotransformation
第一章综述部分
一、前言
现代世界面临的三大问题:食物问题、环境问题和能源问题。可以说,这三大问题的解决都与微
生物有关,就饲料来说,随着畜牧业生产的发展,保证家畜必需的蛋白饲料越来越缺乏,需要解
决我国饲料蛋白质严重不足的现状,积极利用再生资源,利用各种农副产品加工的废料生产饲料
蛋白,是一条重要途径。
据有关方面估计,全世界每年约有纤维素资源1000亿吨,我国约有50亿吨,其中农作物秸秆(表
秸、稻草、玉米秸等)就达5亿吨左右。这些农作物秸秆能用于青贮饲料的是少数,大多数用作燃
料和肥料,即使作为饲料的一小部分也多采用传统的直接饲喂方法,消化利用率很低。若将秸秆
进行微生物处理,或理化处理,或综合处理,则可大提高动物的消化吸收率。其中,微生物处理
技术,特别引人注目,全世界都在努力探索深入研究,并取得了很大进展。
EM有效微生物技术已被广泛推广于农业、畜牧业、林果业及生态环保等领域,以及各种工业废料
再利用中。然而专门搞作物秸秆发酵转化利用的研究报告较少。本实验先后对稻草、玉米秆、花
生秆等进行了EM发酵实验,意在探索EM发酵各种秸秆的性及适宜的EM发酵条件。
二、农作物秸秆资源量及应用现状
1。资源量1950~1972年期间,全世界的农业生产以每年2。85%的速度增长,而其后的十年(1972
~1981年)中,世界农业增长的速度却降为每年的2.5%。而全世界人口仍正迅速增长,2000年达
61亿,人口的增长要求有更多农作物供给,加大了对自然环境的压力。人类为了增加食物生产,
更多地使用机器、化肥、农药等,最终增加了单位耕地面积上矿物能的投入。虽然粮食产量明显
提高,但能量转化食物的效率却显著降低。而在人类千方百计增加粮食生产的同时,却又有许多
可以转化成人类食物的东西没有得到应有的利用而被丢弃了。据估计,每年地球上由光合作用生
产的生物质约1500亿吨,其中11%(约160亿吨)是由耕地或草原产生的,可作为人类食物或动物
的饲料部分约占其中的1/4(约为40亿吨),也就是说75%为废弃物。在40亿吨的产品中,经过加
工最后供人类直接食用的大约仅为3.6亿吨。而每年生产的废弃物(包括收获和加工过程中的)约
为135亿吨,有待开发利用,将其转化成食品或饲料。
据联合国环境规划署(UNEP)报道,世界上种植的各种谷物每年可提供秸秆17亿吨,其中大部分
未加工利用。我国的各类农作物秸秆资源十分丰富,总产量达7亿多吨,其中稻草2.3亿吨,玉米
2.2亿吨,豆类和秋杂粮作物秸秆1。0亿吨,花生和薯类藤蔓、甜菜叶等1.0亿吨,一般情况下,
作物秸秆中碳占绝大部分,主要粮食作物水稻、小麦、玉米等秸秆的含碳量约占40%以上,其次为
钾、硅、氮、钙、镁、磷、硫等元素。秸秆:有机成分以纤维素、半纤维素为主,其次为木质素
、蛋白质、氨基酸,树脂、单宁等。
我国是一个农业大国,随着农业的发展,副产品的数量也不断增加,如农作物秸秆、藤蔓、皮壳、
饼粕、酒糟、甜菜渣、蔗渣、废糖蜜、食品工业下脚料、禽畜制品下脚料、蔗叶及各种树叶、锯
末、木屑等数量极大。据统计,我国每年农作物秸秆约为5亿吨,稻壳3030万吨,薯蔓854万吨,
甜菜渣万吨,废糖蜜402万吨,酒糟1583万吨,禽粪7300万吨。(李仲昌等,1989),其中除豆饼
用作高蛋白饲料部分农产品加工废物和作物秸秆作为造纸的原料外,大部分副产品没有得到利用
或没有得到充分利用。我国是个人口多,资源相对较少的国家,因此,把数量巨大的农业废弃物
(特别是农作物秸秆)加以充分开发利用,变废为宝,不仅可以产生巨大的经济效益,还会收到
重要的环境效益和社会效益。
2、我国农业秸秆利用现状
秸秆利用的方式很多,当前我国主要是还田利用,饲料化处理和作为工业生产原料三种:
(1)秸杆还田利用:
秸秆还田是主要利用方法之一,93年我国秸秆还田的面积达到491万Km,秸秆还田的方法分为整株
还田技术,有根茬粉碎还田技术和传统沤肥还技术。实行秸秆还田对改造中低产农田,缓解我国
氮,磷,钾的比例失调,弥补磷、钾化肥不足有十分得要意义。但秸秆还田不当也会带来不良的
后果。我国年产约5亿秸秆,是一项宝贵的有机化肥资源,目前焚烧秸秆的现象仍十分严重,不
但浪费了资源,而且污染空气,有时还会引起火灾,随处堆放秸秆不但占用场地,而且会堵塞道
路,妨碍交通,污染水源。
(2)作为生产原料利用
秸秆较多地应用于造纸和编织行业,食用菌生产等,近年又兴起了秸秆制炭技术,纸质地膜,纤
维密度板等。利用农作物秸秆等纤维素废料为原料,采取生物技术的手段发酵生产乙酸,糠醛,
苯酚,燃料油气,单细胞蛋白,工业酶制剂,纤维素酶制剂等,在日、美等发达国家已有深入研
究和一定生产规模。
(3)秸秆饲料化利用
随着生产的发展,人民生活的提高,人民要求有更多的动物食品,而畜牧业的发展又受饲料的制
约。目前我国人均粮食占有量不足400Kg,难于拿出更多的粮食满足畜牧业发展的需要。必须扩大
饲料来源,开发新的饲料资源,提高饲料质量和饲料效率。一些植物残体(纤维性废弃物)往往
因营养价值低,不能直接用作饲料,但如果将它们进行适当处理,即可大大提高其营养价值和可
消化性。具体处理方法一般有微生物处理和饲料化加工两类。
[1]微生物处理
一般来讲,农作物残体中都含有碳水化合物、蛋白、脂肪、本质素、醇类、醛、酮和有机酸等,
这些成分大都可被微生物分解利用。这些微生物含有较多的蛋白,其中动物所必须的氨基酸含量
也较高并含有较丰富的维生素,可作为人的高蛋白食物,加到动物饲料中可大大提高饲料效果。
[2]饲料化加工
主要利用薯类,藤萝,玉米秸秆,甜菜叶等加工制成氨化青贮饲料,稻草作为草食性动物的食料
等。目前,全国的加工处理量约1000万T。其方法有秸秆的氨化、青贮和微生物发酵贮存,热喷、
抒、搓、压饼等。秸秆作为饲料的影响因素主要是纤维素含量高,粗蛋白和矿物质含量低,并缺
乏动物生存所必需的维生素A、D、E等以及钴、铜、S、Na、Se、I等矿物元素,能量值很低。3、当前我国农业秸秆利用中存在问题
(1)土壤有机质降低与秸秆废弃的矛盾
由于过多地施用化肥尤其是化肥,造成了土壤板结,地力下降,并导致农作物病虫害增多,作物
品质下降等,而我国大量的农作物秸秆资源却被焚烧,未能还归士壤或进行开发利用。
(2)秸秆还田等技术推广阻力较大
秸秆降解是一个复杂的过程,涉及的问题很多。首先,农作物秸秆主要由纤维素、半纤维、木质
素三大部分组成,均难被微生物所分解,所以秸秆在士壤中被M分解转化周期较长。其次,还田数
量,土壤水分,粉碎程度等影响秸秆还田的数量的效果,第三,还田后,使害虫呈增多趋势。第
四,由于秸秆含氮量低C/N比值般在(60---100)/1,而分解秸秆时自力需要吸收一定的N素,直
接还田时需添加一定的N、P、K肥料,加速M分解和避免发生M与农作物争氮影响苗期生长。
(3)露天燃烧秸秆严重污染
农村露天燃烧秸秆污染大气,乱堆乱弃秸秆污染水体,影响村容镇貌,由于燃烧秸秆导致火灾事
故频频发生,且导致大气污染,直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营。
(4)秸秆资源的开发利用率低
稻草、麦秸等这类纤维素副产品少量用于编织,造纸、沤肥或秸秆还田,相当大的部分没有被利
用。据不完全统计,世界上被利用的秸秆不足2%,我国目前的秸秆利用率为33%,其中大部分未加
处理,经过技术处理利用的仅占2.6%。综合利用的潜力很大。
三、EM技术简介
EM是有效微生物群的(EffectiveMicroorgonims)的缩写,它是由日本琉球大学比嘉照夫教授
50年代开发的M技术是经光合细菌,乳酸菌,酵母菌,放线菌及发酵型丝状真菌为主的5科10属80
多种微生物复合培养而成,在农牧业上有巨大作用,EM生物技术可使畜禽处于微生物控制之下,
减少畜禽发病,促进增重,提高肉品品质,消除粪尿恶臭,达到降低成本,提高经济效益的目的,
是一种改善畜禽“内环境”,效果好,成本低,玩副作用,耐高温不污染环境的高新技术产品。
EM的代表菌种:
1。光合微生物——好气性和嫌气性
如光合的细菌类和蓝澡类,微生物利用太阳热能或紫外线将土壤中的硫氢和碳氢化合物中的氢分
离出来,变有害为无害,并和CO2、氮等合成糖类、氨基酸、维生素、生物活性物质(激素)等。
2、放线菌---好气性
产生的化学分泌物具有抗生物质,对病原微生物有抑制作用,增强机体免疫机能,放线菌常和光
合细菌并存,以获取氨基酸来繁殖自身。
3、醋酸杆菌——好气性
它从光合作用微生物中摄取糖类固定氮,被固定的氮供植物生长,另一部分还给光合细菌,形成
好气性和嫌气性细菌的共存结构。
4、乳酸菌——嫌气性
摄取光合细菌生产的物质,分解在常温下不易分解的木质素和纤维素,使未腐熟的有机酸发酵,
转化成动植物有效的养分。
5、酵母菌——好气性
能促进有机物的转化,产生促进细胞分裂的生物活性物质,同时酵母菌还对促进其它有效微生物
增重的基质(食物)的生产起着重要作用。它所产生的单细胞蛋白是动物的有效养分,对动物有
保健作用。
EM是把已筛选出的好气性M,通过采用适当的比例和独特的发酵工艺加以混合,培养而得到的含有
多种微生物的一个大群落,其中的各种微生物在生长代谢过程中能分泌或产生一些有用物质,成
为各自或相互生长的基质和原料,通过相互间的这种共生增殖系统,形成一个复杂而稳定的具备
多种功能的微生态系统。
四、EM在畜牧生产中的作用
1、EM含有多有益微生物,其中乳酸属的多种杆菌,在体内厌氧状态发酵乳糖,产生乳酸而形成的
酸性环境可有效地抑制肠道腐败M的繁殖,促进有益微生物的生长,从而减少肠道疾病的发生。EM
中的光合细菌群在本身生长过程中,产生大量Vc和VE等从而提高畜禽的抵抗力,酵母菌细胞含有
的高量超氧化物歧化酶(SOD),可有效地催化体内超氧阴离子自由基(O2-1),转换成无害的
H2O2和O2,解除O2-1对机体的毒害作用,而放线菌的大多数菌种,在代谢过程中能产生不同类型
的抗生素,从而确保畜禽健康。
2、提高畜禽生产性能,降低饲养成本,增加经济效益。
EM中的许多菌体本身就含有大量的营养物质,如光合细菌,蛋白质含量在60%以上,并富含各种维
生素,特别是Vb12,叶酸和生物素,这些微生物加到饲料中,作为营养物质被畜禽摄取利用,从
而促进生长。同时,E央发酵过程中,还能产生大量生物活性物质,如维生素,各种消化酶,内分
泌激素及促进生长的刺激因子,从而调整和提高畜禽各器管的生理功能,促进畜禽生长,增加产
蛋和产奶量。乳酸菌可摄取光合细菌产生的物质,分解饲料中的粗纤维,使其转化为畜禽有效的
养分。
3、改善禽产品品质,生产绿色食品
EM是一种复合微生物菌剂,不含任何化学有害物质,无毒副作用,不污染环境,用它作原料或配
制成的饲料所生产的产品是安全可靠,无公害,绿色食品。采用EM技术饲养畜禽的生存环境,还可
显著提高机体的抵抗力和免疫力,减少疾病的发生,从而大大减少抗生素,激素和化学药物的使用
,并使畜禽产品品质大为改善。
4,消除粪便恶臭,改善环境卫生。
畜禽粪便中有相当数量的含氮物质,极易腐败分解,产生恶臭,不仅污染空气,而且臭气及所含
氨气和硫化氢等有害物质还严重影响禽的健康和生长,EM中含有大量的纤维素分解菌,半纤维素
分解菌,固氮菌及乳酸菌。这些微生物与畜禽肠道内的有益菌相互协同,能有效增强肠道的活动
功能,从而提高蛋白质的利用率。同时,EM可以竞争性排斥或抑制在原有肠道内的腐败菌群,阻
止外来有害菌的侵袭,从而减少蛋白质的氨及胺的转化,使肠内及血液中氨的含量下降,减少随粪
便排出的氨量,臭味得到有效控制。
5,扩大饲料来源节约粮食。
发酵桔杆等粗饲料,提高营养价值。EM在发酵过程中,产生大量的微生物酶,促使纤维素一木聚
糖链和木质素聚合物酯键被酶解,增加秸秆的柔软性和膨胀度,提高了粗饲料消化率。EM中纤维
分解菌和半纤维分解菌,可将部分木质素类物质转化为糖类,同时,EM发酵时还产生大量营养丰富
的微生物菌体及其有益的代谢产物,如AA、维生素、抗生素、激素等,提高了粗饲料的营养价值,
并且有酒曲香味和苹果香味。
发酵畜禽粪便,开发蛋白饲料资源。鸡粪经EM发酵后,不仅杀死病原微生物,去除臭味,改善适
口性,还可合成大量糖类,氨基酸和蛋白质等营养物质,并产生大量生物活性物质,使其营养价
值得到提高。
综上所述,由于EM中的各种有益微生物的综合协同作用,对促进畜牧生产及环境净化方面有显著作
用,尤其对解决我国生态养殖业生产中存在的饲料资源不足,抗生素使用过多和畜禽粪便污染等
问题提供了一个较理想的途径,有着广阔的应用前景。
五、EM发酵秸秆的机理
在秸秆发酵过程中,由于有效M在适宜的温度和厌氧条件下,生长繁殖旺盛,分泌酶也多,秸秆中纤
维素---本聚糖链以及本质素聚合物酯键被酶解,增加了秸秆的柔软性和膨胀度,使反刍动物瘤胃
M能直接与纤维素接触,从而提高了粗纤维的消化率。同时在发酵过程中,部分木质纤维素类物质
转化为糖,糖又被有机酸发酵菌转化为乳酸和挥发性脂肪酸,使PH值降至4。0-----5。0左右,抑
制了丁酸菌腐败等有害菌的繁殖,使秸秆能够长期保存。秸秆等粗饲料经过有益M发酵后,饲料中
的纤维素,淀粉,Pr等复杂的大分子有机物在一定程度上降解为动物容易消化吸收的单糖,双糖
和氨基酸等小分子物质,从而提高了饲料的消化吸收率,起到了饲料机械起不到的深度生物加工
作用,粗饲料发酵过程中还产生并积累大量营养丰富的M菌体及有用的代谢中间产物,如氨基酸
,有机酸以及醇、醛、酯、维生素、激素、微量元素等,使饲料变软变香,营养增加。这其中,
有机酸(如乳酸,醋酸,乙醇,对饲料还有防腐作用,有的能增加动物的抗病能力,刺激其生长
发育,如维生素,抗生素,激素,微量元素及未知促生长因子。
家畜利用有效的EM发酵的秸秆后,由于各种纤维素分解菌群的生长发育和代谢活性提高,增加了
细菌和瘤胃中纤毛等的协调作用,采食量和消化率明显提高,两者共存时,纤维素的消化率可提
高到65。2%,瘤胃中挥发性脂肪酸的增加,淀粉,纤维素被糖化,以及氮素等构成菌体Pr、生长
酶,对于促进动物生长,抑制病原菌等都有重要意义。总之,秸秆经有效M发酵后营养价值明显增
加,有效性提高,能促进家畜日增重和产奶量的提高。六、EM发酵饲料的优点
用EM发酵的干玉米秸,经营养分析约等于玉米青贮的营养价值。据资料介绍,667米2所产的玉米
秸秆青贮的营养价值相当于125kg玉米。而667米2干玉米秸秆相当于46kg玉米,但用EM发酵后其
营养价值却相当于玉米青贮,可见EM发酵秸秆的效益很高。薛充连(97年)报道,EM发酵干玉米
秸与青贮玉米的成分对比:
饲料成分及营养价值分析对比
饲名样品说明干物质粗蛋白粗纤维无氮浸出物
青贮玉米浙江乳熟期251.51.711.9
EM发酵干玉米秸赤峰外贸牛场25.381.658.8412.09
用EM发酵秸秆与微贮,氨化相比,具有如下优点:
(1)与秸秆微贮相比,发酵时间短,周转快,供应及时。
(2)与秸秆氨化相比,饲料调制成本大为降低,1千克EM菌液30元。可以处理秸秆1000kg;而用
氨化,需尿素30----50kg需上百元。
(3)由于EM发酵秸秆饲料中含有大量的多种有益菌,对保持家畜肠道菌群平衡,防病促生长具有
重要作用,这是目前其它任何M发酵菌剂所无法相比的。
(4)家畜饲用EM发酵饲料排粪臭味减少,畜舍卫生改善,这时净化环境,保障家畜健康有重要
意义。
EM用于秸秆等粗饲料发酵在我国才刚刚开始,有待继续实践,不断总结经验,加以提高。第二章实验部分
一,引言
EM液发酵秸秆饲料是一种新型的微生物技术,EM是一种把厌氧菌和好氧菌共存的活菌制剂。依靠
改善动植物体内各环境微生物而发挥作用。组成EM有效微生物菌液的有效微生物群是由光合菌,
乳酸菌,纤维素分解菌,半纤维素分解菌,酵母菌,放线菌,固氮菌等5个科,10个属的80多种有
效微生物组合而成,通过这些对分解秸秆有效,对动物生长和防病有益的微生物群的作用,在一
定温度和厌氧条件下实现秸杆的生物转化和饲料转化。
目前,在全国不少地区,大量农作物秸杆没有得到充分利用,有的堆积在田埂和路旁,多数在田
间付之一炬。这种处理方法不但浪费资源而且会造成严重的环境污染,破坏生态平衡。如果能把
秸杆通过科学的加工与调制,即可用来饲养牛羊等草食家畜,发展秸杆畜牧业,这是一个一举多
得的“绿色事业”,本试验取南阳市周围农村的玉米秆,花生秧,稻草。研究EM发酵各种秸秆的
作用效果和最佳作用条件,使EM发酵秸秆饲料能够推广应用。
二,材料和方法
材料:EM原液,南阳市周边农村的玉米秆、稻草、花生秧。
方法:本试验测试项目为:
[1]水分[2]粗脂肪[3]粗纤维[4]粗蛋白[5]灰分[6]中性洗涤纤维[7]酸性洗涤纤维
(1)水分的测定
[1]仪器:粉碎机,烘箱,天平,称量瓶,干燥器
[2]步骤:称2g试样置100℃---105℃干燥恒重后称量瓶中,在100℃----105℃度烘箱中干燥3---4
个小时,取出置干燥器中,冷却至室温,称重。再于相同温度下干燥1小时左右,同上操作至恒重。
[3]计算水分(%)=100%(W1—W2)/(W1—W0)
W0—瓶重(g),W1—干燥前试样与称量瓶重(g),W2—干燥后试样与称量瓶重(g)
(2)粗脂肪的测定:
[1]原理:乙醚提取试样,称重提取物的重量,除脂肪外还有有机酸、磷脂、脂溶性维生素、叶
绿素等。固而称粗脂肪。
[2]仪器:a、粗碎机b、分样筛0.45mmc、水溶锅e、恒温烘箱50~500℃f、索氏脂肪取器(带
球形冷凝管)100或150ml.g、滤纸(中速脱脂).
[3]试剂:无水乙醚(分析纯)
[4]测定步骤:
a、索氏抽取器应于燥无水。抽提瓶(内有沸石数粒)在105℃烘箱中烘60min至干。干燥器中冷
却30min,称重。再烘干30min,同样冷却、称重,再次重量之差小于0.0008g为恒重。
b称取试样125g(准确为0.0002g)于滤纸筒中,或用滤纸包好.放入105℃烘箱中烘干60min。干燥
器中冷却30min,称重再烘干30min,同样冷却称重,再次重量之差小于0.0008g为恒重.
c、称取试样1~5g(准确度0.0002g),于滤纸筒中,或用滤纸包好,放入105℃烘箱中,烘干2h(或取
测水分后的开试样,折算成风干样重).滤纸筒应高于提取器虹吸管的高度。滤纸包长度应全部浸
泡于乙醚中为准,将滤纸筒或包放入抽提管)在抽提瓶中加无水乙醚60~100ml.在60~75℃水浴上
加热,使乙醚回流,控制乙醚回流次数为每小时约10次,共同回流约50次或检查抽提管流水的乙
醚挥发后不留下油迹为抽提终点。
d、取出试样,仍用原撮器回收乙醚直到抽提瓶几乎全部收完,取下抽提瓶,在水浴上蒸去残余
乙醚.擦净瓶外壁,将抽提瓶放入105℃烘箱中烘干2h,干燥器中冷却30min称重,再烘干30min,同
样冷却称重。两次的重量差小于0.001g为恒重。
[5]计算:粗脂肪(%)=100%(M2—M1)/M
M—用干试样重量M1—已恒重的抽提瓶重量(g)
M2—已恒重的盛有脂肪的抽提瓶重量(g)
(3)粗纤维的测定:
[1]原理:试样经酸、碱处理后,使淀粉、半纤维素、蛋白质、脂肪等变成可溶性物质而被除去,
残剩的纤维素和其他植物质的膜壁等。统称为粗纤维素,称重定量。对含油脂较高的试样可用硝
酸—醋酸处理试样。
[2]试剂:A、1.25%H2SO4溶液。B、1.25%NaOH溶液C、乙醚D、乙醇
[3]测定步骤
准确称取2-3g试样,置入500ml三角瓶中,加入100ml乙醚,盖严,静置过夜,以除去脂肪。
用倾泻法除去乙醚层,再用乙醚洗涤残渣,残存少量乙醚于水浴中蒸发除去(或直接取测定粗脂
肪后的残渣进行测定)。
200ml1.25%硫酸溶液煮沸半小时,抽滤(滤器可用布氏漏斗,上铺亚麻布或府绸或用1-2号耐
酸玻璃过滤器),用热水洗涤到滤液呈中性。
将残渣用1。25%NaOH溶液转入500ml烧杯中,补足1.25%NaOH溶液至200ml盖上表面皿煮沸半小
时(小火)。用古氏坩埚抽滤(30ml,预先加入酸洗石柿悬乳液30ml(内含酸洗石柿0.2-0.3g)
再抽干,石棉厚度均匀,不透光为宜,上下铺两层玻璃纤维有助于过滤。)用热水洗涤至滤液呈
中性,再用乙醇,乙醚洗涤。
将古氏坩连同纤维素,于100---105℃干燥至恒重W1,然后燃烧至恒重(W2)
[4]计算。粗纤维素(%)=100%(W1—W2)/WW——试样重量(g)
(4)粗蛋白的测定
[1]原理:将试样与浓H2SO4共热消化,使Pr分解其中N与H2SO4化合成(NH4)2SO4,然后碱化蒸馏使
氨游离,用标准酸接收,过量酸用标准碱滴定。
总氮量除Pr外,还有氨基酸、酰胺、核酸中的氮,换算成蛋白质,称粗蛋白。
[2]试剂:a、浓H2SO4b、K2SO4c、CuSO4.5H2Od、H2O2(30%)e、NaOH(30%)f、0.1
(NH4)2SO4g、0.1NNaOHh、0.1%甲基红指示剂
[3]步骤:
a、试样消化,取2g试样置入250ml凯氏定氮瓶中,加3gK2SO4和1gCuSO4,加20ml浓H2SO4,
瓶口安放小三角漏斗,于电炉上加热消化。若消化色泽难退,则冷却后,加3---5mlH2O2,继续
加热,直至清彻透明为止。冷却,转入100ml容量瓶中(先加20ml水),充分洗涤凯氏定氨瓶,冷
却至室温,再用水定容至刻度摇匀。
b加碱蒸馏:吸取50ml稀释消化液,置入500ml平底烧瓶中,加约100ml水和数粒沸石,加入60m
l30%NaOH液.或在烧瓶上安一分液漏斗加碱,立即盖严,蒸馏约45分钟(或蒸出原液体积的1/3)
,接收瓶中先加入25或50ml0.1Na2SO4。.
c、滴定,蒸后,用水洗涤冷凝器,取出接收瓶,加4滴0.1%甲基红指示剂,用0.1NaoH滴定至黄色。
d计算,含氮(%)=[(NV)H2SO4-(HV)NaOH]x0.01401x(100/50)x(1/W)x100%
0.01401—氮的mg当量,100/50—稀释倍数,W—样重
粗蛋白(%)=6.25X含氮(%)
e.<5>灰分的测定
①.原理:试料在550℃燃烧所得残渣,用质量百分率来表示,残渣中主要是氧化物、盐类等矿物
质,也包括混入饲料中的砂石、土等,故称粗灰分。
②.仪器:a,粉碎机b,分样筛孔径为0.45mm(40目)c,分析天平0.0001gd.高温炉
550+-20℃e坩埚瓷质容积50mlf,变色硅胶作干燥剂
③测定:将干净坩埚放入高温炉,在550℃下灼烧30min,取出在空气中冷却约1min,放入干燥
器冷却30min,称量,再重复灼烧,冷却,称重,直至两次质量差小于0.0005g为恒重。在已恒
重的坩埚中称取2---5g(灰分质量0.05g以上).试样,准确至0。0002g,在电炉上小心碳化,在
炭化过程中,应将试料在较低温度状态加热灼烧至无烟,然后升温灼烧至样品中基本无炭粒。再
放入高温炉,于550℃下燃烧3h,取出,在空气中冷却约1min,放入干燥器是冷却至30min,称重
,再同样燃烧1h,冷却,称重,直至两次质量之差小于0.001g为恒重。
结果计算和表述
粗灰分(%)=(m2--m0)/(m1--m0)*100%
m0——恒重空坩埚重m1—加试样品的坩埚重m2—灰化后坩埚重三、实验方案设计
[1]、麸皮、玉米秆、稻草、花生秆的常规成份测定与分析
[2]、发酵麸皮单因素试验,取四个因素:(1)接种量(2)温度[3]时间(4)水分,以粗蛋白为
主要指标
[3]、发酵玉米秆的温度、时间、水分三因素交叉试验
[4]、发酵稻草、花生秆初探
2测定定项目水分%、粗蛋白%、粗脂肪%、粗纤维%、粗灰分%
无机氮浸出物%=100%—水%—粗蛋白%—粗纤维%—粗灰分%1、发酵麸皮
接种量温度℃时间水分
1%20℃2d30%
1.5%25℃3d40%
2%30℃4d50%
2.5%35℃5d60%
3发酵玉米秆温度A、时间B、水分C,以1%的接种量三因素交叉分组设计
发酵时间B1(15天)B2(30天)
料水比C1(1:1)C2(1:2)C1(1:1)C2(1:2)
A115℃a111a112a121a122
A220℃a2111a212a221a222
A325℃a311a312a321a322
A430℃a411a412a421a422
试样分析项目
Vansoest法测定试样中性洗涤纤维(NDF)酸性洗涤纤维(ADF)的含量
四试验结果与分析
1、发酵麸皮单因素试验
(1)温度(2%接种量、50%水分、4天)
温度℃25℃30℃35℃40℃
粗蛋白27.533.721.020.6
分析:25℃条件下培养时,菌体生长速度比较迟缓,35℃,40℃条件下培养,初生长速度较快,达
到峰值后快速进入衰亡期,粗蛋白含量不高,30℃培养对EM的生物转化较为适宜.
(2)含水量(30℃2‰4天)
含水量30%40%50%60%70%
前后粗蛋白变化量2%3%15%12%10%
分析:含水量在50%--60%时比较有利于菌体的繁殖生长,含水量在40%以下时,菌体蛋白增长缓慢
,粗蛋白含量无明显增加,而基料含水量高于60%时,则由于出现过多的游离水,使得酶和营养物
质的传逆性较差,阴碍了EM菌体繁殖,所以菌体蛋白增长也呈缓慢趋势,此时微生物呈现表面生
长现象。
一般来说,真菌可以在没有游离水的基质上生长良好,而酵母,细菌必须在含水量为40%以上的基
质上才能生长,若要长生良好则需有充分的游离水,适量的游离水有利于营养物质的渗透传递,
也利于酶及代谢产物的扩散。
(3)接种量(30℃50%水分4天)
接种量1%1.5%2%2.5%
粗蛋白22.9%27.8%34.5%34.6%
分析:EM在基料上生长繁殖,提高了基料中粗蛋白的含量,EM接种量不同其生物转化效果不同,从上
面实验看出%的效果最好
(4)发酵时间不同时的情况
发酵时间0d2d3d4d5d
粗蛋白17.8%26.6%29.7%33.7%22.5%
分析:第四天菌体数达最大值,粗蛋白含量最大。
小结:现初步确定最佳条件,即基料中,初始含水量为50%,接种量为2%、培养温度为30发酵4
天,发酵状况最佳.
2、玉米秆、花生秆、稻草、小麦常规成份测定结果及分析
水分%干物质%粗蛋白%粗脂肪%粗纤维%粗灰分%无机氮浸出物%
皮11.1988.8115.233.98.94.756.08
玉米秆10.6689.349.193.0927.713.3136.05
稻草12.8387.175.181.435.614.7830.21
花生秆12.2487.7611.833.232.422.5927.74
分析:农作物秸秆是由大量的有机物和少量的无机盐及水所构成。其有机物的主要成份是纤维素
类的碳水化合物,此处还有少量的粗蛋白和粗脂肪。碳水化合物由纤维类物质和可溶性糖类组成
。纤维素类物质是植物细胞壁的主要成份,它包括纤维素,半纤维素和本质素等,用粗纤维表示;
可溶性糖类用无氮浸出物表示;秸秆中的无机盐用粗灰分表示,由硅酸盐和其它少量微量元素组
成,含量大约为6%,但有的高达12%以上。农作物成熟后其秸秆中的维生素差不多全被破坏了,含
有很少。
农作物秸秆由许多植物细胞组成,所有的秸秆细胞可以分为细胞内容物和细胞壁两部分。秸秆用
中性洗涤剂(PH7)消化(煮沸1小时)。细胞内容物溶于中性洗涤剂中,不溶的就是细胞壁,细
胞壁是纤维素多聚物。经中性洗涤剂消化而得的纤维叫中性洗涤纤维(NDF)随后将中性洗涤纤维
用酸性洗涤消化,能溶于酸的叫酸性洗涤可溶物,不溶的物质叫酸性洗涤纤维。能溶于酸的物质
大部分是半纤维素和细胞壁含氮物质。不溶于酸的酸性洗涤纤维,又分为纯纤维素和酸性质素,
木质素经灼烧成灰分,灰分是由各种无机盐组成的。
成份(%干物质FDM粗蛋白CP中性洗涤纤维NDF酸性洗涤纤维ADF
稻草90.34.469.156.9
玉米秸93.29.269.7743.74
花生秧88.011.236.627.8
秸秆营养价值的限制性
由于农作物秸秆化学成分的特性,其营养价值很低,用它作为主要粗饲料来饲养反刍动物,尚具
有许多限制性因素。一是纤维素类物质含量高,水稻、小麦和玉米三大作物秸秆的中性洗涤纤维
分别为61。9%---74。4%,67。1%---73。0%和60。4%---71。9%;酸性洗涤纤维分别为40。
2%---53。0%,53。0%---56。2%和37。4%---51。1%。可见中性洗涤纤维一般高于60%,酸性洗涤
纤维高于40%。
二是粗蛋白含量低,稻草,麦秸和玉米秸的粗蛋白含量分别为3。8%---5。9%,4。0%---5。1%和
8。8%---9。6%,一般平均为3%---6%可见,秸秆饲料不仅可发酵氮极低,而且过病胃蛋白也几乎
为零。三是无机盐含量低,并缺乏动物生长所必需的维生素A,维生素D,维生素E等,以及钴、
铜、硫、硒和碘等矿物质元素。例如,秸秆饲料中含有大量的硅酸盐,它严重影响病胃中多糖类
物质的降解作用,Ca和P的含量一般也低于牛、羊的营养需要水平,许多地区钴、锌、硫、硒和
铜等元素也明显缺乏。四是可消化能值很低。由于上述秸料的营养限制因素,严重影响了家畜对
秸秆饲料的采食量和营养物质的消化率,从而制约了动物生产性能的表现。因此要科学地利用秸
秆来饲喂家畜,必须利用EM来提高秸秆饲料营养价值这一有效途径,这个途径是秸秆的综合处理
和营养物质的添补。
3、玉米秸交叉分组发酵试验
按玉米秸粉量的1%接EM菌种,并接料水比1:1,1:2加水,充分混匀,PH值取自然,分装500ml瓶
中密封。分别在15℃、20℃、25℃、30℃的温度下发酵15天,20天。
取发酵后的试样,置60烘箱烘干,制成风干样,经受40目筛的粉碎机粉碎,然后严格按4分法取
样以各分析,通过色泽、质地、气味等观察发酵试样的品质。
测定中性洗涤纤维NDF,酸性洗涤纤维ADF的含量。
(1)原玉米秸中部分营养成分含量
营养成分DMNDFADF
含量%93.2169.7743.74
试验所得数据:统计用Excel进行,方差分析及多重比较用SAS软中的ANOVA过程进行。
(2)不同条件下发酵样品的NDF,DF含量(%)
发酵时间料水比15℃20℃25℃30℃
MDF15d1:11:164.51+0。3763.37+0。8763.91+0。6263.06+0。80
1:267.70+0。7567.53+0。8767.54+0。6569.43+0。86
20d1:160.29+0。6962.33+0。8862.41+0。7265.67+0。69
1:265.37+0。7561.94+0。8564.99+0。8738.56+0。68
ADF15d1:139.14+0。640.52+0。6340.52+0。8343.34+0。65
1:242.63+0。6741.98+0。9840.93+0。9241.75+0。89
20d1:137.86+0。9139.84+0。8538.98+0。9239.21+0。76
1:241.93+0。7839.82+0。8440.99+0。2940.56+0。83
分析结果:发酵试样均色泽鲜黄,质地变软,透有酸香气味,无霉败异味。不同条件下经EM发酵
的饲料试样品的NDF和ADF含量显著低于其它处理组合。
(3)同因素对发酵玉米秸纤维含量的显著性比较(最小显著差数法)
因素交互作用ABCAXBAXCBXCAXBXC
NDF***NS***
ADFNS**NS*NS*
(*表示差异显著P<0.05,NS表示差异不显著)
由上表可见温度A,时间B,水分含量对EM发酵玉米秸中的NDF含量影响均显著P〈0,05;且温度和
水分(AXC),时间和水分(BXC)及温度和时间和水分(AXBXC)对其影响也显著,但对于ADF含
量只有发酵时间A,温度B,水分含量C及(AXBXC)的影响显著,其它均不显著。
(4)不同因素各处理组合ADF平均数:邓肯多重比较LSR
处理组合A4B1C2A1B1C2A2B1C2A1B2C2A4B2C1A3B2C2A3B1C2
数据43.3442.6341.9893.4175.4099.4040.93
差异显著性AABABCABCBCCDCD
A3B1C1A2B1C1A2B2C1A2B2C2A1B1C1A2B2C1A4B1C1A1B2C1
40.5240.5239.8438.8239.1438.9838.5637.86
CDECDEDEFDEFEFGFGFGG
EM发酵玉米秸秆饲料试样感官品质说明,EM生物体系在厌氧酸化的微生态可抑制其它微生物区系
的生长繁殖,使发酵秸秆在不灭菌的情况下不霉败变味无素安全。由于微生物产酸的浸渍及酶解
作用,一定程度的分散秸秆组织结构,导致其坚韧致密的纤维松结、软化。另外,所用微生物的
生长繁殖将秸秆中的碳、氮源部分转化为菌体蛋白,提高了发酵玉米秸作为饲料的营养价值。
由以上统计结果可知,温度,时间,水分等因素及其交互作用对玉米秸发酵有显著影响,而温度
是影响有效高级生物发酵的首要因素,本试验的三要素即温度,时间,水分含量直接影响有效微
生物生长繁殖,间接体现为玉米秸发酵的效果。初步明确温度15℃---30℃,含水量为40%----70%,
发酵时间为15天----30天.经比较以下几个效果较好.
15℃料水比1:130天
20℃料水比1:230天
30℃料水比1:215天
4、花生秧、稻草发酵初探
将其粉碎,EM原液:红糖:水=1:1:9,混和后30℃活化2天,再将秸秆:EM活化液:井水=1000
:1000:900,混匀厌氧25℃发酵10天.稻草略带有酸酒香味,质地柔软,花生秧呈深褐色,略有
酸酒香味,质地柔软。如果添加尿素:硫酸铵=2%:1%后,发酵前后粗蛋白含量有一定提高,但留
有刺鼻的氨味,口味较差。
EM发酵秸秆饲料的质量鉴别方法,总的来说是一看,二实,三手感。优质EM秸秆饲料呈金黄色或
茶黄色,具有醇香味和萍果香味,口尝有弱酸香甜味。若温度过高或水分过多酸味加重;若有腐
臭味、发霉味,则不能饲用,在手感方面,手感松散湿润而柔软为优质;手感发粘为质地不佳;
手感虽然松散,但干燥粗硬,也属于质不良。
注:将发酵麸皮和发酵秸秆分别制作成功后再适度混合,经试验粗蛋白的提高率较大,且有较好
的适口性,便于实验的进行和成份测定。
参阅文献
1、余佰良微生物饲料生产技术(中国轻工业出版社)
2、邢廷铣农作物秸秆饲料加工与应用(金盾出版社)
3、林东康常用饲料配方与设计技巧(河南科学技术出版社)
2、李蕴玉EM菌剂在畜牧业中的应用
篇6
关键词:生物基塑料 概念 存在问题 未来展望
近年来随着生物基塑料的研发和应用,一些传统的塑料制品已经被其替代,生物基塑料已经在解决资源和环境问题上发挥了重要作用。本文分析了生物基塑料的研究状况及当前发展中遇到的主要问题,并对生物基塑料的未来发展前景进行展望,以期为经济社会的可持续发展做出贡献。
一、生物基塑料的概念
1.生物基塑料的定义
2003年11月日本的生物塑料协会将生物塑料定义为生物分解塑料和生物基塑料。所谓生物分解塑料(BDP)是指,在一定环境条件下,这类塑料能够由细菌、藻类、真菌等微生物的作用分解,而不会带来环境问题,目前生物分解塑料既来源于石油又来自可再生资源。所谓的生物基塑料(BBP)是指可再生资源例如淀粉、蛋白质、纤维素、木质纤维素、生物聚合物及二氧化碳等,以这些材料为原料加工而成的塑料,就被称为生物基塑料。所谓生物塑料就是指绿色的生物材料,它不会对环境造成污染,或能够减轻对环境的污染,是给空气带来二氧化碳负担的“碳中性”材料。
2.具有代表性生物基塑料产品的特点比较
3.生物基塑料的检测标准
对生物基塑料的检测方法主要是通过对其进行C-14分子标记,然后测量其产品中各组分的碳原子是生物碳或化石碳及含量在总有机碳中的百分比(质量分数)。例如计算以淀粉为原料制造的淀粉基塑料的生物基含量:
50%淀粉与50%聚乙烯的淀粉基塑料,其中淀粉生物C含量为41%、聚乙烯生物C含量为82%,其生物基含量的计算方法为(50%×41%)÷(50%×82%+50%×41%)=33.3%。日本的生物含量的等级分为4个:25%~50%,50%~75%,75%~90%,>90%,其中25%~50%的产品所占的比例最大。
二、当前生物基塑料发展状况
随着,公众环保意识的逐步增强,探寻资源的可再生方法已经得到了越来越多人的关注,将一些常见的可再生资源例如谷物、木材、甜菜等制造成生物聚合物,实现资源的再生。目前,生物基塑料的研究已经完成了由初级研究到商业化、规模化方向的发展,截止到2012年全球生产制造的生物基塑料产量达500Kt左右,其所能带来的能量达1060kt,根据美国Fredonia集团的研究报告表明,生物基塑料的需求量在未来的几年里其增长率仍会大幅度提高。欧洲的生物塑料协会预测在未来的几年里生物基塑料的生产规模仍然会扩大,今后可被生物分解的生物基塑料中制造业产品如儿童玩具、汽车装饰用品、汽车零件及家用电器等的需求量最大且增长速度最快,预测增长速度会超过20%。目前生物基塑料在我国的应用主要是在以下5个行业:一包装行业;二制造业;三纺织业;四农用地膜;五医学业。
三、生物基塑料使用的主要技术
1.“生物成型”技术
作为世界知名的可口可乐公司承诺在2020年,本公司所使用的所有的PET容器都将使用生物材料,该产品主要是由美国著名的生物技术公司Virent、Gevo共同研发生物合成PX工艺,实现PTA的绿色化。Virent公司已经成功的采用了“生物成型”技术,将玉米、甘蔗等含糖作物与糠醛生物共同转化为PX,实现了完全由可再生材料合成生物基PET。
2.分子重组技术
目前,国际上知名的生物化工企业Virent、Gevo、Avantium等已经成功的应用生物技术从植物、农作物的废弃物等资源中进行分子重组转化为PX,并通过氧化技术生产出PTA,从而实现了100%的PET生物基产品。
3.“YXY”技术
美国生物化工Avantium公司与美国高校共同研发了“YXY”技术,该技术将植物源获得的呋喃糖通过生物技术转化为2,5-呋喃羧酸,从而与MEG酯化聚合生成PEF,目前 已经实现了PEF聚酯瓶的商业化生产。
四、几类生物基塑料的国内外研究进展
目前国内外研究较多且开发和技术相对成熟的生物基塑料主要有:淀粉基生物降解塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯等。
1.淀粉基生物降解塑料
淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品, 具有投资少、成本低、方便快捷、等特点。目前共研发出填充型、光-生物双降解型、共混型及全淀粉型四种可降解塑料。经过30年的研发历史,淀粉生物降解塑料已广泛应用于化工、农业以及化妆行业等。
2.聚乳酸生物降解塑料
聚乳酸是以乳酸为原料合成的材料,具有无毒、无害、高强度、易加工成型及可全降解性能等特点。因此,聚乳酸是一种能真正达到生态和经济双重效应的环保材料,是近年来国内外着重研究和关注的生物降解塑料。但价格较高对其大规模应用有一定的限制。
3.聚丁二酸丁二醇酯生物降解塑料
丁二酸和丁二醇经缩聚形成聚丁二酸丁二醇酯, 其具有优良的力学性能和耐热性,并且其加工定型和稳定性方面也比其他生物基塑料好。总体而言,其综合性能优异, 性价比合理, 具有良好的应用推广前景,。
另外,国内外正在研究开发一些新型生物基塑料。例如:美国农业部研究由柠檬酸和丙三醇制得的生物降解聚合物,美国加州大学正在推出的利用碳水化合物和肽合成生物材料以及国内相关研究部门研究以农产品为原料制造可塑淀粉生物降解材料,显示出未来生物技术塑料发展的前景巨大。
五、生物基塑料发展中存在的主要问题
1.生物基塑料的性能较石油基塑料有差距
目前形成产业的生物基塑料的性能(力学性能、稳定性、耐热性、燃烧性、阻隔性等)较石油基塑料的性能上还存在着一定的差距,在很多要求严格的领域中,生物基塑料不能够替代石油基塑料,因此必须通过对其性能进行改造的手段,尽量使其性能达到可利用的标准。
2.生物基塑料的生产投资大、成本高
相关国外《生物基生命周期对环境影响的全面分析》调查研究表明,生物基塑料的制造所使用的农作物,较普通的农作物而言使用的农药、化肥的量更大,其产品对环境污染的影响更大,因此在投资项目时一定要全面分析,慎重做决定。
六、展望生物基塑料的发展前景
1.生物基塑料替代传统能源
随着经济社会的发展,全球面临的资源和环境问题日趋加剧,环境污染、资源匮乏、能源短缺都迫使人们急切探寻新能源来替代传统的能源。用可再生资源替代石油资源已经成为人们关注的焦点,随着人们生活水平的提高,对石油资源的需求量只会与日俱增。随着全球气候变暖问题的日益严峻,美国能源情报署2006年初预测,到2025年,世界的二氧化碳排放量将达3.88×107kt,而中国目前的二氧化碳排放量已经达到3.8×106kt,因此中国面临的减排工作还是十分严峻的,同时相关研究表明,生物基塑料的节能减排效果显著,生物基塑料的二氧化碳排放量比石油基塑料的排放量少20%~30%。因此,生物基塑料的发展有巨大的市场潜力。
2.生物化学工艺技术发展为生物基塑料发展带来新革命
生物化学工艺技术的发展为生物基塑料的性能、生产工序、生产成本等都有了突破性的改变,其不仅能够使生物基塑料的性能达到最佳状态,而且能够大幅度的降低生产成本,提高淀粉及纤维素的含量,并且还能够直接或间接的使用非粮食淀粉,节约粮食资源。
3.生物基塑料产品种类不断增加,应用领域不断扩大
随着人们生活水平的提高对生活质量的要求越来越高,绿色食品、绿色包装都是人们追求的新事物,而生物基塑料就是绿色包装的典型资材。而且今后不会单单仅仅将生物基塑料的产品种类局限于包装上,会将生物基塑料的应用领域扩大到农业领域、医药领域、纺织领域等,他们都将在各自领域发挥着巨大的作用,实现资源替代和环境资源矛盾的缓解,更加有利于国家的可持续发展。
七、结语
近年来,生物基塑料的生产技术体系目前已经得到了确立,并且随着生物材料和生物生产技术的发展,其在节能减排和缓解资源环境压力发挥着显著的优势,通过对生物基塑料的研究和应用的现状进行综合分析,生物基塑料具有巨大的市场潜力。并且当前生物基塑料作为石油基的替代品使着我国的资源利用正朝着绿色、高效、高附加值、规模化、标准化的方向发展,从而为我国走经济可持续、能源可持续、资源可持续发展的道路奠定了基础,因此生物基塑料具有十分美好的发展前景。
参考文献
[1]唐赛珍.生物基材料发展前景展望[J].新材料产业,2013(03).
[2] 李洋.研究报告称生物基材料具有巨大的市场潜力[J].印刷技术,2010(04).
[3]张慧君.生物塑料在汽车上的应用与展望[J].橡塑资源利用[J].2013(04).
[4]杨中文.生物基塑料带来绿色革命[J].国外塑料,2006(05).
[5]王战勇,张晶,苏婷婷.可生物降解塑料的研究与发展[J].辽宁城乡环境科技,2003(08).
[6]关文.生物塑料有望替代90%传统树脂[J].中国石化报,2009(12).
篇7
糖果缤纷多彩的颜色都离不开一样东西――色素。现在常用的食品色素包括两类:天然色素与人工合成色素。
天然色素来自天然,主要由植物组织中提取,也包括来自动物和微生物的一些色素。研究认为,天然色素中除了藤黄有剧毒而被禁用外,其余对人体健康并无损害,故它在食物中的添加未受明文限制。但由于天然植物易腐败变质,有时会受到农药污染,可能有化学成分残留,所以不能认为天然色素就是绝对安全的。另外,天然色素具有色泽单调、不易纯化、颜色不统一等特点,且由于对光、热、酸、碱敏感,在加工、贮存中极易发生变色或褪色,故制约了它的使用范围。
人工合成色素是指用人工化学合成方法所制得的有机色素,主要是以煤焦油中分离出来的苯胺染料为原料制成的,其本质不是食品而是染料。在很长的一段时间里,由于人们没有认识到人工合成色素的危害,并且人工合成色素与天然色素相比较,具有色泽鲜艳、着色力强、性质稳定、价格便宜等优点,许多国家包括我国的食品加工行业普遍使用人工合成色素。随着人们知识水平的提高,越来越多的人对于在食品中使用合成色素会不会对人体健康造成危害提出疑问。与此同时,大量的研究报告证实,几乎所有的人工合成色素都不能向人体提供营养,某些合成色素甚至会危害人体健康,其毒副作用主要表现为一般毒性、致泻性和致癌性。因此,世界各国尤其是西方发达国家在食用色素的管理、人工合成色素的使用方面均有严格规定,多种人工合成色素已被禁止或严格限量使用。目前我国批准使用的食用合成色素有苋菜红、胭脂红、诱惑红、日落黄、柠檬黄、靛蓝、亮蓝、赤鲜红等。
回过来再说说糖果。科学研究认为,糖果人工合成色素的使用量只要在国家标准之内,不被过量食用,对人体还是比较安全的。但事实上,在巨大的经济利益的驱使下,我国食品中合成色素的超标、超范围使用现象屡禁不止。曾几何时,上海的小学生中曾流行一种被称为“魔鬼糖”的食品,它最大的特点就是能把食用者的舌头染成翠绿、宝蓝、绛紫、艳红等奇异的颜色。在食用后冷不防伸出舌头,能够吓人一跳,孩子们乐此不疲。可是这种“魔鬼糖”风靡一时后即被取缔,原因就是其中色素严重超标,近来在城乡一些地方甚至是南京这样的大城市它却又有死灰复燃的趋势,令关心孩子健康的家长和老师忧心忡忡。根据全国各地历年来对糖果色素的监测检验结果表明,糖果中的色素超标率比较严重,某地超标率甚至达到85.7%。
说了这么多,家长们究竟该如何为孩子选择糖果呢?
首先,如果孩子还处于婴幼儿阶段,那么绝对不要给他们食用含人工合成色素的糖果。因为婴幼儿的消化道发育不全,解毒、排毒功能甚差,合成色素除了会引起腹泻外,还会沉着于他们的消化道黏膜上,引起消化不良反应。其次,在给儿童购买糖果等类食品时,不能过分注重颜色,同时应挑选正规厂家的产品,以保证食品中色素种类和含量符合国家标准。但要注意,即使产品的色素含量是安全的,也不要让孩子过多、过久食入这类彩色食品,以免在体内蓄积中毒。
特别提醒:
*由于糖果尤其是奶糖中所含的有机酸等物质易粘附于牙齿或牙缝中,其腐蚀作用令牙齿表面脱钙、溶解,加上细菌繁殖易造成龋齿。所以,在孩子吃糖特别是奶糖后,要督促其漱口。较小的孩子可通过饮水或吃一块生梨、苹果清洁口腔。
篇8
金融危机增加心脏病风险
“当股票套牢、基金大跌,或在濒临倒闭的银行排队取钱时,你会听到自己心碎的声音吗”,英国剑桥大学的研究人员日前发出警告,一场全球银行业和金融业危机可能导致成千上万人死于心脏病发作。
社会流行病学家戴维・斯图克勒和他的同事在对世界银行和世界卫生组织长达40年的数据进行统计分析后,首次将银行危机与人口死亡率联系起来。报告称,一场“系统性”危机会使发达国家的心脏病死亡率平均提高6.4%――发展中国家的数值更高。调查中,研究人员走访了去年9月在几近倒闭的英国北岩银行门口排队取钱的人们。结果发现,这些人当时的情形比遭遇地震、战争,甚至恐怖袭击时还糟。
英国心脏病基金会的心脏科护士琼・戴维森对此指出:“人们很早就发现,当股市大跌等危机突然袭来时,往往会让一些心理承受能力比较差的人感到绝望,导致心脏病发作,甚至自杀。”斯图克勒博士表示,这份报告显示,在经济动荡时期,政府必须想点法子,消除人们的焦虑,防止大范围恐慌,否则将有成千上万人死于心脏病。
对于这一研究报告,中科院心理研究所的王筱璐博士分析认为:股民因银行、金融危机增加心脏病几率的根本原因在于,基金、股市财富带来的浮躁情绪,即便是“牛市”,同样会让他们焦躁。她指出,面对银行危机要摆正心态。第一,别将太多的钱投入其中,给自己留有余地;第二,别和身边的人攀比。
脸部泄露健康秘密
美丽的脸庞让人赏心悦目。殊不知,脸还是身体健康状况的晴雨表。英国医学研究人员发现,脸部不同部位的状态,可以揭示身体不同器官的健康状况。人体皮肤具有保护、调节、吸收、分泌与排泄等生理功能。正常情况下,面部皮肤白天会产生多余的油脂,以保护局部不受温度变化、灰尘和微生物的伤害,减少紫外线和污染物引起的皮肤氧化;晚上,皮肤“呼吸”排出一些代谢产物,并修复损害。因此,面部皮肤可以泄露出很多的健康秘密:
油腻的红鼻头,静脉显露,提示可能患有高血压、心脏病和肝脏疾病,或饮酒过量。
脸色苍白意味着腺体功能减退、肝脏充血、肝功能障碍,或贫血。
皮肤发黄可能是肝脏和脾脏疾病的信号。
嘴角出现裂纹,可能提示维生素B缺乏或消化系统疾病。
皮肤极度干燥,表明饮食中可能缺乏必需脂肪酸,需要及时调整饮食。
皮肤过早老化,多半是在阳光下暴露过久或长期吸烟所致。
针对嘴唇干裂,研究人员特别指出,嘴唇上的黏膜组织,不能像皮肤那样产生油脂,且缺乏黑色素的保护,因而更需要悉心呵护,保持滋润。抑郁、疲劳或缺乏维生素B,都可以引起嘴唇干裂。而在排卵前,体内雌二醇水平最高时,女性的嘴唇看起来则会更加丰满性感!“人们应该随时注意观察脸部的变化,以便及时了解自己的健康状况。”
社交使人更聪明
你是不是经常参加社交活动呢,诸如聚会、卡拉OK、结伴旅行等?据美国密歇根州立大学教授奥斯卡・巴拉及其同事研究发现,社交活动不仅能帮你结识许多朋友,还能让你变得更聪明。
研究者将受试者的认知水平与其社交的频率相比较,结果发现,社交越多的人认知水平测试的成绩越好。
奥斯卡指出,社交需要人与陌生的对象打交道,因此,社交可看做是对大脑认知的锻炼。如你在聚会上和朋友交流,就要把注意力分配到每个人身上,大脑不断闪过他们的信息,例如姓名、职业、个性等。在整个活动中,大脑皮层一直处于兴奋状态。
活跃气氛总是我们与人交往时所要做的,于是就会从大脑“数据库”中抽取关于体育、娱乐、生活、时尚等热点话题,引发大家的兴趣。没准你不时地还想讲上一个段子,抖抖包袱。即兴的语言交流对理解力、概括力和推断力都有极大的锻炼作用。
最后,与人交流是宣泄情绪、保持心理健康的不二法宝。也许交流对象不是死党,没法谈论你对上司如何的不满、同事给你穿小鞋、爱人冷落你……但交流使你对这些负面事件的注意力转移到了其他事情上,可能就是几句八卦、总统选举、商场折扣,这就足以让你暂时抛开烦忧,平复心情。
适度抑郁激发创造力
“抑郁不全是坏事”,可能你对此百思不得其解,那么就看看英国研究者的研究成果吧。近日,据英国《每日邮报》报道,伦敦精神病学研究所的知名专家保罗・基迪韦尔称,适度抑郁能激发人的创造力。
在英国,大约有1/4的人在一生中的某个阶段都曾遭遇过抑郁情绪的困扰。这种抑郁情绪并非都是抑郁症,可以看做是人处于情感低谷时的自然流露。也就是适度抑郁,包括情绪沮丧、轻微焦虑、爱担心等。
“我在30多岁时,也被抑郁情绪纠缠过。”基迪韦尔毫不隐晦地告诉人们:“当时,我感觉非常糟糕,觉得生活中到处都是威胁。”
但是现在看来,这种适度的抑郁却是一种心理防御机制,一方面让我们在好心情和坏心情之间找到了平衡――毕竟你总是要体味各种情感体验的。
而另一方面,心理学研究发现,当发生抑郁情绪的次数多了,人们自然会发现痛苦的时间变短了,而在不自觉的状态下转向寻求解决之道上。打个比方,生活就像一台水泵,不断给你压力,达到了一定程度,你就要找一个出水口。 通常情况下,压力总是来自各个不同的方面,所以,最佳出水口的位置也会随之变化。也就是说,你在抑郁情绪之下,不仅会更积极地寻找解决方法,而且还要创新,以便将问题各个击破。
腿胖点,心脏好
人人都想拥有苗条的身材。但日本科学家最近的一项研究显示,相对身体其他部位,腿部脂肪多一点,能减少患心脏病的风险。
日本筑波大学人类综合科学研究院的大藏伦博领导了这项研究。他们以128名正在实施减肥计划的女性为对象,调查了她们减肥之后体重、血压和腿部脂肪的变化。研究过程中,这些志愿者从食物中摄取同样多的热量,每周进行3次有氧运动。14周过后,她们的体重平均下降8公斤,其中7公斤是脂肪。研究发现,腹部脂肪减得越多,血压和中性脂肪值等预测心脏病风险的指标越能得到改善;而腿部脂肪减得越少,预测心脏病风险的指标越能得到改善。
大藏分析,腿部脂肪有可能释放防止动脉硬化的激素,保护人们的心脏。但这只是在正常体重范围内,如果超重,腿粗也会增加患心血管疾病的风险。
常发怒伤口好得慢
气大伤身。人们都知道,爱发怒的人患上冠心病、高血压和中风的几率更高。据英国最新出版的《大脑、行为与免疫》杂志报道,愤怒还会延缓伤口愈合的时间。
报告中说,他们招募了98名志愿者,首先对他们进行了一系列心理测试,以评估他们日常发怒的频率,然后按“发怒等级”对这些人进行分类。接下来,研究人员在其前臂上制造出了小烧伤,并进行了为期8天的观察。这些接受调查的人,都体重正常,而且没有服用某些特定药物、抽烟、喝过量咖啡的习惯。结果发现,那些自控能力差,爱发脾气的人,伤口愈合速度明显较慢;而那些脾气较好的人,伤口要好得更快,前者痊愈时间大概是后者的4倍。
篇9
10月在上海召开的首届亚太地区男科学论坛传出信息,我国男性生殖健康状况令人担忧,四分之一男性有障碍或性心理障碍。
最新的研究资料显示,随着生活节奏加快、竞争加剧,以及一些新兴产业中电波、辐射、新材料等带来的环境污染,男性生殖健康状况日趋恶化。我国男性25%有障碍或性心理障碍,10%的夫妇有不育不孕症,成年男性性病患者达6.5%,艾滋病也已对男性健康构成威胁。
上海市男科学研究所所长鑫教授在接受采访时表示,目前上海包括生殖健康在内的男性疾病正向低龄化发展。40岁以上的男性52%有功能障碍,同时因雄性激素部分缺乏,不少男人原本应该在60岁以上才会出现的更年期症状已提前到40岁左右。
研究资料还显示,目前国际上成年男子生成量比一百年前减少一半;五十岁左右的男性中四成患有不同程度的前列腺疾病。
方便食物影响视力
有研究指出,方便食品中所含的单价不饱和脂肪酸和多价不饱和脂肪酸以及亚油酸会影响人的视力。这些方便食品包括精美馅饼、蛋糕、小甜饼、炸薯条、油煎土豆片等。
研究者还发现,喜欢吃富含脂肪的方便食品的人,患老年性黄斑变性的风险是其他人的两倍多。黄斑变性是55岁以上老人失明和视力下降的首要原因。
与此同时,研究发现,经常吃富含不饱和脂肪酸(鲑鱼、金枪鱼等青花鱼科的海鱼往往富含该物质)的人,老年性黄斑变性的风险较低。另外,过去也有研究表明,深绿色叶类蔬菜有相同的作用。
研究人员建议,要尽量避免食用精制的方便食物,并且每周最好食用两次以上富含不饱和脂肪酸的鱼类。
国家药监局:收缴销毁乙双吗啉
国家药监局日前已正式发文,停止使用乙双吗啉等毒性较大药物。第一批公布的停止使用的药品地标品种名单,包括乙双吗啉、乙双吗啉胶囊、乙双吗啉片等药品。以前,乙双吗啉一直是治疗牛皮癣的一种主要药物。
据介绍,因乙双吗啉可导致1‰的患者发生急性白血病,1984年,国际上已禁止使用该药。但由于我国没有正式文件,而且这种药物对牛皮癣的治疗在短时间内效果显著,价格也便宜,个别药厂和医生仍利用该药配制治癣药物。
乙双吗啉除用于治疗银屑病之外,还有研究认为其对抑制肿瘤转移也有一定作用。该药属免疫抑制剂,通过抑制人体细胞的分裂繁殖,从而达到治疗银屑病的目的。但在治疗银屑病的同时,除了对表皮细胞具有抑制作用外,对骨髓的造血细胞等也有抑制作用,常常在出现治疗作用的同时,也产生毒副作用,常见的毒副作用为:白血球减少、血小板下降、肝功能异常和肝肾功能损害。
留神"网癔症"
如果你每天泡在互联网上超过3~4小时,而且对网络世界产生某种"依恋"之情,那么请注意:你可能已经患上了"网癔症"。美国和欧洲的社会学家及心理学家一致认为,上网成瘾是一种危害不亚于酗酒和赌博成性的心理疾病。
全美心理学协会的专家呼吁,太多的人沉湎于互联网已成为一种不容忽视的社会心理顽症,对社会生活秩序和年轻一代身心健康造成了严重危害。许多人或轻或重地表现出为人冷漠、缺乏时间感、精神抑郁、烦躁易怒等心理病态。研究人员在抽样调查的1.7万名上网者中,有10%的人表示,如果一段时间不能上网,就会有无所事事的空虚感;另外,高达30%的人承认,上网已成为自己逃避现实、寻求解脱的重要手段。有关专家还认为,上网成瘾也是婚姻破裂、对子女疏于管教、人际关系紧张等社会问题的诱因之一。
长期熬夜害处多
习惯熬夜的人越来越多了。甚至,对于有些人,熬夜已经成为生活方式的一部分。但是,从健康的角度讲,熬夜还是害处多多的。熬夜会对身体造成多种损害:
经常疲劳,免疫力下降:人体经常熬夜造成的后遗症,最严重的就是疲劳、精神不继;人体的免疫力也会跟着下降,自然的,感冒、胃肠感染、过敏原等等的自律神经失调症状都会找上你。
头痛:熬夜的隔天,上班或上课时经常会头昏脑胀、注意力无法集中,甚至会出现头痛的现象,长期熬夜、失眠,对记忆力也有无形的损伤。
黑眼圈、眼袋:夜晚是人体的生理休息时间,该休息而没有休息,就会因为过度疲劳,造成眼睛周围的血液循环不良,而引起黑眼圈、眼袋或是白眼球布满血丝。
而且,更糟糕的是,长期熬夜会慢慢地出现失眠、健忘、易怒、焦虑不安等神经、精神症状。
第48届全国医疗器械秋季博览会在桂林举行
2002年10月28日~11月1日,第48届全国医疗器械秋季博览会在桂林国际会展中心举行。来自各省、自治区、直辖市有关部委、中科院和国内外近2000家知名企业,45个展团以及来自台湾的多家厂商参加了本届博览会,规模居世界第二,在亚洲和中国均居第一。
本次博览会由中国国药集团总公司、桂林市人民政府和国药展览有限责任公司联合主办。中国医疗器械工业公司向全国医疗卫生单位和越南卫生部发出邀请函和参观卡,邀请代表参加洽谈、进行贸易活动,并向有关媒体报刊大会信息。博览会网站(省略)已经开通。
作为国内医疗行业最大的综合展会,本此大会本着"自然・健康"的主题,充分体现了医疗器械行业发展对环境保护的高度重视。
(程晓玲)
妇科癌变不可小视
著名演员李媛媛10月20日因病逝世,终年41岁。虽然早前就曾经传出过李媛媛患妇科肿瘤进行手术和放化治疗的消息,但她的突然辞世还是让人们震惊。因为很多人认为妇科癌症似乎并不严重,只要把癌变的部位切除就可以安然无恙,其实并不是这样。
据妇科专家介绍,目前比较常见的妇科癌症大概有5种。其中最难发现的就是卵巢癌,这种癌对妇女的危害极大,因为它有很大的隐蔽性,是一种不容易发现的癌症,尤其是早期,用B超也很难测出癌变,等到病人出现腹水等症状时一般已经是晚期了,死亡率很高,是对妇女威胁最大的妇科癌症。
宫颈癌因为癌变部位位于子宫颈上,在瘤子破裂时会出现不规则的出血,有时也会引发出血,由于有这样的症状,所以可以进行相应的治疗。但到不规则出血的情况出现时一般也是二期了,危险性增大。宫颈癌早期也没有什么不适反应,所以需要每年一次的妇科体检,尽早发现癌变的产生,为治疗争取时间。
子宫体癌一般容易出现在年纪比较大的绝经妇女身上,如果在绝经一段时间后(比如5年)突然出现出血症状,要马上进行诊断性刮宫,来判断子宫体上是否出现癌变。
绒癌是与妊娠有关的癌症,如果没有妊娠不太易得。还有一种是外阴癌,这是一种比较容易判断的癌症,这类病症出现时病人自己就会有一些感觉,比如:有异物生成或是瘙痒等,医生可以通过活体检验来发现癌变。
专家提醒,妇科癌症并不是"没有危险"的癌症,每年一次的妇科检查是非常必要的,同时要洁身自好,保持个人卫生。另外,没有生育过的妇女比较容易患宫颈癌,更要特别注意自身健康状况,随时检查。
干家务起不到锻炼作用
擦玻璃,拖地板,洗衣做饭,这些家务活能使你的居室整洁,生活舒适,但不能让你的腰围缩减1寸。家务劳动代替不了体育锻炼,这是英国关于"妇女心脏和健康"研究得出的结论。
研究报告说,至少在老年妇女中,虽然她们每天干许多家务活,但这对改善她们健康所起的作用却微乎其微。每周做重家务活8小时以上的妇女,比那些从不做家务劳动的人体重更容易超重。经常做家务劳动的妇女,心率不见得降低,相反,每周坚持散步或做其它体育锻炼超过3小时的妇女,心率倒比较低。
主持这项研究的埃布瑞赫姆教授认为,不能过高估价家务劳动对健康带来的好处。她说:"干家务活通常是慢慢腾腾的,没有消耗足够的热量。"她认为,要保持身体健康,必须坚持体育锻炼,每周至少有5次中度运动,每次30分钟,或每周3次较强的体育活动,每次20分钟。经常坚持快步走对健康最有益。
生活中不卫生的"卫生巾习惯"
在生活中,常有一些貌似卫生而实际不卫生的习惯和行为,对身体健康十分不利。
手帕混用或混放
用一块手帕既擦鼻涕又揩嘴巴的做法是不卫生的。特别是当人们在感冒时,在多次擦鼻涕过程中,手上、鼻涕中的细菌早已沾污了手帕,再用来擦嘴巴,会使病从口入。有人出汗时随意用手帕擦拭,面部皮肤表面的很多灰尘和细菌便会沾到手帕上,是细菌良好的培养基。另外,手帕在口袋里与钱币、钥匙等杂物混放,也是一个很不卫生的习惯,因为钱币、钥匙上常带有大量病菌和虫卵,使用被其污染的手帕,容易患肠道传染病和寄生虫病。有的母亲习惯与孩子长期共用一个手帕,这种习惯更不卫生,如果母亲是位传染病患者或病毒携带者那就更糟糕了。
把水果烂的部分削掉再吃
有些人吃水果时,碰到水果烂了一部分,就把烂掉的部分削掉再吃,以为这样就卫生了。然而,研究微生物学的专家认为:即使把烂水果已烂掉的部分削去,剩余的部分也已通过果汁传入了细菌的代谢物,甚至还有微生物开始繁殖,其中的霉菌可导致人体细胞突变而致癌。因此,水果只要是已经烂了一部分,就不宜吃了,还是扔掉为好。
美科学家声称:艾滋病疫苗2年后将成功问世
据海外媒体报道,艾滋病的发现者之一、美国科学家罗伯特・加洛近日指出,经过多年的努力,马里兰大学研制的艾滋病疫苗将在不久之后获得成功。
据新华网报道,罗伯特说,科学家研制出的一种疫苗已经使三种动物获得了对几种艾滋病病毒的免疫能力。有理由相信,它同样可以对人类产生作用,相信到2004年就能看到初步成果。目前研究人员在寻找攻克艾滋病的决定性方法时所面临的一大难题是,不断有新的艾滋病病毒类型出现,而免疫系统又无法抵御这些病毒对健康细胞的破坏。
餐后感觉能测病
人在进餐之后,如果有一些不适感觉,通常是患有某种疾病的征兆。究竟哪些感觉是属于"不正常"的,这些感觉又预示着什么呢?以下即是典型的例子。
进食油腻食物后,如果感到右上腹胀痛,并放射到肩部者,很可能患有胆囊炎或胆结石症。
经常食后不久,便感到饥饿,同时上腹隐痛,吐酸水,很可能有早期胃炎或溃疡。
食后腹胀加重,平卧时能减轻,经常气短,有时便秘或腹泻,身体较为瘦弱者,很可能患有胃下垂。
食欲正常,但在食后有肠鸣、便意感,即上厕所解大便,有时表现出吃一顿解一次便,这样的人就有可能是患有肠胃功能紊乱、肠过敏症或慢性肠炎。
食欲旺盛,甚至亢进,越吃越想吃,食后口干,饮水多,但体重减轻,消瘦,这是糖尿病特有的症状。
篇10
为保障国家粮食安全,推进新农村建设和统筹城乡发展,《全国土地整治规划》(2011~2015年)提出要加快农村土地整治复垦的步伐,明确提出全国耕地保有量要保持在18.18亿亩,到2015年新建4亿亩旱涝保收高标准基本农田的目标。《全国主体功能区划规划》(国发[2010]46号)中也提出,我国要在2020年基本形成“七区二十三带”为主体的农业战略格局,农产品供给安全得到有效保障,使得耕地保有量不低于120.33万km2(18.05亿亩),其中基本农田不低于104万km2(15.6亿亩)。近日,国土资源部关于印发《保发展保红线工程2013年行动方案》的通知(国土资发〔2013〕40号),“保红线工程” 的行动主题为“严守耕地保护红线,促进城乡统筹发展”,为坚守18亿亩耕地红线,该行动分解下达了2013年高标准基本农田建设任务,全面开展500个示范县建设,确保建成1亿亩高标准基本农田等任务。为此,在全国各地如海南省渡江流域、青海省湟水流域、贵州乌蒙山、、云南玉溪等地,正相继开展“集中连片、设施配套、高产稳定、生态良好、抗灾能力强”,与现代农业生产和经营方式相适应的高标准基本农田土地整理重大工程。为维护良好的自然生态环境,走人与自然和谐的发展道路,各地在实施土地整理的过程中也在同步开展环境影响评价工作。
目前,已有学者对土地开发整理行业的环境影响评价做了相应的研究,以土地开发整理的规划环评居多[1-5],且主要是偏向其评价指标体系的探讨[3-5],而针对其建设项目的研究仍稍显欠缺[6, 7]。土地整理项目如高标准基本农田土地整治重大工程(下称土地整治重大工程)虽然跨越区域较大、覆盖面积较广,但是它们是土地资源开发和土地利用有关规划的具体实施,在实施过程中一般是按子项目分区实施的,因此,按照建设项目编制环境影响报告书可操作性较强,同时也是土地规划项目规划环评的细化和补充。鉴于土地整治项目环评的行业导则还处于酝酿期,该类环评文件的编制主要依据总纲和专项导则。本文在编制青海省湟水流域、贵州乌蒙山、、云南省等地高标准基本农田土地整理重大工程环境影响报告书实践经验的基础上,对该类重大工程环境影响报告的编制提出几点建议,供同行参考。
1 工程分析的要求
按照《环境影响评价技术导则-生态导则》(HJ 19-2011)的要求,土地整治重大工程的工程分析时段应包括勘察设计期、施工期和营运期。勘察设计期包括项目建议书阶段、可行性研究阶段和设计阶段,项目建议书工作在进入环评阶段前已完成,其主要成果在可行性研究阶段会有体现;而可行性研究报告与环评是一个互动的阶段,环评以可行性研究报告为基础,评价过程中对发现初勘、选址选线、新增耕地的数量以及相关工程设计中存在的环境影响问题应提出调整或修改建议,可行性研究报告据此进行修改或调整,最终形成科学的可行性研究报告和环评报告。土地整理重大工程施工期跨度一般为3~5年,某些间接影响可能是永久性的,如渠道衬砌导致渠道生态环境发生质的改变,因此应重点关注该时段。而营运期,由灌溉引起的次生盐渍化、生态退化等生态影响和农药、化肥、农膜等残留所带来的污染影响是并存的,该阶段也应是环评的重点。
虽然国家对高标准基本农田土地整治项目中新增耕地的比例没有明文要求,但是“新增耕地率”已经成为各地土地整治重大工程的一大特色,也同时作为耕地“占补平衡”的重要来源。所以土地整治项目一般是对现有耕地进行“田、水、路、林”的改造和开发一定比例的新增耕地,相当于改扩建工程。按照生态导则对工程分析的对象的要求,土地整治重大工程的主体工程为土地平整、灌溉排水、修路和农田防护林等四大工程,部分项目还包括村庄整治。其中土地平整和灌溉排水工程应重点分析。对现有耕地的整治主要是衬砌渠道、疏浚沟道、修整道路、补种防护林以及改良土壤等,该部分耕地经过长期的人为干扰,格局和生态环境较稳定,其配套修整不会对其产生大的影响;而新增耕地主要是新建道路、沟渠、新种防护林,并将盐碱地、其他草地、农村道路、田坎沟渠等通过植被铲除、表土剥离、土壤改良等转变为耕地。新增耕地及其附属配套工程占地在生态类型上基本上由原来的草地生态系统、荒漠生态系统等转换为农业生态系统,生态格局转变较大,因此,新增耕地产生的影响应作为环评报告分析的重点。同时,作为改扩建工程,污染源的计算需做好三本帐,并提出“以新带老”的措施。
在工程符合性方面,因高标准基本农田项目一般都是集中连片的,因此不可避免涉及到自然保护区、森林公园、风景名胜区、文物古迹、饮用水源保护区等环境敏感区,所以在初步论证时要以列表的形式明确给出其保护区与建设项目的方位和距离,分析工程新增占地与该保护区占地上的合法性;国家命令禁止开垦坡度大于25°的地块,已有的坡度大于25°的耕地应逐步有计划地实行退耕还林还草。这就要求在丘陵地区广泛实施的“坡改梯”工程中把好耕地坡度这关,避免为追求土地数量这一目标而开发坡度大于25°的地块;同时还应并分析重大工程与法律法规、产业政策、环境政策和各级规划的符合性与协调性。
2 新增耕地的分析
早期,为片面强调数量而忽略开发整理质量,一些地方在土地整理中出现了毁林开荒、垦殖草场、围湖造田等破坏生态环境的现象荒漠地”等打“擦边球”现象发生。其次要分析其来源可行性,以避免营运期新增耕地因质量问题或者水源问题而出现撂荒现象的发生。要《全国主体功能区划规划》(国发(2010)46号)中要求把保护水面、湿地、林地和草地放到与保护耕地同等重要位置;农业开发要充分考虑对自然生态系统的影响,积极发挥农业的生态、景观和间隔功能。严禁有损自然生态系统的开荒以及侵占 水面、湿地、林地、草地等农业开发活动;在确保省域内耕地和基本农田面积不减少的前提下,继续在适宜的地区实行退耕还林、退牧还草、退田还湖。在农业用水严重超出区域水资源承载能力的地区实行退耕还水;保护天然草地、沼泽地、苇地、滩涂、冻土、冰川及永久积雪等自然空间。这些环境政策也都要求在土地整治项目中应注重新增耕地来源要明确、合法、合规。
3 水资源论证专题
鉴于水资源是决定土地开发整理面积大小的主要因素,土地开发整理首先要考虑水资源的供需平衡问题,特别是对于缺水的干旱地区[8]。在项目的可行性研究阶段,首先就要摸清项目区的各种来水量和可供水量,根据农业、工业、生活远景的需水要求以及生态需水量,进行水资源平衡分析论证,以水定地,确保水土资源供需平衡。《全国生态环境保护纲要》(国发(2000)38号)指出“在发生江河断流、湖泊萎缩、地下水超采的流域和区域,应停止新上的加重水平衡失调的蓄水、引水和灌溉工程”,这一要求表明了在当前阶段国家对生态环境用水的重视,从源头上避免因新增灌溉用水等而加剧水平衡失调的问题。《全国主体功能区划规划》(国发[2010]46号)中将限制开发区域(重点生态功能区)划分为25个国家重点生态功能区,其中包含4个水土保持型,分别为黄土高原丘陵沟壑水土保持生态功能区、大别山水土保持生态功能区、桂黔滇喀斯特石漠化防治生态功能区和三峡库区水土保持生态功能区。其发展方向为大力推行节水灌溉和雨水集蓄利用,发展旱作节水农业;限制陡坡垦殖和超载放牧;拓宽农民增收渠道,解决农民长远生计,巩固水土流失治理、退耕还林、退牧还草成果等。
以上环境政策要求在土地整治项目中应注重水资源供需平衡分析,采取节水灌溉等措施保证高标准基本农田的“集中连片、旱涝保收”,尤其是在水资源超载或者濒临超载的区域通过节水改造在新增耕地灌溉面积的同时不新增灌溉引水量。在实际项目中,为避免连续干旱年因水资源不足而发生耕地撂荒等,应采取有效应对措施,除渠道防渗、管灌、滴灌等节水灌溉、兴建涝池等工程措施外,还需加强管理措施,如沟渠铺膜防渗、消减新增耕地量等。对于消减新增耕地,应优先削减饮用水源保护区及其上游、沙化土地封禁保护区、珍稀濒危野生动植物天然集中分布区等敏感生态保护目标[9]附近的耕地。
4 地下水影响分析
4.1 地下水影响评价等级
土地整治项目因在营运期农药、化肥的残留会通过土壤淋溶以及地表径流入渗补给等作用影响地下水质;同时,田间的灌溉和排水会影响区域水资源的分布、可能引起地下水流场或地下水位的变化,并导致环境水文地质问题。其同时兼具I类和Ⅱ类建设项目的特征,属于《环境影响评价技术导则-地下水环境》(HJ610-2011)中的Ⅲ类项目。按照《建设项目地下水环境影响评价技术导则执行有关问题的说明》环办函[2013]479号文件要求,实际工作中应以建设项目I类和Ⅱ类场地特征确定的最高工作等级作为建设项目地下水环境影响评价工作等级,但可以分别按I类和Ⅱ类场地特征确定的工作等级开展相应的评价工作。
4.2 现状调查
4.2.1 污染源调查
重点应调查和了解施用农药、化肥、农膜的情况。同时参考《第一次全国污染源普查-农业污染源》(2009年)中关于农药、化肥的流失系数手册及农田地膜残留系数手册,给出项目区化肥、农药进入地表水和地下水的折纯量和农膜的田间残留量,并估算出通过挥发等进入大气环境中的化肥、农药的量。对于污灌区,应重点调查和了解污灌区的土壤类型、污灌面积、污灌水源、水质(执行标准为《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005))、污灌量、灌溉制度与方式及施用农药、化肥情况。必要时可做补做渗水试验,以便了解单位面积渗水量。对于移土培肥、改良土质或施用生活污泥的等地块,要对农田和作物的选择和影响进行类比分析,对受纳的农业土壤土质、面积进行分析,最终给出污泥的农田施用是否可行的结论,是否会影响农田的土质达标情况(《土壤环境质量标准》GB15618-1995)。
4.2.2 地域水文地质问题调查
地域环境水文地质问题调查包括地下水污染调查和其他水文地质问题调查。其中其他水文地质问题调查应结合项目所在地的区域特征进行盐渍化、沼泽化、海水入侵、天然劣质水质进而土壤污染调查,在调查其现状基本特征的基础上,分析产生的因素,项目建设对其的影响以及发展趋势。
4.3 影响评价
4.3.1 评价方法
按《环境影响评价技术导则-地下水环境》(HJ610-2011)的要求,分别用标准指数法对水质进行评价,用预测水位与现状调查水位的对比来对项目可能导致的水文地质问题进行评价,具体为地下水灌区中采用中心水位降和水位下降速率的方法评价地下水位的降落漏斗,和地表水灌区中通过地下水水位变化速率、变化幅度、水质及岩性等发展趋势的分析来分析土壤盐渍化、沼泽化、湿地退化、土壤荒漠化、地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷等。
4.3.1 评价内容
应注意地域性的问题,因为这些问题与水文地质问题息息相关。如在河谷平原区河水侧向补给和微地貌形态等会影响地下水的水质和水位埋深,要分析灌溉对盐碱化、沼泽化的影响程度;对滨海平原区,因淡水和咸水之间可能产生水力联系,要重点研究咸淡水界面埋深,淡水层的埋藏条件与水量,分析灌溉对海水上溯、倒灌的影响程度;对岩溶水地区,因地表水与地下水间相互转化的速度较快,且伴随着地域性的各种岩溶形态,如串珠状洼地、干谷、漏斗、溶井、落水洞、塌陷等;因此,应了解项目区地下水径流集中和强烈的地带,以防止因为灌溉渗漏、蓄水、抽水等农业活动导致岩溶塌陷;对于黄土地区,应注意调查黄土台塬(包括呈阶梯状的台塬)、黄土丘陵(梁、峁、沟壑)、山前洪积扇(裙)和河谷阶地的形态等,收集黄土层中溶蚀、湿陷、沟谷切割密度及深度等数据,观察了解黄土地区水土流失及植被与地下水的关系等。研究合理开发黄土地区地下水的方案,并推测可能出现的环境地质问题并提出可行的应急方案。对于沙漠地区,如南疆三地州等地,年降水量少,蒸发强烈,盐碱化严重,应分析项目区地下水资源的供 水能力,项目的节水程度,是否会加剧该区域地下水资源短缺的局面,并分析项目灌溉定额的合理性以及对盐碱化的影响程度。在以上分析灌溉对地下水可能引起的环境地质问题的基础上,应提出合理可行、可操作性强的的防治措施。
5 生态影响分析
5.1 生态影响评价等级
上述已经分析土地整治重大工程相当于改扩建工程,按照《环境影响评价技术导则-生态导则》(HJ 19-2011)的要求,在生态影响评价工作等级的划分上,其占地范围以新增占地面积计算。
5.2 现状调查
环境现状分析的主要内容有分析项目区的社会经济发展水平、土地利用现状、气象水文特点、自然灾害情况、农业生产基础设施、水利交通条件等情况。分析规划区域当前的环境问题以及各种环境的规模、范围、程度、产生原因等, 明确生态建设与环境保护的重点。并对生态敏感区( 点) 进行全面分析, 如特殊生境及特有物种、自然保护区、湿地、生态退化区、水土流失易发区、地质灾害易发区、特有人文和自然景观区以及其他生态敏感点等,确定对规划反映敏感的地域及环境脆弱带[1]。
因农业区人类活动较为频繁,一般不存在大型动物及珍稀野生动物,为两栖动物居多。现状调查时,按导则要求调查评价范围内的区生态背景和区域主要生态问题即可。与项目关系较密切的生态系统应详细调查,如项目区的农业生态系统,若有天然林地、河流、湿地分布其中,也应做出相应调查,重点调查受保护的珍稀濒危物种、关键种、土著种、建群种和特有种,天然的重要经济物种等。如涉及国家级和省级保护物种、珍稀濒危物种和地方特有物种时,应逐个或逐类说明其类型、分布、保护级别、保护状况等;如涉及特殊生态敏感区和重要生态敏感区时,应逐个说明其类型、等级、分布、保护对象、功能区划、保护要求等,还应通过长期生态监测和走访等形式调查项目区涉及动物栖息地和迁徙路线以便后续分析修路、修渠等对其的切割作用和预留生物通道的合理性。在上述基础上,附以规范的生态图件和相应照片。而与项目关系不太密切的生态系统因做应相应简化,给出区域大背景的生态现状并辅以照片即可。对于水土流失、沙漠化、石漠化、盐渍化、自然灾害、生物入侵和污染危害等生态问题调查,应指出其类型、成因、空间分布、发生特点等[9]。
5.3 影响分析
施工期生态影响主要表现在渠道衬砌、道路修整、土地平整和防护林种植过程中会扰动表土上的植被,虽然施工期一般在休耕期,植被已经枯萎,但是施工会切断植被的根系,破坏了原有土壤中的微生物群系、水分、养分,使得动工区域(除衬砌区域外)在施工期结束后仍以裸露地貌为主,植被恢复需要一定时间。除上述影响外,新增耕地的开发会减少野生动物的栖息地,一些已适应在田坎、盐碱地、沙地等生长的植物生存环境变迁、植被退化;使原本在当地生活的一些生物因栖息环境改变而减少甚至死亡。营运期内,除新增耕地由天然半天然的生态系统转变为农业生态系统所带来影响外,项目区内渠道的衬砌、路面硬化、田坎的减少所产生的影响相对较大。天然渠道因水土湿润,泥土路面水力连通性相对较好,阻隔作用相对较小,田坎因人为干扰相对较少等,这使得天然渠道、路面和田坎的物种较为丰富,对维持农田生态系统的生物多样性具有重要作用。项目实施后,渠系衬砌减少了降水、灌溉水对浅层地下水的补给;在非灌溉期,表层土壤水分因渠系衬砌不能充分得到浅水的补给,在靠近渠道两岸1~5m的范围内将会以草本植物群落。
5.4 水土流失
对于侵蚀模数,新增耕地和现有土地的整治应分别计算,此外还应统计因项目实施而破坏的水土保持面积,制定切实可行的水土保持措施。这部分工作应在水土保持方案的基础上进行。
5.5 生态风险评价
土地整治项目有区别于化工等污染项目,因此不适用于风险导则,但其生态风险仍然值得关注。土地整治的生态风险源主要来自农田平整、农田水利、道路建设及防护林建设大工程,其风险类型在建设期、恢复期与稳定期的表现各不相同[13]。可以从水、土与生物要素中选取了个指标构成土地整理生态风险评价的指标体系, 并用法得到综合生态风险指数, 能有效识别出土地整理前后生态风险的变化。得出土地整理后项目区发生生态风险的可能性的增减情况, 项目区生态环境质量总体有所变化趋势, 为以后的土地整理工作积累了宝贵的经验。
参考文献
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