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我国将益生菌发酵技术引进到果蔬加工领域

责任编辑:宏威包装机械  发布时间:2017-03-23
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        中国是世界最大的果蔬生产国,但加工率却不及发达国家的1/5每年新鲜果蔬腐败损耗达30%以上,损失超千亿元,已严重影响果蔬业发展。据悉,当前,国果蔬益生菌发酵关键技术实现多项重大突破,首次将益生菌发酵技术引入现代果蔬食品加工领域。


国首次将益生菌发酵技术引入现代果蔬食品加工领域


由南昌大学、江西江中制药(集团)有限责任公司等共同完成的果蔬益生菌发酵关键技术与产业化应用”日前荣获2016年度国家科技进步奖二等奖。该项目首次将益生菌发酵技术引入果蔬食品精深加工领域,创制了果蔬益生菌发酵上、中、下游全产业链关键技术创新体系,开发出的全新系列产品在全国19个省市71家企业得到推广应用,有力提升了国果蔬食品的国际竞争力,推动了果蔬精深加工产业的科技进步。


瞄准重大技术需求紧跟学科发展前沿


益生菌发酵技术首次引入果蔬食品领域


国是世界最大的果蔬生产国,但加工率却不及发达国家的1/5每年新鲜果蔬腐败损耗达30%以上,损失超千亿元,已严重影响果蔬业发展。激进果蔬加工存在能耗高、污染大、生产周期长、口感欠佳、营养损失大等诸多问题,亟须寻求先进的果蔬精深加工技术加以解决。


益生菌及其产品一直都是国际上的研究热点,从功能食品、孕婴食品到口腔健康食品、临床药品及护肤用品等,都能找到益生菌的踪迹。作为一种先进的食品制造技术,益生菌发酵技术在食品工业中得到广泛应用,益生菌发酵酸奶、奶酪、乳饮料等益生菌发酵产品已遍布全球。然而,益生菌发酵技术在果蔬加工方面的应用却鲜有报道。


项目第一完成人、南昌大学副校长谢明勇教授介绍,该项目以解决我国果蔬产业发展的重大技术需求为目标,紧跟学科发展前沿,首次将益生菌发酵技术引入现代果蔬食品加工领域。研究人员认为,利用益生菌发酵,不只能解决激进果蔬加工技术存在能耗偏高、污染较大、生产周期较长的问题,还可改善果蔬加工产品的口感,坚持或增加其营养成分,产品市场前景非常广阔。


针对我国乃至国际上果蔬发酵专用菌种缺乏、复合菌剂规模化制备技术落后、发酵果蔬产品种类单一、难以满足不同人群的多样化需求等突出问题,谢明勇教授和他团队通过历时十六年的技术攻关,创制出了一个果蔬益生菌发酵上、中、下游全产业链的关键技术创新体系,突破了果蔬发酵益生菌种高通量筛选和高活性工程菌剂规模化制备等系列技术瓶颈,率先掌握了适合工业化生产的果蔬发酵菌种及其菌剂制备等核心技术,实现了果蔬益生菌发酵关键技术产业化的重大突破。该项目的完成,国催生了一个全新的发酵果蔬产业,引领了国际果蔬发酵产业潮流,有力提升了国果蔬食品在国际上的竞争力,推动了国果蔬精深加工产业的科技进步。


创制全产业链关键技术创新体系


催生全新果蔬益生菌发酵绿色制造业


谢明勇教授介绍,该项目实现了果蔬益生菌发酵关键技术产业化的多项重大突破。


一是突破了优良果蔬发酵专用益生菌种高通量筛选技术瓶颈。研究人员分别从四川、湖南、云南、贵州、重庆、吉林、辽宁等地广泛采集各民族地区激进发酵果蔬样品数百份,详细记录了其激进制作工艺及制作条件,充分发掘和收集了其中的乳酸菌种资源并进行了规范化整理,分离、保藏乳酸菌株6000多株。


同时,创立了果蔬发酵专用益生菌高通量筛选技术体系,定向选育出了植物乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌和青春双歧杆菌、长双歧杆菌等优良果蔬发酵专用益生菌种39种335株,建立了国首个具有自主知识产权的果蔬发酵专用菌种库。该项研究不只有效推进了国各民族地区流传几千年的激进发酵果蔬制作工艺的传承,还在一定水平上防止了其中珍贵的乳酸菌种资源流失,对于弘扬中华民族激进食品文化具有重要意义,而且为我国益生菌相关产业的久远发展奠定了坚实的基础。此基础上,构建了果蔬发酵专用益生菌功能性评价体系。选育到性能优异的植物乳杆菌NCU116具有提高免疫力、缓解便秘、调节肠道菌群等益生功能。


二是突破了果蔬发酵专用复合益生菌剂规模化制备技术瓶颈。通过工艺创新(指数流加、模糊逻辑控制及提升式菌体悬浮培养等技术进行集成)将高密度培养发酵液中益生菌活菌浓度提升到8.01010CFU/mL发明了两步干燥法生产高活性乳酸菌剂的规模化制备技术,解决了现有菌剂制备技术能耗大、利息高的问题。开发的直投式果蔬发酵专用益生菌剂产品填补了国内外空白,产品中活菌数达2.81012CFU/g冻干时间较激进方法缩短了18小时,实现了节能减排的绿色制造。


三是发明了益生菌发酵果蔬系列生产新工艺,催生了全新的果蔬益生菌发酵绿色制造产业。创制了直投式益生菌发酵果蔬原浆、发酵果蔬饮料等益生菌发酵果蔬系列生产新工艺,开发了具有“平安、营养、美味、方便”等鲜明特征的益生菌发酵果蔬全新系列产品,产品通过了犹太和清真食品国际认证,受到国内外消费者的一致认可。


整体技术居国际领先水平


产业化推广应用前景广阔


中国农学会组织的专家委员会对该项目成果进行了评价。专家委员会认为,该项目突破了优良果蔬发酵益生菌种高通量筛选和高活性、高密度工程菌剂规模化制备等系列技术瓶颈,筛选出具有自主知识产权的高活性果蔬发酵益生菌种,自主创制了果蔬产品的益生菌发酵关键技术,开发了低成本、高活性果蔬发酵专用益生菌剂及系列发酵果蔬新产品,实现了发酵果蔬的绿色环保工业化生产,取得了显著的经济、社会和生态效益,效果整体技术处于国际领先水平。


雀巢公司(新加坡)研发中心高级科学家HelgULMER尤麦德)博士赞誉该技术产品是greatproduct伟大的产品)


FoodChemistri食品化学)FoodControl食品控制)InternatJournalofFoodScienc&Technolog食品科技国际期刊)食品与发酵工业》等多本学术杂志引用该研究效果并对项目研究效果,做出了高度评价。


据项目第二完成人、南昌大学食品学院熊涛教授介绍,该项目获国家发明专利授权5件,制定产品企业规范10余项,JournalofFunctionFood功能食品)等杂志上发表论文40余篇,先后荣获2016年国家科技进步二等奖、2015年江西省技术发明一等奖、2015年中国产学研合作创新效果一等奖、2016年中国侨界贡献(创新效果)奖和2016年全国糖酒商品交易会(CFDF最佳科技效果奖。


实验室里选育到菌株再好,如不能进行工业化应用,一切研究都要大打折扣。这是谢明勇对团队成员提出的要求,更是对自己的鞭笞。为了实现益生菌发酵果蔬的规模化生产,谢明勇团队进行了大量试验,终于发明了两步干燥法生产高活性复合益生菌剂及其规模化制备技术,开发出直投式果蔬发酵专用益生菌剂产品,填补了国内外空白。用我技术生产的胡萝卜汁,不只有营养,口感还很好,国内外很多客人都评价说这是最好喝的胡萝卜汁。谈起自己的代表性产品,谢明勇教授颇为自信。


目前,该项目技术已在江中、蜡笔小新、北京三元等国内多家大型企业胜利转化。项目开发的13类全新系列产品(益生菌发酵果蔬原浆、发酵果蔬饮料、发酵泡菜、发酵果冻、发酵果蔬奶、发酵果蔬泥、发酵果蔬冰激凌等)已在北京、上海、天津等全国19个省市71家企业推广应用。项目技术的推广应用,满足了大众方便获取优质果蔬产品的需求,为提高我国果蔬加工率、解决“三农”问题做出了重要贡献。


果蔬产品的工业化生产,一头挑起的农民增收的重任,一头挑起的广大消费者的食品平安与健康,科研工作者在中间责任重大。谢明勇教授说。

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