本報記者 王 薇
食品工業(yè)，是輕工業(yè)的支柱產業(yè)，也是極其重要的民生產業(yè)。近年來，我國食品產業(yè)蒸蒸日上。2023年，我國食品規(guī)上企業(yè)營收9萬億元，利潤近6200億元。食品工業(yè)以占輕工業(yè)規(guī)上企業(yè)31%的份額，實現(xiàn)了超過40%的營收和利潤。食品工業(yè)的穩(wěn)定增長，離不開科技創(chuàng)新。在我國食品科技界和產業(yè)界的深度融合、不懈努力下，食品科研領域結出累累碩果。
4月8日，在于四川廣元召開的中國輕工業(yè)聯(lián)合會五屆四次、中華全國手工業(yè)合作總社八屆四次理事會上，國內多所高校、科研院所及相關企業(yè)合作完成的食品項目獲頒2023年度中國輕工業(yè)聯(lián)合會科學技術獎(以下簡稱“中國輕工聯(lián)科技獎”)。這些獲獎的食品項目來自哪些食品細分領域，實現(xiàn)了怎樣的創(chuàng)新發(fā)展？本報記者就此采訪了中國輕工聯(lián)科技獎獲獎單位的科技帶頭人，從他們的娓娓道來中，看見了我國食品科技發(fā)展的“滿園春色”。
強化頂層設計，加快輕工業(yè)創(chuàng)新體系建設
為推動輕工業(yè)高質量發(fā)展，在中國輕工聯(lián)近年來推進的“六大舉措”“八大輕工”建設中，“科技創(chuàng)新”“創(chuàng)新輕工”均率先提出。
在增強創(chuàng)新能力建設方面，中國輕工聯(lián)積極落實科技強國戰(zhàn)略，強化頂層設計，加快輕工業(yè)創(chuàng)新體系建設；發(fā)揮21個國家重點實驗室、34個國家工程技術研究中心的帶動作用，提升創(chuàng)新“裂變”能力，推動平臺向“高能級”邁進。中國輕工聯(lián)完成科技成果鑒定217項，涉及領域22個；2023年輕工科技獎勵工作，評出獲獎項目191項，獲獎比例38%，提名13項國家科技獎項目。
如今，輕工科技獎已成為京東等電商平臺評價產品科技含量的重要指標之一。來自傳統(tǒng)釀造食品、果汁等食品領域的多個項目獲得2023年度中國輕工聯(lián)科技獎。其中，由北京工商大學孫寶國院士團隊牽頭的“傳統(tǒng)釀造白酒風味物質穩(wěn)定合成的關鍵功能菌群組裝發(fā)酵技術及應用”項目、由江南大學食品學院等高校及科研院所牽頭的“傳統(tǒng)釀造食品風味與功能導向關鍵調控技術開發(fā)與應用”項目、由中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司等科研院所牽頭的“非復原橙汁產業(yè)關鍵技術創(chuàng)新與產業(yè)化應用”項目等多個食品項目成果脫穎而出。其背后是我國產學研的深度融合。扎實推進基礎研究與應用研究，破解行業(yè)共性難題，成為這些獲獎單位的發(fā)力方向。
加大融合創(chuàng)新，破解傳統(tǒng)釀造食品業(yè)共性難題
數(shù)據(jù)顯示，我國傳統(tǒng)釀造食品產業(yè)產值達1.3萬億元，食醋、料酒、白酒、黃酒等傳統(tǒng)釀造食品是我國典型的飲食文化符號。釀造品質提升是關乎民生工程的重大需求。如何實現(xiàn)傳統(tǒng)釀造食品風味及功能雙導向調控？此次獲獎的“傳統(tǒng)釀造食品風味與功能導向關鍵調控技術開發(fā)與應用”項目研發(fā)團隊給出了答案。該研發(fā)團隊結合微生物組學和人工智能分析技術，深入解析我國傳統(tǒng)釀造食品風味、功能物質代謝機理、工藝機理，“原位”選育功能微生物，開發(fā)風味及功能提升技術，促進釀造產業(yè)的傳承創(chuàng)新。
該項目牽頭人、江南大學食品學院教授毛健分析指出，項目在科技創(chuàng)新方面，實現(xiàn)了以下幾大創(chuàng)新：一是多組學聯(lián)用解析傳統(tǒng)釀造食品中風味及功能關鍵物質形成的代謝機理。以食醋、料酒、黃酒生產過程中的麥曲發(fā)酵和醪液發(fā)酵為研究對象，聯(lián)用宏基因組等技術，結合人工智能分析，解析了不同地域麥曲微生物種水平群落，注釋到1466個物種，錨定麥曲中主要產酶微生物及產香微生物，首次證明糖多孢菌是麥曲及酒醪發(fā)酵過程中促進產酶產香的核心微生物之一。同時，解析醋醪及酒醪發(fā)酵過程中風味形成與微生物代謝的關系，整理了223類催化酶，預測了參與風味形成的139類催化酶和69個屬。
二是通過微生物組學解析傳統(tǒng)釀造食品中風味及功能關鍵物質形成的工藝機理。通過宏基因組學等現(xiàn)代技術，首次確定溫度、含水量及氧氣是驅動麥曲微生物群落演替的主要驅動力，麥曲發(fā)酵產生物熱是實現(xiàn)微生物自凈化的主要因素。全面解析發(fā)酵關鍵微生物與釀酒酵母互作關系，糖多孢菌及其代謝物可促進釀酒酵母生長，促進酸類、酯類和酚類物質提升。
三是基于風味及功能物質代謝與工藝機理的關鍵微生物選育，項目建立了包括霉菌、酵母菌等在內的2978株菌種資源庫。以風味及功能為導向，采用高通量選育等方法，經(jīng)過多年研發(fā)，最終得到了具有自主知識產權的高酶活玫瑰糖多孢菌A22等菌株，并獲得了首個玫瑰糖多孢菌基因組，首個釀造用黃曲霉、草酸青霉菌的基因組，并闡明其代謝功能機制。
四是深入基于關鍵菌株與工藝機理的風味及功能雙導向調控工藝開發(fā)與應用。通過感官組學全面建立食醋、黃酒、料酒的風味和感官評價體系，明確了產品感官評價標準。首次開發(fā)了高酶活玫瑰糖多孢菌A22多菌種麥曲、草酸青霉菌M1816多菌種麩曲制作工藝等，使得料酒及食醋中關鍵香氣物質顯著提高；黃酒中雜醇濃度明顯下降，總酯含量有效提高，食醋中糠醛和5-羥甲基糠醛含量明顯增加，實現(xiàn)了對關鍵風味及功能性物質精準調控。
據(jù)了解，該項目由江南大學、紹興文理學院、南方海洋科學與工程廣東省實驗室(廣州)、浙江古越龍山紹興酒股份有限公司、江蘇恒順醋業(yè)股份有限公司合作完成。項目成果實現(xiàn)了釀造食品風味及功能雙導向的調控技術開發(fā)，在浙江古越龍山紹興酒股份有限公司、江蘇恒順醋業(yè)股份有限公司等企業(yè)進行擴大化應用。
白酒作為我國傳統(tǒng)釀造食品中的典型代表，其品質的穩(wěn)定性難以把控，成為行業(yè)面臨的共性瓶頸問題之一。為破解這一難題，多年來國內產學研不斷加深合作。北京工商大學孫寶國院士團隊聯(lián)合多家企業(yè)組織申報的“傳統(tǒng)釀造白酒風味物質穩(wěn)定合成的關鍵功能菌群組裝發(fā)酵技術及應用”項目獲中國輕工聯(lián)科技獎一等獎。
據(jù)該項目科技牽頭人北京工商大學教授李秀婷介紹，項目主要針對影響白酒風味品質的關鍵問題，創(chuàng)建功能微生物組裝發(fā)酵技術，實現(xiàn)酒醅發(fā)酵過程風味酯類物質的穩(wěn)定生成，為助力傳統(tǒng)固態(tài)釀造白酒的產品穩(wěn)定性提供科學指導和技術支撐。項目的主要創(chuàng)新成果體現(xiàn)在以下三個方面：一是研究建立發(fā)酵酒精飲品關鍵風味物質精準檢測技術體系，結合風味大數(shù)據(jù)分析明確酯類物質對白酒產品感官穩(wěn)態(tài)的物質基礎?；谌?、精準的白酒微量揮發(fā)性和難揮發(fā)性風味物質檢測技術方法開發(fā)，明確酯類物質作為白酒感官關鍵風味物質的分子基礎。
二是研究創(chuàng)建基于風味導向的核心風味物質關聯(lián)的功能微生物挖掘及性能開發(fā)與評價體系。該體系以關鍵風味物質為導向，剖析固態(tài)微生態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)內微生物與風味物質合成的內在關系，揭示發(fā)酵過程微生物群落動態(tài)變化與核心風味物質生成的關聯(lián)規(guī)律，基因組、轉錄組結合代謝組學溯源核心功能微生物，在自建萬株級微生物資源信息庫層面，確證關鍵酯類風味物質的微生物基礎。
三是多組學技術解析功能微生物群組代謝合成風味物質的分子機制與代謝規(guī)律，并以此為基礎成功創(chuàng)制關鍵功能菌群為組裝核心的風味物質穩(wěn)定合成微生態(tài)穩(wěn)態(tài)發(fā)酵技術，實現(xiàn)了目標風味物質在實際生產過程中可調節(jié)可控制地穩(wěn)定合成，顯著提升白酒釀造生產的批次穩(wěn)定性。通過產學研合作，該項目成果在貴州習酒股份有限公司、北京華都釀酒食品有限責任公司、河北鳳來儀酒業(yè)有限公司、安琪酵母股份有限公司等企業(yè)開展示范應用，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。
攻克關鍵技術，不斷延伸食品產業(yè)鏈
非濃縮還原，即NFC果汁加工是果品精深加工新途徑之一，在歐盟，NFC果汁占果汁產量的40%以上，而國內尚不足5%。我國水果年產量1.2億噸，居全球首位，尤其是蘋果、柑橘產量居世界第一，具有發(fā)展NFC果汁產業(yè)的資源優(yōu)勢。“非復原橙汁產業(yè)關鍵技術創(chuàng)新與產業(yè)化應用”項目牽頭人、中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司教授級高工鐘其頂介紹，此次獲獎項目通過科技研發(fā)，改進全套生產工藝，采用穩(wěn)定同位素食品真實性鑒別技術研究破解“劣幣驅逐良幣”行業(yè)難題，保障了公平競爭。項目組在江西贛南地區(qū)開展了7年的成果應用轉化，成功建成了百億臍橙產業(yè)鏈，改變了我國柑橘類產品存在的鮮食品種較多，但加工率低、綜合效益差的狀況，延伸了我國柑橘產業(yè)鏈、提高了附加值。
該項目由中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司、湖南省農產品加工研究所、農夫山泉股份有限公司、中輕技術創(chuàng)新中心有限公司合作完成。鐘其頂認為，項目的創(chuàng)新點有以下幾點：一是攻克了非復原橙汁的真實性鑒別關鍵技術并進行標準化，為產業(yè)發(fā)展提供科學監(jiān)管保障手段；研究了非復原橙汁同位素分餾理論與影響因素，為非復原橙汁真實性鑒別技術應用奠定了理論基礎；采用同位素內源標記物突破數(shù)據(jù)庫約束，實現(xiàn)非復原橙汁與復原橙汁的科學識別。
二是創(chuàng)新了食品真實品質(FA)認證模式，實現(xiàn)非復原橙汁工藝真實屬性的數(shù)字化表達和信任傳遞，形成了“良幣驅逐劣幣”的市場環(huán)境。利用非復原橙汁真實性技術，實現(xiàn)了流通領域對非復原橙汁產品真實屬性的科學精準分析驗證；項目組農夫山泉獲得FA認證——非濃縮還原(NFC)橙汁首張證書。目前FA認證工作體系在食醋、食用油和果汁等行業(yè)龍頭企業(yè)的產品實踐應用，為食品產業(yè)高質量發(fā)展提供良好的競爭生態(tài)，也是解決全球食品欺詐問題科學方案之一。
三是突破了全果果汁加工關鍵技術研究和特色生產裝備研發(fā)，使得生產加工工藝達到國際水平，有效提高了企業(yè)生產效率。研究評價了不同柑橘品種的加工適宜性、建立并優(yōu)化了全果制汁加工新工藝、研究了全果果汁的功能評價及貨架期、系統(tǒng)完成了生產關鍵控制點研究及特色生產裝備研發(fā)、完成了產品及生產加工過程標準體系研究和標準制定。
此次獲獎的高校、科研院所及企業(yè)代表表示，在消費升級的背景下，要不斷夯實科研基礎，以科技創(chuàng)新形成新質生產力，才能從根本上破解行業(yè)共性瓶頸問題，推動食品產業(yè)高質量發(fā)展。
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