本報(bào)記者 王 薇
食品工業(yè)，是輕工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，也是極其重要的民生產(chǎn)業(yè)。近年來，我國食品產(chǎn)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(shí)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(chǎn)業(yè)界的深度融合、不懈努力下，食品科研領(lǐng)域結(jié)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(huì)五屆四次、中華全國手工業(yè)合作總社八屆四次理事會(huì)上，國內(nèi)多所高校、科研院所及相關(guān)企業(yè)合作完成的食品項(xiàng)目獲頒2023年度中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)(以下簡稱“中國輕工聯(lián)科技獎(jiǎng)”)。這些獲獎(jiǎng)的食品項(xiàng)目來自哪些食品細(xì)分領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了怎樣的創(chuàng)新發(fā)展？本報(bào)記者就此采訪了中國輕工聯(lián)科技獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)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(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，加快輕工業(yè)創(chuàng)新體系建設(shè)
為推動(dòng)輕工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，在中國輕工聯(lián)近年來推進(jìn)的“六大舉措”“八大輕工”建設(shè)中，“科技創(chuàng)新”“創(chuàng)新輕工”均率先提出。
在增強(qiáng)創(chuàng)新能力建設(shè)方面，中國輕工聯(lián)積極落實(shí)科技強(qiáng)國戰(zhàn)略，強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，加快輕工業(yè)創(chuàng)新體系建設(shè)；發(fā)揮21個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、34個(gè)國家工程技術(shù)研究中心的帶動(dòng)作用，提升創(chuàng)新“裂變”能力，推動(dòng)平臺(tái)向“高能級(jí)”邁進(jìn)。中國輕工聯(lián)完成科技成果鑒定217項(xiàng)，涉及領(lǐng)域22個(gè)；2023年輕工科技獎(jiǎng)勵(lì)工作，評(píng)出獲獎(jiǎng)項(xiàng)目191項(xiàng)，獲獎(jiǎng)比例38%，提名13項(xiàng)國家科技獎(jiǎng)項(xiàng)目。
如今，輕工科技獎(jiǎng)已成為京東等電商平臺(tái)評(píng)價(jià)產(chǎn)品科技含量的重要指標(biāo)之一。來自傳統(tǒng)釀造食品、果汁等食品領(lǐng)域的多個(gè)項(xiàng)目獲得2023年度中國輕工聯(lián)科技獎(jiǎng)。其中，由北京工商大學(xué)孫寶國院士團(tuán)隊(duì)牽頭的“傳統(tǒng)釀造白酒風(fēng)味物質(zhì)穩(wěn)定合成的關(guān)鍵功能菌群組裝發(fā)酵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目、由江南大學(xué)食品學(xué)院等高校及科研院所牽頭的“傳統(tǒng)釀造食品風(fēng)味與功能導(dǎo)向關(guān)鍵調(diào)控技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)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(fù)原橙汁產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目等多個(gè)食品項(xiàng)目成果脫穎而出。其背后是我國產(chǎn)學(xué)研的深度融合。扎實(shí)推進(jìn)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究，破解行業(yè)共性難題，成為這些獲獎(jiǎng)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(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)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(hào)。釀造品質(zhì)提升是關(guān)乎民生工程的重大需求。如何實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)釀造食品風(fēng)味及功能雙導(dǎo)向調(diào)控？此次獲獎(jiǎng)的“傳統(tǒng)釀造食品風(fēng)味與功能導(dǎo)向關(guān)鍵調(diào)控技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)給出了答案。該研發(fā)團(tuán)隊(duì)結(jié)合微生物組學(xué)和人工智能分析技術(shù)，深入解析我國傳統(tǒng)釀造食品風(fēng)味、功能物質(zhì)代謝機(jī)理、工藝機(jī)理，“原位”選育功能微生物，開發(fā)風(fēng)味及功能提升技術(shù)，促進(jìn)釀造產(chǎn)業(yè)的傳承創(chuàng)新。
該項(xiàng)目牽頭人、江南大學(xué)食品學(xué)院教授毛健分析指出，項(xiàng)目在科技創(chuàng)新方面，實(shí)現(xiàn)了以下幾大創(chuàng)新：一是多組學(xué)聯(lián)用解析傳統(tǒng)釀造食品中風(fēng)味及功能關(guān)鍵物質(zhì)形成的代謝機(jī)理。以食醋、料酒、黃酒生產(chǎn)過程中的麥曲發(fā)酵和醪液發(fā)酵為研究對(duì)象，聯(lián)用宏基因組等技術(shù)，結(jié)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(gè)物種，錨定麥曲中主要產(chǎn)酶微生物及產(chǎn)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(jìn)產(chǎn)酶產(chǎn)香的核心微生物之一。同時(shí)，解析醋醪及酒醪發(fā)酵過程中風(fēng)味形成與微生物代謝的關(guān)系，整理了223類催化酶，預(yù)測了參與風(fēng)味形成的139類催化酶和69個(gè)屬。
二是通過微生物組學(xué)解析傳統(tǒng)釀造食品中風(fēng)味及功能關(guān)鍵物質(zhì)形成的工藝機(jī)理。通過宏基因組學(xué)等現(xiàn)代技術(shù)，首次確定溫度、含水量及氧氣是驅(qū)動(dòng)麥曲微生物群落演替的主要驅(qū)動(dòng)力，麥曲發(fā)酵產(chǎn)生物熱是實(shí)現(xiàn)微生物自凈化的主要因素。全面解析發(fā)酵關(guān)鍵微生物與釀酒酵母互作關(guān)系，糖多孢菌及其代謝物可促進(jìn)釀酒酵母生長，促進(jìn)酸類、酯類和酚類物質(zhì)提升。
三是基于風(fēng)味及功能物質(zhì)代謝與工藝機(jī)理的關(guān)鍵微生物選育，項(xiàng)目建立了包括霉菌、酵母菌等在內(nèi)的2978株菌種資源庫。以風(fēng)味及功能為導(dǎo)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(shí)產(chǎn)權(quán)的高酶活玫瑰糖多孢菌A22等菌株，并獲得了首個(gè)玫瑰糖多孢菌基因組，首個(gè)釀造用黃曲霉、草酸青霉菌的基因組，并闡明其代謝功能機(jī)制。
四是深入基于關(guān)鍵菌株與工藝機(jī)理的風(fēng)味及功能雙導(dǎo)向調(diào)控工藝開發(fā)與應(yīng)用。通過感官組學(xué)全面建立食醋、黃酒、料酒的風(fēng)味和感官評(píng)價(jià)體系，明確了產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。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(guān)鍵香氣物質(zhì)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(shí)現(xiàn)了對(duì)關(guān)鍵風(fēng)味及功能性物質(zhì)精準(zhǔn)調(diào)控。
據(jù)了解，該項(xiàng)目由江南大學(xué)、紹興文理學(xué)院、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目成果實(shí)現(xiàn)了釀造食品風(fēng)味及功能雙導(dǎo)向的調(diào)控技術(shù)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(jìn)行擴(kuò)大化應(yīng)用。
白酒作為我國傳統(tǒng)釀造食品中的典型代表，其品質(zhì)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(nèi)產(chǎn)學(xué)研不斷加深合作。北京工商大學(xué)孫寶國院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家企業(yè)組織申報(bào)的“傳統(tǒng)釀造白酒風(fēng)味物質(zhì)穩(wěn)定合成的關(guān)鍵功能菌群組裝發(fā)酵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲中國輕工聯(lián)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
據(jù)該項(xiàng)目科技牽頭人北京工商大學(xué)教授李秀婷介紹，項(xiàng)目主要針對(duì)影響白酒風(fēng)味品質(zhì)的關(guān)鍵問題，創(chuàng)建功能微生物組裝發(fā)酵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)酒醅發(fā)酵過程風(fēng)味酯類物質(zhì)的穩(wěn)定生成，為助力傳統(tǒng)固態(tài)釀造白酒的產(chǎn)品穩(wěn)定性提供科學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)支撐。項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新成果體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是研究建立發(fā)酵酒精飲品關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)精準(zhǔn)檢測技術(shù)體系，結(jié)合風(fēng)味大數(shù)據(jù)分析明確酯類物質(zhì)對(duì)白酒產(chǎn)品感官穩(wěn)態(tài)的物質(zhì)基礎(chǔ)?；谌妗⒕珳?zhǔn)的白酒微量揮發(fā)性和難揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測技術(shù)方法開發(fā)，明確酯類物質(zhì)作為白酒感官關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的分子基礎(chǔ)。
二是研究創(chuàng)建基于風(fēng)味導(dǎo)向的核心風(fēng)味物質(zhì)關(guān)聯(lián)的功能微生物挖掘及性能開發(fā)與評(píng)價(jià)體系。該體系以關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)為導(dǎo)向，剖析固態(tài)微生態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)微生物與風(fēng)味物質(zhì)合成的內(nèi)在關(guān)系，揭示發(fā)酵過程微生物群落動(dòng)態(tài)變化與核心風(fēng)味物質(zhì)生成的關(guān)聯(lián)規(guī)律，基因組、轉(zhuǎn)錄組結(jié)合代謝組學(xué)溯源核心功能微生物，在自建萬株級(jí)微生物資源信息庫層面，確證關(guān)鍵酯類風(fēng)味物質(zhì)的微生物基礎(chǔ)。
三是多組學(xué)技術(shù)解析功能微生物群組代謝合成風(fēng)味物質(zhì)的分子機(jī)制與代謝規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)成功創(chuàng)制關(guān)鍵功能菌群為組裝核心的風(fēng)味物質(zhì)穩(wěn)定合成微生態(tài)穩(wěn)態(tài)發(fā)酵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)風(fēng)味物質(zhì)在實(shí)際生產(chǎn)過程中可調(diào)節(jié)可控制地穩(wěn)定合成，顯著提升白酒釀造生產(chǎn)的批次穩(wěn)定性。通過產(chǎn)學(xué)研合作，該項(xiàng)目成果在貴州習(xí)酒股份有限公司、北京華都釀酒食品有限責(zé)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(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
攻克關(guān)鍵技術(shù)，不斷延伸食品產(chǎn)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(chǎn)量的40%以上，而國內(nèi)尚不足5%。我國水果年產(chǎn)量1.2億噸，居全球首位，尤其是蘋果、柑橘產(chǎn)量居世界第一，具有發(fā)展NFC果汁產(chǎn)業(yè)的資源優(yōu)勢(shì)。“非復(fù)原橙汁產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目牽頭人、中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司教授級(jí)高工鐘其頂介紹，此次獲獎(jiǎng)項(xiàng)目通過科技研發(fā)，改進(jìn)全套生產(chǎn)工藝，采用穩(wěn)定同位素食品真實(shí)性鑒別技術(shù)研究破解“劣幣驅(qū)逐良幣”行業(yè)難題，保障了公平競爭。項(xiàng)目組在江西贛南地區(qū)開展了7年的成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化，成功建成了百億臍橙產(chǎn)業(yè)鏈，改變了我國柑橘類產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈、提高了附加值。
該項(xiàng)目由中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司、湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、農(nóng)夫山泉股份有限公司、中輕技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司合作完成。鐘其頂認(rèn)為，項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：一是攻克了非復(fù)原橙汁的真實(shí)性鑒別關(guān)鍵技術(shù)并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)監(jiān)管保障手段；研究了非復(fù)原橙汁同位素分餾理論與影響因素，為非復(fù)原橙汁真實(shí)性鑒別技術(shù)應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)；采用同位素內(nèi)源標(biāo)記物突破數(shù)據(jù)庫約束，實(shí)現(xiàn)非復(fù)原橙汁與復(fù)原橙汁的科學(xué)識(shí)別。
二是創(chuàng)新了食品真實(shí)品質(zhì)(FA)認(rèn)證模式，實(shí)現(xiàn)非復(fù)原橙汁工藝真實(shí)屬性的數(shù)字化表達(dá)和信任傳遞，形成了“良幣驅(qū)逐劣幣”的市場環(huán)境。利用非復(fù)原橙汁真實(shí)性技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了流通領(lǐng)域?qū)Ψ菑?fù)原橙汁產(chǎn)品真實(shí)屬性的科學(xué)精準(zhǔn)分析驗(yàn)證；項(xiàng)目組農(nóng)夫山泉獲得FA認(rèn)證——非濃縮還原(NFC)橙汁首張證書。目前FA認(rèn)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(chǎn)品實(shí)踐應(yīng)用，為食品產(chǎn)業(yè)高質(zhì)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(xué)方案之一。
三是突破了全果果汁加工關(guān)鍵技術(shù)研究和特色生產(chǎn)裝備研發(fā)，使得生產(chǎn)加工工藝達(dá)到國際水平，有效提高了企業(yè)生產(chǎn)效率。研究評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)及貨架期、系統(tǒng)完成了生產(chǎn)關(guān)鍵控制點(diǎn)研究及特色生產(chǎn)裝備研發(fā)、完成了產(chǎn)品及生產(chǎn)加工過程標(biāo)準(zhǔn)體系研究和標(biāo)準(zhǔn)制定。
此次獲獎(jiǎng)的高校、科研院所及企業(yè)代表表示，在消費(fèi)升級(jí)的背景下，要不斷夯實(shí)科研基礎(chǔ)，以科技創(chuàng)新形成新質(zhì)生產(chǎn)力，才能從根本上破解行業(yè)共性瓶頸問題，推動(dòng)食品產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
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