1、所属科学技术领域:食品科学与工程领域。
2、主要内容:
莲子是我国传统的药食两用特色农产品。近年来,莲子种植面积和产量逐年增加,产业链条不断延伸,成为莲子产区的重要经济支柱。针对莲子产业中存在的原料品质不稳定、剥壳通芯依赖手工操作、酶促褐变和淀粉老化难以控制以及功效成分不明等五大瓶颈问题,课题组历经19年的产学研合作攻关,取得系列关键技术突破,带动莲子产业转型和整体技术升级。主要内容如下:
1、揭示我国五大类莲子品种的主要品质特征,获得不同生长期莲子品质特性的变化规律,明确了不同加工目标的莲子原料适宜品种和采收期,为构建基于原料品质特性的莲子加工体系奠定科学基础。
2、自主设计莲子的剥壳脱膜通芯设备,实现机械自动化生产。集成创新12级分选板刀式剥壳、橡胶滚搓脱膜和高压气体通芯等技术,使莲子通芯率提高至98%以上,机械损伤率降低至1%以下,损耗率控制在2%以内,有效节约人工成本,并提高原料品质。
3、阐明莲子加工贮藏过程中的褐变机理,创研莲子褐变控制技术,生产高品质莲子食材,开拓农产品高端市场。首次揭示了莲子的褐变主要是多酚氧化酶(PPO)引起的酶促褐变,基于莲子多酚氧化酶动力学特性的研究,明确了鲜莲加工贮藏过程中的环境控制条件,并开发符合食品安全规范的酶抑制剂,应用于莲子的保鲜、速冻和干制加工中,有效提高莲子的白度,延长货架期,产品附加值提高2倍以上。
4、构建莲子淀粉的物理改性和复合物改性体系,攻克淀粉老化导致莲子食品品质劣化的技术难题。通过不同加工环境下莲子淀粉与其他物质分子互作机制的研究,获得莲子加工中分子重组的模式及对产品质构和功能的影响规律。在此基础上,集成生物酶解、全浆恒温糊化、复合乳化技术有效抑制淀粉老化,使液态莲子产品12个月内淀粉返生沉淀量小于5%。率先应用微波技术实现整粒莲子内部质构重组,形成高稳定性淀粉复合物,开发莲子罐头、即食鲜莲和莲子果粒派等新产品,实现商业化应用。
5、开发富含功效成分的莲子系列食品,实现莲子的高值化利用。首次阐明了莲子的调节胃肠功能、降血糖、抗氧化等的作用机制及其活性成分,创研莲子清咽保健饮料(国食健字G20040327)、莲子粉系列婴童食品、莲子酒,以及低血糖指数莲子系列食品的生产技术,引领产业可持续发展。
3、在国内外相关领域的作用、影响
本项目围绕我国发展农产品精深加工的战略需求,在莲子食品理论研究和技术开发方面具有重大创新,总体技术水平达到国际领先,关键技术拥有自主知识产权,实现技术跨越式发展。本项目实施期间,培养博硕士研究生33人,获23项国家及省部级课题支持,其中国家自然基金9项;获得国家专利授权28项;出版专著1本,发表相关论文82篇。2015年有关本项目成果的研究综述被《Phytochemistry Reviews》选定为封面文章,获得国际同行的广泛关注。
4、经济、社会效益
本项目由福建农林大学、福建绿田股份有限公司、湖南农业大学、福建文鑫莲业股份有限公司、江西致纯食品股份有限公司、湖南粒粒珍湘莲有限公司六家单位联合研发,自1999年始历经19年研究,针对我国特色果蔬资源莲子深加工的科学问题,基于莲子淀粉品质特性和改性技术体系的研究,突破莲子加工技术瓶颈,研发和集成创新了一系列莲子深加工关键技术,形成了莲子深加工的理论及关键技术体系,所研发出的关键技术拥有自主知识产权并具有重大实质创新性。项目成果在我国最具影响力的莲子加工龙头企业(福建绿田股份有限公司、福建文鑫莲业股份有限公司、江西致纯食品有限责任公司、湖南粒粒珍湘莲有限公司、福建省光祥食品有限公司、福鑫莲业食品有限公司)等成功应用,直接促进福建绿田股份有限公司、福建文鑫莲业股份有限公司在新三板上市。年实现加工消耗莲子3万多吨,年产值达16亿元以上,累计产值达50多亿元,有力地促进了莲子产区种植业和加工业的发展,真正实现特产经济作物的大产业格局。
本项目突破莲子加工科学问题和技术瓶颈,构建了莲子淀粉品质特性研究体系、莲子淀粉改性技术体系、莲子淀粉功能特性的研究与开发体系、莲子系列深加工关键技术体系,研发和集成创新了一系列莲子深加工关键技术,开发出系列莲子深加工新产品,有力支撑莲子产业的整体技术升级和结构调整。本项目成果在我国20多家规模食品企业成功应用,可年加工莲子3万多吨,加工增值6倍以上,解决2万多人就业,实现莲子系列深加工产品的加工与生产,大幅提升莲子产业优势、产业规模、技术水平和国际竞争力,同时拓展莲子功能化食品加工新途径,有力促进莲子产业可持续发展。带动莲子产区种植业和加工业的发展,形成年产值16亿元以上产业规模,带动农业增效和结构调整,有力地促进了莲区经济和社会的发展,实现莲子这一特产经济作物的大产业格局。
同时,合作企业积极通过莲子基地建设、乡村旅游和电商平台等项目的建设,开展村企合作,结对帮扶,精准扶贫,实现整村脱贫致富。其中,文鑫莲业公司被评为"国家扶贫龙头企业"。
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