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肖志刚:科技使粮油加工 副产物增值

2017-07-12 09:57:43        来源:中国食品报

  沈阳师范大学粮食学院院长:

  他多年来立足粮油加工产业现状,围绕粮油副产物精深加工与挤压稳定化关键技术进行了全面深入系统地研究和开发,突破了多脂类副产物稳定化等关键技术并实现产业化应用,构建并推广了粮油副产物“从传统加工到精深加工拓展”的全程关键技术集成体系。他主持研究方便早餐杂粮食品产业化示范、全脂米糠低温挤压稳定化关键技术研究与开发、稻壳转化制取微生物能源油脂及米糠油精制关键技术,这些项目对调整粮食产业发展的格局、提升我国粮食产业国际市场竞争力具有贡献。

  本期食品学院周刊邀请沈阳师范大学粮食学院院长肖志刚走进【对话封面人物】,请他谈谈对粮食加工副产物技术及产学研合作的看法。

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  低温挤压稳定化关键技术 

  将粮油副产物变废为宝

  肖志刚教授表示,我国粮油加工过程中副产物较多,但一方面由于加工装备先进性不够,处理相对低值化;另一方面由于加工技术不成熟,副产物极易酸败变质,造成资源的巨大浪费。其中,包括稻谷米糠、小麦胚芽、玉米胚芽在内的多脂类粮油加工副产物很少能用于精深加工和再利用,降低了其经济价值和利用价值。并且,此类粮油加工副产物含有丰富的膳食纤维、低聚糖、活性肽、多元糖醇、功能性油脂、抗氧化剂等功能性成分,因此通过对粮油加工副产物的综合利用,可获得较高的经济效益和社会效益。

  肖志刚教授表示,经过多年研究,多脂类副产物低温挤压稳定化关键技术,解决了传统技术中生产成本高、能耗大、不适合产业化的问题,建立了低温挤压技术加工多脂类副产物的数值模型,实现了多脂类副产物的批量稳定化。

  针对多脂类副产物极易酸败,不耐贮存的特点,研究了多脂类副产物复合酶——低温挤压稳定化关键技术,为实现多脂类副产物规模化稳定加工的有效控制、达到理想挤压稳定化效果,提供了可靠的加工技术。复合酶—低温挤压稳定化技术应用于稳定化多脂类粮油副产物领域具有开创性意义,使现有挤压稳定化技术实现了质的突破。

  在谷物的加工过程中,淀粉糊化度的控制显得尤为重要,淀粉发生糊化时,自身性质会发生改变,淀粉糊化和降解会改变淀粉体系的黏度,对加工后谷物的糊化度、质构、吸水指数、水溶指数都有一定影响。同时,人体的消化酶对天然淀粉的分解能力较差,淀粉经糊化后更容易受到消化酶的作用,有利于人体的消化吸收。挤压稳定化后的淀粉糊化程度更高,利用效率更高。

  肖志刚教授表示,批量低温挤压的稳定化多脂类粮油加工副产物中淀粉糊化度高达96%以上,可溶性膳食纤维含量得到显著提高,在低温条件下最大限度地保留了副产物中营养成分的功能特性。

  肖志刚带领课题组深入研究了多脂类副产物在双螺杆挤压机中能量转变以及酶活性变化,了解其脂肪水解酶动力学特性,建立了其酶解动力学米氏方程。在多脂类副产物深加工的工业生产中开发出新的工艺方向和全新技术路线,并在其关键技术、关键设备研究与开发等方面取得了重大突破,形成了一套适用于多脂类副产物挤压稳定化处理的HACCP管理体系。

  多脂类副产物中试示范

  为产业化应用提供技术支撑

  肖志刚教授表示,粮油副产物加工业是粮食再生产过程中的重要环节,是提高粮食附加值的一项重要产业。粮油副产物加工业的发展,一方面,对于满足现阶段人们对粮食食品多样化、优质化、营养化和方便化的需求,对于促进食品工业发展,改善人们的食物结构和营养结构,提高人民生活和健康水平具有重要作用。另一方面,能引导粮食生产结构调整,延伸粮食产业链,对促进粮食资源的综合利用和转化增值,提高农业综合效益和增加农民收入具有重要作用。

  肖志刚教授介绍说,多脂类副产物低温挤压稳定化关键技术,经储藏期试验确定,稳定化后的多脂类副产物与未经任何手段处理的产物对比,储藏期从一个月延长至一年。

  同时,肖志刚教授带领团队依托低温挤压稳定化多脂类副产物生产工艺技术,集成挤压技术、酶解技术、微波干燥技术,建成了一条稳定化多脂类副产物中试示范生产线。在酶解技术和挤压技术的理论研究基础上,将小试阶段建立的挤压数值模型、优化得到的工艺操作参数运用到中试生产线上,实现了稳定化多脂类副产物的批量生产。在小试阶段测得的稳定化多脂类副产物储藏期的基础上,探究中试产品的最佳储存方式及产品货架期,进而确定产品保质期,为后续生产可长期保存的稳定化粮油加工副产物新产品,提供了强有力的支撑。

  肖志刚教授表示,他和科研团队坚持紧密围绕提升粮食安全能力国家战略问题,将以科技手段解决粮食供求平衡问题视为社会责任,从粮食副产物可食性利用角度探索提升粮食安全能力的新技术、新方法和新路径。所研制的粮食大分子生物再造反应器,应用于淀粉糖和植物多肽领域,可使产品出率提高3%—7%。积极发挥学科带头人和团队领军的典范和引领作用,积极组织优秀科技人才,加强学科建设和学术梯队建设,促进国内外学术交流与合作。积极与相关科研机构和知名企业联合,牵头组建了粮食高效加工协同创新平台、辽宁省粮食产后减损工程技术研究中心、辽宁省粮食储藏与加工安全技术创新团队。率领团队年均为粮食行业开展高技能人才培训500人次,解决地域粮食行业共性关键技术3项并实现技术集成,创造利润4000余万元。

  教书育人搭建基地

  为东北黑土地粮食发展献计献策

  肖志刚教授表示,沈阳师范大学粮食学院是全国第一所以“粮食”命名的二级学院,前身是始建于1954年的辽宁省粮食干部学校,学院设有粮食工程、食品科学与工程、食品质量与安全专业。其中粮食工程专业是辽宁省特色扶持专业,辽宁省重点支持专业。设有粮油大分子生物分离分析理论及技术和粮油生物储藏技术以及粮油/油脂、粮食/油脂和蛋白质工程硕士点研究方向。经过多年的发展,沈阳师范大学粮食学院为国家粮食行业高技能人才培训基地、国家科技部粮食科技亚非青年科学家国际交流工作站、辽宁省粮食产后减损工程技术研究中心、辽宁省粮食工程实践基地、辽宁省农业废弃物生物转化与再生工程技术研究中心,多年来,学院在粮油加工方面取得了优异的成绩。

  肖志刚教授说到,近几年,指导硕士博士研究生70余人,其中7人获国家级奖学金,22人次获省、市及国家级学会科技成果奖。基于科技部亚非青年科学家国际交流项目,指导来自缅甸、巴基斯坦及埃及的高端学者5名,其中3名已完成访学任务回国,在粮油食品生物改造与综合利用关键技术等方面取得了重大突破。

  未来,沈阳师范大学粮食学院将继续以粮食加工为研究根本,依托广袤黑土地,为国家粮食发展献计献策。本报记者 连荷

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