[01730725]燕麦资源高值化利用关键技术及装备创新

本项目属农产品加工领域,内容涉及粮食深加工和高附加值产品的开发与应用。 燕麦是我国西部、华北等地主要粮食作物之一,具有重要食用价值,并对解决我国大范围贫瘠盐碱地和退化草原生态恢复与重建、调整农业产业结构和带动西部地区经济发展等具有重要意义。但我国燕麦产业发展明显落后,主要是由于燕麦精深加工技术和装备缺乏,造成燕麦资源未能高值化利用、行业经济效益差。本项目在国家科技支撑计划等重大项目支持下,通过产学研合作,聚焦于燕麦资源高值化利用关键技术,实现了从燕麦大宗产品到高附加值产品的系列产业化开发,以及加工装备的创制,并提出了相关科学理论基础。主要创新如下： 1. 燕麦大宗产品加工技术研发及装备创制： ①提出了“裸燕麦双涡流研碾分层破壁”生产燕麦胚芽米策略,创制了横型双涡流裸燕麦研碾装备,实现了裸燕麦分层破壁、精准剥皮、保留胚芽等功能,实现了燕麦胚芽米好米率90%,脱皮率90%的目标; ②以燕麦麸为原料,提出了“超声辅助亚临界流体萃取燕麦油技术”,并创制了智能化热泵型超声辅助亚临界流体萃取装备,实现了大规模、高效、节能、经济的燕麦原油生产过程,且燕麦原油品质好,燕麦粕利于进一步开发高附加值产品。 2. 燕麦高附加值产品开发及应用： ①发明了燕麦β-葡聚糖与燕麦蛋白高效联产制备技术,极大简化了传统生产工艺,实现了β-葡聚糖与蛋白的一步式生产,且产品得率与纯度大幅提高; ②开发了酶膜耦合制备燕麦蛋白强活性ACE抑制肽高效系统,解决了蛋白酶解效率与转化率不高、肽品质不稳定等瓶颈问题,获得的ACE抑制肽IC50值低于0.4mg/mL; ③创建了离子交换耦合膜分离精制燕麦蛋白酶解物技术,突破了酶解物脱盐与富集的规模化处理难题; ④开发了高品质的燕麦乳益生饮料,攻克了谷物饮料蛋白含量不达标、体系不稳定等关键问题;开发了新型燕麦蛋白水产饲料,饲喂效果好,成本低,经济效益显著。 3. 燕麦活性组分的功能解析： ①燕麦β-葡聚糖生理功能挖掘与作用机制。通过动物实验证实了燕麦β-葡聚糖具有降糖、降脂、改善肠道菌群结构及益生元功能,明确了合适的作用剂量,并从分子水平和营养代谢角度解析了以上功能的作用途径; ②ACE抑制肽的分子作用机制。采用实验测定、定量构效关系与分子对接技术相结合的策略,阐明了ACE抑制肽的分子结构特征与作用机制,为肽分子的高效定向设计与肽类药物开发提供科学依据。 项目获授权国家发明专利5项,申请专利4项,其中国际专利1项;发表学术论文130余篇,SCI收录23篇;出版燕麦加工专著1部,通过省部级以上技术成果鉴定7项,项目总体达国际先进水平。项目成果已在内蒙古燕谷坊集团、江苏长寿集团等产业化应用,2014年至2016年累计新增产值59194万元,新增利润11926万元,新增税收2576万元,极大丰富了我国燕麦深加工体系,增强了企业核心竞争力,对促进行业科技进步和健康发展具有重要而深远的意义。