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      突破芒果保鮮加工難題,助力特色產業提質升級
      • 發布單位:農產品加工研究所
      • 2023-06-02 15:48:24
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      聚焦一流  創新引領│2022年度廣西科技進步獎勵獲獎項目系列報道之二

       突破芒果保鮮加工難題,助力特色產業提質升級

      ——記2022年度廣西科技進步一等獎“芒果保鮮與加工品質提升關鍵技術創新及應用”

      從2023年廣西科學技術獎勵大會上獲悉,我院牽頭完成的“芒果保鮮與加工品質提升關鍵技術創新及應用”項目獲2022年度廣西科技進步一等獎。

      芒果是世界第二大熱帶水果,香味獨特,風味濃郁,富含β-胡蘿卜素、酚類、Vc等營養成分,被譽為“熱帶果王”,為世界衛生組織公布的十大最佳水果之一。我國是世界第二大芒果生產國,截至2021年,全國芒果種植面積達560萬畝,產量395.8萬噸,廣西芒果種植面積和產量均為全國1/3,位居全國前列。廣西芒果產業被農業農村部和國務院扶貧辦評為全國首個特色優勢產業帶動精準脫貧范例,如今也是廣西政府重點打造的特色優勢產業之一,是鄉村振興的支柱產業。

      近年來,芒果產業發展迅速,種植面積和產量穩步增長,但芒果采后物流保鮮與加工問題日益凸顯:一是芒果品種混雜,鮮食加工適宜性不明,尚未建立鮮食和加工適宜品種的評價分類體系;二是采后軟化腐爛嚴重導致損失率約30%,產區年損失高達61億元;三是果脯、脆片等固態加工過程中長時高溫干制,使產品發硬失脆與營養大量流失;四是果漿、果汁等液態加工過程中香氣損失極為嚴重,風味品質差。以上問題嚴重影響芒果保鮮加工品質,制約了產業發展。要想芒果產業減少耗損,延長產業鏈,增加附加值,實現產業提質增效,解決保鮮與加工技術難題勢在必行。

      項目負責人李麗研究員帶領團隊,聯合中國農業科學院農產品加工研究所等單位相關科技人員,躬耕芒果產區和生產一線,向難題發起了進攻,歷時11年,取得了一系列重要創新性成果,為保障芒果產業健康持續發展提供了堅實技術支撐。

       攻堅克難   建立鮮食和加工適宜品種評價分類體系

      芒果品種繁多,品質差異較大,針對鮮食加工適宜性不明、缺乏鮮食和加工適宜品種評價分類體系等問題,李麗研究員帶領團隊深入全國芒果主產區,廣泛采集樣品,采用GC-IMS、HS-SPME-GC/MS、電子鼻等技術,運用非靶向食品組學方法,對14616個基礎數據進行分類統計,系統鑒評我國芒果主產區優勢特色芒果品種的鮮果保鮮與固液態加工品質,利用多元統計法,確證軟化、腐爛是衡量保鮮品質的核心指標,而質構、香氣分別是衡量固態、液態加工品質的核心指標,由此建立品質評價數學模型3個,并進一步構建用途導向的芒果品種分類體系,為芒果保鮮及固態、液態加工原料標準化篩選和品質提升提供科學依據。此外,李麗研究團隊采用B/S模式開發技術,創建了可實時查詢的芒果多維品質互聯網數據庫,并實現行業共享,對加快推動芒果產業高質量發展具有積極意義。

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      李麗研究員帶領團隊在田間取樣

      革故鼎新  破解芒果采后軟化腐爛嚴重難題

      芒果為呼吸躍變型水果,采后生理代謝旺盛,在常溫下即可迅速成熟,發生果肉軟化、果實失重和腐爛等品質劣變,而化學保鮮方法易殘留危害健康,迫切需要綠色安全控軟防腐保鮮技術。針對以上問題,李麗帶領團隊從研究芒果采后軟化腐爛機理出發,利用NGS技術對病原菌侵染的鮮食芒果進行轉錄組測序分析,從13920個差異表達基因中精準挖掘出14個響應芒果病害的乙烯調控關鍵因子,揭示芒果采后主要病害脅迫下乙烯信號介導的軟化腐爛通路,明確乙烯受體是通路中關鍵因子,為開發綠色控軟防腐新技術提供了理論依據。

      在基礎研究成果的支撐下,研究團隊又開展了綠色控軟防腐新技術的研發和應用,研發了控釋型1-MCP保鮮劑、中藥型環保復配保鮮劑、植物源多糖耦合抗誘保鮮劑等新型綠色保鮮產品,芒果常溫貯藏10d腐爛率降低23%~30%。發明了乙烯吸附、微環境調控和抑菌三效合一的納米包裝材料,與普通市售保鮮袋比,芒果低溫貯藏25d腐爛率降低37.6%。研制滅菌脫烯協同動態微環境控制裝備,配備建立動態微環境控制系統和網上監測系統,克服傳統氣調裝備不可移動的局限性,實現遠程動態微環境監控。在此基礎上,構建集“軟化調控-綠色防腐-抗菌包裝貯藏/移動氣調冷鏈”為一體的芒果靜態貯藏/動態物流精準調控標準化保鮮技術體系,制定并獲頒布行業、地方標準等4項,建成廣西首條芒果采后控軟防腐保鮮處理標準化生產線,實現鮮果低溫貯藏保鮮期延長10~24d的重大突破,同時,提升加工用果的保鮮品質并延長供應期。

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      基于芒果乙烯信號調控的綠色控軟防腐新技術 

      因題施策 研創芒果加工品質提升新技術

      芒果果脯、果干等干制品是芒果主要的加工產品,傳統芒果加工技術易導致產品發硬失脆與營養流失。研究團隊在明確細胞壁骨架穩定性是決定芒果固態加工質構品質的關鍵因素的基礎上,創建強化破壁滲透聯合冷熱多級交變干燥和真空冷凍耦合變溫壓差膨化技術,突破干制加工降硬增脆和營養保留技術瓶頸,推動傳統固態加工產業提質升級。在果脯加工中,利用益生菌代謝物催化結合真空滾揉負壓破壁滲透,使細胞壁骨架快速坍塌,脫水效率提高59.8%,進一步聯合4級交變干燥,縮短高溫干制時長,硬度降低35.2%、總酚保留率提高24.7%,果脯新產品質地軟糯、營養保留率高。脆片加工中,通過真空冷凍預干燥,維持細胞壁骨架形態完整,進一步耦合變溫壓差膨化技術,細胞壁膨脹定型為均勻空腔,增加脆片脆度。研制壓差膨化脆片新產品3個,脆度值提高46.7%,產品口感酥脆。

      芒果屬于熱敏性水果,在加工加熱過程中香氣損失嚴重導致產品風味品質差。研究團隊在確證釋放特征香氣、定向增香兩種途徑均能提升芒果液態加工風味品質基礎上,研創了香氣還原與定向增香的二元提香技術,解決常規液態加工香氣易消褪的技術難題,實現香氣高保真。建立復合酶解協同高靜壓香氣還原技術,復合酶水解鍵合態香氣物質的糖苷鍵,使極易消褪的特征香氣含量提高1~6倍,施用高靜壓抑制不良風味物質產生。研制香氣高保真芒果漿、汁新產品4個,建成廣西首條芒果高靜壓工業化生產線,達到產業化。研創微生物定向增香技術,利用自主產權植物乳桿菌發酵,使產香途徑中呈香物質3-羥基-2-丁酮含量增加16倍,同時促進醛類物質生成具有水果香的酯類,配套創制水囊酶解壓榨一體機、控氧發酵罐新裝備2套,研制出香氣濃郁、風味豐富的芒果發酵飲料、果酒、果醋、果啤新產品4個,提升了芒果液態發酵制品香氣的穩定性及多樣性、優化了香氣結構。

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      李麗研究員帶領團隊開展芒果加工產品的品質檢測

      凝心聚力  實現芒果保鮮加工新技術產業化應用

      在李麗研究團隊鍥而不舍的努力下,項目成果在廣西、海南、云南、四川、廣東、北京等地的38家單位示范推廣,建立芒果保鮮與加工產業化示范生產線18條,近三年累計實現新增銷售收入38.15億元。項目開發的各類高品質芒果加工產品,在線下供應“家樂?!薄拔譅柆敗钡热蜻B鎖大型超市,在線上打入天貓、京東、拼多多等互聯網平臺,銷往國內31個省區,出口美國、日本、越南、馬來西亞等15個國家,得到了廣大消費者的認可,對提高芒果產業的國際競爭力、促進我國“一帶一路”建設作出了貢獻。項目成果為社會直接提供5000多個工作崗位,直接安排1000多個大中專畢業生和地方富余人員從事芒果保鮮及加工工作,緩解了就業壓力;間接帶動10萬多戶農民參與芒果種植,帶動廣西左右江革命老區5000多戶貧困戶脫貧,為農民增收起到良好的示范作用,對持續鞏固廣西老少邊窮地區脫貧成果、促進芒果主產區鄉村振興具有重要意義。

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      芒果保鮮與加工品質提升技術示范生產線

      乘風破浪揚帆起,春華秋實十余載。李麗研究員團隊經過多年的潛心研究和創新攻關,緊緊圍繞芒果產業采后的關鍵問題,揭示了芒果保鮮加工品質劣變核心機理,突破多項綠色安全、提升品質的保鮮加工關鍵技術并創制配套新裝備,解決物流保鮮與加工行業瓶頸,為消費者提供綠色優質芒果產品,滿足人民日益增長的對高品質產品多樣化需求,對推動“健康中國”建設、脫貧攻堅與鄉村振興戰略實施意義重大。 


      團隊簡介:

      亞熱帶果蔬貯藏加工技術研究團隊,現有科技人員7人,高級職稱4人。主要圍繞廣西特色果蔬等農產品,開展采后品質劣變分子機制及綠色高效保鮮技術、營養風味高保真加工以及副產物綜合利用技術研究及應用。團隊成員先后主持國家自然科學基金、廣西創新驅動科技重大專項等各類項目79項。獲廣西科技進步獎一等獎、二等獎(2項)、全國農牧漁業豐收獎三等獎等各級獎勵53項。發表論文272篇(SCI收錄82篇);主編和參編中英文著作10部;授權發明專利44件,軟件著作權22件;頒布地方標準22項。開發太陽能-熱泵聯合干燥系統、氣調冷鏈運輸車、氮氣排氧-控溫濕法超微粉碎設備等新裝備6套,以及果蔬納米保鮮袋、果蔬生物保鮮劑、果蔬多糖含片等新產品37個。

      加工所  易萍、劉國明供稿/何雪梅、林玲英供圖

      一審一校:陳趕林

      二審二校:薛臣藝

      三審三校:楊景峰

       


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