大豆产业技术创新战略联盟2013年度工作总结

  一、 联盟年度工作总结

  2013年大豆联盟在大豆新品种培育与扩繁方面,培育大豆新品种24份,利用原始创新突破了细胞雄性不育系统,创制优异“三系”核心种质,优化了制种技术体系,实现了杂交大豆制种产量大幅度提高,推进了产业化进程;通过克隆技术获得了抗除草剂转基因大豆新品系。在大豆油加工关键技术方面,取得了新型溶剂浸出、蒸汽二次利用、适度精炼、酶法精炼、无水脱磷脱皂、油脂质量安全检测与控制等6项技术成果;在豆乳粉溶解、豆乳加工、豆基婴儿配方粉加工等方面,已基本完成了豆乳粉快速溶解、浓香型豆乳、婴儿豆基配方粉基料加工三大加工关键新技术,开发了速溶性豆乳粉、浓香型豆乳、婴儿豆基配方粉基料和大豆糖肽四大产品;在运用复合蛋白酶对蛋白进行有选择性的定向水解方面,取得了多步定向酶解技术突破;在提高大豆肽加工方面,取得了纳米陶瓷膜和有机膜组合进行分级提纯技术。并牵头实施了“大豆新品种培育与扩繁”、“大宗低值蛋白增值加工关键技术研究与开发”等56项国家和省市各级计划项目。

  二、 年度总体发展情况

  1、创新活动

  大豆联盟以大豆育种栽培和精深加工为主要研究内容和产品开发方向。2013年大豆联盟整合行业内的优势资源,组织了26家盟员单位开展合作创新,承担了国家科技支撑计划项目“大豆新品种培育与扩繁”、“大宗低值蛋白增值加工关键技术研究与开发”,“食品新酶创制及生物加工关键技术研究及创新应用”、“高值化大豆食品现代加工关键技术集成与产业化”、“大宗食品品质改良蛋白配料制备关键技术研究与开发”等国家和省市各级计划项目55项(含2013年在研项目),落实国拨研发经费13906.62万元,盟员单位自筹研发经费1910万元。

  2013年大豆联盟以联盟内的大学和科研机构为依托,以市场需求为导向,以企业发展为目标,在联盟2012年完成建设的植物油资源开发中心、天然绿色加工重点实验室等五个研发机构的基础上,2013年整合联盟内的科技资源,先后建立了传统豆制品加工研发中心、普乐天蛋白加工研究室和大豆蛋白肽工程技术研究中心,同时建立了传统大豆制品产地加工技术集成基地、原豆香型生产线和调配型豆乳加工生产示范线等大豆产品示范生产线和产业化基地6个。在研发方面基本形成了涵盖大豆制品加工各领域由联盟成员组成的研发机构,并初步形成了研发成果、仪器设备、研究人员共享等有利于产业发展的良好环境。目前联盟内可共享的科研和专利成果37项。

  2、创新成效

  大豆联盟围绕产业发展的共性问题,在杂交大豆产业化关键技术研究、种质创新与利用、优良新品种选育等方面进行了重点攻关,一是突破了利用原始创新开发的细胞雄性不育系统,创制优异“三系”核心种质,优化了制种技术体系,实现了杂交大豆制种产量大幅度提高,推进了产业化进程;二是开展了抗病虫、抗除草剂、养分高效利用转基因大豆新品种培育研究,克隆了新的大豆抗病虫相关基因,并对其功能进行了鉴定,筛选到适应不同生态区的8个品种分别适合于不同大豆遗传转化体系的优良受体材料,获得了抗除草剂转基因大豆新品系。

  在大豆油脂精深加工领域,在大型预处理、新型溶剂浸出、蒸汽二次利用、适度精炼、酶法精炼、无水脱磷脱皂、油脂质量安全检测与控制等工艺技术方面获得重大技术创新和技术集成6项,节能15%以上,白土消耗减少15%,提高油脂得率0.2-1.0%;开发产业化重大产品2个,创制3个具有自主知识产权的油料、油脂质量安全快速检测设备,开发油料、油脂质量安全关键控制技术4项;申请和获得专利3项,参与研究修订油脂产品质量国家标准1项,制定相关企业技术标准 1项,开发具有自主知识产权的新型装备2台/套,建成油料、油脂储藏加工试验示范基地和示范工厂3个,全面提升大豆企业自主创新能力和竞争力。

  在大豆蛋白加工方面成功突破分离蛋白得率低的关键技术;利用复合酶切定向技术在大豆多肽蛋白生产中的应用,突破产品纯度低,苦味大的技术难题。

  在浓香型豆乳加工关键技术方面,通过采用密闭微压气动搅拌煮浆技术对豆乳进行控制性煮浆,与传统常压煮浆相比,利用该技术煮制的豆乳稳定性提高、粘度增加和货架期延长;可以较大程度地降低豆乳的豆腥味和较好的保持非豆腥味;豆乳的色泽变为更为理想的乳白色,在口感粘稠感、浓厚感、口腔粘附性上的得分均优于常压制浆处理,在饮用后滋味留存时间较长。

  在婴儿豆基粉加工关键技术方面,针对大豆蛋白中存在植酸、异黄酮和致敏蛋白影响了婴儿豆基配方奶粉的营养和安全性,采用离子交换树脂、热处理与酶解相结合的工艺降低大豆分离蛋白中的植酸和异黄酮含量,去除大豆分离蛋白中的主要致敏因子。而且主要的致敏因子——大豆球蛋白被特异性酶解。经过该工艺得到的大豆蛋白抗营养因子含量降低、安全性提高。同时,大豆蛋白的溶解性增大,乳化性和乳化稳定性等功能性基本不变,实现了婴儿豆基粉的工业化生产。

  2013年大豆产业联盟共获得各类奖励20项,申请或获得专利37项。联盟企业主营产品销售额达到639亿元。

  3、服务产业

  2013年联盟针对行业发展现状,对前期制定的创新路线图进行了进一步完善,并针对传统大豆制品的加工利用技术进行了调研,完善了技术创新链,确定了产品方向,并整合联盟资源,在国家大豆工程中心新建的科研大楼筹建了1500平方米的大豆加工技术集成与产业化示范平台。

  2013年大豆联盟共组织盟员单位参加黑龙江省绿色食品博览会、深圳高交会、哈尔滨国际经济贸易洽谈会、全国科技周等各项展览会和成果交流交易会五次,举办全国性的《大豆食品专用原料研讨会》一次,召开专家委员会针对联盟所承担的各类项目进行中期评估会两次,并在会议期间组织了学术交流活动。2013年大豆联盟以大学、科研机构和研发平台为依托,共培养博士研究生16人,硕士研究生42人,培养企业技术骨干9人次,转化科技成果4项。

  4、组织管理经验

  联盟在组织项目过程中,按照“产、学、研联盟”方式共同实施,形成一个资源整合、优势互补、分工合作的攻关团体。在管理方式上由联盟专家委员会确定课题专家组,专家组遴选加工技术领域有深厚学术造诣与声望、具有国内外科学家团队管理经验的合适人选为课题召集人,负责课题的组织实施。充分发挥专家组在技术咨询、论证、评估、验收等方面的作用,制定课题所属各研究方向的分工合作方式,把握研发进度,对各课题成果进行汇总。课题总体专家组和课题管理部门分工协作,保证研究工作的顺利开展。在知识产权与成果管理及权益分配上,按照贡献大小以及公平、客观的原则约定所产生的知识产权归属问题和推广应用时的利益分配原则执行。

  5、联盟发展中存在的困难、问题和政策建议

  (1)发展困难

  大豆产业受大环境影响,企业效益不好,科技投入不足,创新能力较弱;

  联盟对外交流与宣传力度不够;

  政府利用联盟组织活动少,联盟的威信和行业作用不易发挥联盟行业认可度及影响相对薄弱;

  技术支持、成果转移的方式方法亟待创新。

  (2)突出问题

  联盟不是独立的法人主体,影响对外发挥作用;

  对外服务与合作,公益性居多,联盟自我积累途径较少;

  合作攻关模式、成果转移方式、利润分配形式需探索。

  (3)政策建议

  创新联盟对外宣传途径,发挥传统媒体与新媒体作用,扩大联盟影响;

  创造联盟为行业提供咨询与发展战略研究条件,提升引领作用;

  改进联盟内部技术转移与合作支持方式,组建示范基地;

  创造联盟作为行业代表参与国际合作,为产业发展服务。

  三、典型成果介绍

  (一)浓香型豆乳加工关键技术成果

  大豆产业联盟针对现有豆乳的生产存在产品品质不稳定、常压煮制不能完全煮沸、大量使用消泡剂、生产成本高、豆乳产品风味差等问题,采用密闭微压气动搅拌煮浆技术对豆乳进行控制性煮浆,并对煮浆后的豆乳品质和蛋白性质进行测定。与传统常压煮浆相比,利用该技术煮制的豆乳稳定性提高、粘度增加和货架期延长;可以较大程度地降低豆乳的豆腥味和较好的保持非豆腥味;豆乳的色泽变为更为理想的乳白色,在口感粘稠感、浓厚感、口腔粘附性上的得分均优于常压制浆处理,在饮用后滋味留存时间较长。该设备装置目前已成功推广,已销售至包括湖南湖南津市市十八子食品有限公司、云南碧春食品有限公司等在内的100多家企业。

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图1 微压处理豆乳产品

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图2 密闭微压煮浆设备

  (二)大豆油加工关键技术和装备研究与示范

  该项目是大豆联盟承担的国家支撑计划项目,经过8家成员单位3年的联合攻关,于2013年底完成,取得了6项技术成果:

  1、基于计算机视觉及生物传感技术的油脂加工工艺生产

  用微机控制滴定管代替人手工操作替人眼去捕捉滴定终点可使终点,平均误差在2.45%左右,提高加碱的准确性。开发监控检测系统,实现生产过程自动化。利用生物敏感,准确判断油脂碱炼水洗废水替代水化热水的量,有效的控制油脂加工废水的回收利用。

  2、大豆前处理高效节能工艺的设计与研究

  对大豆脱皮器内格栅栏进行改造,实现吨料每小时节约饱和蒸汽3.4kg,豆皮粉含油降低0.8%;脱皮率提高19%,高蛋白粕每吨可提高售价70.81元。

  3、真空加工技术在大豆加工过程中的应用

  (1)真空爆裂大豆生胚细胞壁

  生产出的低温豆粕片NSI比正常工艺高1.3个百分点,粗脂肪提取率增加2.23%,粗蛋白质提取率增加4.56%,生胚的水分在真空爆裂过程中下降了2.26%。

  (2)新型真空蒸脱机的设计及开发

  将蒸脱机烘干层内的溶剂蒸汽抽出,并产生一定真空度,同时将抽出的溶剂蒸汽打入蒸脱机脱溶区内进行二次利用,将蒸汽喷射增压器将第五层烘干层内的混合蒸汽以1000 kg/h速度抽出经增压处理变为直接蒸汽打入第四层对湿粕进行脱溶,实现了对混合蒸汽的再次利用,每天节约直接蒸汽用量24 t,节约了16%的蒸汽用量。

  4、磁性固定化磷脂酶精炼大豆毛油产业化开发

  磁性Fe3O4/SiOx-g-P(GMA)载体能够较好的固定化磷脂酶A1,固定化后的磷脂酶使用的温度提高到55℃,pH的范围拓宽为6-7,重复使用4次后酶的活性没有显着的丧失,磁性固定化磷脂酶在连续生产100小时后剩余酶活仍在80%以上。

  5、干式真空冷凝系统在两段式脱臭工艺中的研究与应用

  用干式真空冷凝,替代四级真空蒸汽喷射泵,进行两段式脱臭,总脱臭时间为70min,成品油中反式脂肪酸质量分数为0.68%,并且较传统脱臭工艺相比节约蒸汽用量15.9%,降低能耗、提高油脂的品质。

  6、油脂碱炼水洗废水用于油脱胶中的研究与应用

  碱炼过程中所得碱炼水洗废水全部回收利用,生产每千克成品油可节省能量36KJ,水洗后油残皂量可以达到0.03%以下,水化得到脱胶油的磷含量为5.8mg/kg。

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磁性固定化磷脂酶精炼大豆毛油工艺流程图

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用于微机控制的酸价自动滴定系统

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磁性固定化磷脂酶精炼大豆毛油生产线

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大豆脱皮器等级粕加工工艺

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油脂碱炼水洗废水处理系统

  四、年度大事记

  1、2013年盟员单位国家大豆工程技术研究中心位于哈尔滨科技创新城的1.8万平方米的研发中心大楼正式投入使用,并与盟员企业合作投资960万元正积极建设1500平方米的大豆加工技术集成与产业化示范平台,该平台将面向全行业开放,开展服务,预计2014年将全面建成。

  2、2013年盟员单位谷神生物科技集团有限公司在在山东省陵县经济开发区投资2.5亿元建设年产3万吨大豆多肽蛋白生产项目正式启动,主要进行大豆多肽蛋白的生产和研发,项目总体达产后,预计年新增销售收入68457万元,新增利润10679万元,新增纳税5363万元。

  3、2013年盟员单位诺利如一(安阳)生物科技有限公司,2012年开始投资5000万元筹建的年产1500吨大豆肽生产线已基本完成,即将正式投产,投产后年产值可达2亿余元,实现利税4000余万元,具有实现良好的经济效益和社会效益。

  4、2013年盟员单位吉林农科院通过国家审定大豆品种2个,通过吉林省审定大豆新品种5个,其中大豆杂交种2个。重点进行吉育86、吉育202高产、优质大豆新品种在吉林省东部地区的推广。高产、高油大豆品种在吉林省推广面积近180余万亩,并辐射至黑龙江、辽宁、内蒙等省区推广种植。

  5、2013年6月20日、21日,大豆产业技术创新战略联盟与中国食品工业协会大豆制品专业委员会,在哈尔滨举办了“中国大豆食品专用原料研讨会”,会议期间来自国内外大豆种植、加工和产业政策领域的专家学者和企业界代表230余人参加了会议。