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循微生之力—粮食加工副产物高值转化与功能糖智造新篇

时间:2025-11-11作者:王俊彤文章来源:食品学院、北大荒农产品加工现代产业学院浏览:13

【编者按】

在可持续发展的全球共识下,一场静默而深刻的变革正在粮食加工领域发生。传统上被视为废弃物的副产物——从玉米浆、玉米须到植物蛋白残渣,在现代生物技术与传统发酵智慧的碰撞中,正被重新定义,转化为一系列高附加值产品。这不仅是对资源的极致尊重,更开启了农业与食品产业循环经济的新范式,,成为现代农业和健康产业的新引擎。

本期《食研新语》聚焦我院在粮食功能因子及健康产品开发领域的创新成果。我们以微生物之力,以科技之光重新审视和设计加工链条,我们正让每一粒粮食的价值都得到最大程度的绽放,为人与自然的和谐共生,寻找到更坚实的产业支点。

本期《食研新语》聚焦我院在粮食副产物高值化利用与功能糖生物制造领域的系统创新。我们以微生物发酵探秘转化路径,以菌酶协同实现靶向调控,让“资源循环”与“精准制造”深度交融。

无论是将玉米浆转化为提升农作物品质的生物促长剂,还是通过靶向酶解从植物蛋白中释放活性功能肽;无论是将鲜食玉米须酿制成清新健康的发酵饮品,还是以生物法精准制备赤藓糖醇、低聚异麦芽糖等功能性糖——每一类产品的背后,都是对菌种特性、酶系作用与产物构效关系的深刻洞察。

我们坚持用生物技术重构副产物价值,用过程调控实现定向转化。在菌种选育、菌酶协同、过程强化与功能评价等关键环节的系统突破,不仅实现了农产品加工副产物的全值化利用,更推动了健康食品配料与绿色农业投入品的创新发展。

【团队介绍】

食品学院杂粮功能因子及健康产品开发团队由7名成员组成,团队负责人郑喜群教授,团队有博士6人、高级职称5人。团队聚焦粮食及副产物的精深加工与高值化利用,开展了生物促长剂、酸菜、啤酒、葡萄酒和果酒等产品的科学研究,并进行了产业化推广。近年来,主持/参与国家自然科学基金、国家重点研发计划、省部级重大重点项目等40余项;荣获黑龙江省科学技术进步特等奖、一等奖、二等奖等10余项;发表高水平论文百余篇;授权国家发明专利40余项,出版教材、专著11部。

【主要产品】

1玉米浆的华丽转身:从废液到生物促长剂

在传统玉米淀粉加工中,玉米浆往往作为废液被处理。而今,通过现代发酵技术的精细调控,这些富含氨基酸、维生素和矿物质的液体被转化为高效生物促长剂。田间试验表明,该制剂能显著提升大豆固氮能力与籽粒蛋白含量,促进食用菌菌丝健壮生长,并增强果蔬花卉的抗逆性与品质,实现了从工业废液到绿色农业投入品的华丽蜕变。

2植物蛋白的精准解构:靶向制备生物活性肽

现代生物技术让植物蛋白的价值得到深度挖掘。通过酶解和发酵工艺的精准控制,研究人员能够靶向制备具有特定生物活性的肽类物质。这些源自植物蛋白的生物活性肽展现出降血压、抗氧化、增强免疫力、抗幽门螺旋杆菌等多种生理功能,成为功能性食品和医药原料的重要来源。这一技术突破不仅提升了粮食副产物的附加值,也为慢性病预防和健康老龄化提供了新的解决方案。

3鲜食玉米须的创意发酵:传统饮品的新生

鲜食玉米收获后,玉米须常被丢弃。而最新的发酵技术让这些富含黄酮类化合物和多糖的天然材料焕发新生。通过筛选特定菌种和优化发酵条件,成功开发出玉米须发酵饮料,提高了玉米须的风味和生理功能,成为兼具传统智慧和现代营养学理念的健康饮品。

4玉米淀粉的生物转化:功能性糖醇的绿色制造

而在糖的领域,生物制造正展现强大生命力。以玉米淀粉等为原料,通过筛选和改造的高效微生物细胞工厂,能够绿色、高效地合成赤藓糖醇、低聚异麦芽糖等功能性糖醇。研究聚焦于发酵工艺及分离提纯纯等关键技术的产业化应用,同时开展了功能糖的肠道健康调节、低血糖应答等“功能性评价”研究,为其精准应用奠定科学基础。

【合作企业】

黑龙江昊天玉米开发有限公司

鹤岗市经纬糖醇有限公司

北大荒米业集团有限公司

黑龙江省苇沙河农业科技开发有限公司

齐齐哈尔龙江阜丰生物科技有限

齐齐哈尔易翔食品有限公司

【结语展望】

当我们重新审视那些曾被视为“副产品”甚至“废弃物”的粮食加工残余物时,我们看到的,不仅是未被充分利用的资源,更是一个蕴藏健康、营养与可持续未来的巨大宝库。

“玉米浆—生物促长剂”“植物蛋白—活性肽”“玉米须—发酵饮品”“淀粉—功能糖”为代表的技术突破,不仅仅是一系列孤立的产品创新。它们共同构成了一条清晰的逻辑链——一条以微生物为驱动、以现代生物技术为工具、以实现“全值化利用”为目标的循环农业产业升级之路。

循环不仅是资源的循环,更是价值与创新的循环。我们相信,在这场以科技重新定义价值的变革中,粮食加工产业将彻底告别线性消耗的旧模式,迈向一个万物皆可用,一切皆可新的可持续发展新纪元。而我们团队,将继续以循微生之力,焕食粮新生为使命,在这条道路上坚定前行


图文/王俊彤