我国苹果产量稳居世界第一,陕西省苹果种植面积及产量位居全国第一,产量占全国1/4和世界的1/7。苹果加工是“陕西千亿级产业”发展壮大瓶颈问题的突破口,成为延长产业链及促进农民增收的关键。我国苹果加工和生产发展不同步,比例失衡,加工率不足9%,与发达国家加工率40%以上相比,相差甚远,影响苹果产业健康发展。加工产业的问题主要表现在:(1)加工产品单一、原料利用率低。浓缩汁占我国苹果加工原料90%以上,出口以中低端市场为主,面临智利、印度等低价区国家的激烈竞争。果汁加工只利用果实液体部分,而营养价值更高固体部分作为低廉饲料或直接废弃,造成资源浪费和环境污染。(2)加工原料和产品定位不明确。加工原料以苹果下捡果为主,不同时期原料特点各异,同质化加工遏制了产业的发展。(3)加工成本、能耗、污染和安全问题。我国苹果加工产品主要是附加值低的浓缩汁,存在原料质量差、安全风险大、加工能耗高、污水废渣多等一系列问题。项目成果将带动苹果加工行业新理论、新技术、新产品的快速发展,对苹果产业提质增效和高质量发展具有重大意义。
我国苹果加工面临的问题不仅是原料利用率低、产品单一、能耗高、污染严重及安全隐患大,更缺乏新理念指引和新技术示范。本项目成果在于创新苹果加工理论,集成加工新技术,形成多元化的产品,对提高原料利用率、产品质量、降低能耗及废弃物排放,实现苹果产业高质量发展具有重大意义。
2.1 苹果全营养利用技术
针对原料利用率和加工附加值“双低”问题,构建了“功能/物性挖掘-原料定位-高效分离-区别加工-产品创制”的苹果全营养利用技术链。挖掘陕西苹果原料特点,进行加工前分离,按照果实不同部分特点与物性,进行区别加工技术创新,形成了健康、营养、美味的系列加工产品,实现苹果区别加工、高附加值加工和废弃物的利用。主要内容包括:
(1)挖掘原料营养功能与加工特性,解析陕西苹果原料特点,对加工原料和产品进行科学定位,为全利用及营养化加工技术提供理论基础。具体内容包括:挖掘疏弃幼果/果皮/肉/籽功能因子及其作用机制;解析苹果加工原料特性和品质形成机理;明确加工原料和产品的科学定位。
(2)苹果全营养利用装备创制、技术开发及产品创新。完成了果实不同部分的高效分离技术创新及装备配套,攻克了果汁/肉/皮/籽系列产品关键技术,建立了各类产品的工艺参数,开发了新型NFC果汁、特色果酒、果肉纤维、苹果多酚和果籽油五大系列产品,涵盖了果汁、发酵产品、植物提取、功能油脂及烘焙等多领域,形成较完整的苹果加工生态链。解决了原料利用低、能耗高、品质下降严重等关键技术问题。
2.2 苹果全营养利用全程质量安全控制体系
针对掺伪、农药残留和微生物污染等影响质量安全的问题,解析了NFC果汁贮存期劣变规律,建立了货架期预测模型;研制了基于DNA的分子生物学鉴伪技术;开发了农药残留、真菌毒素等污染物快速筛查鉴定技术,化学/生物快速检测方法及消减措施;突破了传统果渣棒曲霉毒素生物降解难题;为全营养利用技术链提供质量安全保障。
1.基于榨前分离的苹果营养化加工全利用技术,与传统加工相比,营养化全利用加工产品可实现增值5.6倍。
2. 筛选出能专一降解棒曲霉毒素的雪白丝衣霉,确保加工品及果渣的安全。
苹果全营养利用技术链包含技术攻关、设备创制与产品开发。项目研发的关键设备、新型NFC果汁、果肉膳食纤维、特色果酒及苹果多酚等均可实现产业化应用。起泡苹果汁、起泡苹果酒、果浆、果肉饮、果籽油、果皮蜡及各种功能组分的下游产品等作为技术储备,在熟化推进中。
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