山東省農(nóng)作物種質(zhì)資源中心的科研人員創(chuàng)新了綠肥輕簡化制種技術(shù)。圖為一只蜜蜂在綠肥新品系“魯蘭1號”上采蜜。受訪者供圖
通體白色,晶瑩剔透的粉絲,經(jīng)過烹飪加工,口感爽滑又勁道;外表呈琥珀色的蜂蜜,嘗起來有香草味,卻甜而不膩……若要追問這些為百姓鐘愛的食物源于何處,答案是綠肥,即用綠色植物體制成的肥料。將綠肥變成食品,這是山東省農(nóng)作物種質(zhì)資源中心“國家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系”綜合利用團隊(以下簡稱綜合利用團隊)正在干的事情,也是近日舉辦的國家綠肥加工研討會聚焦的中心議題。
田菁、二月蘭、苕子、箭筈豌豆、紫云英等作物翻壓到土壤中成為肥料,這些植物便是綠肥作物,其綠色植物體稱之為綠肥。以綠肥為中心,研究團隊研制輕簡化制種技術(shù),將綠肥深加工成粉絲、食用油和蜜源植物,乃至青貯飼料或草顆粒,在此過程中,拿下了6項發(fā)明專利和4項省級、行業(yè)和院級科技獎勵。
傳統(tǒng)難題:25個步驟制造粉絲
傳統(tǒng)的制造粉絲工藝“酸漿法”是中國粉絲加工企業(yè)獲得淀粉的常用方法,酸漿是豆?jié){自然發(fā)酵形成的含有大量微生物、有機酸的液體,將其加入新磨好的豆?jié){中可使淀粉與其他物質(zhì)迅速分離。
具體流程是利用自然微生物發(fā)酵,將打漿后溶液中的蛋白、淀粉進行初步分離,然后利用微生物進行長時間的沉降,得到較純的淀粉,再經(jīng)攪拌、打糊、漏粉、熟化、冷卻、干燥等進行深加工得到粉絲。
山東省農(nóng)科院的專家告訴科技日報記者,傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢是最大程度保存了淀粉顆粒的完整性,并保留了淀粉的營養(yǎng)價值,加工的粉絲口感較好。劣勢是生產(chǎn)周期較長,用水量大,受季節(jié)影響也較大,經(jīng)驗依賴性強。以綠豆粉絲為例,從綠豆到成品粉絲,傳統(tǒng)粉絲生產(chǎn)工藝要經(jīng)過近25個步驟才能完成,這一鏈條本身就是耗水、耗時的過程。
針對上述弊端,綜合利用團隊在研究中有了新的發(fā)現(xiàn),那就是“箭筈豌豆適合做粉絲”。
小試牛刀:箭筈豌豆身價倍增
通過對國內(nèi)外123份箭筈豌豆種質(zhì)資源淀粉特性檢測,綜合利用團隊發(fā)現(xiàn),箭筈豌豆種子中的抗性淀粉含量顯著高于豌豆淀粉、綠豆淀粉、甘薯淀粉等。這就意味著,箭筈豌豆淀粉的韌性好,適合加工粉絲、粉條、涼粉等淀粉制品。同時,由于抗性淀粉含量高,箭筈豌豆粉絲的耐消化性強,血糖指數(shù)也低于普通淀粉粉絲。
但箭筈豌豆種子蛋白質(zhì)含量高,與淀粉較難分離,制得的淀粉純度較低。經(jīng)過數(shù)十次實驗,綜合利用團隊終于找到了解決方法,即對現(xiàn)有的制作工藝進行改進,通過加入微生物來進行輔助調(diào)節(jié)酸度,使種皮、蛋白和淀粉分離徹底,提高分離淀粉的純度。
山東省農(nóng)科院專家表示,在傳統(tǒng)制粉的“浸泡”環(huán)節(jié)加入果膠酶、纖維素酶菌,在“沉淀”環(huán)節(jié)加入適用于箭筈豌豆淀粉絮凝的乳酸菌、枯草芽孢菌,而乳酸菌、枯草芽孢菌是科研人員專門針對箭筈豌豆淀粉特征設(shè)計,有利于淀粉顆粒的完整性,有利于淀粉的絮凝以及淀粉與蛋白的分離。
將不起眼的箭筈豌豆加工成粉絲,將升值多少?綜合利用團隊崗位科學(xué)家張曉冬向記者算了一筆賬,“1000千克箭筈豌豆種子可加工300千克粉絲、160千克蛋白粉,粉絲60元/千克、蛋白粉600元/千克,產(chǎn)值為10.2萬元。而1000千克箭筈豌豆種子只需6000元。”這就意味著將箭筈豌豆加工成粉絲、蛋白粉,價值將提升17倍。
破解痛點:向產(chǎn)業(yè)前端拓展延伸
向產(chǎn)業(yè)前端延伸,綜合利用團隊正在進行積極拓展。
記者了解到,在開展綠肥綜合利用和加工研究的同時,綜合利用團隊也在默默從事綠肥育種工作,目前成功選育3個綠肥品種,以及5個綠肥新品系。前者已經(jīng)過省級品種審定部門審定;后者則已經(jīng)達到了參加區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗的條件,待審定、可推廣的高代育種材料。
對“國家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系”的專家們來說,實現(xiàn)上述成績并不容易。張曉冬向記者表示,一個綠肥品種選育成功,要經(jīng)過親本選擇、提純復(fù)壯、多源雜交、品比試驗、區(qū)域試驗、生產(chǎn)試驗等步驟,一般需要8—10年的時間。
在研發(fā)過程中,綜合利用團隊面臨的難題不少。最終,他們通過種質(zhì)資源收集拓寬遺傳基礎(chǔ),通過混合選育解決自交不親和與種子產(chǎn)量低的難題,克服了遺傳基礎(chǔ)狹窄、種子產(chǎn)量低等一系列技術(shù)難題。
“當(dāng)前針對綠肥綜合利用和加工的國內(nèi)外研究幾乎是空白。”張曉冬表示,相關(guān)研究的挑戰(zhàn)性很大,也很有意思,“我的課題組有信心,通過拓展綠肥的綜合利用途徑,實現(xiàn)綠肥產(chǎn)業(yè)增值增效,讓綠肥這一傳統(tǒng)作物繼續(xù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系中發(fā)揮作用。”(記者 王延斌)
編輯: 張潔
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