[01277625]食品多模式超声辅助生物加工装备创制及其产业化应用

传统的农产品食品加工方法,经过长期的技术研究与参数优化,其加工效率、产品活性、能量消耗等关键指标进一步提高的难度很大,同时还存在品质安全、营养破坏等不足。因此,近年来为了克服传统加工方法的局限性,越来越多的学者探索性地将声、光、电、磁、力等物理学方法应用于食品加工过程中,实践证明,展现出广阔的前景。超声波作为一种物理学方法在农产品食品加工领域的应用,近些年已经成为国际农产品食品领域科研的热点和亮点,每年发表的相关学术论文大幅度增加。但是,多数研究工作仅仅停留在简单的工艺优化和机理探讨上,真正走入工业化阶段的技术为数甚少。 为此,本课题组从2000年就开始了农产品食品超声波加工技术相关的研究工作,主要研究内容包括：超声波工作模式扩展研究、超声波实验设备的创新研制、多模式超声波的应用研究、工业化超声波装备的创新研制。 经过多年研究,本项目创新性地提出了设计“扫频与定频、脉冲与连续、多频与单频、顺序多频与同步多频、逆流循环与非强制流动、接触与非接触”等6对12种超声波工作模式的学术思想,并探讨建立了多模式超声波设备设计的基本方法。按照工业化原型机的设计要求,研制出了可以实现上述工作模式的15台研究用实验室超声波设备和两种不同类型的工业化超声波装备。建立了多模式超声波促进酶解反应的系列新技术,并将其应用于麦胚多肽、玉米多肽、菜籽多肽、大米多肽、紫菜多肽、胶原蛋白多肽、小麦谷朊蛋白多肽、葵花籽多肽、牛奶多肽、芝麻多肽等产品的制备技术开发;建立了农产品有效成分多模式超声辅助提取的新技术,并将其应用于石榴多酚、蜂胶黄酮、谷物蛋白、紫菜多糖、山药糖蛋白、蒜氨酸、蒜酶等20多种有效成分的提取;创新性地将超声波、微波等物理学方法应用于多糖结构的改性修饰、将扫频超声应用于果蔬表面残留农药的洗脱、以及溶于洗涤水中农药的降解。 本项目共申请发明专利36件,已授权16件,另外有6件实用新型专利授权。发表论文相关论文70 篇,其中SCI 20 篇、EI 23 篇,3篇论文被国际生物医学搜索引擎BioMedLib评为超声领域前20佳,2篇论文获“领跑者5000——中国精品科技期刊顶尖学术论文”,1篇论文于2010年6月15日在加拿大魁北克召开的第17届CIGR（国际农业工程学会）世界大会上获得青年学者最高学术奖——Armand Blanc奖,此次世界大会全球仅有3位年轻学者获此殊荣。4项核心成果通过省部级鉴定,达到国际先进/国际领先水平。开发的技术在10家企业应用,产生了显著的经济效益和社会效益。