[01305917]黑莓蓝莓等浆果生物加工与高值化利用关键技术创新与应用

江苏在全国率先引进种植黑莓、蓝莓、草莓等特色浆果，已成为区域特色主导产业，种植面积和产量年递增10%-20%。

此类浆果柔嫩多汁、易腐烂、不耐贮运，加工在其产业链中具重要地位。

但浆果加工中存在发酵专用菌株匮乏、高酸高酚抑菌、色泽劣变和副产物利用率低等共性难题。

课题组在国家基金、江苏省科技支撑等项目支持下，经13年联合攻关，在浆果生物加工、花色苷稳定、副产物高值化利用等方面取得了系列技术突破，获得了如下创新性成果：

1．创建了功能菌株的精准筛选、高密度微囊化发酵剂制备和发酵过程精准调控技术，实现了浆果的绿色智能生物加工。

以降解苹果酸、低产β-葡萄糖苷酶、高产胞外多糖等特定功能为靶标，采用靶向代谢组检测结合功能基因表征技术，建立了菌株的功能精准筛选新方法，获得了浆果加工专用功能菌株11株，解决了特色浆果发酵功能菌株匮乏的难题;

创建了高稳定性液芯包囊制备、功能菌株高密培养和连续接种新技术，微囊菌体密度达到1011cfu/g以上，解决了特色浆果高酚、高酸环境下菌种难以生长繁殖的难题;

研创了低场强超声、连续自动接种、智能化补料发酵精准调控技术和装备，生产效率提高2倍以上。

2．创立了酚酸辅色、β-葡萄糖苷酶活性抑制、花色苷-多糖-蛋白质平衡互作的色泽稳定调控技术，突破了特色浆果加工中色泽易劣变技术瓶颈解析了酚酸通过氢键、π-π堆积等非共价结合降低辅色复合物的自由度、稳定花色苷母核正离子的作用机制，创建了花色苷-酚酸分子互作定向调控花色苷稳定技术，花色苷热降解半衰期延长2.6倍;

研创了糖脂表面活性剂抑制β-葡萄糖苷酶活性关键技术，使其活性降低35%以上;发明了抑制发酵菌株细胞内β-葡萄糖苷酶酶活性的调控技术，产品色彩偏离度ΔE降低37.5%以上;构建了花色苷-多糖-蛋白质平衡互作稳定花色苷体系;解决了因花色苷降解导致浆果类产品色泽劣变难题。

3．阐明了超声波强化浆果花色苷提取纯化一体化的分子传质机制，创建了特色浆果副产物活性成分多元联合高效绿色制备新技术，实现了特色浆果的高价值利用。

探明了超声空穴效应在提取和纯化过程中强化花色苷扩散迁移的分子传质机理，研创了超声波强化花色苷提取纯化一体化高效制备技术与装备，与传统分步式酸化乙醇提取、树脂纯化相比，浆果花色苷回收率提高了3倍以上，制备效率提高了98%以上。

发明了超声波辅助水酶法制备蓝莓籽油技术，与有机溶剂提取相比出油率提高42%以上，创建了基于糖脂与生物大分子自组装的花色苷纳米包埋递送技术，花色苷生物利用率提高58%以上，实现了浆果副产物的高值化利用。

项目获授权国家发明专利27件，专利转化3件，保藏专利菌株11个，制定江苏省农业地方标准等6项，发表论文104篇，其中SCI、EI论文34篇，开发新产品30余种，成果在江苏及全国20多家企业推广应用，主要企业近2年累计新增产值102583.1万元，新增利润12979.2万元，取得了显著的经济、社会和生态效益。