2014年国家粮食局科学研究院年鉴

  • 时间:2015-01-05

2014年,国家粮食局科学研究院围绕粮食中心工作积极发挥科技支撑作用,科技创新取得一系列重大成果,服务行业建设取得可喜成绩。

(一)围绕行业需求努力攻关,科技创新取得可喜成绩

2014年,全院承担国家和省部级科技计划课题共84项,其中973计划课题2项,“十二五”支撑课题15项,863计划课题4项,国家自然基金5项,国家重大科技工程1项,公益性行业专项25项,项目经费预算总计9000余万元。全年通过验收课题25项。获得国家及省部级科学技术奖励4项,获得授权专利8项,其中发明专利7项,制修订国家和行业标准14项,发表论文96篇,其中SCI 12篇,EI 4篇,培养研究生34名。

1.储藏研究领域

围绕千亿斤新仓建设和危仓老库改造对储粮技术升级的需要,积极开展高效通风储粮、绿色虫霉防治、粮情信息化和安全生产事故防范等技术研究。

1)成功开发了粮食储藏“四合一”升级新技术。在整合近年来储粮技术研究成果的基础上,采用产学研用合作模式联合攻关,开发出以负压横向通风、分体式谷物冷却机、多介质环流害虫防治、粮情多参数检测及云平台分析为核心的粮食储藏“四合一”升级新技术。该技术建立了全新的粮堆负压通风系统,将平房仓通风笼从地面移到了墙上,解决了平房仓实现机械化作业的难题,同时大幅提升了绿色生态储粮和粮情检测分析智能化水平,被国家有关部门列为新建粮库重点推广应用新技术。在全国粮食科技创新大会上作了重大科技成果发布,受到各地粮食部门的普遍关注和欢迎。

2)研究搭建储粮害虫预测预警平台。开展我国粮库主要储粮害虫种类调查方法、储粮害虫智能检测终端专家决策系统开发等研究工作,在全国范围内,利用诱捕器定点开展储粮害虫种类调查和种群密度变化研究,已在广东、广西和西藏等省(区)选取了相关库点开展工作,建立了储粮害虫预测预报信息库,为我国储粮害虫综合治理、粮情信息化提供支持。

3)大力开展粮食仓储安全保障技术研究。开展了粮库入仓作业安全、储藏作业安全、熏蒸作业安全、缺氧和磷化氢对实验动物危害等课题研究,编制了《粮食储藏进仓作业安全规程》等行业标准。积极开展粮食仓储安全技术服务,在吉林金粮粮油公司仓体坍塌、黑龙江海林粮库火灾等事故发生时,第一时间赶赴现场,开展事故救援技术指导。作为粮食仓储行业安全生产专家咨询组主要成员,积极参与国家和地方粮食部门安全生产培训和检查工作,为地方培训安全生产骨干。

2.安全研究领域

重点开展粮油质量安全监测预警技术、分析检测与风险评价技术研究,粮油标准物质研制与推广应用等工作。

1)粮食中污染物同步检测技术研究取得新进展。成功开发了适合批量粮食样品中多种毒素、多种污染元素同步检测技术,完成了不同厂家仪器及不同实验室的验证工作,形成了国家标准草案。通过参加国际检验能力验证试验,证明所建立的同步检测方法具有较高的可比性和准确度。

2)标准物质研制取得新成果。新研制了4种粮食真菌毒素溶液标准物质,获得了国家标准物质证书,填补了国内空白,成果获得中国粮油学会科学技术奖二等奖。参与了国家标准物质资源共享平台建设,承担平台中粮油标准物质的维护任务,被科技部授予国家标准物质资源共享平台参建单位牌匾,为确保粮油质量安全检验量值统一发挥了作用。

3)粮油质量安全监测调查与预警技术研究取得重要进展。在安徽、四川、湖北、湖南、吉林等省开展了小麦和玉米高密度监测采样试验,采集田间、农户和库点样品10000余份,全面开展污染物分布规律研究。开展了东北地区霉变玉米真菌毒素污染情况调查。采用同步检验技术开展我国粮食真菌毒素污染状况研究,取得了1000多份粮食样品真菌毒素污染集数据,填补了我国食品安全数据的重要空白,全部数据被国家食品安全风险评估中心收录,成为我国参与制订相关国际法典限量标准的重要依据。

3.品质研究领域

围绕提高和改善我国粮食加工品质,减少收储加工环节粮食资源浪费,开展了粮油品质资源数据研究、大米适度加工研究、粮食品质为害机理和预警机制研究、粮食标准制修订等工作。

1)粮食品质评价技术和粮食适度加工研究取得显著进展。组建了包括大米生产企业、科研院所、质检机构和育种机构等参加的大米食味品质评价团队,建立了国家层面的大米食味品质评价平台。在此基础上,筛选出中国粳稻食味品质评价基准米,建立了粳稻加工精度与品质的关系模型,提出了以美味和营养为基础的加工精度控制方案,为促进我国稻米加工过程中的节粮减损奠定基础。

2)粮食品质为害机理研究获得突破性进展。从种植环节入手,深入研究了赤霉病及其毒素造成小麦品质降低的原因;系统研究了小麦穗发芽对小麦加工品质的影响;发现了色变玉米的差异性物质;初步研究提出了东北高水分玉米储存品质的预警模型。这些成果将为完善我国粮食收储标准,减少粮食资源浪费提供数据支撑。

4.营养研究领域

重点围绕粮油营养品质与健康关系、粮油资源饲料生物高效转化开发利用技术进行研究。

1)粮食营养品质数据库研究取得重要进展。开展了我国粮食营养品质和粮油产品健康消费模式等课题研究,完成小麦、稻谷、糜子、荞麦、燕麦、芸豆等不同样品的各种营养成分,多酚、黄酮等植物化学素及抗氧化特性的测定;开展了不同加工程度的小麦粉、大米营养品质评价,分析了加工精度与营养特性等因素的变化规律;开展了粮食品质与营养数据库系统设计,开展了居民粮油产品健康消费模式研究,探索粮油功能活性物质与人体慢性疾病的关系。利用细胞和SPF动物模型方法,研究不同品种、不同产区杂粮的营养健康功效,取得明显成效。

2)推进发酵酶解饲料原料产业化取得重要进展。发酵棉籽蛋白研究完成小试和中试生产,产品粗蛋白含量增加8%,游离棉酚降低50%以上,小肽含量增加10%。发酵棉籽蛋白产品在肉鸡、蛋鸡中开展推广应用试验,取得良好的效果。发酵酶解小麦蛋白产品成本下降50%

3)粮油功能活性物质开发利用取得新突破。开展了大豆可溶性膳食纤维、戊聚糖浆生物发酵转化低聚糖应用开发研究。其中,大豆可溶性膳食纤维开发实现了成果转化。小麦淀粉废水发酵生产低聚木糖研究完成小试,猪饲养试验取得较好结果。乳化凝胶化乳酸菌及动物细胞包被技术取得突破,乳酸菌生产成本大幅降低。

5.粮食加工领域

围绕传统主食品产业技术升级及营养健康转型的共性技术需求,开展速食全谷物粉(粥)关键加工技术、食品加工技术路线战略研究以及高杂粮豆含量挂面加工技术的产业化示范。 

1)杂粮及全谷物方便食品加工关键技术取得突破。集成应用杂粮、杂豆物理改性、预混合复配技术,突破了添加杂粮含量高的面条在加工过程中成型难、食味差的难题,杂粮的添加量可达60%以上,并成功实现了批量工业化生产。集成应用高温、高压物理改性和二次α化加工技术,解决全谷物速食粉产品口感粗糙、冲调易结块等难题,开始在河北、陕西的两家企业进行产业化示范。承担的杂豆挂面加工中加国际合作项目实施顺利。主持制定的全麦粉行业标准完成报批稿,该标准对促进我国全谷物食品产业发展具有重要意义。

2)承担的中国工程院重大咨询项目—农产品加工业发展的技术路线和战略选择研究专题实施顺利,形成了2项院士建议初稿。

3)成果产业化推广取得好成绩。与山东等地企业签订了杂粮豆速食冲调粉、挂面加工技术等5项产业化合作开发协议,取得了较好的社会及经济效益。

6.油脂加工领域

主要开展油脂适度加工、油脂加工过程危害因子防控以及油脂增值加工技术集成研究。

1)新型制油技术研发取得重要进展。油茶籽、火麻籽、亚麻籽等特种油料水酶法制油技术取得重要突破,解决了酶法制油工艺油脂提取率低、水相中副产物回收困难及废水排放造成环境污染等技术难题,中试提油率超过90%,副产物回收率超过60%

2)植物油适度精炼工艺研究取得重要进展。分析研究了植物油精炼中游离脂肪酸、磷脂等非甘三酯物质对大豆油、菜籽油烟点与氧化稳定性的影响,建立了酸值对油脂氧化稳定性影响的预测模型。分析研究了油脂中有益成分保留量对贮藏稳定性的影响,并提出了相应的剂量范围建议。

3)油脂加工过程危害因子控制研究取得新进展。分析发现了影响油茶籽油等油品中苯并芘形成的主要环节与条件,开发了采用低成本材料精炼脱除苯并芘的有效技术方法。对市售十余大类油脂产品中缩水甘油酯和氯丙醇酯(致癌物前体物质¬)含量进行了调查分析,并开展了加工工艺、原料特性对危害物形成机制的研究。

7.生物技术领域

重点围绕污染粮食合理利用,开展真菌毒素污染粮食的危害性评价、利用途径与处置措施,产毒真菌快速鉴别技术及产毒机制、以及粮油转基因成分快速检测等研究。

1)呕吐毒素超标小麦安全合理利用技术研究取得重大进展。一是全面跟踪分析了4000吨毒素超标小麦在加工和深加工过程中呕吐毒素分布迁移规律,用大量跟踪测试数据证明了不同加工产品中毒素的消减和富集规律,填补了重要食品安全数据空白,为完善食品安全法规和标准提供了重要依据。二是采用专用菌种和固态发酵法降解小麦麸皮中真菌毒素工业化试验取得成功,工艺过程简单,处置成本较低,毒素降解效果理想,为处置和利用毒素污染小麦开辟了重要技术途径。研究表明,通过发酵还改善了麸皮营养品质,提升了产品附加值,受到企业的欢迎。该成果在全国粮食科技创新大会上发布后,取得了很好的反响。

2)玉米及其副产物中真菌毒素削减技术研究取得重要进展。结合山东某玉米深加工企业生产实际,完成DDGS脱毒实验室模拟生产试验,取得理想效果,近期将转入实际生产试验。开发了高效消减玉米油中ZEN的工艺技术,获得国家专利,可大幅消减玉米油中的ZEN 含量,降低健康危害。

8.发酵工程领域

重点开展新型高效生物杀虫防霉剂、储粮生物危害早期预警及在线监测、粮油副产物生物转化利用等研究。

1)生物杀虫剂—多杀菌素生产技术研究取得新进展。首次建立了利用ELISA技术和靶向几丁质酶的杀虫和防霉活性物质高通量筛选方法,分别从4000多个放线菌中筛选出产多杀菌素和对粮食真菌有较高抑制活性的新菌株。采用先进技术手段筛选出一批多杀菌素高产菌株,不断改进发酵工艺,提高了多杀菌素产量。与合作企业开展了中试研究,使多杀菌素向工业化生产又迈进了一步。根据我国粮库和农户储粮特点,开发了兼具杀虫和防霉功效的多杀菌素微乳剂,实仓试验表明,新制剂对储粮害虫有很好的防治效果。

2)储粮安全预警技术研究取得新进展。通过实仓跟踪试验,深入开展了我国主要储粮生态区小麦、稻谷、玉米安全储藏水分临界值研究,建立了粮食安全储藏水分评价方法,提出了我国南北方主要粮食品种安全储藏水分标准建议,建立了高水分粮食短期安全储存时间与温度的对应关系,为加强储粮安全管理、完善粮食储藏技术规范提供了重要依据。

3)粮油副产物生物转化研究取得进展。开展棉粕固态发酵工艺研究和中试。筛选获得棉酚脱除率在70%以上的益生菌;优化固态发酵条件,提高了棉酚脱除率和营养利用率。与新疆企业合作开展棉粕发酵中试生产。开展微生物发酵转化米糠多糖的研究,优化了米糠多糖的提取方法,开发出新型功能性植物乳酸饮料和活性多糖粉等产品。

9.战略研究领域

重点围绕粮安工程和智慧粮食建设对粮食经济战略研究的需要,开展全国粮情大数据挖掘与分析、粮食供求预测模型、粮食宏观调控、跨区域粮食物流成本收益、粮食支持政策等研究。

1)现代粮食储备体系研究取得重要进展。通过挖掘和识别分析全国粮情大数据,初步建立了粮食供求平衡模型,整理和验证了粮食供求平衡数据,解决了现有数据逻辑不一致等难题。利用新建模型开展我国粮食储备体系推演测算。通过抽样统计调研,收集整理了跨区域粮食物流成本收益数据,弥补了国内数据的空白,为粮食跨省流通与区域规划布局提供了决策依据。

2)开展粮食全产业链技术经济分析。围绕粮食全产业链,采用案例分析方法,系统开展了各类稻谷加工企业技术经济运行现状分析与发展趋势研究,从技术经济分析角度研究制定稻谷产业发展战略建议。

3)参与APEC粮食安全部长级会议文件起草工作。作为项目专家组成员,参加起草了APEC粮食部长级会议《北京宣言》,圆满完成相关工作任务,做出重要贡献。

10.粮油质量检测

重点围绕保障国家粮食质量安全的需求,开展粮油质量检测和相关标准制修订工作。

1)粮油质量检测中心规范运行。严格执行国家相关法律法规和标准,严格遵守中心质量体系文件和相关制度,认真开展了标准更新、质量控制、检验监督、相关仪器检定与校准等工作,确保客观、公正、及时完成各项检验任务,未出现质量事故,实现了质量目标。

2)粮油质量检测标准制修订取得好成绩。开展了食用油检验鉴定与评价方法及标准的研究,完成《植物油中甘油三酯的测定--高效液相色谱法》、《芝麻油真实性鉴定判别方法》等5项标准的征求意见稿。

3)油料资源及加工数据库研究取得初步进展。完成大豆、芝麻资源及加工调研,确定五种油料中检测方案以及数据库构成框架,完成五种油料(大豆、油菜籽、花生、芝麻和油茶籽)900多个油料样品的品质(粗蛋白、粗脂肪)和油脂的脂肪酸组成、甘三酯结构的分析工作,完成了大豆油掺伪鉴别方法和花生油掺伪鉴别方法标准草案的起草。

(二)服务行业现代化建设,科技产业取得重要发展

1.工程服务成绩显著,为支撑行业发展起到重要作用

1)努力服务粮食行业中心工作。主持和参与了“四合一”升级新技术储粮通用图的编制、“粮安工程”规划、新建千亿斤粮库仓容测算、八省危仓老库仓容核算、粮油仓储物流设施“十三五”建设规划等相关课题研究,为支撑粮食行业发展做出了重要贡献。

2)积极创新工程咨询工作。全年完成咨询成果160余项,其中,江苏省粮食物流建设规划和苏州市“十三五”粮食安全保障规划等课题难度大、挑战性高,得到客户高度评价,提升了行业影响力。

3)工业设计迈上新台阶。全年完成设计成果106项,产值再创新高,在时间紧、任务重的情况下,注重加强质量和进度管理,得到用户认可。

4)工程监理克服困难,业绩稳中有升。在市场低迷情况下,积极开拓业务,全年监理业绩取得好成绩。

5)科研开发取得重要进展。基于物联网的“数字粮库”关键技术研究与示范等3个项目通过验收,积极推进15个在研科研项目的研究。

2.科技产业稳步发展,产品研发取得新成绩

2014年,所属北京东方孚德技术发展中心继续发挥专业技术优势,注重新产品研发,不断加强和改进售后服务,业务发展取得良好成绩。

1)积极为粮食行业提供优质服务。围绕推广低温和准低温保质储粮技术和提高我国粮食品质检验能力,积极开展科技成果转化服务,谷冷机和仪器设备等机电产品用户达到1100余家,相关产品在国内具有较高影响力。2014年,为近200家用户进行了技术培训和服务,用户满意度调查达100%

2)加强新产品研发力度,提升持续发展能力。完成了大米品质检测仪、食味计的软硬件升级设计及测试,已在产品中应用;完成了稻谷出米率检测仪的产品改进,投入批量生产;开展了大米新鲜度检测仪的应用研究,通过全国新收获稻谷质量会检验证,取得了重要的阶段性成果;开展了大米粒型仪器检测方法研究、油料外观检测专用软件的开发及油菜籽整列压碎装置的设计;完成了85型负压分体式谷冷机样机试制,横向通风冷却实仓试验取得成功,控制和制冷性能优异;编制了横向谷冷通风技术要点;在前期研发和试验的基础上,开发了55型负压分体式谷冷机,已投入试制。

(三)加强国内外交流合作,促进产学研结合

1)加强国际粮油科技合作。与澳大利亚默多克大学,南十字星大学、粮食出口创新中心、美国农业部农业研究局谷物和马铃薯实验室、阿肯色大学食品安全中心等国外大学、科研机构及企业签订了10余项合作协议,开展了20余项国际学术交流学术等活动,接待了十余批来访进行学术交流的学者。派出20多人次,出访了10余个国家和地区,参加国际学术会议交流。对促进科研工作开展起到了重要作用。

2)加强与地方粮食部门的合作。与四川、陕西、浙江、湖南、福建等五个省级粮食部门签署了科技合作战略协议,与国内粮食科研院所、大学及粮油质量检验机构等建立了广泛合作关系,加强了与地方粮食部门和粮食企业的联系,促进了产学研用的有机结合。

3)积极开展粮油科普宣传。配合国家粮食局有关部门办好粮食科技活动周、食品安全活动周、粮食科技成果展等系列宣传活动。编写了粮食科技周宣传手册,组织实施了粮食科普进社区、食品安全实验室开放日及科普讲座等活动。认真做好《粮油食品科技》杂志的编辑出版工作,全年共收录科技论文500余篇,刊发180篇,杂志影响因子比上年提高12%,为促进行业科技进步起到了积极作用。

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