2017年国家粮食局科学研究院年鉴

  • 时间:2018-08-06

2017年,国家粮食局科学研究院(以下简称粮科院)围绕粮食中心工作和产业发展,积极发挥科技支撑作用,粮食科技进步与创新取得一系列丰硕成果。

(一)围绕行业需求展开攻关,科技创新取得可喜成绩

全年承担国家和省部级科技计划课题24项(研究任务69项)。其中2017年申报立项重点研发计划项目1项,课题4项(任务11项),国家自然科学基金课题2项,其他各类课题9项。实施自选课题32项。

获得国家科技进步二等奖1项,获得省部级一等奖1项、二等奖1项、三等奖1项。在研及发布各类标准106项,其中,在研国际标准2项、国家标准28项、行业标准38项;发布国家标准7项、行业标准31项。申请专利15项,授权专利10项,其中发明专利6项。发表学术论文112篇,其中SCI23篇,EI4篇。与企业联合建立科技创新联盟,签署科技合作战略协议20余项。签订技术合同79项,累计合同额1300余万元,比上年增长近一倍。培养在校研究生28人,其中博士研究生3人。

1.储粮新技术研究领域

储粮新技术应用基础理论研究获得新进展。粮堆多场耦合理论研究从传统的有限元粮堆多场理论研究发展到基于离散元和多维度的粮堆多场耦合模型理论研究,为粮情分析和储粮通风技术智能控制了奠定理论基础。

储粮新技术和设施装备研制取得新成果。储粮益螨生物治理技术取得突破,在清苑国家粮食储备库建设了马六甲肉食螨和普通肉食螨的捕食螨培养室,年产益螨成螨约200万头,应用中试试验取明显效果。成功研制出旋转通风干燥储存仓,获得专利1项,该干燥储存仓具有自然通风干燥,收粮质量好,无污染霉变,节能环保等特点。粮情监管云平台示范系统实现了与省级平台和仓储企业两种模式的数据对接,并提供储粮安全预测预警服务。

成果应用示范基地建设逐步规模化。建设储粮虫霉监测、储粮横向通风、粮堆多参数粮情远程监测等技术示范库40余个,其中8个获得“国家粮食局科技示范库”称号。举办了5期绿色生态储粮技术成果推广培训,培训人员800余人,横向通风技术成果累计应用仓容达400万吨,食品级惰性粉防治储粮害虫技术在23个省份近200个库点推广示范,保护储粮2000万吨,该成果获得2017年度中国粮油学会科学技术二等奖。

2.粮食质量安全研究领域

进一步开展检验检测、监测预警、质量控制以及溯源防控等技术研发和应用推广。制定发布了LS/T 6126-2017《粮油检验 粮食中赭曲霉毒素A的测定 超高效液相色谱法》、LS/T 6127-2017《粮油检验 粮食中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的测定 超高效液相色谱法》、LS/T 6128-2017《粮油检验 粮食中黄曲霉毒素B1B2G1G2的测定 超高效液相色谱法》等粮油质量安全快速、多组分、高通量检测技术行业标准6项,与旧标准相比,新标准方法节约了检测成本、缩短了检测时间、减少了环境污染。制定了“粮油污染物快速检测产品实用性评价方法”,研制了相应的污染参考样品,为国内外粮油污染物快检产品提供服务。负责制定的《赭曲霉毒素检测》国际ISO标准已进入发布前最终草案阶段,该标准的发布将彻底改变我国在粮食安全国际标准领域无话语权的历史。

3.谷物加工技术研究领域

全谷物标准体系建设取得新突破。《全麦粉》行业标准宣贯工作成绩显著,市场上全麦粉产品已普遍执行该标准;《燕麦片》行业标准完成了前期调研和研究方案设计;《发芽糙米》国家标准广泛征求社会意见后完成征求意见稿。

多项全谷物健康主食加工技术成果进入产业化实施阶段。“活性杂粮挂面加工技术”已建成年产10000 吨挂面专用预拌粉生产线和年产7000 吨活性杂粮挂面生产线,企业销售利润显著提升;“全麦挂面加工技术”、“同熟化全谷物加工技术”在合作企业生产全面展开,并开拓全国市场;“速食粥米加工技术”成果转化完成安装调试,产品即将上市。

全谷物健康主食加工应用基础研究不断深入。在前期全谷物主食加工技术研究基础上,逐步加深对产品品质调控与机理的研究,其中加工方式对产品色泽风味及营养品质的影响及机理研究、植物活性组分与产品品质的构效关系研究等都获得了不同进展。

4.粮食品质研究领域

为完善大米标准体系建设,编制发布了LS/T 1354-2017《粳米品尝评分参考样品》、LS/T 1355-2017《籼米品尝评分参考样品》、LS/T 3246-2017《碎米》等国家行业标准。作为ISO玉米工作组的召集人,牵头承担了ISO 19942《玉米 规格》标准的编制,进入最终草案阶段的投票。

完善了我国小麦和稻谷品质数据库,累计检验小麦样品425份,稻谷样品620份,市场大米样品326份,小麦粉样品155份,为数据库积累品质数据10万余条,成为研究我国小麦和稻谷优质品率的重要依据。

探索粮食品质影响机理研究取得进展。根据2016重点研发计划食品专项“生鲜食用农产品物流环境适应性及品质控制机制研究”课题四——“稻谷玉米淀粉代谢及黄变机制”的任务安排,研究了脂类物质的分析技术,为系统开展稻米中脂质组学及其与糊化特性和食味值的关系研究奠定了基础。开展了小麦籽粒灌浆过程中DON和赤霉病菌对蛋白质分子聚合影响的研究,建立了小麦蛋白质分子量分布的液相色谱方法。

5.粮油营养健康研究领域

进一步完善粮油营养成分数据库,采集稻谷、小麦、大豆、杂粮等粮食及制品样品60余份,完成100多个指标成分分析,数据库累计样品600多个,数据量2万余条,为粮油营养成分与健康关系研究、谷物与油脂不同构成与能量配比对机体健康影响研究等奠定了基础。启动了《中国粮油营养大典》的组织编写,内容涵盖我国主要粮油营养特点及其与健康的关系、细分人群的粮油消费指南等内容。为粮食科技活动周编写了2万余字的《中国居民粮油健康消费指南》手册,分别就小麦粉、稻米、杂粮、杂豆、薯类、植物油、大豆、花生等介绍了其主要营养特点,给出了消费指导建议,受到消费者普遍欢迎。

发酵酶解饲料资源高效开发利用技术实现了成果转化,促进了优质安全环保型饲料品质的提升。粮食内源毒素检测技术研究内容获国家科技进步二等奖,发酵饲料产业化开发利用关键技术研究及应用获中国粮油学会科学技术一等奖。

6.发酵生物技术研究领域

在储粮虫霉生物防治方面,加快推进多杀菌素储粮药剂的应用示范。在全国不同储粮生态区开展了多杀菌素及复配制剂的实仓应用试验,结果表明,多杀菌素对储粮害虫有效防护时间可达2年,防护期内无需使用磷化氢熏蒸。配合企业完善了10吨发酵罐发酵工艺优化,正在进行160吨生产规模发酵试验及后提取工艺优化。

在粮油及副产物生物转化方面,建立了提取米糠多糖、米糠蛋白和膳食纤维的工艺流程,开展了米糠多糖结构和乳化稳定性研究及食用真菌对米糠多糖的生物转化研究,通过基因工程技术实现玉米皮半纤维素降解酶的克隆,已成功获得酶表达菌株,为利用半纤维素酶对玉米皮处理实现增值转化奠定了基础。基于乳酸菌生长特性,开发了大豆乳清废水生物转化技术。利用“老面”样品,筛选获得影响馒头气味的菌株,开发出了主食发酵菌剂。

7.粮食生物脱毒技术研究领域

真菌毒素污染玉米深加工副产物脱毒技术研发和产业化不断向前推进。在成功开展DDGS大规模脱毒实验基础上,在东北及山东等地玉米深加工企业相继开展了DDGS多种毒素同步发酵脱毒技术规模化实验,连续多次50吨规模发酵脱毒试验结果表明,产品玉米赤霉烯酮、呕吐毒素和黄曲霉毒素等均大幅低于相关限量要求,ZEN/DON残留低于100μg/kg,粗蛋白含量增加3%,益生菌含量达到1×108CFU/g。脱毒制品饲喂结果表明生物脱毒技术具有脱毒高效、成本适中、制品安全、营养改善等特点。

开展了降解酶在玉米油生产过程中脱毒技术研究,利用研发的降解酶经过0.55小时即可将真菌毒素降解至国家限量标准以下,处理工艺简便易行,基本不改变原有制油工艺,无需额外引入设备。研发的降解酶降解产物无毒、且不会残留在油脂等产品中,具有安全、高效、成本低、不破坏产品营养成分等优点,为降解酶的应用开辟了新途径。

8.油脂加工技术研究领域

对黄曲霉和寄生曲霉污染花生的外貌形态进行了研究,完成了多种加工工艺下黄曲霉毒素的迁移规律研究。研究了油茶籽焙炒参数对油茶籽油中多环芳烃含量的影响,建立了吸附法脱除油茶籽油中多环芳烃的工艺。进行了紫苏、长柄扁桃、亚麻籽、火麻籽和油茶籽等生物解离技术研究,形成具有自主知识产权的油料预处理、生物破壁与脂蛋白/脂多糖酶降解、破乳技术。完成了LS/T 3219-2017《大豆磷脂》、LS/T 3255-2017《长柄扁桃油》、LS/T 3311-2017《花生酱》等15项油脂油料标准的制修订。

9.粮食安全战略研究领域

在多年数据积累和模型构建基础上,采用计量经济学建模、系统规划方法、决策树方法、GISGTAP等多项技术,研究开发了全国粮食安全评价决策支持系统,该成果已在青海省得到应用推广。开展了2017年度口粮产量、需求及价格走势监测技术与应用项目研究。开发上线了“国家爱粮节粮网”、“国家爱粮节粮科普资源库”、“爱粮节粮微信公众号”和手机APP,申报专利1项,软件著作权2项。对粮食全程不落地技术的利益分配机制进行了研究,开展了政策性粮食质价关系研究,采集政策性粮食价格数据,建立政策性粮食价格指标数据库。调研了农垦粮食优质优价和社会化服务体系等典型做法,完成了粮食收购价格指数编制、京津冀粮食行业协同发展战略、粮食主销省支持粮食主产省发展粮食产业经济等研究项目,为国家粮食宏观调控、支持区域经济发展提供了直接决策参考。

10.为“中国好粮油”做好科技支撑

“中国好粮油”标准制定工作。制定发布了“中国好粮油”小麦、稻谷、大米、玉米、大豆、小麦粉、挂面、杂粮、杂豆、食用植物油以及生产质量控制规范等国家行业标准12项。赴黑龙江、辽宁、河南、江苏、山东、江西和内蒙古等地对主要粮食品种品质资源状况及存在问题开展调研,实地考察企业需求及加工生产现状,根据调研成果对“中国好粮油”系列标准进行修改完善。

开展优质粮食产品摸底测评工作。在原粮方面,根据多年积累的研究数据和调研成果,及本年度小麦和稻谷品质数据库,提出了我国当前小麦和稻谷优质品率的数据,成为实施“中国好粮油”行动计划的重要依据。成品粮方面,扦取了28个省份326份大米和22个省份155份小麦粉产品样本,分别按照“中国好粮油”标准要求进行了测试,掌握了市场流通产品的优质品状况,为产品遴选评审提供了数据支持。

质检机构检验能力的比对工作。组织相关检验机构开展了“中国好粮油”产品检验能力比对,比对项目包括品质和安全等指标,报名参与比对的检验机构近80家,为提高“中国好粮油”产品检测的准确性和一致性起到了重要作用。

“中国好粮油”产品遴选相关工作。开发了“中国好粮油”产品遴选系统软件并正式上线运行,做好遴选把关支撑工作,第一批共有17个省份64家企业的98个“中国好粮油”产品通过审核。完成了“中国好粮油网”的开发并上线运行,公众通过中国好粮油网,不仅可直接查询“中国好粮油”产品,而且还可查询到每个产品的品质、安全指数、营养成分及过程控制等信息,为消费者购买优质粮油产品提供安全可靠指导。

(二)服务行业现代化建设,科技产业取得重要发展

1.粮食工程咨询与设计服务

一是积极服务国家粮食局中心工作。主持或参与编写《粮食工程建设标准体系》《粮食筒仓设计规范》《粮食产后服务中心建设技术规范》等标准规范,为完善粮食工程标准体系做出贡献。作为安全生产咨询专家组成员单位,认真做好“两个安全”的咨询服务,协助国家粮食局制作《粮库安全生产守则》教学视频,提出了《千吨囤出粮作业安全生产指导意见》,派专家赴地方粮食仓储企业进行安全生产检查及培训。主持完成了《国内外粮食物流技术发展现状及趋势调研报告》,参与完成了《粮食仓储设施的合理利用研究报告》和《多措并举消化玉米库存报告》,为推进行业供给侧改革提供依据参考。二是积极服务军民融合。为国家粮食局军粮中心的军民融合示范工程项目提供咨询、指南编制、培训等技术支撑,有效推进了军民融合示范工程的进展。三是开展粮食收储流程优化研究。以长沙市为整体研究对象,进行全市粮食收储流程的优化研究,提出了区域性粮食收储的发展方向。四是工程设计重应用、抓落实,有效提升了新建仓储物流设施的技术水平。仓储物流设施设计注重项目总体设计方案的灵活性;注重仓储物流功能并重;注重工艺设计兼顾满足散粮集装箱多种运输、铁公水多式联运需要;注重不同生态区域的仓房在气调、内环流、低温和准低温等绿色储粮技术的综合应用;注重仓储智能化和物流管控一体化等新技术应用。五是粮库信息化及粮食质量追溯平台建设取得进展。积极参与各省市智能粮库及放心粮油等信息化项目建设,有效推进了粮食信息化应用的落地。

2.粮油仪器和装备研发

继续做好粮油质量检测仪器和配套技术的研发、推广及服务工作,为优质粮油工程提供技术支撑。全年推广粮油质量检测仪器及设备456台套,其中,小麦和面粉品质检测仪器合同额较上年增长9%,大米检测仪器合同额较上年增长78%。面粉品质检测仪器累计推广使用用户超过1000家,达1079家,市场占有率近80%,大米品质检测仪器填补了国内空白,用户达436家,得到了用户的普遍认可。

稻谷新鲜度检测技术成果转化取得突破。针对稻谷流通过程中“转圈粮”问题,积极开展稻谷新鲜度测定仪的成果转化工作,在连续4年对全国稻谷新鲜度普查的基础上,制定发布了LS/T 6118-2017《粮油检验 稻谷新鲜度测定与判别》国家行业标准,建设完成了年产200台套稻谷新鲜度测定仪生产线,开始在行业内大规模推广应用。

大米加工精度检测仪研发取得进展。针对行业依靠人工目测大米加工精度,存在检测准确性差、客观性不易保证的问题,在对全国大米的外观质量、加工精度等质量指标进行了大量图像分析及建模研究的基础上,编制了《粮油检验 大米加工精度检验》国家标准。研发的大米加工精度检测仪可快速准确检测大米加工精度,对充分利用大米营养成分,减少加工损耗,提高加工质量等都具有重要意义。

检测仪器设备的信息化升级改造取得成效。针对行业信息化管理需求,借助计算机网络通信技术,对现有粉质仪、拉伸仪、大米外观检测仪等仪器设备进行网络信息化升级改造,升级改制后,操作人员可以通过网络与多台设备进行远程通信,使老仪器设备具有了运行状态监测、数据传输、参数控制等新功能。

(三)加强交流合作,促进产学研结合

1.对外交流合作

2017年共开展国际学术交流活动21项(不含引智项目),其中出访交流项目1621人次,出访目的地涉及美国、英国、加拿大等15个国家;来访交流项目5项,外国专家分别来自澳大利亚、奥地利、加拿大、以色列等国家。

2017年外专局批复粮科院引智项目1项,项目资金25万元,全年共引进外籍专家12位,分别来自美国谷物化学师协会、加拿大谷物委员会、澳大利亚默多克大学等著名机构。在引智项目的带动下,举办了2017年国际粮食储藏与质量安全培训交流会、2017年中加生态储粮研究中心理事会和工作会、2017年中澳粮食产后生物安全和质量安全中心工作会等多项学术交流研讨活动。同时,与日本佐竹公司在黑龙江省绥化市共同组织召开了“2017中日稻米科技研讨会”。

通过走出去和请进来,在粮食安全、粮食储藏、粮食品质、粮油营养等领域,粮科院结合在研项目与澳大利亚谷物出口与创新中心、英国皇家医学学会与母亲儿童基金会等诸多国外机构进行了深入交流与合作,促进了粮食科研水平的提高。

2.科技人才引进与培养

人才引进。2017年共接收应届高校毕业生21人,多数来自于985211院校,其中,博士8人,硕士11人。2017年社会招聘11人,其中硕士5人。

人才培养与评价。注重新职工入职培训,通过规章制度讲解、职场心理健康讲座、拓展训练、老员工分享等形式,帮助新入职人员快速融入团队。2017年粮科院自然科学研究系列和工程系列高级职称申报人数52人,通过院内专家评审推荐、局专业技术职务资格评审委员会评审,共有35人取得了高级职称,创历年新高。

3.科技期刊出版

《粮油食品科技》杂志全年6期收录和处理科技论文240余篇,终审200余篇,刊登114篇。其中,国家及省部级等各类基金论文80篇,占全年刊发论文的70%,刊登的粮食加工、油脂加工、营养与品质、质量安全、仓储物流等领域的科技论文都收到了良好反响,对促进粮食科技进步起到了积极作用。被国家新闻出版广电总局认定为A类学术期刊。经过多项学术指标综合评定,成功入编中国科技核心期刊。

4.科技扶贫及援疆援藏工作

与安徽省阜南县签署科技合作战略协议,达成10个产后服务意向,积极指导其完善“中国好粮油”示范县实施方案,协助其引进上市公司及大型面粉加工企业,带动优质弱筋小麦产业发展。

将江西省于都县列为粮科院国家重点研发计划项目科技示范点,提出了综合开发当地木本油料的建议,无偿提供特种油料检验测试服务。

粮科院援疆、援藏干部出色的工作表现分别受到挂职单位好评。其中援藏干部带领西藏自治区质量监测中心首次参加全国真菌毒素、重金属盲样比对考核,成绩名列前茅。派技术人员赴西藏调研并完成了《西藏自治区“十三五”粮食援藏规划》的编制及修改工作。

5.科研能力及条件建设

“粮食储运国家工程实验室”和国家粮食局粮油质量安全、粮食储藏、粮油生物技术3个重点实验室项目顺利通过评估。昌平中试基地储运楼和大兴中试基地1号科研楼完成项目工程竣工验收。全年实验室仪器设备购置及修缮项目投入资金3000余万元。

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