羊肉新產品
張德權團隊在羊肉加工車間中國農科院農產品加工研究所供圖
羊肉是深受國民喜愛的肉品之一,但羊肉的分級分割、保質保鮮、精深加工等技術落后卻一直是產業內亟待解決的難題。
如今,我國羊肉標準化分級分割率由2003年的4.8%提高到2017年的92.5%,工業化深加工率由不足3%提高到17%,這其中離不開一支科研隊伍。在他們的努力下,實現了由作坊式生產向工業化、標準化跨越,推動行業科技進步與轉型升級。
在國家科技攻關計劃、公益性行業(農業)科研專項等項目資助下,中國農業科學院農產品加工研究所研究員張德權整體布局,潛心科研,歷經15年產學研聯合攻關,牽頭完成“羊肉梯次加工關鍵技術及產業化”項目,并獲得2018年國家科學技術進步獎二等獎。
深入基層 結下不解之緣
時間回到2002年10月,剛從大學畢業兩年的張德權,積極響應中組部、團中央號召,滿懷激情和熱情,投身到火熱的西部大開發事業中,作為第二批博士服務團成員赴寧夏吳忠市掛職鍛煉。
掛職期間,張德權充分發揮自身農產品貯藏加工的專業優勢,深入鹽池、同心、紅寺堡等貧困地區開展產業調研。
他發現寧夏有很多優勢特色資源,如“寧夏灘羊”“中衛山羊”馳名中外,但當地農民基本靠賣活羊、賣羊胴體等老字號產品維持生計,守著金飯碗討飯吃,一直未擺脫貧窮的窘境。
經過系統論證、科學分析,張德權認為寧夏肉羊產業落后、效益低下的重要原因在于產業鏈短、加工產業落后、附加值低,精深加工率僅有2.9%,與發達國家50%的平均水平相差16倍,導致寧夏羊肉優質不優價,農民靠養羊賣羊增收乏力。
立足寧夏,面向全國,放眼全球。我國羊肉產量現居世界第一,約占世界產量的30%,但從初加工到深加工、生鮮到熟制的梯次加工技術缺乏,分割、調理、風干羊肉等高附加值產品匱乏,深加工率不足10%,鮮、凍胴體和二分體初加工產品占95%以上,年損耗高達數十萬噸。
“與國外相比,我國羊肉產業存在加工標準化程度低、技術與裝備落后、宰后損耗高、深加工率低等問題,嚴重影響羊肉的加工品質,制約了羊肉產業發展?!睆埖聶喔嬖V《中國科學報》。
“羊肉產業要發展,必須解決加工的技術難題,提升產品附加值?!睆哪菚r起,張德權暗下決心,一定要攻克羊肉精深加工的技術難題,補齊肉羊產業鏈中加工落后的短板,破解產業困局,通過產業扶貧、科技扶貧實現農民脫貧。
就這樣,2003年掛職結束回到中國農科院農產品加工研究所以后,他義無反顧地投身到羊肉梯次加工技術研發中,這一干就是15年。
聯合攻關 首創破局
張德權領銜團隊按照理論、技術、裝備、產品創新的技術路線,突破分級分割、保質保鮮、精深加工三大環節的關鍵技術瓶頸,首創適合我國飲食習慣的羊肉梯次加工技術體系,打破國外技術壟斷,引領行業發展,改變了我國羊肉加工技術落后、裝備依賴進口的局面。
解析我國羊肉加工特性,首創我國羊肉分級分割技術體系。根據我國羊肉消費和加工方式,團隊對四大肉羊主產區46個品種的品質特性進行系統挖掘與整理,探明我國羊肉加工特性,構建專用數據庫;創建我國專用的羊肉分級模型和中式涮制、烤制、醬鹵、風干適宜性評價模型,攻克長期以來模型缺乏的問題,實現精準判別。
團隊發明同步機械去皮技術裝備,替代進口,效率提高1~1.5倍,皮張帶肉率降低50%以上,實現連續生產,近三年國內市場占有率達30%以上;研建分波段近紅外分級模型,發明近紅外無損分級技術,打破國外壟斷,分級準確率較國外同類產品提高20個百分點;研發標準化分割軟件、計算機視覺輔助分割技術,填補國內空白,分割準確率較國外同類技術提高近20個百分點;牽頭研制我國羊肉分級和分割標準,構建了分級、分割技術體系,實現產業化應用,結束了長期依賴進口的局面,增值20%以上。
突破保質保鮮關鍵技術裝備,破解羊肉貨架期短的難題。長期以來,我國羊肉初加工技術落后,貨架期僅有7天,損耗率高達5%~8%,年損失相當于西北三省羊肉產量之和。
針對上述問題,張德權帶領團隊首次發現并揭示了蛋白質磷酸化負向調節羊肉品質的內源機制,以及不同包裝、溫度下微生物影響羊肉品質的外源機制,闡明冰溫/亞過冷延滯并抑制蛋白質磷酸化的保質機理和冰溫/亞過冷抑菌保鮮的效應,構建微生物測報模型。
此外,研制羊肉冰溫/亞過冷保質保鮮技術裝備,解決了貯藏損耗高的難題,與世界最先進的冰溫技術相比,損耗降低1/2;研發100余種柔性組合保鮮模塊,構建“冷藏/冰溫/亞過冷+”柵欄保質保鮮技術體系,突破羊肉貨架期短的難題,貨架期從7天延長到45天以上,滿足各種生產模式和銷售需求。
構建中式羊肉制品工程化加工技術體系,實現精深加工增值。烤羊腿、烤肉串、醬鹵羊肉、風干羊肉、羊肉香腸等中式羊肉制品為我國獨有,但工業化過程中存在傳統特色品質保持難、營養損失嚴重、能耗高污染重、手工作坊式生產成本高的難題,而國外又沒有現成技術裝備可以引進,工業化加工步履維艱。
針對這一問題,團隊揭示羊肉加工過程水分遷移、凝膠形成和特色風味保持的品質形成機制,為工程化技術研發奠定基礎;研制低溫高濕變溫解凍、脈沖變壓調理、綠色烤制、定量鹵制、梯度變溫風干、凝膠成型等6項品質保持關鍵技術,解決了中式羊肉制品特色品質保持難的問題,解凍損耗降低57.2%,品質均勻度提高了8.3~30個百分點,節能近40%。
團隊還研制了解凍、調理、烤制、醬鹵、風干五大類核心裝備,解決工業化裝備缺乏問題;研發中式燒烤、醬鹵、調理、風干、香腸五大類系列新產品,制定系列標準,實現產業化應用。
面向羊肉加工產業主戰場
15年來,“羊肉梯次加工關鍵技術及產業化”項目獲授權專利48件,發表SCI/EI論文88篇,出版著作5部,獲中華農業科技獎一等獎、全國商業科技進步特等獎、中國專利優秀獎各1項;牽頭制定系列羊肉加工標準,規范全行業發展。
團隊還聯合美、英、法、澳大利亞等十國科研機構,牽頭構建羊肉品質聯合研究平臺。2017年張德權作為亞洲區唯一代表參與第63屆國際肉類科技大會IMS獎評審,產生了廣泛的國際影響。
項目技術深受中華老字號和肉羊屠宰加工企業青睞,如內蒙古蒙都羊業食品股份有限公司原來只是一個作坊式的小企業,現在通過技術革新,一舉成長為行業最大的科技型羊肉制品加工企業,市值突破10億元。
該公司綜合應用了分級分割、調理、風干等加工技術和設備?!霸瓉砦覀冇玫亩际菄獾募庸ぴO備,現在有了中國農科院農產品加工所專家研發出來的分級設備,精準率高,價格卻只有國外設備的1/6?!泵啥佳驑I相關負責人說道。
項目技術在四大肉羊主產區推廣應用,推廣率達41.1%;全國范圍內新建生產線25條,累計新增銷售額84.60億元,新增利潤7.73億元;近三年新增銷售額62.70億元,新增利潤5.61億元,取得顯著的經濟社會效益。
針對青海、西藏等牧區需求,張德權將復雜技術、高新技術輕簡化,深受牧民歡迎,近十年累計帶動120余萬戶農牧民增收,戶均年增收6500元,在精準扶貧、鄉村振興中發揮重要作用。
“解凍、調理技術還走出國門,援助非洲和南美國家,產品遠銷中東、中亞、南亞等地。”團隊成員、中國農科院農產品加工研究所副研究員王振宇補充道。
“羊肉加工技術的突破,一方面幫助養殖戶、企業從中受益,推進我國羊肉產業發展;另一方面,能讓老百姓吃到更加健康安全、豐富多樣的高品質羊肉?!睆埖聶嗾f道。未來,面向產業主戰場,他和團隊將繼續探索。