食养预制粥生产关键技术创新与应用

20230921

农、林、牧、渔业

面对严峻的慢病防治形势，国家卫健委联合本项目团队发布了《成人糖尿病食养指南（2023 年版）》，提出了具有多学科优势互补的糖尿病患者食养原则，明确了膳食管理在预防和控制糖尿病发生发展中的核心作用，并将持续开展低血糖生成指数（GI）食品的科普推广。本项目以传统养生粥为载体，融合糖尿病膳食管理必需的低GI 元素、新时代消费者热衷的预制方便化趋势、未来食品追求的美好风味体验，创制低GI 食养预制粥及配套解决方案。团队已取得与本项目密切相关的核心成果如下：授权发明专利2 件、实用新型专利2 件，申请发明专利2 件，制修订企业标准2 项，完成省部级成果鉴定1 项。关键技术如下：

1. 低GI谷物粥专用原料精准制造技术 针对传统大豆原料及其分离蛋白豆腥味重的问题，采用分子感官技术明确了异味活性物质，结合同位素稀释定量建立了关键异味物质的痕量分析手段。协同光谱、核磁、质谱等方法，明确了加工介导下大豆蛋白疏水性亚结构域-关键异味非共价相互作用，是豆腥味难以脱出的关键因素。创制“酸沉前生化脱腥组配一次降温闪蒸+中和后段低度酶解组配二次闪蒸”栅栏脱腥工艺，融合超声物理场解聚、磁性活性炭吸附等技术，极大地控制了蛋白水合及加工过程中腥味的产生，实现以己醛为代表的主要腥味物质脱除率达90%以上。
2. 低升糖指数（GI）谷物粥一体化加工技术 针对谷物粥类生产周期长、香气损失严重等问题，联合使用分子感官、非靶向代谢组学等手段，明确了15种谷物的香气活性物质和高温蒸煮特性。基于典型加工过程中关键差异代谢物的靶向验证、组分间的相互作用，集成喂料、水混、蒸汽加热、持温熟化杀菌、安全分离蒸汽、真空吸料等加工单元，创制谷物食品煮制杀菌一体化设备。通过谷物颗粒适度破碎、均一熟化、蒸汽喷射串联负压分离、变温冷冻干燥等技术，在熟化物料的同时，进行二次杀菌处理，更易于大规模生产，增强品质稳定性，节约生产时间、成本的同时，减少了脂肪氧化风味和豆腥味的产生，最大限度保留了谷物粥的特征风味。
3. 低GI谷物粥全程质量控制与评价体系 针对谷物粥标准化生产这一瓶颈问题，系统解析典型加工过程中基质组分的全景变化，明确了质构特性、色泽风味、消化特性的调控手段，创制了以快速浸泡、生物修饰和预糊化协调调质为代表的系列关键技术，克服了原料品质参差不齐、种间差异等生产难题。针对谷物粥消费体验的个性化差异，基于剪切扫描、频率扫描、活化能测试、蠕变恢复测试等多尺度流变学表征，结合七分度喜好法、巴特利特球形检验等，建立了谷物粥系列产品的标准化评价体系。

1.融资计划 本项目拟合作方为食品加工企业、食品机械制造商或风险投资机构，合作方式为共同创办企业、自办企业、成果实施许可或技术转让。以自办企业为例，项目拟融资200万元，出让10%的股份。融资主要用于：40%研发，30%运营，30%品牌。 2. 知识产权和技术标准的风险预估 低GI谷物粥汤的前期研发投入较大，属于技术密集型产业，知识产权和核心配方对于公司非常重要。公司将建立了一系列知识产权、保密及竞业限制机制。核心员工均签订了《知识产权、保密及竞业限制协议》，外部人员必须签订《保密协议》后，才能接触到技术秘密，以确保公司的知识产权成果得以完善保护。同时，对所有涉密文件均表明密级、查看权限以及版权归属。公司知识产权的申请、保护及体系建设，由专人管理和实施。 通过本项目的成功实施，将整合公司的研究开发资源、核心技术和市场资源，充分利用自身的核心技术能力、产品市场营销能力和市场占有率，采取以下4个对策措施：（1）将技术创新、知识产权和技术标准有机结合；（2）将创新成果及时进行知识产权的申请；（3）大力争取政府和行业协会的政策及其他方面的支持；（4）建立技术标准中的知识产权管理制度和体系。 3.商业模式 主要业务模式是与零售和餐饮企业建立合作关系，目前公司盈利方式将涵盖B2B和B2C，通过低GI食材和应用将产品销售给大型连锁品牌、通过商超和电商渠道销售给消费者，将通过扩大销售规模进一步降低生产成本，提高毛利。

可国（境）内外转让

1. 发展规划 （1）2023.06-2023.12 合作创办公司，进行产品中式和放大。 （2）2024.01-2024.12 以《指南》科普推广为契机，向目标受众投放代加工产品，有效获取市场反馈。 （3）2025.01-2025.12 选址建厂，履行能评、环评、生产许可等必要程序。 （4）2026.01-2026.12 申报地方高新技术企业，开展循证营养研究及临床评价。 （5）2027.01-2027.12 组建专业运营团队，拓展线上线下销售渠道。
2. 拟解决的重大科学或产业技术难题 （1）传统谷物原料大多存在“豆腥味”、“泥土味”等不良风味，且加工过程中特征香气极易发生逸散，严重影响食养预制粥的风味品质，降低其消费接受度。因此，异味调控与香气稳态化仍然是困扰预制粥风味品质提升的共性技术难题。本项目联合分子感官分析、人工智能感官、分子动力学模拟等技术，明确典型谷物原料的风味轮廓、关键异味和活性香气组分，基于香气-香气协同作用、香气-基质相互作用，建立谷物粥基质组分-香韵呈现的三维定量构效模型，开发适合大规模连续生产的风味稳态化工艺。 （2）谷物原料基质组分复杂多变，且高温熟化过程会加速劣质碳水化合物的消化 吸收，严重影响食用预制粥的餐后血糖应答，导致消费者血糖管理效果不理想。因此，在不影响预制粥风味品质的前提下，有效调节产品生物利用度，是实现低GI 食养预制粥特殊膳食目的的重要保障。本项目整合靶向/非靶向代谢组、功能糖组学等技术，明确典型谷物原料的营养组成及关键营养因子，基于高温蒸煮特性、淀粉聚集态结构演变，建立关键升糖因子的动态消化模型，开展GI 值精准调控、低GI 食养预制粥创制等工作。 （3）谷物原料存在种间差异、产区差异、季节差异等多种不确定因素，导致食养 预制粥产品在生产、管理和评价方面难以标准化。因此，健全低GI 食养预制粥全程质量控制与评价体系，对于产品质量控制、品质评价等具有重要意义。本项目协同谷物粥流变特征、动态感官、循证营养等研究工作，开发快速浸泡、生物酶解、预糊化等原料调质技术，创制感官体验、控糖功效等多尺度评价体系，构建食养预制粥标准综合体。 3.预期成果 建立中国轻工植物基食品绿色低碳加工技术重点实验室企业研发分中心，突破高品质专用原料精准制造、生物利用度受控调节等关键技术10 项，开发低GI食养预制粥、一体化加工设备等新产品/设备15个，申请国家发明专利10 件以上，获得地方高新技术企业认定，申报国家级高新技术企业，引进高层次人才1-2 名，联合培养研究生10名，培育各级创新团队1-2个，年产食养预制粥超100吨，直接经济效益300万以上，提供就业岗位十余个。

中关村“火花”活动路演项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

随着居民膳食结构的调整，我国糖尿病患病率持续增加，已经成为世界上糖尿病患者最多的国家。国家卫健委在《成人糖尿病食养指南（2023年版）》中，提出了具有多学科优势互补的成人糖尿病患者食养基本原则，明确了膳食管理在辅助预防和控制糖尿病中的核心作用。本项目面向血糖控制、减脂增肌等特殊膳食需求，以精准营养为导向，优选全谷物和低血糖生成指数（GI）食材，开发符合中国人饮食习惯的低GI谷物粥系列产品。项目创制了低GI谷物粥专用原料精准制造技术，极大地控制了谷物蛋白水合及加工腥味的产生，实现关键腥味物质脱除率达90%以上；开发了低GI谷物粥一体化加工设备及配套技术，减少脂肪氧化风味产生的同时，最大限度地保留谷物粥的特征风味；构建了低GI谷物粥全程质量控制与评价体系，实现了产品的标准化生产与管理。项目产品在降低餐后血糖应答、保障营养均衡摄入的同时，迎合了国人在食品风味、口感等方面的饮食习惯，开发的低GI谷物粥系列产品，满足了特殊人群的个性化膳食需求，终产品品类灵活多变，与市场同类竞品相比具有明显的差异化优势。 项目团队依托北京食品营养与人类健康高精尖创新中心和北京市食品添加剂工程技术研究中心，拥有精仪分析、食品组学、大数据解析等前沿试验平台。团队核心成员均具有博士学位和留学经历，长期从事果蔬加工技术与理论、果蔬资源综合利用、食品风味化学等领域的研究工作，主持完成多项国家自然科学基金和企业委托项目，在植物源食品资源开发利用方面积累了丰富的产学研合作经验。