[01420836]海洋水产品绿色生物加工关键技术与产品开发

水产品加工是推动渔业一二三产业融合发展的关键环节,对有效保障我国优质食物供应、拓宽水产品销售渠道、延长渔业产业链具有重要意义。但目前产业存在以下瓶颈问题：（1）精深加工比例较低,产品增值幅度小;（2）副产物综合利用率不足,资源浪费严重;（3）产品品种单一,同质化现象突出;（4）加工工艺相对落后,存在环境污染隐患。针对上述产业瓶颈,在国家和山东省等多个项目支持下,历时10年协作攻关,围绕水产品绿色精深加工过程关键问题,构建了水产品加工专用酶资源库,攻克了海洋水产品多糖、蛋白、脂质生物加工系列核心技术,并进行了产业化应用。主要科技创新如下： 1. 阐明了水产品加工过程营养成分生物转化机制,构建了基于水产品“全基因组序列分析-营养成分结构鉴定-途径蛋白功能解析”的水产品加工专用酶高通量挖掘和理性创制方法,建立了具有我国自主知识产权的水产品加工专用酶资源库,包含276株产酶微生物,20000多株克隆,181条酶编码基因以及脂肪酶、磷脂酶D、虾青素酯酶、角鲨烯环氧化酶、α-琼胶酶、β-琼胶酶、β-半乳糖苷酶、甲壳素酶、壳聚糖酶、甲壳素脱乙酰酶等17种水产品加工专用酶。 2. 攻克了甲壳素等水产多糖的绿色提取、结构修饰和酶法改性生产技术,开发了智能化水凝胶、特定分子量水产寡糖等产品,推动了水产品多糖加工业的绿色发展。阐明了从海洋水产资源中提取甲壳素的“酶催化脱蛋白-微生物产有机酸脱灰分”多酶（细胞）协同反应调控机制,通过多酶（细胞）协同反应高效同步脱除了水产品中与甲壳素结合的蛋白质和灰分,甲壳素得率95%、蛋白和钙回收率达90%,率先在国际上建成了甲壳素生物加工生产线,较传统化学工艺节水70%,扭转了甲壳素化学生产的高污染局面。建立了酶法降解水产多糖可控生产寡糖技术,实现了壳寡糖、琼胶寡糖、褐藻寡糖等三个系列的76个品种的海洋寡糖产品绿色制造,产品填补市场空白。 3. 建立了基于体内外可控串联酶解的寡肽/氨基酸定向制备策略,开发酶催化-固态/液态纯种发酵耦合技术,创新了鱼露等传统水产调味品与发酵食品的生产模式,实现了水产蛋白资源的高质化利用。建立了基于水产品全基因组序列分析、计算机模拟与实验相结合的水产蛋白整体活性评价和高活性寡肽代谢谱分析新思路,设计了体外可控-体内消化道串联酶解的精确定向制备策略,通过化学法衍生和酶法水解技术,产品纯度高达95%。建立了年产10吨级蛋白肽生产线,开发了海参活性肽、鳕鱼蛋白肽、磷虾蛋白肽、功能氨基酸、功能调味品、海参老酒、牡蛎黄酒等7种产品。 4. 发展了水产脂质的酶法多相催化、亚临界流体体系等系列关键技术,率先实现不同分子种形式海洋水产品功能脂质的定向生物加工,引领了国内海洋水产品脂质资源利用的技术革新与跨越。利用自主研发的磷脂酶D,建立了亚临界流体体系高效合成DHA-磷脂酰丝氨酸技术,底物转化率达96.6%,是目前国际上文献报道最高转化率的2倍。利用自主研发的虾青素酯酶建立了游离虾青素制备技术,转化率达到99.3%,其中游离全反式虾青素含量95%以上,虾红素等副产物控制在5%以内（仅为皂化法产品中副产物含量的1/10）。建立了脂肪酶选择性水解甘油骨架中的脂肪酸技术,实现了甘油酯中多不饱和脂肪酸的富集,鱼油中DHA和EPA的含量提高至原来的2.80倍。建立了年产300吨水产脂质的生产线,开发了8种产品,其中鱼油软胶囊、DHA藻油软胶囊等2种产品获得保健品批准文号,磷虾油等3种产品获得“欧盟新资源食品认证”和“FDA 许可认证”。