湾区农讯|茶枝柑果肉微生物发酵综合利用技术
发布日期:2021-11-11
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       广东省江门新会地区,是中国“陈皮之乡”,以陈皮闻名,陈皮是一种具有理气健脾,燥湿化痰功效的中药材,但是在陈皮生产过程中,90%的柑肉被废弃,废弃的柑肉堆积会造成土壤酸化,对空气环境造成污染,但是目前仍缺乏规模化、经济化的处理方案。2018年,新会区新会柑种植面积达8.5万亩,柑果产量超10万吨,但能够利用的仅占了20%,且每年废弃柑肉的量仍呈上升趋势,柑肉废弃处理需要技术和经济可行的适用方案。

广东药科大学周林副教授团队研发的混合菌群定向发酵技术。该技术主要围绕复合菌群液态发酵工艺,通过厌氧及好氧发酵过程,结合中药渣废弃资源,产生具有丰富营养的果肉-中药渣发酵产品,可以用于动物养殖、农作物种植等多种领域。

 

技术创新

      复合菌群发酵技术:根据发酵底物营养成分、碳氮比等化学成分的特征,选择含有乳酸菌、芽孢杆菌、假单胞菌、热放线菌等复合微生物菌群;通过发酵液中蛋白质、多糖、多酚、黄酮、有机酸等化学成分以及抗氧化活性分析、菌群结构分析,构建从实验室到中试规模以及生产规模的发酵体系,根据产品使用目的控制发酵终点。除了适合于柑肉、中药渣等底物,也可以用于菠萝等滞销水果或农产品加工废弃物。



1T发酵罐(内部) 拷贝.jpg

1T发酵罐(内部)


化学成分分析 拷贝.jpg

化学成分分析


      适合于不同应用场景的厌氧和好氧发酵技术:成本常常是影响农业生物技术推广的瓶颈。考虑到农户自用和企业生产等不同模式的需求,研发了适合于个体农户使用的PVC桶或水泥窖池厌氧发酵体系,以及适合企业快速产生的好氧发酵工艺流程;发酵时间分别控制在30d以及3-5d,发酵产品可以达到 QB_T 5323-2018 植物酵素或TCPPC 1021-2020 动物酵素产品要求。新会陈皮柑肉经混合菌群定向发酵技术将柑肉中的大分子物质转化为更容易为养殖鸡鸭鹅猪等动物采食、消化和吸收的单糖、氨基酸、寡肽等小分子物质。其中酵母菌、乳酸菌等益生菌能刺激瘤胃纤维分解菌群,改善胃肠功能, 提高畜禽的免疫力。在肉鸡养殖实验中, 实验组肉鸡出栏重量较对照组增加,料肉比降低,死亡率降低。


实验室工作 拷贝.jpg

实验室工作


中试生产(厌氧菌发酵) 拷贝.jpg

中试生产(厌氧菌发酵)


中试产品 拷贝.jpg

中试产品


团队成员合照 拷贝.jpg

团队成员合照


行业与市场分析

      广东是农产品生产和消费大省,保障农产品质量安全是重大的民生问题,也是贯彻落实乡村振兴、质量兴农的产业需要。从质量安全的角度开展全链条的农产品质量安全风险评估与预警技术研究,抓住关键控制点,最终形成可直接指导安全生产的系列成果,并制定系列科普宣传材料,在生产基地和农户中进行宣传示范与应用,有助于将农产品质量安全从多年风险监测“被动监管”的单一模式转变为提供解决途径相结合的“主动保障”模式,可全面提升广东农产品质量安全的保障能力,为助力农业产业发展向“提质增效、减量增收、绿色发展”的目标转型升级提供了有力的技术支撑。推进新会废弃柑肉资源有效利用,改善环境是贯彻落实党的十九大重要战略部署,破解农业农村突出环境问题、实施乡村振兴战略、建设生态文明的必然选择。

新会柑橘果肉主要来源于陈皮厂的陈皮制作和加工过程,在陈皮加工作业中,每年大概可产生10万吨的废弃柑肉,目前对于这些柑肉的回收处理方式都是采用倒入自家鱼塘,直接填埋或者交给环保公司按照160-200元/吨的价格进行回收处理,这些处理方式经济效益较低。截至2020年1月1日,广东省新会地区柑肉产量为12万吨,有效利用率约为21%,按每吨发酵原液产品2000-2500元估算,可以产生2个亿以上的新增收入,如果综合考虑对于下游种养殖企业的环境等影响,则产生的经济价值可以进一步放大至几十至数百倍。

目前项目团队采用“混合菌群定向发酵技术”助力新会废弃柑肉处理,已完成了3吨产品的中试生产。将柑肉转化成高效益的微生物发酵产品,在绿色生产的同时,能创造附加经济价值;还可以优化新会陈皮副产业结构,改善当地种植环境;也能为周边养殖企业提供优质的微生物发酵产品。通过本技术的实施,龙头企业可以通过农户+公司的方式,带动就业,实现农民、企业增收的同时,为人和环境的和谐共存作出新的探索。相关技术也可以用于其他农业废弃物产品的开发。


图文:潘   广

编辑:胡   丛

审稿:胡玉伟

审核:陈   铭


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