复旦大学:马克斯克鲁维酵母技术精准帮扶云南永平从脱贫攻坚到乡村振兴
发布时间:2024-01-05 08:38:24

  6t体育app下载2012年,在教育部等上级部门的安排部署下,复旦大学成为16所最早定点帮扶滇西边境山区国家扶贫开发重点县的高校之一。以永平所需,尽复旦所能,学校十余年来真情投入定点帮扶永平工作中,帮助永平县顺利实现脱贫摘帽,教育、医疗等民生领域取得显著进步,校地帮扶长效机制得以建立。为进一步巩固拓展脱贫攻坚成果,学校聚焦“五大振兴”目标任务精准发力,助力永平县高质量发展,携手推动和美乡村建设。

  产业振兴是全面推动乡村振兴的基础和关键,围绕帮助和支持永平县当地龙头企业发展,学校根据永平县产业发展需求,精准对接校内相关学科专家资源,通过适宜技术的落地转化,带动永平县一二三产业融合发展,激活永平县发展潜能,实现产业创新提质升级。复旦大学生命科学学院吕红教授带领研究团队发挥科技力量,主动投身学校对云南省永平县的定点帮扶工作。依托复旦大学遗传工程国家重点实验室,学术带头人吕红教授带领团队与当地企业深度合作,持续研发高原特色水果深加工工艺,推进水果发酵饮品全产业链帮扶。通过将复旦专利的马克斯克鲁维酵母专利菌株与永平县特色水果资源相结合,建立起当地第一条高端气泡果酒生产线,成立自有品牌“希玖”(C9)并建设配套产业链。项目获评首批沪滇科技合作示范点,入选第一批教育部直属高校服务乡村振兴创新试验培育项目,吕红教授获批建设“云南省吕红专家工作站”,并获第五届中国(上海)国际发明创新展览会金奖。

  未来,项目团队还将继续挖掘云南当地微生物菌种资源,建立果汁酵素发酵新工艺,持续研发高原水果发酵饮品,让永平特产更具附加值,初具“国际范”,带领“永平味道”自主走出滇西山区,走进更多百姓家中。

  通过对永平当地特有资源的考察,吕红教授科研团队对科技帮扶云南永平有了初步的定位和目标:依靠微生物菌株技术,制造国际时尚的产品,建设现代化生产线,带动当地果蔬种植与深加工的发展,形成产业链。永平当地的对接的企业是永平阿庆嫂食品有限公司,是一家传统的咸菜腌制加工的企业,产品附加值低,产品质量不能保障。但企业在蔬菜原料发酵方面已有了经验积累,也建立了相应的市场渠道。在此基础上,研究团队提出了增加水果原料发酵、用微生物纯种替代天然混合菌株发酵的思路与方案,产品质量得以保障,并拥有更高的健康营养、更高的产品附加值,在企业原有的基础上做增量、做规范、上管理、增效益,实现自我造血。

  说干就干,吕红教授带领团队从云南水果分离了149株微生物,经过大量的筛选对比,最终研发出复旦大学的专利菌株马克斯克鲁维酵母(KM)发酵苹果鲜榨汁的技术,实现了苹果的华丽转身,拥有两项中国发明专利(ZL6.0,ZL0.6)。同时设计并帮助建设了永平第一条现代化的小试生产示范线吨,通过了审核验收,获得了生产许可证,第一批利用KM酿造的高端苹果酒新技术产品顺利下线款KM酿造的新产品开发。

  产品有了品牌,才能走向市场。吕红教授调动了家人力量,为KM新技术新产品倾情设计了C9(希玖)品牌,C9寓意长长久久,获得了国家C9商标注册证,C9系列产品已上市,在微信小程序“卿云优选”可购买。

  随后,吕红教授带领团队,利用转录组学、代谢组学等现代先进技术和分析手段,揭示C9产品的营养与健康、以及制造技术的先进性。通过对比分析了苹果汁发酵前后的营养成分的变化、对比分析国际酵母发酵苹果汁的结果,结果表明,复旦大学马克斯克鲁维酵母发酵苹果鲜榨汁技术,发酵后的产品的氨基酸总含量提高了147%、抗氧化和抗衰老等不同物质含量提高了14-70倍、维生素B族含量提高了6.5倍,都优于国际经典酵母发酵的产品。研究成果发表在国内外期刊上,中国轻工业联合会组织了专家组鉴定会,马克斯克鲁维酵母高效发酵技术被认定为国际领先,“马克斯克鲁维酵母高效发酵技术及在水果发酵中的应用”获得第五届中国(上海)国际发明创新展览会金奖;吕红教授还牵头了中国苹果酒行业标准的制定。

  授人以鱼不如授人以渔。永平当地第一个省级基地“云南省吕红专家工作站”获批,并落户永平,复旦大学校长金力院士亲自揭牌,建设了“上海工业菌株工程技术研究中心-永平果蔬发酵分中心”,复旦大学裘新亲自揭牌,从此复旦、永平正式牵手,共同推动科技创新,开发果蔬深加工技术;成立农户果蔬种植专业合作社,保障农民果蔬产品的销路和农户稳定的收入。

  科技帮扶,乡村振兴,不仅需要科学技术的输入,更需要管理和市场的输入。研发团队在提供KM-C9新技术新产品的基础上,还邀请了复旦大学管理学院的教授对企业进行现代化管理培训、邀请了复旦大学经济学院的教授帮助企业策划新型零售方案,逐步形成了从“果蔬农业种植-果汁工业发酵-数字互联网+销售”的C9产业链。C9项目以科技要素为抓手,延长农业产业链,提升价值链,惠及贫困户,逐步形成了通过帮扶地方产业实现可持续造血的精准帮扶模式,形成高校科技助力乡村振兴的示范效应。

  本项目以云南省永平县的特色高原水果为原料,用复旦自有专利的马克斯克鲁维酵母菌株进行发酵,研发具有不同口感、抗氧化能力的水果发酵饮品,满足不同消费群体的需要,从而实现对云南永平C9水果发酵饮品全产业链的科技帮扶。上游C9原料品种的选择:筛选与鉴定优良苹果品种1-2种,满足高档苹果酒酿造、以及在当地规模化种植的需求。中游C9产品的制造:筛选与复配苹果酒酿造菌株,复配水果原料,在已有苹果酒的基础上,研发具有不同口感、抗氧化能力更高的新产品2-3种,满足不同消费群体的需要;优化现有小试生产示范线,提高生产效率,降低生产成本,提高产品品质与稳定性。下游C9市场推广:数字赋能,建立大数据、人工智能基础上的新型市场营销方案与零售渠道,提高C9产品的市场影响力与销售量。打造我国果酒本土品牌,建立苹果酒行业标准,提升云南省永平县当地企业的整体水平,巩固扶贫成果,助力企业振兴和乡村振兴。

  永平是国家重点生态功能区,由于日照充足,昼夜温差大,永平苹果自然含糖量高达18.8Brix。因此,苹果汁无须补糖,可以直接用于酿造纯天然的苹果酒,从而保障了苹果酒的高品质。永平还拥有多种特色水果资源,种植面积达3万多亩。常见的种类有白木瓜、黄梨、红雪梨、火龙果、柠檬、桔梗、石榴、佛手、香橼、柿子等。这些特色水果为研发复合口味的苹果酒提供了多种选择,并奠定了原料基础。永平的水果品质上佳、供应充足,为以苹果酒为核心的果酒企业的发展,奠定了良好的基础。

  苹果本身的含糖量、有机酸、多酚、风味物质含量等决定了苹果酒的品质。用于酿造苹果酒的苹果与用于鲜食的苹果的品质要求有很大差异。酿酒苹果通常与鲜食苹果含糖量接近,但酸和单宁含量却高出很多,难以适口,却香味浓郁,特别适合酿酒。通常酿酒苹果可以分为甜型苹果,苦甜型苹果、苦酸型苹果、尖酸型苹果四大类,甜型苹果的酸和单宁含量均低,苦甜型苹果酸度低而单宁含量高,苦酸型苹果酸度和单宁含量都高,尖酸型苹果酸度高而单宁含量低。要酿出一瓶口感平衡的苹果酒,仅靠单一品种的苹果是几乎不可能的。在前期项目中,C9苹果酒的酿造主要采用的是云南李家庄和洱源的苹果。本项目将在复旦大学植物学研究所的帮助下,对于永平现有的苹果种类和可引种的外埠品种进行品质评估,系统分析苹果汁中的可发酵性糖(包括葡萄糖,蔗糖,果糖等),有机酸(包括柠檬酸,琥珀酸,酒石酸等),酯、醛等一些影响口味和香气的关键物质,以及氨基酸,维生素等营养成份。通过统一对照的苹果酒发酵实验,评估不同种类的苹果对于苹果酒的香气、味道、口感,酒精度的影响。同时,对于永平当地的水果种植环境的进行系统调查,了解不同种植基地的生产技术水平,产能,生产成本。通过综合考虑苹果的品质和种植环境,确定最适合于在永平酿造苹果酒的苹果种类1-2种。通过与永平县阿庆嫂食品有限公司合作,建立C9苹果酒专供的苹果种植基地,满足高档苹果酒酿造、以及在当地规模化种植的需求。同时也助力解决永平当地水果种植附加值低的问题,为永平果农增产增收,为乡村振兴注入动力。

  发酵菌株和苹果原料是形成苹果酒品质的关键因素。本项目前期采用非酿酒酵母菌株,具有复旦大学自主知识产权的马克斯克鲁维酵母发酵,生产获得的苹果酒在多种挥发性物质和抗氧化物质的含量上都超过了普通酿酒酵母酿造的苹果酒。在本项目研究中,将研发多种菌株复配发酵的策略,丰富果酒的酒体健康成分、香气和口感。以马克斯克鲁维酵母单一菌株发酵为底盘,引入一定比例的乳酸杆菌、嗜热链球菌等产乳酸菌株,在酒体种提高乳酸的含量,使酒的味道更柔顺。通过对于发酵后苹果酒的挥发性物质、非挥发性物质、抗氧化物质、氨基酸、维生素等成份的分析,确定马克斯克鲁维酵母菌株与复合发酵菌种之间的最佳复配比例和复配时间点,建立马克斯克鲁维酵母为基础的多菌株发酵苹果酒的专有新技术,申请中国发明专利。

  同时,以现有的单一苹果原料酿造的苹果酒为底盘,以酒体的色、香、味、以及营养成分为理论依据,引入永平其他特色水果(如白木瓜、火龙果、黄梨、红雪梨等)的果汁,开发不同口味、轻奢、潮流的C9系列饮品,创造具有高辨识度的苹果酒口味。本项目通过引入永平特色的其他水果口味,丰富C9产品的类型,提升产品的市场竞争力。申请中国发明专利。

  小试生产示范线的技改与完善,实现酒体中的二氧化碳源自酵母发酵过程,降低成本,同时提高酒体的入口柔和性,满足市场对高端苹果酒的需求。每一种起泡酒的二氧化碳等级、气泡风格都不尽相同。传统法酿造出来的起泡酒品质极高,但却极其耗时,成本也非常地高,难以实现工业化生产。本项目将在原有的小试生产线基础上,通过引入耐压的温控发酵罐、硅藻土过滤机、等压罐装机以及低速转子泵等设备,通过精准发酵控制,实现罐内发酵与混气,在提高生产效率的同时,提高产品的品质与口感。

  数字赋能,建立大数据、人工智能基础上的新型市场营销方案与零售渠道,提高C9产品的市场影响力与销售量。打造我国果酒本土品牌,建立苹果酒行业标准,提升云南省永平县当地企业的整体水平,巩固扶贫成果,助力企业振兴和乡村振兴。

  首先对苹果酒国际市场进行系统分析:一是分析苹果酒国际市场结构,从产品类型、分销渠道和地理位置等方面进行细分市场分析,分析判断苹果酒的国际市场结构及其发展趋势;二是分析国际苹果酒头部企业的产品特征、市场占有率、营销策略等,进行头部企业典型案例分析;三是分析国际苹果酒市场趋势及技术创新趋势,以ACE苹果酒和Crispin苹果酒公司的营销策略为切入点,分析他们是如何推动无谷蛋白产品的需求成长。

  其次,对国内苹果酒进行市场分析:一是重点分析长三角、粤港澳大湾区两大目标市场的苹果酒市场份额,营销渠道及策略,分析判断国内市场前景,以及潜在目标细分市场;二是分析判断国内市场的国际竞争者,对标典型头部企业的产品和营销,为差异化竞争战略奠定市场研究基础;三是分析判断国内市场头部企业的产业链、供应链、价值链状况,为“C9”的“三链”建设与完善提供技术支撑。

  目前,项目也在逐步探索建立“C9”水果发酵饮品特色营销策略,针对产品类型、分销渠道、区域目标市场,提出利用大数据、人工智能等数字技术的新零售方案,建立“C9”水果发酵饮品“第四产业”平台方案。例如,与拼多多、抖音等平台建立合作,通过拼购、直播等新零售手段,在短期内迅速打开市场;结合健康中国战略,提出消费者(客户)教育方案,引领消费者青睐无麸质/无谷蛋白酒精饮料;利用数字技术建立好产品质量溯源和品控体系,为长期质量控制和品牌提升奠定基础;利用云南大理的自然、民俗文化等进行互联网+文化创意,为提升产品附加值奠定基础。

  本项目得到了复旦大学及上海市、云南省各级政府的关心和扶植,学校及各级政府主要领导,都曾多次视察并给予高度评价。上海市科委连续三年资助该项目,并将其认定为首批“沪滇科技合作项范点”。该项目作为科技助力脱贫攻坚的典型,也被光明日报头版、中国教育报,新民晚报,中新网、文汇报等媒体多次报道。

  项目实施三年以来,在当地新增特色水果种植面积5112亩,带动建档立卡户脱贫161户,水果种植户每年每户增收12560元;新增产值6386万元,新增利润957.9万元,新增税收86.2万元,社会效益和经济效益显著。

  综上,复旦大学对口云南永平的科技精准帮扶,在复旦大学和各级政府的关心下,形成了以下经验做法:一是复旦派出的研发团队拥有专利菌株技术,科研积累丰富,技术先进,适合更好地发挥当地水果资源优势;二是对接的当地企业在蔬菜发酵领域有了一定的积累和市场能力,复旦新技术的引进是在当地企业原有的基础上做增量、做技术提升和产品提升;三是复旦无偿提供了新技术、新产品、新品牌、科学备书、现代化的公司治理框架,实现精准帮扶;四是在当地企业建设省级专家工作站,加强企业的技术创新平台的建设和人才培养,提升企业自我技术创新的能力;五是在当地形成果蔬种植-发酵加工-数字销售的产业链。我们将继续深入探索这种从输入技术、输入平台、输入管理向输入理念过渡的精准帮扶模式,并努力复制推广这一模式,逐步形成高校科技助力乡村振兴的示范效应。