成果名称:果蔬薯类加工废弃物再生利用关键技术研发及标准制定
获奖情况:2024年度浙江省科学技术进步奖三等奖
完成单位:浙江省农业科学院、中国标准化研究院、台州市农业科学研究院等
完成人:孙彩霞、王琴飞、丁颖、陈剑、李庆鹏、曾凡逵、刘玉红等
科技成果简介:
我国果品、蔬菜、薯类等大宗农产品(简称果蔬薯)加工废弃物年产生量超过3亿吨,是重要的生物质资源,但长期存在利用效率不高和二次污染严重的问题,亟需突破高附加值再生利用技术瓶颈。项目依托国家重点研发计划等任务,历时10余年多学科联合攻关,攻克了果蔬薯废弃物高值化利用的技术难题,创建了“果蔬薯加工废弃物分类利用”的综合利用技术体系。推广运用取得显著经济、社会和生态效益,为我国农业绿色低碳发展、大食物观供给体系构建做出重要贡献。
1、优化了石榴果皮苹果果渣的膳食纤维和酵素制备工艺技术。采用单因素试验设计和响应曲面法,优化了石榴皮渣膳食纤维制备工艺,可溶性膳食纤维(SDF)得率提高至74.02%。采用混菌发酵技术优化了苹果渣酵素制备工艺,发酵时间由原来的15 h~25 h缩短至10 h。攻克了石榴果皮苹果果渣高值化利用的技术难题,为果类加工废弃物利用提供关键技术。
2、发明了薯类废弃物的黄酮醇和蛋白质利用技术。聚焦功能饲料开发,发明了木薯嫩茎叶黄酮醇类化合物的定量检测、微生物定向发酵脱氰技术和酸热絮凝甘薯淀粉蛋白质回收等新技术,构建黄酮醇和氰化物高效检测、蛋白质回收等利用技术体系,蛋白质回收率达48.86%,突破了木薯茎叶青贮饲料脱氰效率不高的技术瓶颈,为薯类加工废弃物利用提供关键技术。
3、创建了果蔬废弃物的生物质炭-腐殖酸-生物菌肥利用技术。研发出了基于芦笋、西兰花、茭白产地初加工废弃物的生物菌肥和山核桃壳生物质炭,创建了果蔬废弃物的生物质炭-腐殖酸-生物菌肥的农药面源污染控制技术。作物增产10%~30%,挥发性有机物(VOCs)和温室气体(GHGs)的协同减排达50%,化肥减量20%,实现了农业绿色低碳发展。
4、集成了“果蔬薯加工废弃物分类利用”技术模式。利用膳食纤维和酵素制备、薯类废弃物三维利用和生物质炭-腐殖酸-生物菌肥的污染控制等关键技术,集成构建了“果蔬薯加工废弃物分类利用”技术模式,因地制宜实现资源合理利用,制定国家标准《农产品加工废弃物再生利用》,填补了废弃物再生利用产业推广无标可依的空白。
该成果获授权发明专利3件,出版著作2部,发表论文34篇。制定标准7项,其中国家标准2项(GB/T 42546-2023、GB/T 42114-2022);在全国肥料、食品、制药等企业广泛应用,社会经济与环境效益显著。近三年获得直接经济效益321万元,间接经济效益85378万元。
成果应用:
蔬菜、水果、薯类等加工废弃物含有丰富的纤维素、半纤维素、植物蛋白,以及膳食纤维、果胶和丰富的天然活性物质。本研究以肥料化、饲料化和高值化等多元化利用技术的研究为核心,从生产技术的可行性、生产效率和速率、技术实用性等方面对现有工艺进行优化,建立质量安全控制关键因素和参数。建立技术方法标准,引导我国农业废弃物资源化利用的发展,减少农业生产废弃物排放,提高农产品附加值。对推进我国生态文明建设,促进农业绿色低碳发展,促进乡村振兴产业提升具有重要意义。
联系人:陈剑
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