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梯次加工 引领羊肉加工业跨越发展

——记国家科技进步奖二等奖获得者张德权研究员

作者:陈丽    来源:张德权课题组    发布日期:2019-09-10    点击:次    【字号:    

张德权博士是我国肉品加工科研领域年轻一代的学科带头人,国家“万人计划”科技创新领军人才、全国农业科研杰出人才、科技部中青年科技创新领军人才、中国农业科学院领军人才、中国农业科学院农业科技创新工程肉品加工与品质调控创新团队首席科学家。面向世界肉品科技前沿和肉类产业重大需求,张德权博士带领团队开展肉品加工理论、技术、装备研发与产品创制研究,构建了适合我国饮食习惯的羊肉梯次加工技术体系,使我国羊肉加工从“手工经验”跨越到“标准化工业化”的新时代。

深入基层,与羊结下不解之缘

2002年10月,刚从校园毕业两年的张德权博士,积极响应中组部、团中央号召,满怀激情和热情,投身到火热的西部大开发事业中,作为第二批博士服务团成员赴宁夏吴忠市挂职锻炼。挂职期间张德权博士充分发挥自身农产品贮藏加工的专业优势,深入盐池、同心、红寺堡等贫困地区开展产业调研,他发现宁夏有很多优势的特色资源,如“宁夏滩羊”、“中卫山羊”驰名中外,但当地农民基本靠卖活羊、卖羊胴体等原字号产品维持生计,守着金饭碗讨饭吃,一直未摆脱贫穷的窘境。张德权博士立足宁夏,面向全国,放眼全球,经过系统论证、科学分析,他认为宁夏肉羊产业落后、效益低下的重要原因之一在于产业链短、加工产业落后、附加值低,精深加工率仅有2.9%,与发达国家50%的平均水平差16倍,导致宁夏羊肉优质不优价,农民靠养羊卖羊增收乏力。为此,张德权博士暗下决心一定要攻克羊肉精深加工的技术难题,补齐肉羊产业链中加工落后的短板,破解产业困局,通过产业扶贫、科技扶贫实现农民脱贫。2003年挂职结束回到中国农业科学院农产品加工研究所以后,他义无反顾的投身到羊肉梯次加工技术研发中,这一干就是十六年。

联合攻关,破解产业发展困局

在国家科技攻关计划、公益性行业(农业)科研专项等项目资助下,张德权博士整体布局,潜心科研,历经16年产学研联合攻关,按照理论、技术、装备、产品创新的技术路线,突破了分级分割、保质保鲜、深加工三大环节的关键技术瓶颈,首创了适合我国饮食习惯的羊肉梯次加工技术体系,打破了国外技术垄断,引领了行业发展,解决了我国羊肉加工技术落后、装备依赖进口的局面。羊肉标准化分级分割率由2003年的4.8%提高到2017年的92.5%,工业化深加工率由不足3%提高到17%,实现了由作坊式生产向工业化标准化跨越,推动了行业科技进步、转型升级。针对青海、西藏等牧区需求,张德权博士将复杂技术、高新技术轻简化,深受牧民欢迎,近十年累计带动120余万户农牧民增收,户均年增收6500元,在精准扶贫、乡村振兴中发挥重要作用。联合美、英、法、澳等十国科研机构,牵头构建了羊肉品质联合研究平台,张德权博士2017年以来受国际肉类科技大会特邀作为10人评委中国唯一委员参评年度国际肉品科技奖(IMS),产生了广泛的国际影响。

立足国情,自主创新引领发展

根据我国羊肉饮食习惯不同于西方,肉羊品种多而杂,分级分割技术落后,装备长期依赖进口,但核心的模型、数据、软件要不来、买不来、讨不来的现状,张德权博士带领团队对我国四大肉羊主产区46个品种肉羊的品质特性进行了系统挖掘与整理,探清了我国羊肉加工特性,构建了专用数据库;创建了我国专用的羊肉分级模型和中式涮制、烤制、酱卤、风干适宜性评价模型,攻克了长期以来模型缺乏的问题,实现精准判别;发明了同步机械去皮技术装备,替代进口,效率提高1-1.5倍,皮张带肉率降低50%以上,实现连续生产,近三年国内市场占有率达30%以上;研建了分波段近红外分级模型,发明了近红外无损分级技术,打破国外垄断,分级准确率较国外同类产品提高20个百分点;研发了标准化分割软件、计算机视觉辅助分割技术,填补国内空白,分割准确率较国外同类技术提高近20个百分点;牵头研制了我国羊肉分级和分割标准,构建了分级、分割技术体系,并产业化应用,结束了长期依赖进口的局面,增值20%以上。

十年磨剑,攻克保质保鲜难题

长期以来,我国羊肉保质保鲜技术落后,货架期不足7天,损耗率高达5-8%,年损失相当于西北三省羊肉产量之和。针对上述问题,张德权博士带领团队首次发现并揭示了蛋白质磷酸化负向调节羊肉品质的内源机制,以及不同包装、温度下微生物影响羊肉品质的外源机制,阐明了冰温/亚过冷延滞并抑制蛋白质磷酸化的保质机理和冰温/亚过冷抑菌保鲜的效应,构建了微生物测报模型,研制了羊肉冰温/亚过冷保质保鲜技术装备,解决了贮运损耗高的难题,与世界最先进的冰温技术相比,损耗降低2倍;研发了一百余种柔性组合保鲜模块,构建了“冷藏/冰温/亚过冷+”栅栏保质保鲜技术体系,突破了羊肉货架期短的难题,货架期从7天延长到了45天以上,满足各种生产模式和销售需求。

传承发展,传统产品实现工业化

烤羊腿、烤肉串、酱卤羊肉、风干羊肉、羊肉香肠等中式羊肉制品我国独有,但工业化过程中存在传统特色品质保持难、营养损失严重、能耗高污染重、手工作坊式生产成本高的难题,而国外又没有现成技术装备可以引进,工业化加工步履维艰。针对上述问题,张德权博士带领团队揭示了羊肉加工过程水分迁移、凝胶形成和特色风味保持的品质形成机制,为工程化技术研发奠定基础;研制了低温高湿变温解冻、脉冲变压调理、绿色烤制、定量卤制、梯度变温风干、凝胶成型等6项品质保持关键技术,解决了中式羊肉制品特色品质保持难的问题,解冻损耗降低57.2%,品质均匀度提高了8.3-30个百分点,节能近40%;研制了解冻、调理、烤制、酱卤、风干五大类核心装备,解决了工业化装备缺乏的问题;研发中式烧烤、酱卤、调理、风干、香肠5大类系列新产品,制定了系列标准,并产业化应用。

成绩斐然,直挂云帆济沧海

十六年来,项目获授权专利140件,发表SCI/EI论文142篇,出版著作8部,获国家科技进步奖二等奖、中华农业科技奖一等奖、全国商业科技进步特等奖、专利优秀奖各1项;牵头制定了系列羊肉加工标准,规范全行业发展。项目技术在前十强羊肉加工企业、四大肉羊主产区推广应用,推广率达41.1%,解冻、调理技术援助非洲和南美国家,产品远销中东、中亚、南亚等地,产生了深远的国际影响;项目技术深受中华老字号和肉羊屠宰加工企业青睐,技术用户内蒙古蒙都羊业食品股份有限公司通过技术革新、新旧动能转换,一举成长为行业最大的科技型羊肉制品加工企业;新建生产线25条,累计新增销售额84.60亿元,新增利润7.73亿元;近三年新增销售额62.70亿元,新增利润5.61亿元,取得了显著的经济社会效益。

获奖不是终点,而是新的开始,科学的道路永无止境。张德权博士带领其团队又瞄准了更高的目标,面向世界肉品科技前沿、国家重大战略需求和现代农业建设主战场,聚焦乡村振兴、健康中国和创新驱动发展战略,以满足人民日益增长的美好生活需要为出发点和落脚点,立足我国膳食模式和饮食习惯,向肉品智能加工和营养健康进军,为将我国由肉类生产大国向肉类强国迈进而努力奋斗。

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