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专创融合交叉创新结硕果|多学科团队攻坚荔枝活性提取技术,让高校科研服务地方特色产业发展

导读: 

近日,一项由我校多学科交叉创新创业团队完成的科研成果引发行业关注。马克思主义学院牵头,联合食品科学、材料化学、人工智能、工程管理多个学科组建的“芯荔护航”项目团队,完成靶向发酵耦合微胶囊一体化提取荔枝活性成分全套技术研发,多项核心技术的发明专利已经获得国家知识产权局正式受理。团队立足南方荔枝产业真实痛点,打通基础实验、小试研发、产业对接全链条,走出一条学科交叉赋能地方农业产业、专创融合培育青年创新人才的特色道路。

荔枝产业是华南少数民族聚居区、革命老区的支柱特色农业,但是产业发展长期面临深加工短板。团队在前期调研当中发现,市面上关于荔枝的研究,多数聚焦鲜果保鲜、初级加工,针对荔枝果皮活性成分绿色高效提取的成套工艺较为稀缺。荔枝多酚、荔枝苷热敏、易氧化,传统提取手段效率低、损耗大;大量荔枝壳废弃物没有资源化路径;同时,少数民族民间自古就有荔枝核、荔枝果皮入药调理身体的传统经验,但是传统知识未能和现代生物技术结合,文化资源难以转化为产业价值。基于这样的现实背景,团队确立研发方向,希望用高校科研力量解决产业真问题。

项目最大的特点就是深度的学科交叉。项目负责人王淑菲介绍,荔枝活性成分提取不是单一食品学科就可以完成的课题。菌种筛选、发酵调控属于食品微生物方向;荔枝壳果胶制备、低温微胶囊包埋属于高分子材料方向;一体化连续流设备搭建、传感器与PLC自动控制系统属于机械与自动化工程;AI模型预测发酵参数、数字孪生仿真工艺属于人工智能领域;产业商业模式设计、乡村振兴社会效益研究又涉及经管、马克思主义理论学科。为此,团队组建跨学科研发小组,建立定期“技术会诊”协作机制,不同专业的学生、老师共同参与实验研讨,打破学科之间的壁垒。

在实验室的漫长攻关过程中,团队经历大量失败与反复调试。为筛选合适的功能菌株,研究人员从各地荔枝果园收集果皮样本,分离两百余株微生物,一轮轮做分离、纯化、复筛,测试每一组菌株的多酚释放能力、腐败菌抑制效果。很多菌株要么活性释放效率不足,要么抑制杂菌能力薄弱。经过上百组对比试验,才锁定植物乳杆菌与枯草芽孢杆菌2:1复配的最优方案。在微胶囊研发阶段,团队反复调试芯壁配比、均质转速、成型温度,对比低温共挤出、冷冻干燥、反溶剂沉淀多种工艺路线,最终确定包埋率、活性保留率表现最优的低温共挤出离子交联工艺。在一体化连续流工艺开发阶段,团队自主搭建实验室规模的闭环试验平台,整合多级发酵反应器、陶瓷膜错流过滤、低温反渗透浓缩、同轴喷嘴微胶囊成型多个单元,调试传感器、自动控制系统,反复验证72小时连续运行的系统稳定性。

专创融合,不止是做实验写论文,更要面向产业真实需求。团队没有把研究局限在实验室内,师生多次奔赴广东茂名、广西钦州等荔枝主产区,走访种植合作社、荔枝加工工厂,实地了解果农、企业的现实困难。团队对接多家医药材料企业,签署技术服务合同,开展工艺验证与技术合作,把实验室的数据与企业生产需求对标。项目充分挖掘壮族、瑶族等少数民族利用荔枝的传统智慧,将少数民族“物尽其用、顺应自然”的生态理念融入整套绿色工艺设计当中,推动民族传统经验与现代科技相互赋能。

人才培养是项目另一项重要产出。项目推行项目制PBL学习模式,大量本科生直接深度参与课题,参与菌株筛选、材料表征、工艺测试、市场调研、商业模式设计完整环节。学生不再是课本知识的被动接收者,而是产业问题的解决者。项目构建“实验室中试平台企业实训”三位一体实践链条,学生毕业论文选题很多直接来自项目实际研发难题。同时团队积极依托互联网+、挑战杯等双创竞赛平台,以赛促学,锻炼青年学生科研创新、商业分析、社会调研综合能力。


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