鄉村要振興,人才是關鍵。為高水平構建本市“百千萬”鄉村人才梯隊,根據《上海市人才計劃管理辦法》,市農業農村委組織開展了東方英才計劃鄉村振興領域人才選拔工作。自2023年項目啟動以來,已累計選拔培養了多批立足鄉土、奉獻“三農”的杰出代表。
他們扎根在農業農村一線,是攻堅關鍵核心技術的科研先鋒,是引領鄉村產業發展的實干力量,是投身基層治理的智慧擔當。他們用行動與才華,為上海探索城鄉融合發展新路注入了強勁動能。
為集中展現他們的風采,發揮其示范引領作用,我們特開設本專欄,講述他們深耕沃土、服務鄉村的生動故事,分享他們的智慧與經驗,弘揚新時代“新農人”的創新創業精神。期待通過他們的榜樣力量,激勵更多有志之士匯聚于此,共同為農業農村現代化事業貢獻力量。
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上海理工大學健康科學與工程學院教授夏永軍
發酵食品通常指利用微生物進行發酵加工產生的一類食品,其歷史悠久、應用廣泛,是現如今人們飲食中的重要組成部分。微生物,或者說微生物中的乳酸菌作為發酵過程中的“靈魂”,不僅決定了發酵制品生產的成敗,還賦予了發酵制品獨特的風味、質地與一定的益生特性。
上海理工大學夏永軍教授具有20年食品微生物選育與發酵食品研發領域研究經驗,曾先后擔任中國食品科學技術學會益生菌分會理事,上海食品微生物工程技術研究中心副主任等職務。2013年加入上海理工大學以來,他主要從事食品微生物資源開發及應用工作,包括益生菌功能評價、功能物質基礎解析,益生菌發酵劑在乳制品、果蔬制品、肉制品中的應用研究等。憑借在微生物選育與發酵食品領域的科研能力和技術貢獻,2024年12月,夏永軍入選東方英才計劃拔尖項目。
建一座3000株的菌種“寶庫”
乳酸菌是發酵活動的“芯片”。研究乳酸菌,首先要進行收集、篩選。夏永軍介紹,為了獲取最原始、最純正的乳酸菌,團隊成員經常長途跋涉,走遍云南、新疆、內蒙古等偏遠地區,在當地農戶、牧民家中搜集。“不同地區、不同環境會培養出不一樣的菌株。我們讓天南地北的學生從老家帶來泡菜、酸奶、自家釀的酒等,這些比較原始,其中可能就有還未被發掘的菌種。”正是長年累月的堅持,團隊建立的食品乳酸菌種資源庫如今已涵蓋20多個菌株、3000多株微生物,獲得功能明確的自主知識產權核心菌種40余株,真正成了一座乳酸菌的“寶庫”。
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團隊通過構建乳酸菌高效基因編輯系統,利用系統對乳酸菌的各項功能機制進行解析,逐漸加快了研究速度。“過去做功能評價,僅一個基因的功能驗證可能需要花費一個月時間,現在卻只需要七天,且可以同步做多個基因的功能驗證,大大加快了科研速度。”
團隊還在乳酸菌活性保持技術和高效遞送技術、高活性制備與復配優化技術、產品應用開發等乳酸菌應用關鍵技術方面形成了重要的技術發明,整體技術已經產業化應用,取得良好的經濟效益,打破了國外技術與產品的市場壟斷。
“通過這些技術,我們有了自己的菌株,也有了制備乳酸菌發酵劑、菌粉等產品的設備。通過工業化生產,一系列具有特殊功效的凍干菌粉就能夠真正地改善我們的生活。”
助力食品行業與鄉村振興的發酵“魔法”
傳統自然發酵工藝可控性差、生產效率低、產品風味與品質不穩定,究其原因主要是發酵機制不明、優良乳酸菌發酵劑缺乏、工業化生產技術落后。而夏永軍團隊的一大研究成果,便是突破乳酸菌發酵劑高效篩選與制備技術瓶頸,創制系列發酵食品。
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團隊開發系列益生菌發酵劑產品,應用于乳制品、果蔬以及谷物等發酵食品產品開發,在河北一然生物、云南貓哆哩集團、上海金楓酒業、君樂寶乳業等企業應用,三年累計新增產值26.7億元。
團隊和金楓酒業合作,利用微生物科技降低釀酒過程中的酸敗率,提高生產效率,這樣一來黃酒的飲用舒適度也得到了提升。而在云南,團隊利用當地特色林果資源酸角、滇橄欖等,與貓哆哩集團進行深度合作,通過益生菌賦能,開發了水果大師等系列產品,分別以果肉、果皮以及果渣等部位開發了多種產品。“以前只能用果肉,現在果核里面的纖維、果渣、果皮等經過微生物發酵,實現‘全果利用’,能夠顯著提高整體利用率。”夏永軍介紹,“比如酸角口感酸澀,過去賣價在每斤一兩塊錢,現在能夠賣到每斤六到八元,農戶的收入顯著增加了。”
目前,團隊還在進行全谷物食品發酵方面的研究。“全谷物食品在加工和儲存過程中面臨著營養組分損失、風味口感不佳等問題。我們從全谷物預處理工藝以及酵母發酵工藝入手,開發酵母全谷物發酵食品,讓全谷物不再難以下咽。”夏永軍表示,比如糙米用微生物發酵的方式軟化其纖維素,保留其營養成分的同時,破壞其內部結構,讓糙米的口感更好,其中的營養也更易被人體吸收……團隊建立了谷物食品質構穩定、營養提升及風味增強的低溫長時發酵技術,整體技術已經產業化應用,取得良好的經濟效益,打破了國外技術與產品的市場壟斷。
發酵劑成果打破進口依賴
“乳酸菌包含兩類應用,一種是益生菌、另一種則是發酵劑。這是國內過去較為薄弱的領域。”夏永軍表示。過去,國內絕大部分的酸奶、泡菜直投式發酵劑依賴進口。而夏永軍團隊率先建立乳酸菌菌種大規模篩選與定向進化平臺,獲得多株性能優良的乳酸菌發酵劑菌株,并利用crispr等技術解析風味、質構、營養提升機制;構建基因組規模代謝網絡模型,實現了對多菌種的科學復配,開發22種國產發酵劑,售價僅為國外產品的50%。
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在研究中,團隊逐步建立了乳酸菌高密度發酵技術,首次發現乳酸菌凍干存活率控制靶點,并以此為基礎發明了乳酸菌凍干預處理關鍵技術、乳酸菌凍干關鍵點控制技術,創制了乳酸菌高效制備系統裝備,實現了乳酸菌發酵劑高活力制備,在乳酸菌制備關鍵技術及制備裝備的創制方面形成了重要技術發明。“高活性乳酸菌發酵劑創制關鍵技術及應用”這一成果還于2020年獲得上海市技術發明獎一等獎。
在夏永軍看來,發酵不是神秘的“老法子”,而是可以被精確設計的未來食品芯片。從云南紅土高原的酸角到塞外草原燕麥,從實驗室里的基因編輯平臺到食品企業的生產線,他的研究,就是要讓“看不見”的微生物,做成老百姓吃得到的大健康產品,也讓“發酵”成為農業產業現代化發展的新引擎。
文字:陳祈
圖片:杜洋域
編輯:黃倩欣
上觀號作者:上海三農





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