研究方向:
饲料加工与质量安全创新团队开创性地将动物营养、饲料加工与质量安全有机结合,形成具有特色的跨学科交叉研究团队。主要开展水产、畜禽饲料加工工艺关键技术提升及创新研究,新型蛋白资源开发及应用相关的原料加工特性,摄食、代谢调控与质量安全研究。重点在新型非粮饲料原料研发、高效利用、饲料生产质量控制等领域进行研究和突破,构建基于原料特性大数据基础的精准营养与精细加工数字化体系,实现饲料营养价值的高效利用和饲料生产的节能降耗,为我国饲料资源开发及饲料高效生产管理提供持续的技术支撑。1. 饲料精准加工配制基础研究
针对饲料原料加工特性不明、饲料配方原料结构对加工成型特性的影响问题,开展饲料原料加工适应性研究、饲料配方原料结构加工成型特性研究、饲料成型过程中压力、温度和水分等对饲料理化品质、生物学效价及动物营养代谢影响研究,解析饲料原料的构效特性,建立饲料原料理化性质与饲料加工质量间的量化模型,建立饲料原料加工特性数据库。以数据库为基础,结合建模分析、软件应用、传感器开发及装备数字化集成,进行了设备综合效率(OEE)优化分析及智能化品质调控研究,实现了饲料加工过程SAAS化,协助企业有效提高了饲料品质并降低了生产成本,形成了良好的示范效果。结合饲料生产全生命周期(LCA)数据采集,为低碳高效饲料加工技术研究奠定了理论与实践基础。
2. 饲料加工工艺关键技术提升及创新研究
先进的加工技术可有效消减抗营养因子,降解有毒有害物质,改善饲料营养品质与利用率,提高生产效率,扩大饲料资源范围,降低能源消耗,保证饲料产品质量稳定与安全。开展了饲料原料的挤压膨化预处理工艺研究、膨化原料对动物生长性能以及生理、生化指标的影响研究,揭示了维生素、植酸酶、乳酸菌及β-葡聚糖酶、纤维素酶、天然叶黄素等在饲料热加工过程中的损失规律,创新了粉料高效调质低温制粒畜禽饲料生产新工艺,系统研究优化了肉鸡、蛋鸡、断奶仔猪、生长育肥猪饲料和低淀粉浮性、低鱼粉沉性、缓沉性水产膨化饲料加工工艺及参数,实现饲料营养价值的高效利用、多元化日粮配方的精准加工和饲料生产的节能降耗。
3. 鱼类摄食调控与精准营养代谢研究
利用转录组、蛋白质组 、代谢组等多组学联合技术,结合分子生物学和细胞生物学技术手段,深入并系统地探究养殖鱼类摄食调控和代谢性疾病发病分子调控机制及脑肠轴和肝肠循环调控网络,挖掘重要的调控靶点和代谢标志物,为鱼类精准营养及精准疾病预防提供理论支撑。
4. 饲料质量安全控制技术研究
开展饲料加工质量控制技术研究、饲料及畜产品中药物残留监控技术研究、饲料原料和添加剂高效鉴别比对技术研究、饲料原料中主要抗营养物质和有害物质含量分布规律研究。创新了饲料企业质量安全HACCP管理技术和饲料加工过程质量安全可追溯技术,研究确定了饲料中三聚氰胺限量值,创建了饲料中违法添加药物的非靶向高通量快速检测技术及农药、环境污染物残留分析技术平台,建立了饲料原料中有毒有害成分与抗营养因子数据库。
代表性成果:
1.饲料加工与质量安全控制关键技术及科技奖励
团队在饲料加工与质量安全控制方面研发了一系列关键技术,主要包括: 普通畜禽饲料加工最佳工艺参数及产品质量控制技术、膨化颗粒饲料加工最佳工艺参数及产品质量控制技术、乳仔猪颗粒饲料最佳加工工艺技术、热敏性饲料添加剂保真加工技术、饲料原料挤压膨化预处理工艺技术、高效调质低温制粒畜禽饲料加工工艺技术、仔稚鱼微颗粒开口饲料加工工艺技术、饲料生产过程质量安全控制技术、饲料原料及产品中非法添加物筛查技术等。在饲料非法添加物与有毒有害物质检测、加工过程质量安全控制和追溯体系建立等关键技术方面实现了突破,构建了“检测控制—加工保障—体系管理”的全产业链饲料质量安全控制技术体系。获得国家科技进步二等奖、神农中华农业科技一等奖、中国农业科学院杰出科技创新奖各1项(均为第二完成单位)。
2. 构建基于饲料原料加工特性数据库的数字化水产饲料加工管理系统
首次构建了以饲料原料加工特性数据库为基础,结合建模分析、软件应用及装备数字化集成的设备综合效率(OEE)优化分析及智能化饲料品质调控平台。团队研发的《原料加工特性及饲料加工技术参数软件系统》已在两家饲料集团公司投入使用,实现生产过程SAAS化(software as a service),生产效率提升20%以上,高效助力企业数字化、智能化转型及绿色、低碳生产,为国际首创产品。成果获得第二十三届中国国际高新技术成果交易会优秀产品奖。
3. 新型非粮蛋白资源开发与应用
与北京首钢朗泽技术股份有限公司(简称“首钢朗泽”)合作研发的乙醇梭菌蛋白,实现了无机态一碳气体通过生物发酵生产蛋白的碳捕捉技术。建成了全球首套含CO工业尾气连续生物发酵制新型饲料蛋白及乙醇工业化装置,实现“从0到1”的突破,2021年获得农业农村部新产品证书,并入选2021年“中国农业农村重大新产品”,科技日报2021年十大科技创新成果。饲料所完成了乙醇梭菌蛋白功能结构、基因组与蛋白组分析,新型一碳气体生物固碳,高效转化菌体蛋白综述论文发表在Reviews in Aquaculture (IF="10.618),初步确定从高产乙醇向高产蛋白菌种选育靶点,为下一步开发高产蛋白一碳气体生物发酵工程菌,产业从1到N快速发展奠定基础。
饲料所与新疆金兰植物蛋白有限公司联合成立“棉籽蛋白资源研究中心”,提出了新疆棉籽“六横七纵”发展思路,“吃干榨尽,无废生产”,研发蛋白质含量65%以上棉籽浓缩蛋白,蛋白品质较传统棉粕压榨工艺得到显著提升,产品结构多元化,棉籽深加工产品经济效益提升3倍,颠覆传统棉籽深加工产业,技术水平国际领先,获第十届中国创新创业大赛(新疆赛区)二等奖。对推进饲料豆粕减量与新疆棉花战略具有重大意义。
创新团队成员: