一瓶醋、一勺辣酱，或许我们品尝不出其他滋味，但前沿科技已经悄然为这些平凡的调料赋予更高能的生命力。获得科技进步奖一等奖的“酿造食品微生物资源挖掘与提质增效关键技术及应用”项目是天津科技大学王敏教授团队的最新成果，以最传统的原料，结合最先进的技术，大幅提高了我国酿造食品行业产能效率，让百姓吃得美味又健康。
合成生物技术与AI结合
提升风味增加产能
“合成生物技术及人工智能技术，可以帮助我们更加准确、全面、精准地解析微生物的组成与功能，从而确定其中最主要的微生物、其特点特征及其适宜的生长条件，对产品风味又有什么样的贡献等等，把这些成果总结凝练出来就能够得出可控的发酵技术。这也解决了传统酿造食品行业的微生物组成复杂、受环境影响大导致发酵过程不可控、产品风味波动等长久以来的技术难题。”项目第一完成人王敏教授举例解析团队的研究成果：“蒜蓉辣酱是咱天津市特色酿造食品，具有较大的行业影响力。我们这个项目开发的多微共酵微生态分析技术平台，系统解析了天津市利民辣椒酱的发酵微生态。结果表明，Pediococcus、Lactobacillus、Weissella、Zygosaccharomyces和Pichia是辣椒酱风味化合物生成的核心微生物。利用这个项目建立的优良微生物智能预测和快速选育技术，精准选育到了这些优良菌种，构建辣椒酱发酵微生物组并应用于辣椒酱的发酵生产，辣椒酱发酵周期缩短30%，总酯等风味物质增加30%，产品利润率增加17%。也就是实现了，让辣酱的风味提升、产能更高。”
食醋、辣椒酱等酿造食品采用多微共酵工艺，发酵体系复杂，长期以来发酵调控技术水平低，发酵周期长，品质提升困难，亟需生产模式升级。以合成生物为代表的生物技术是当前支撑全球经济社会发展的关键技术，是生物制造等产业高质量发展的新引擎。据介绍，“酿造食品微生物资源挖掘与提质增效关键技术及应用”项目综合采用合成生物学方法、基因和蛋白质组学技术和人工智能技术，针对限制酿造食品领域科技进步的共性难题开展创新性研究，实现了酿造食品生产模式的升级，促进行业高质量发展。
三方面技术创新
提高酿造食品中健康因子
据介绍，该项目实现了三方面技术创新。首先，创新开发了多微共酵微生态分析技术平台，系统阐明了酿造食品多微共酵在微生态结构稳定、底物利用、风味和健康因子生成等方面的协同机制，精准解析了其核心功能微生物组成及其生态关系，为合成微生物组的创建提供理论支撑。其次，发明了基于酶催化常数Kcat的人工智能优良菌种精准选育技术，获得具有高耐性高酶活且高产风味健康因子的优良菌种14株。突破了合成微生物组理性创建技术，创建了食醋、辣椒酱等发酵微生物组，食醋发酵原料利用率提高6个百分点，发酵周期缩短13%；辣椒酱和面酱发酵周期缩短30%，产品利润率提高17%。另外，建成了国际首条食醋固态发酵自动化生产线，与行业先进技术相比劳动力需求减少60%，食醋产品黄酮、川芎嗪等产品质量指标提升40%以上。
眼下，王敏团队研发的相关技术成果已在天津利民调料、天津天立独流老醋、山西紫林醋业、广东天地壹号饮料、湖北安琪酵母等企业转化应用，累计新增产值111亿元，新增利润37.8亿元。下一步，王敏教授和她的团队还将针对中国传统酿造食品的独特工艺深入研究，让传统食品焕发科技光彩。
记者 安元
图片由天津科技大学提供