小麦的高值化利用

我国是小麦生产和消费大国，但小麦加工产业长期面临几个技术瓶颈：原料组分间互作机制不明确，B-淀粉利用率偏低，生物转化核心菌种依赖国外，高浓度废水处理成本高。这些问题背后，是基础研究、核心工艺和工程装备之间的脱节。

我们的工作正是围绕这一产业现实展开的。小麦加工产业链条长，从淀粉、蛋白到麸皮，每个组分都有利用空间，但技术难点各异。我们的思路是沿产业链逐环节突破，最终形成系统配套。

在淀粉利用上，常规产品附加值低，我们集成了解链脱支和层状模式结晶技术，通过调控淀粉回生过程中的晶型重排，开发出纯度65%以上的抗性淀粉，并同步研制了配套生产装备。蛋白方面，麦胚和谷朊粉是两种主要资源，我们采取了差异化策略。麦胚营养丰富但极易酸败，我们首先突破了稳定化热处理技术，在此基础上构建了首个国产小麦蛋白生物学信息数据库，开发出国内第一款植物源免疫球蛋白和白蛋白产品；针对谷朊粉水解效率低的难题，创建了四酶两步法工艺，将产品F值提升至43.1。麸皮是小麦加工中最大宗的副产物，可溶性膳食纤维提取率一直难以突破，我们创建了湿热处理技术，将提取率提升到60%-65%，为麸皮深加工提供了可产业化的路径。

组分利用技术基本打通后，菌种问题成为核心瓶颈。谷氨酸发酵菌种长期依赖进口，我们选育获得了自主菌株FM00-187，产酸率达22%，并围绕该菌株研究了细胞渗漏调控和支路代谢抑制等技术，建立了配套的发酵与提取工艺，淀粉转化率达到72%。

工程配套是技术落地的关键。我们开发了小麦生物转化全生命周期评价分析系统工业APP，用于工艺优化和过程管理，同时创制了30余台环保节能装备，实现了高浓度废水零排放。

上述成果已在山东菱花、安徽凤宝、河南飞天、中裕集团、莲花集团等12家企业整体应用，开发出谷氨酸、抗性淀粉、发酵麦胚、麦胚功能蛋白、高F值低聚肽等9个产品，累计新增销售额171.01亿元，新增利润59.58亿元。相关核心技术获中国粮油学会科学技术进步一等奖。

回顾整个攻关过程，团队始终沿着产业链条，一个问题一个问题地解决，一项技术一项技术地积累。从基础研究到工艺开发，从装备研制到工厂调试，每一步都离不开企业工程技术人员的一线配合。食品工程领域的技术创新，只有扎根产业土壤，才能真正产生效益。

认识王晓曦

王晓曦，二级教授，博士生导师，河南省政府津贴获得者。曾任河南工业大学粮油食品学院院长、科学技术处处长。主要研究方向为谷物加工技术和营养健康面制品开发。曾获全国优秀粮油工作者、最美粮油工作者、河南省高层次人才、《中国粮油学报》突出贡献审稿专家等荣誉称号。主持或参与国家级项目6项，省部级项目10余项；获得国家科技进步二等奖一项，省部级科技进步一等奖5项，省部级二等奖10余项；主编或参编著作10余部；获得发明专利授权20余项；主持或参加国内外大型粮食加工工程项目设计及建设百余项；在中文核心以上期刊上发表论文180余篇；担任中国粮油学会理事、粮油食品智能装备分会副会长、团体标准食品技术委员会秘书长、食品分会首席科学家。担任《中国粮油学报》、《食品工业科技》、《河南工业大学学报》等食品科学期刊编委及Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Food Research International等国际期刊审稿人。

大事记

2001年，获国家“十五”重大科技专项支持，聚焦小麦深加工技术研发，项目正式启动。

2003年，启动谷氨酸高产酸菌株选育攻关，着手解决菌种依赖进口问题。

2011年，获国家“十二五”科技支撑计划支持，启动年产5万吨级谷氨酸元素循环与酸碱再生耦联技术示范。

2012年，获国家自然科学基金支持，深入开展小麦后熟过程中面筋蛋白变化及关键糖组分积累机理研究，为产品品质调控夯实理论基础。

2014年，先后攻克抗性淀粉制备、麦胚稳定化处理、高F值低聚肽酶解及麸皮湿热处理等关键工艺。

2016年，创制环保节能装备30余台（套），完成“小麦生物转化全生命周期评价分析系统”工业APP开发，实现高浓度废水零排放。

2017年，成果在菱花集团、飞天集团、中裕集团、莲花集团等12家企业落地，建成谷氨酸、抗性淀粉、麦胚蛋白、低聚肽等9大产品生产线。

2019年，应用企业累计新增销售额突破171亿元，新增利润59.58亿元。

2021年，相关核心技术获中国粮油学会科学技术进步奖一等奖。