10月12日至16日,第二十六届中国国际工业博览会(以下简称工博会)在国家会展中心(上海)举行。上海海洋大学携中华绒螯蟹新品系“白玉蟹”、“会呼吸”功能性果蔬保鲜包装技术、国际船舶压载水外来生物防控关键技术与应用等多个项目亮相工博会。
十年育一蟹
2016年,上海海洋大学教授吴旭干团队在江苏兴化和上海崇明的养殖池塘中发现了几十只白壳扣蟹。
“白壳河蟹是自然界本来就存在的种质,四库全书中就有记载,但数量十分稀少。”吴旭干解释,“河蟹白壳性状由一对隐性基因控制,且白壳蟹易被同类和天敌捕食,因此野生群体中白壳河蟹数量极少。”
白玉蟹通体洁白的原因则是蟹壳中缺乏虾青素和β-胡萝卜素,而其蟹黄中的虾青素、β-胡萝卜素和玉米黄素含量与普通绿壳蟹没有显著差别。两者的可食率、常规生化成分、脂肪酸组成和氨基酸含量也十分接近,但白玉蟹的鲜味物质和甜味物质含量更高。
此后十年间,吴旭干团队利用家系选育、群体选育和基因组选育技术,进行白玉蟹选育。具体而言,团队首先选取规格大且壳色纯白的成蟹作为亲本繁育白玉蟹大眼幼体,通过池塘养殖获得优质蟹种,再从数万只蟹种中挑选蟹种进行成蟹养殖,根据每只成蟹的基因组育种值、表型值和分子标记等选择下一代亲本,成蟹留种率仅5%左右。
吴旭干指导研究生进行彩色河蟹养殖实验。上海海洋大学供图,下同
经过逐代纯化,目前团队已连续选育至第五代,并找到了白壳蟹的控制基因和分子标记。在选育新品系的同时,团队建立了白玉蟹的育苗技术、养殖技术、种质鉴定和营养品质评价等,构建了从育种到养殖的完整技术壁垒。
“白玉蟹对消费者十分友好。”吴旭干从3个方面进行了概括。首先是壳色独特,生蟹的甲壳半透明,肉眼即可看到内部的蟹黄、蟹膏,煮熟后蟹壳仍为白色;其次是品质优良,白玉蟹的蟹黄清晰可辨,蟹肉更加鲜嫩,谷氨酸和肌苷单磷酸含量更高,肉质更甜;最后是生长高效,白玉蟹的交配速度快、规格均匀、大规格蟹比例高。
因此,从2022年起,团队就在积极推进成果转化。今年1月,在“白玉蟹产业发展交流研讨会”上,团队与8家公司签署授权使用和成果转化协议,合同总金额达510万元,首批150万元已到账。成果转化采取“技术许可+产业联盟”模式,即以知识产权授权为基础,联合8家长三角龙头企业筹建“白玉蟹产业联盟”。
目前,白玉蟹已在上海、浙江、江苏等全国12个省份建立48个示范点,2026年成蟹养殖面积约3000亩,预计产出优质成蟹150万只,2027年养殖面积有望扩大至6000-10000亩、产出成蟹约300万只。今年10月,白玉蟹迎来大量上市。
“我们还与相关单位合作,围绕包装设计、文化塑造、品牌定位等进行全产业链开发。产业联盟实行统一品牌、统一标准、统一防伪标识,定位中高端市场。”吴旭干表示,下一步,团队计划在规模化中试基础上申报国家级河蟹新品种审定。
让果蔬“会呼吸”
我国是世界上最大的果蔬生产国。果蔬采摘后仍保持着旺盛的呼吸与蒸腾等代谢活动,极易出现失水、软化、氧化褐变和微生物腐败,采后损耗率可达20%~30%。在运输环节,果蔬储运损耗率同样高达20%。
如何通过提高保鲜技术保障食品品质,减少食物浪费、延长食品保质期、降低包装对环境的影响,成为食品包装领域共同的攻关方向。
上海海洋大学教授李立团队围绕果蔬采后生理调控与绿色包装材料协同设计,构建了以可降解高分子材料为基体,集动态控湿、自发气调、抑菌抗氧化及活性成分缓释于一体的绿色微环境调控包装体系,并形成了“机理研究—材料制备—性能评价—保鲜应用—成果转化”的完整技术链。
“这项技术体系已形成覆盖不同果蔬类型的保鲜包装方案,并为推动绿色包装替代传统包装提供了新的技术路径。”李立说。
常温下青菜最大贮藏期不超过4天,团队开发了“‘会呼吸’功能性果蔬保鲜包装技术”,通过调控包装内部的气体与水分交换,使其与果蔬呼吸代谢相协调,从而显著延长产品货架期。应用该技术后,青菜货架期能延长1.5至2倍。
针对草莓等易腐浆果,团队创新开发了温湿度双响应杀菌包装体系,可在高湿环境下触发二氧化氯的可控缓释,有效抑制微生物繁殖,显著降低腐烂率,将常温下草莓货架期从2天延长至5天。
李立表示,该项目已进入中试阶段,可应用于草莓、葡萄、绿叶蔬菜等果蔬的流通场景,具有降低采后损耗、延长货架期及推动绿色包装替代的产业化前景。
团队还将功能性包装技术拓展至动物源生鲜领域。团队采用抑菌、抗氧化物植物精油等天然提取物,以微囊化或多层结构实现活性物质控释,有效延长三文鱼及牛、羊肉等生鲜制品的冷藏货架期。此外,团队对可降解包装材料进行等离子体表面修饰、活化并接枝多肽抑菌剂,实现保鲜包装膜的长效抑菌。
为海洋生态筑“防火墙”
压载水是船舶为控制纵倾、横倾、吃水和稳性而加装的水及其悬浮物,航行与装卸中需不断排放或吸入以保障安全平稳。
上海海洋大学教授吴惠仙表示,压载水中携带细菌、微生物、浮游植物、浮游动物及其卵和幼体等水生生物,其中不乏霍乱弧菌等致病菌和赤潮生物。每年约120亿吨船舶压载水在世界范围内运输,每天有超过7000个物种随之在全球转移。
压载水排放导致的海洋外来生物入侵,被全球环保基金组织列为当今海洋四大危害之一。斑马贻贝入侵北美五大湖、北美梳状水母入侵黑海,都是生物入侵造成严重经济损失的典型案例。我国渤海湾的调查也发现,有毒藻类经船舶压载水传播入境并引发赤潮。
聚焦国际压载水公约履约需求,吴惠仙团队研制出全球首创的压载水采样与应急接驳处理设备,“国际船舶压载水外来生物防控关键技术与应用”项目在生物入侵机理、监管技术与认可体系上取得系统突破。
在基础理论方面,团队揭示了压载舱极端环境下生物自适应耦合机理,提出由病原体传播、外来生物入侵、化学物质污染构成的压载水风险“三源论”,构建了生物多样性数据库与微生物标本库;研发自动化采样、快速检测及舷外岸基应急接驳处置技术,建立了国际领先的港口国监督检查全流程技术体系。
在装备研制上,团队自主研发了BWMS挑战水配水和消毒副产物风险评估技术,建立了国际公认、我国唯一的岸基、实船及建造安装生物有效性型式认可体系,获多个国际主流实验室认证;同时研制出全球首台压载水自动化定量采样设备和全球首台岸基舷外接驳装置,均具有自主知识产权。
“相关技术已在海上实战检验。”吴惠仙介绍,2018年6月,在全球首次“共享式”压载水应急处理演练现场,团队通过在驳船上安装处理设备与靠港船舶对接,提供了“移动式”共享处理方案。
2025年10月17日,船舶压载水船岸接驳即时处理系统实船应用示范在荣成口岸成功举行,这也是全球首例实船舷外压载水应急接驳应用示范。该系统集成舷外接收、压载水输送、在线接收处置等功能,实现了入境船舶压载水病原微生物的舷外接驳、即时处理和排放,解决了口岸压载水病原药物消杀过程中二次化学污染的难题。
目前,这项成果已实现转化1600万元,在全国海事、海关、生产企业等单位推广。
“我们也制定了首套检测标准,数据库开放共享支撑政府决策,成果还转化为教学案例。”吴惠仙表示。
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