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章建浩教授与生鲜调理食品冷杀菌保鲜的未来: 低温等离子体冷杀菌技术装备的创新与突破

2024-03-08 12:34 来源:《祖国》杂志


今年是新中国成立75周年,实现“十四五”规划目标任务的关键一年。不平凡的历史节点,“中国号”巨轮如何乘风破浪、扬帆远航,吸引着世界目光。随着全国两会的召开,一场关于中国式现代化宏阔图景与实践方向的热烈讨论正在企业家群体中展开。在这个特殊的历史节点上,企业家们不仅积极响应国家“十四五”规划的目标任务,更通过讲认识、谈想法的方式,共话发展大计,共谋合作篇章。他们如何理解新时代的挑战与机遇?如何结合国家政策导向,推动企业转型升级?又如何在实现自身发展的同时,积极履行社会责任?让我们一同走进企业家的世界,倾听他们的声音。

生鲜果蔬鲜切菜、生鲜肉及生鲜调理食品、中央厨房预制菜作为当代主流消费食品,消费者对其生鲜感官、风味品质要求越来越高,但目前商业杀菌保鲜包装技术,存在杀菌不彻底、二次污染、化学残留等问题,对风味感官品质、安全保证及货架保鲜期都有负面影响,冷杀菌保鲜成为产业规模发展的技术瓶颈!且果蔬表面农药残留、粮食中黄曲霉等霉菌毒素污染成为食品安全急待解决的问题!!为有效杀菌保鲜及延长货架保鲜期,开发高效冷杀菌保鲜技术装备成为食品行业的必然趋势,为此,国家地方及企业投入巨大,但问题依然严峻。

民以食为天!食以安为先!面对生鲜调理食品预制菜产业可持续健康发展的共性技术难题,南京农业大学食品科技学院博士生导师章建浩教授(苏州屹润食品科技有限公司董事长、南京苏曼等离子工程研究院院长),率领团队产学研合作“十年磨一剑”,在系统研究高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜调控机制,突破核心技术装备瓶颈,创新研发低温等离子体冷杀菌保鲜自动化生产线、等离子活性水及空气消杀关键技术装备、和冷链物流消杀系统设备。低温等离子体冷杀菌保鲜技术,改变了传统先杀菌再包装的方法,可把包装好的生鲜调理食品放在高压电场低温等离子体中“过”一下,在保证生鲜高品质的前提下,大大提高了杀菌率和货架保鲜期,是国际生鲜农产品及其生鲜调理食品冷杀菌保鲜的关键技术突破,用于生鲜农产品预制菜加工物流产业,保证其生鲜安全高品质,应用开发前景广阔;且有望使国际领先的“中国制造”,通过“一带一路”走向国际。

不忘初心 志在科研创新教书育人                   

章建浩教授“教书育人、科研创新”四十多年征途漫漫,失败成功风风雨雨,成果丰硕并培养人才无数作为南京农业大学“钟山学者”教授,江苏省“333高层次人才工程”第二层次培养对象,获发明专利60多件(其中PCT国际发明专利8件),发表论文200多篇(SCI100多篇),主编专著教材8部,主编的国家和农业部规划教材《食品包装学》3次荣获《全国农业高校优秀教材奖》;技术成果2007获《教育部科技进步一等奖、全国商业科技进步特等奖》,2010获《教育部科技进步二等奖、全国商业科技进步一等奖》,2013年和2019年参与技术成果获《国家科技进步二等奖》,2020年荣获教育部《技术发明二等奖》和中国食品学会《技术发明二等奖》

事业的执着,不忘初心牢记使命,面对生鲜果蔬鲜切菜、生鲜调理食品预制菜作为当代主流消费食品产业规模发展面临的冷杀菌保鲜、安全品质控制技术瓶颈,2012年章教授课题组与美国农业科学研究院(ARS)在国际最新的高压电场低温等离子体冷杀菌(Cold Plasma Sterilization, CPS)技术领域,开展国际合作研究;2015年引进美国农业部ARS核心技术装置,在国内首次建立了生鲜农产品低温等离子体冷杀菌CPS试验系统装备,2017年带领产学研合作团队创建“苏州屹润食品科技有限公司”、建立生产基地,2020年创建“南京苏曼等离子工程研究院”,潜心于“低温等离子体冷杀菌保鲜及冷链物流空气消杀技术装备”创新研究开发,在江苏省农业科技自主创新资金和十三五十四五国家重大科技项目课题支撑下,通过产学研紧密合作系统研发了高压电场CPS保鲜机理及调控机制、核心技术装备及自动化生产线,低温等离子体活性水(PAW)冷杀菌关键技术及装备,先后在国际上首创推出高压电场CPS实验系统设备及CPS-MAP冷杀菌保鲜包装自动化生产线。

作为目前国际上一种最新的食品冷杀菌技术,CPS可与MAP气调保鲜包装技术完美结合,不会产生二次污染、化学残留,杀菌过程短没有温升,且能耗很低,适应大规模自动化生产方式,别适用于对热敏感生鲜调理食品的冷杀菌,且对果蔬表面农药残留也有显著的降解效果;这些特点对生鲜类及其热敏性食品、中央厨房预制菜的大规模开发,具有关键技术的突破、巨大的应用开发空间 和良好市场前景。2022-12农业农村部暨中国农学会把“低温等离子体冷杀菌保鲜及冷链物流消杀关键技术及装备”作为《2022中国农业农村重大新技术新产品新装备》成果公布应用推广。

牢记使命, 坚守担当开新篇

冷链物流连接地头生鲜农产品到百姓餐桌,守护着人民群众“舌尖上的安全”和生命安全,是重要的民生领域尤其我国通过“一带一路”进口大量的生鲜果蔬、生鲜畜禽肉等农副产品,安全保障成为国计民生的当务之急,尤其是2020年全球新冠病毒肆虐,冷冻食品冷链物流过程新冠病毒的广泛传播,对从业人员和消费者都带来了巨大的安全隐患,也对冷链食品物流产业带来了巨大的经济损失。为此,2022年11月份国务院发出《进口冷链食品预防性全面消毒工作方案》通知,对冷链物流冷冻食品外包装前面进行新冠阳性检测,一旦发现新冠阳性即就地封存处理;这些举措有效控制了新冠病毒的传入,也对进出口冷冻食品冷链物流产业带来了巨大损失。

章建浩教授牢记使命,2021 年初带领团队锲而不舍开始了新的探索:研究解析低温等离子体对新冠病毒的消杀效能特性、调控机制创新研发核心技术装置,实现了“低温等离子融合 222 nm紫外”新冠病毒消杀高效协同激励调控技术的突破,创制低温等离子体气流型新冠消杀试验设备与江苏省疾病预防控制中心已完成新冠病毒低温等离子体消杀试验,处理 30s可将新冠病毒 100% 全部杀灭同比日本5分钟完全消杀有突破性超越

在此基础上,创新研发冷链物流高压电场低温等离子体新冠消杀生产线和低温等离子体负离子空气消毒设备,可广泛适用于公共卫生办公室及中央厨房预制菜深加工配菜包装车间及畜禽生态养殖的空气消杀

创新探索,追求卓越敢为先

章建浩教教书育人、科研创新四十多年,失败成功风风雨雨,对于事业感悟是:不忘初心牢记使命,坚持“创新、坚守和担当”,人生价值和事业成长会随着时间的推移而慢慢提升,回报社会和社会回报也是相辅相成、互为因果。章教授带领团队以市场需求为导向,行业问题为动力,认真实践创新创业、坚守担当、突破自我追求卓越。满头白发的章老师深有感触的对我们说:创新是一个从无到有、从无数次失败到最后成功的探索过程,其过程是艰难的,常常是困苦而漫长,尤其是经历了一次又一次的挫折和失败,“坚守”成为考验一个人或团队初心和意志或精神的试金石,在这红尘滚滚的高速发展时代,能否有静下心来“十年磨一剑”的“坚守”,往往是“创新”从无数次失败到最后成功的关键。

章教授率队积极探索低温等离子体冷杀菌保鲜新技术,不断创新开发新装备来解决生鲜果蔬鲜切菜、生鲜肉及其冷鲜调理食品、中央厨房预制菜清洗杀菌、食品工厂生产环境空气消杀、包装产品的冷杀菌保鲜,及现代物流品质安全控制关键问题。近五年他们经历了一次又一次的应用开发挫折和失败,成功地把低温等离子体冷杀菌保鲜新技术应用于生鲜畜禽肉冰鲜产品、生鲜果蔬如沃柑、草莓杨梅及鲜切水果CPCS冷杀菌保鲜等问题。实验证明,该技术对大肠杆菌、单增李斯特氏菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等常见食品致病菌杀菌效果显著,杀菌率超过99.9%,能将一些生鲜蔬菜的保质期从2-3天延长至8天以上CPCS杀菌率≧90%,延缓生菜腐烂,延长货架保鲜期一倍;能够一定程度降解马拉硫磷、多菌灵等果蔬表面的农药残留,降解率达60%以上,还具有降解食品中霉菌毒素的能力。同时,对多酚氧化酶和过氧化物酶等会对食品造成不利改变的酶类具有很强的抑制作用;整个杀菌过程能耗很低,非常适合大规模自动化生产方式,其低温等离子体冷杀菌核心技术装备达国际领先水平,突破了国际高效低能耗冷杀菌保鲜、保障食品安全高品质的技术瓶颈,成为当今生鲜农产品及其生鲜调理品质冷杀菌保鲜技术发展的必然趋势。

仓储粮食的霉菌、尤其是黄曲霉菌和禾谷镰刀菌污染及其毒素控制事关我国粮食安全、国计民生重大问题,目前仓储粮食的消杀急需创新研发新技术新装备,来突破化学气流消杀存在的安全瓶颈问题。黄曲霉是一种广泛存在的,能够产生致癌性、致畸性、致毒性次级代谢产物的真菌,而玉米、花生等粮油食品是最容易遭受黄曲霉菌污染的;小麦等粮食的中禾谷镰刀菌也是粮食仓储过程的主要霉菌,其产生的呕吐毒素对粮食饲料的污染是国际普遍存在的严重问题,对粮食饲料产业带来巨大的经济损失、对畜禽养殖产业的冲击巨大。目前我国粮食小麦玉米、花生及其制品中黄曲霉、禾谷镰刀菌及其毒素污染水平已经大大超出了国家标准的规定限值,严重影响着粮食饲料的食用安全和国际贸易。

能否突破自我、把高压电场低温等离子体用于仓储粮食霉菌消杀及其毒素的降解?章教授带领团队开始了新的探索,通过与南京苏曼等离子工程研究院产学研紧密合作,探索采用不同低温等离子体融合对小麦、玉米、花生中黄曲霉、禾谷镰刀菌消杀效能及其毒素降解机理及调控机制,创新研发粮食霉菌消杀核心技术装置。近三年的系统新探索创新研究,发现低温等离子体对黄曲霉及禾谷镰刀菌具有显著杀菌效果,120 s杀菌率达到了99.99%,处理5 min对玉米中黄曲霉的杀菌率达到了98.36%,表明等离子体在粮食消杀中具有巨大的应用潜力;对黄曲霉毒素和呕吐毒素降解也有显著效果,处理5 min黄曲霉毒素AFB1降解率为53.33%,这些探索性研发为突破目我国粮食仓储霉菌消杀及其毒素降解安全品质控制关键瓶颈提供来技术技术基础。

“科技创新引领产业经济发展”成为我国的发展战略已经深入人心,尤其是当今我们的科技专家和企业家们,都在实践“创新引领发展”的理念。突破自我追求卓越是章教授团队“创新、坚守和担当”的目标。目前“高压电场低温等离子体冷杀菌核心技术及装备”已经申请国家发明专利38件,授权国家发明专利件,实用新型6件、PCT国际发明专利8件;2019年2023授权的美国发明专利、2022年授权的日本专利,从“高压电场CP核心技术原理和自动化生产线设备”奠定了国际领先地位。

对此,章教授表示要端稳端牢“中国饭碗”,就必须要坚持自主创新积极对接市场需求不忘初心牢记使命,以解决产业发展技术瓶颈为动力,坚持“创新、坚守和担当”,追求卓越,回报社会。团队正通过“屹润”品牌运作整合资源,加快技术集成创新和规模开发,推进低温等离子体冷杀菌保鲜技术在生鲜农产品、生鲜调理食品预制菜深加工及其冷链物流的应用开发,并探索低温等离子体冷杀菌技术在公共卫生、畜禽生态养殖疫情防控的空气消杀领域的应用开发;同时,通过“一带一路”国际交流合作,推进我国原创性的“中国制造”走向国际


责任编辑:赵娜

 

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