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食品超高压加工技术获突破 悄然进入“非热加工”新领域

浏览次数: 日期:2012年5月22日 09:12

 

 

        走过近30年的探索道路,历经“十一五”的集中突破,我国食品超高压加工技术与装备实现重大跨越:掌握多项核心自主知识产权,一举打破发达国家多年的技术封锁与装备垄断——

  甜美新鲜的瓶装草莓汁、西瓜汁;制作精良、色味俱佳、携带方便的即食和即制果蔬、传统风味水产品、低盐健康的泡菜……走进位于中国农业大学食品学院香气四溢的非热食品加工实验室,您可别以为是来到了普通的美食屋!尽管这些食品看起来和普通食品并无二致,其加工方式却采用的是国际上最为关注和具有前瞻性的超高压技术,正推动传统的食品热加工方式悄然发生“冷革命”。

  奋力攻关 成果丰硕

  为了在研究工作中少走弯路,他们也曾想学习借鉴国外技术。2007年,“国际非热加工技术研讨会”在西班牙举行,怀着学习交流的态度,课题组一行赴西班牙考察。但由于此前外国同行对中国了解甚少,一家企业“艺术”地拒绝了他们的技术考察要求。外国企业的拒绝在课题组成员心中激起了强烈的波澜,他们暗暗发誓:一定要让世界认可我国在此领域的工作和成绩。

  超高压装备开发属于极端制造领域,正常环境下,只有一个标准大气压;地球上最深的海底,也只有1100个大气压,为了找到能够承载6000个大气压以上的满意材料,团队花费了10多年的时间。而高压仓从1升、2升,上升到100乃至300升,要根据不同食品非热加工的工艺技术参数来系统突破大容量的增压、承压和卸压等传压系统,解决关键部件、高密封材料和控制系统等技术难题。即便是国内最顶尖的研究机构都望而却步的极限,硬是被这只坚韧顽强的自主创新团队一次次打破。

  天道酬勤。“十一五”时期,食品超高压技术团队步入了集中“收获期”:借助自主研发和集成创新,课题组攻克了超高压技术装备领域内的一系列技术难题,在传压系统、增压系统、承压系统、保压系统、智控系统和超高压食品加工工艺等核心技术方面实现了整体突破,开发出具有自主知识产权,6000个大气压以上、高压仓300升的商业化超高压食品加工技术装备。这标志着我国食品非热加工理论、关键技术研究和大型装备开发及产业化应用,在短时间内进入世界领先行列。

  2009年国际非热加工技术研讨会在北京举行,这是我国首次举办全球食品非热加工技术领域最高等级和规模的会议,业界的诸多知名研究机构和顶级专家前来参加,那个曾经拒绝过我们的外国企业也积极参会。这次大会的成功举办意味着我国顺利步入了非热加工技术与装备研究的国际先进行列。此后的2011北京非热加工技术国际研讨会相继胜利召开,再次提升了我国在此领域的国际地位。

  怀揣激情 努力追梦

  “你喝过新鲜原味的工业罐装草莓汁吗?”还没来得及回答,国家863计划“食品非热加工技术与设备”课题组成员、国家果蔬加工工程技术研究中心副主任张燕便递给记者一瓶草莓汁。“真好喝,就像鲜榨草莓汁一样!”看到记者满脸惊喜,张燕自豪地介绍说,“我们的超高压食品技术,可以很好地解决食品,尤其是热敏性食品在传统‘热加工’过程中遇到的色、香、味、质构、营养、功能和安全7大变化问题,从而高品质地保持食品原有性能,满足消费者对食品营养健康和质量日益提升的需求”。

  为了提升食物品质,突破传统食品加工技术“瓶颈”,近百年来,世界食品工业界不断探索着食品加工从传统“热加工”向“冷加工”的变革与创新。非热超高压技术就是其中的佼佼者,1946年该项研究荣获过诺贝尔物理学奖,并于1991年研制出第一个超高压食品,在日本率先实现了产业化。

  我国在上世纪90年代才开始接触相关研究,巨大的科研空白和条件差距,令课题组起步维艰。张燕告诉记者,课题组最初介入食品非热加工技术领域的研究是为了解决热敏性食物——如草莓、西瓜等果蔬汁的鲜榨汁加工工艺技术。回忆起科研初期的艰辛,她十分感慨。“一开始,我们就面临着不少困难:一是科研经费有限,无法购买国外先进的实验装备,只能寻找企业合作,靠自己设计装备;二是即便具备了实验条件,研究的切入点又在哪里?”

  凭借最初的美好梦想和不竭的创新激情,问题最终被逐一攻克,理想中的产品在团队的努力下不断诞生。“科学研究就是这样,不断被未解决的问题苦苦折磨,而一旦柳暗花明、峰回路转,在享受喜悦的同时,又意味着新的难题。”这种以苦为乐、坚韧洒脱的品格,正是团队上下对科研的理解与感悟。它化作信念不断帮助团队渡过重关,更保持了团队长久的创新激情。“揣好梦想上路,再坎坷也有激情”,食品超高压团队用实际行动践行着自己的信条。

  如今,经过近30年的探索,科研团队已成功研制出了高热敏性的超高压果蔬汁加工技术。实验室内,一箱箱果色欲滴的草莓汁,正是课题组攻关克难、自主创新的结晶。这些超高压系列果汁,作为新型高科技安全健康食品,曾在去年的全国科技周和今年的世界草莓大会上引发人们的高度关注。

  产学研合作 推动产业化

  我国超高压技术与设备之所以能在短时间内进入世界领先行列,有一个重要秘诀——产学研结合。多年来,通过资源的合理配置与优势集成,课题组确立了产学研紧密结合的非热加工技术创新联盟,与包头科技发展公司紧密合作,构建了较完善的非热加工技术研究体系,成为国内相关领域的产学研合作典范。

  “超高压设备价格昂贵,一直是超高压技术发展的瓶颈”。课题组通过与包头科技发展公司长达7年的产学研紧密结合,形成了优势互补、资源共享、协同创新的研发模式,成功实现了国产装备的价格突破。设备日常主要操作者、博士生蒋文杰指着实验室里的设备,自豪地告诉记者,“以高压仓为100升的超高压设备为例,国外需要1000万至1500万元一台的设备,国产的只需200万元左右”。包头科技发展公司也尝到了产学研合作的甜头。与团队合作开发超高压设备之初,这家小小的民营企业年产值只有一二百万元。去年,这家企业仅出口销售超高压设备,就盈利8000多万元。

  目前,超高压技术的经济和社会效益已日益显现。但是,还有更多的技术问题等待突破,如传统中式食品产业的工业化、远航食品的系列化开发和日趋激烈的国际高技术竞争,都对课题组提出了更高的要求和严峻的挑战。他们正向着更高的目标努力前行:力争在5年内实现食品非热加工产业化;在“十二五”末,实现100至300种中式菜肴的工业化,推出一批低盐、低糖的预调理半成品;今年年末,实现压力仓超过400升的超高压设备;在明年,争取制造出世界最大、高压仓达到500升以上的超高压设备;在3至5年内,力争达到全球行业顶尖水平。

  “这是一份沉甸甸的压力,也是我们义不容辞的责任,我们必须更加努力地走下去,这是持续发展我国民生产业的历史必然。”国家863计划“食品非热加工技术与设备”课题组组长、国家果蔬加工工程技术研究中心主任胡小松教授坚定地说。

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