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谢晶:冷冻冷藏技术 锁住食物的新鲜与安全

2018-01-03 11:11:59        来源:中国食品报

  上海海洋大学食品学院院长 谢晶

  多年来,在冷链物流领域,她带领团队在结合冷链物流技术研究的同时,开发了新型冷链装备,她注重节能降耗,降低冷链物流的成本,缩短我国与发达国家冷链建设的差距。在冷藏保鲜食品领域,她倡导世界先进的栅栏技术在国内的应用,将多种单一保鲜技术联合使用,发挥更有效的保鲜作用。她主持的课题无水活鱼保鲜物流,破解了中短途运输鲜活水产品的难题。她是国际制冷学会(IIR)食品科学与工程专业委员会副主席,是我国有突出贡献的中青年科学家,是上海市曙光学者和上海市优秀学科带头人。她主持的课题为产业累计带来近10亿元的效益提升。本期邀请上海海洋大学食品学院院长谢晶走进【对话专家人物】,请她谈一谈对冷冻冷藏食品技术和产业发展的分析。

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  单一保鲜技术保鲜效果不理想 栅栏技术是未来发展热点

  据了解,我国规模以上冷冻冷藏食品工业实现主营业务收入2.6万亿元,占食品工业比重23.6%。伴随经济发展,生活节奏加快,社会分工细化,消费需求升级,对营养方便的冷冻冷藏食品的需求日益旺盛,行业正迎来加速发展的黄金时期。冷冻冷藏食品正在悄然推动着一场“家庭厨房革命”和餐饮制作模式的“变革”。

  谢晶在接受记者采访时表示,虽然近年我国的冷冻冷藏食品产业快速发展。但产业规模和技术水平与美国、欧洲、日本等发达国家和地区仍有较大的差距。多年来,谢晶带领的科研团队研究了水产品、蔬菜、肉类等食品冷冻冷藏技术,提出新型冰保鲜技术,集成创新生物保鲜剂保鲜、冰温贮藏、气调包装等技术,研究不同保鲜方式对食品品质变化和保鲜的影响,以显著延长货架期。

  谢晶以水产品保鲜为例,介绍了复合保鲜技术的优势。单一保鲜技术的冷藏保鲜效果不明显,冻结保鲜容易在解冻时造成口感损失,冰温贮藏适用范围小,微冻技术难以控制且对设备的要求高,使用保鲜剂,有残留的安全风险,使用活性包装材料有安全性的局限,智能包装技术依然存在理论缺乏的问题。

  近年来,栅栏技术成为冷冻冷藏技术的发展热点。栅栏技术也称复合保鲜技术,即将多种单一保鲜技术联合使用,以发挥更有效的保鲜作用,实现效益最大化。利用该复合保鲜技术,可以将鲳鱼的货架期从通常的11—12天延长到21—23天。

  谢晶表示,目前,我国的保鲜技术还处于初级阶段,需在充分考虑包装材料的污染与对食品安全的影响后,积极借鉴国外先进技术和思想,对现有低温保鲜、包装以及生物保鲜技术进一步改良创新,积极提升智能包装技术,拓展应用范围。

  冷链物流加速完善 高效与环保节能统筹兼顾

  谢晶告诉记者,冷链是建立在食品冷冻工艺学的基础上,以制冷技术为手段,使易腐食品从原料捕获、加工、运输、贮藏、销售流通的整个过程中,始终保持合适的低温条件,以保证最大限度地保持食品原有品质、减少损耗为目的的一个系统工程。它有助于易腐食品在一定时间内保持其色、香、味和营养接近刚收获时的状态。同时,完善的冷链也是保证食品安全的重要手段。

  随着经济的发展和人们生活水平的不断提高,社会对新鲜、优质及冷冻冷藏加工食品的需求越来越大。2010年,国家发展与改革委员会出台了《农产品冷链物流发展规划(2010—2015年)》,2017年,国务院办公厅出台了《关于加快发展冷链物流 保障食品安全促进消费升级的意见》,给我国的食品冷链发展带来了强有力的政策支持。

  由于我国食品冷链起步晚,以及市场经济发展的随机性和不完整性,使当前我国食品冷链在设备技术、行业标准和系统管理水平等方面与发达国家相比有一定的差距;也存在我国食品冷链物流成本高、食品运输过程中损耗大、潜在食品安全隐患等问题。

  近年来,谢晶团队在研究冷链物流工艺的同时,研发了冷链物流所需的一些装备,如多温区的冷藏车、上下冲击式的新型速冻机等。为了节能减耗,构建了冷链装置基于多物理场的流场耦合模型,优化了冷链装置设计,提出一种新型冷库节能控温系统以及新型融霜模式,冻结物冷藏库的电耗从常规水平的每年每立方米76千瓦时降低到55千瓦时。同时,又创制出新型蒸发式冷凝器和吸吹式空气幕。新型蒸发式冷凝器应用后,制冷系统实现了节能节电,相比于旧型号的蒸发式冷凝器单位面积散热量由每平方米5.9千瓦提高到7.0千瓦。新型空气幕的隔离效率从行业平均水平的50%提高至75%—80%,高于单层下吹式空气幕和双层空气幕,填补了国内的空白。

  谢晶团队与企业合作研发的蒸发式冷凝器实现了产业化批量生产,年产新型设备260台,冷库节能技术已用于指导企业冷库建设70万立方米。这一系列关键技术的应用和新产品的制造为产业累计新增产值近10亿元,节约支出2835万元。

  研究适冷微生物控制机制 实现无水活鱼中短途运输

  我国水产总产量连续二十多年居世界首位,人均水产占有量高于世界平均水平。水产品由于含水量高,体组织霉类活性强,容易腐烂变质。据2010年国家发改委统计,我国水产品流通损失率高达15%。对保鲜的技术挑战更加迫切。谢晶团队在水产品保鲜技术上也给予了深入的关注。 

  谢晶团队深入探索鱼类低温无水保活过程的应激反应过程,揭示低温无水保活机制,提出鱼类无水保活工艺及商品化销售的装置。以鳜鱼为例,经过植物麻醉剂和降温处理后,在无水状态下可以存活20小时,可在中短途运输中大密度运输,实现成活率96%。

  谢晶团队应用生物化学方法系统研究了典型水产品(带鱼、鱼糜、鲳鱼、对虾、河鲫鱼等)品质与存放温度、时间的关系,提出了物流过程货架期预测模型,研发水产品流通中品质动态评价技术、货架期RFID无限传输指示设备,实现了低温流通中实时监控水产品的品质与安全,填补国内空白。

  低温是微生物生长的重要限制因子,对保持水产品品质起到了至关重要的作用,然而,越来越多的研究发现,低温冷藏并不能完全抑制微生物的生长,部分能够适应低温环境的腐败微生物仍会生长繁殖,并最终导致水产品腐败变质,这已成为水产品冷链流通保鲜效果的主要限制因素。谢晶团队探索性地研究了嗜冷微生物的存活机制。以水产品中常见的导致腐败的微生物希瓦氏菌为研究对象,分析温度对希瓦氏菌细胞膜的影响,探讨希瓦氏菌在适冷过程中的分子调控机理。该研究结果不仅丰富了对微生物适冷机制的认识,也为进一步研究冷链流通中水产品保鲜的方法提供了借鉴。

  在高起点上凝聚特色 重点强化三个优势方向

  2017年,谢晶就任上海海洋大学食品学院院长一职。当记者问到谢晶将如何规划上海海洋大学食品学院的发展时,谢晶告诉记者,2017年,上海海洋大学进入了教育部双一流大学和学科建设,新近公布的第四轮教育部学科排名中,上海海洋大学食品科学与工程学科获得了B+的评级,这标志着今天的上海海洋大学以及食品学科站在了更高的起点上,面临着更高的目标,更艰巨的任务,更多的挑战。

  以食品学科面临的形式看,目前全球食品产业已发生深刻变化:一是技术装备更新换代更为频繁,加工制造智能低碳趋势更加多元,产品市场日新月异更趋丰富,科技创新驱动全球食品产业向全营养、高科技和智能化方向快速发展。

  谢晶提出,上海海洋大学食品科学与工程学科总体发展目标是围绕开发食物资源,建设蓝色粮仓,发展食品工业和保障国民健康的国家战略,瞄准国际食品科学的前沿领域和对接国内食品产业的重大需求,不断做强“水产品高质化加工利用”、做特“食品质量安全风险评估”、做优“食品冷链物流品质控制”三个优势学科方向,重点培育“食品加工工程新技术”“食品营养健康功能研究”两个新的学科增长点。

  加强与国外一流食品科研机构和高校的合作,争取食品应用基础研究和高新技术应用取得新突破,食品产业发展共性关键技术取得新进展,服务行业的技术支撑能力取得新绩效,承担国家、行业和地方重大任务能力明显提升,高水平团队建设基本形成,国际学术影响力不断增强。谢晶表示,希望在上海海洋大学双一流建设的战略中,食品学院把水产品加工、冷链物流、食品安全的学科特色培育成学科优势,在食品高原学科上建成若干个学科高峰。 本报记者 谢玲/文       

 
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