超高压非热加工技术应用边界不断拓宽 “最少加工”变好资源为好产品

本报记者 顾雨霏

　　从“粮食”到“食物”再到“大食物观”，这是与时俱进的观念转变，也是内涵丰富的观念创新。树立“大食物观”，建立在我国居民食物消费升级的国情之上，要求全方位多途径开发丰富多样的食物品种，保障各类食物有效供给，更好满足人民群众日益多元化的食物消费需求，而这离不开食品科技的革新。

　　国家果蔬加工工程技术研究中心食品非热加工团队于1998年提出了“最少加工”概念，由此开始了超高压非热加工（静水压力700MPa）技术的相关研究。从“白手起家”到“实现领跑”，团队用20余年的产学研紧密合作和不懈努力，推动了中国食品超高压技术在理论创新、技术突破、装备制造、产业应用等方面的持续发展与应用领域的不断拓展，成功占据了国际制高点。

白手起家

装备自主研发啃下硬骨头

　　超高压非热加工技术名字听起来有些晦涩，但关联的是人们生活中最常见的食物。荔枝、草莓等热敏性水果可以加工成味美色鲜、营养丰富的果汁；酱卤制品保质期得以延长的同时又能色香味俱全……这些目标的达成都要归功于这项技术。

　　“超高压非热加工技术开发应用之前，食品杀菌主要采用的是热加工技术，也就是通过高温杀菌。”参与技术研发的中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授宋弋表示，热加工技术在食品行业的应用十分广泛，但热加工会引起食品品质风味劣变和营养损失，这一直是困扰世界食品工业的难题。“最典型的是果蔬汁、果蔬罐头，即使原料选用品质很好的果蔬，但经过高温蒸煮，果蔬的颜色、口感、风味、营养都会遭到破坏，这不但影响了产品品质，也阻碍了食品产业的高端化发展。”超高压非热加工技术则突破了传统热加工技术的局限，宋弋介绍，将软包装的食品物料封闭于超高压容器中，以水为介质，在一定压力下加工，可在有效杀菌的同时保持食品的原有品质，特别是对热敏性食品的功能性及营养成分具有很好的保护作用。同时，非热加工对环境污染小、加工能耗与污染排放少，这将从技术层面助力食品加工业实现“双碳”目标。

　　事实上，由非热加工引发的国际食品产业的“技术革命”早已开始。20世纪90年代，日本首次将草莓酱、苹果酱、猕猴桃酱等超高压食品投放市场，并收获了不错的反响，超高压非热加工技术因此得到了发达国家政府、科研机构及企业界的高度重视，关键技术研究和大型装备开发与产业化应用开始快速发展。

　　在我国，以国家果蔬加工工程技术研究中心胡小松教授、廖小军教授为代表的食品非热加工团队从1998年便提出了“最少加工”概念，由此开始了相关技术的研究。但早期，我国自主研发的超高压装备存在处理量小、油介质传压、密封性差、升压时间长、工作效率低、智能控制落后等严重制约技术发展的“卡脖子”问题，而欧美发达国家在超高压关键部件与材料及设备制造技术上对我国实施长期的技术封锁（部分核心材料属于美欧禁运中国的材料）和垄断。“2007年在西班牙召开的国际食品非热加工大会安排与会全体代表参观超高压装备制造企业，但中国代表团被‘拒之门外’。装备是技术研发的基础，这次事件让我们团队坚定了‘白手起家’、踏上装备自主研发之路的信念。”宋弋说。

　　团队瞄准超高压非热加工这一食品产业未来科技的核心问题和产业发展需求，聚焦静水压力700MPa的尖端装备制造难题，经过20多年产学研紧密合作和不懈努力，先后投入博、硕士研究生共58人，创新了设计思路，突破了一系列理论和技术，研创了2-50L系列试验型、100-300L工业型、300L以上大型超高压设备，有力推动了中国食品超高压技术在理论创新、技术突破、装备制造、产业应用等方面的持续发展与应用领域的不断拓展，成功占据了国际制高点。

　　“相较于国际先进的超高压非热加工装备，‘十五’时期到‘十一五’时期，我们的装备还处在跟跑的状态；‘十二五’末到‘十三五’时期，我们基本实现了并跑，在个别领域，甚至实现了领跑。”宋弋表示，经过20年的技术攻关，我国自主研发的超高压非热加工装备已经有了质的飞跃，但装备的升级仍在路上。“近年来，我国‘科技底色’持续彰显，高端装备制造由现代化向智能化迈进。当前，我们已经将5G等信息技术应用于超高压非热加工装备，以实现装备的全面领跑。”

落地转化

技术应用领域不断拓展

　　质量高、价格低、使用和维护更加便利，啃下了自主研发装备的硬骨头，超高压非热加工技术的研究、应用、推广限制也小了很多。“技术研究结果反馈给装备设计，改进装备设计再进行技术验证，‘两条线并行’让我国在大型装备开发与产业化应用和关键技术研究两方面都实现了跨越式发展。”宋弋说。

　　“超高压非热加工技术的研究起步于在果蔬领域的应用，但经过近20年的研究，我们发现技术应用于果蔬等高酸性食品效果更佳，对于肉类等中酸性、低酸性食品，效果则差强人意。为此，胡小松教授、廖小军教授带领团队进行了超高压非热加工技术与其他杀菌技术结合应用的研究，‘超高压+’技术的成功研发，使技术的应用领域得到了进一步拓展。”宋弋介绍，如今，超高压非热加工技术在果蔬制品领域的应用早已成熟，在畜禽肉制品、水产加工品等领域也开始应用，未来，这项技术的应用边界将进一步拓宽，在特色传统风味食品、即食调理食品、即制料理食品与方便中式菜肴等领域发挥作用。

　　“以方便中式菜肴也就是现在关注度较高的预制菜为例，超高压非热加工技术在这个领域的落地应用将推动整个行业提质升级。”宋弋解释，中国是美食大国，相较于国外“肉是肉、菜是菜”的饮食习惯，中国人的食谱要更加丰富，一盘菜肴里包含肉、菜、蛋等不同种类的食材，甚至多种烹饪方式。所以，方便中式菜肴对加工技术提出了更高的要求。“要在延长产品保质期、保证食品安全的同时，让产品更好吃、更营养，传统的热加工技术在应用中会受到一些限制，超高压非热加工技术是一个突破口。”超高压非热加工技术带来了新的可能，但也并非可直接应用。“不同种类食物的组织成分也不同，此前超高压非热加工技术主要针对单一种类食物，如今将多种食物放在一起，还需要改变参数、改进工艺。”宋弋坦言，完成这个挑战，还需要一步步前进。“10年前，团队中就已经有大量研究生投入做相关领域的论文；2016年底，在该领域的应用到达了相关成果鉴定阶段；预计在未来一段时间，可以有产品呈现。”

　　技术的转化应用推动了食品产业发展的同时，也带来了其他收获。“广西热带水果资源丰富，‘十三五’时期，技术在当地实现了转化，用于水果的杀菌和保存，有效延长了当地水果的销售辐射半径；在盛产竹笋的云南彝良，技术被应用于竹笋制品领域，有效提升了农产品的附加值，得益于此，2020年，该地实现了脱贫摘帽；在新疆，企业利用超高压非热加工技术把胡萝卜、杏等果蔬加工成婴幼儿食品……”宋弋说，“在这些资源丰富的地区，好技术可以把资源变成更多的好产品，助力乡村振兴。”

打开切口

发掘未来科技更多可能

　　“超高压非热加工技术被誉为‘21世纪最有发展潜力的食品产业未来科技之一’，这项技术的不断升级，将为食品产业发展带来无限可能。”谈及技术的未来发展与应用，宋弋信心满满。

　　“多年来，国家果蔬加工工程技术研究中心始终把技术升级、科研成果转化作为重要的工作内容。为此，我们前往多地进行调研，如具有蔬菜加工出口优势的山东烟台、预制菜大户四川成都、因调味料闻名的江苏兴化等。”宋弋表示，每个地区都有自己的资源特色，拥有不同的产业需求，在当地进行技术转化及后期服务，能更好地满足该地区的实际需求，也能让更多的食品行业从业者更直观地看到技术应用的实效。国家果蔬加工工程技术研究中心在未来将继续发挥核心技术孵化功能，同时加强人才培养，为食品科技队伍输送活水源泉。“目前，我们已有大批毕业生在各地从事相关研究。”宋弋如是说。

　　宋弋认为，食品科技的革新就是从现实需求中来，到现实需求中去，这也是践行“大食物观”的重要一环。“在果蔬领域的应用也好，研究团队的壮大也好，希望我们的研究能打开一个切口，让更多的食品科技工作者、食品行业从业人员、消费者了解超高压非热加工技术，知道它还有很大的潜力和更多的可能性，支持这项技术在更多领域进行更深入的研究，从而拥有应用的可能，最后落地转化。”他表示，我国食品科技的革新要走出自己的特色、满足中国食品产业发展的需要，科技工作者要在延长食品产业链、优化供给质量上做文章，让食品营养更全面、食品生产更低碳、食品科技更未来，开发出更多适合国人饮食结构、满足人们营养健康需求的食品。“就超高压非热加工技术来说，我坚信，我国有能力在这个领域发挥引领作用，推动我国食品产业高质量可持续发展。”宋弋如是说。