干燥、分揀、殺菌……這些蔬菜脫水加工的必備生產(chǎn)線，如今在江蘇大學食品與生物工程學院實驗室完全建成。不同的是，運用現(xiàn)代物理技術(shù)，蔬菜脫水加工已然告別“開水漂燙、熱風吹干”的“洗剪吹”時代。
歷時兩年建設，投資1066萬元，置備30臺（套）設備，日前，江蘇大學順利通過農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜脫水加工技術(shù)集成基地建設項目驗收。該基地的建設，為解決我國蔬菜脫水加工研究領(lǐng)域共性關(guān)鍵技術(shù)、中試放大、技術(shù)柔性集成等提供了裝備支撐，也為蔬菜脫水加工產(chǎn)業(yè)提供了新產(chǎn)品開發(fā)、人才培訓、成果轉(zhuǎn)化等科技服務保障。
行業(yè)技術(shù)趨傳統(tǒng)
新鮮蔬菜經(jīng)過洗滌、烘干等程序后脫去大部分水分，仍能保留原有的色澤和營養(yǎng)成分，食用時浸泡在水中又可恢復蔬菜的原來樣貌。基于這種營養(yǎng)便捷、利于貯存運輸?shù)奶匦�，脫水蔬菜越來越多地走進現(xiàn)代人的生活。
目前，我國脫水蔬菜在農(nóng)產(chǎn)品出口貿(mào)易中占有重要地位。干姜、干蒜、干香菇、辣椒干、辣椒粉等都已經(jīng)成為我國在國際市場上受歡迎的脫水蔬菜制品。
據(jù)江蘇大學食品物理加工研究院院長、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜脫水加工技術(shù)集成基地主任馬海樂介紹，與發(fā)達國家相比，我國在脫水蔬菜的干燥能耗、干燥效率、制品品質(zhì)等關(guān)鍵指標上還有很大差距，技術(shù)突破有著巨大空間。
江蘇省興化市已發(fā)展成為我國脫水蔬菜生產(chǎn)與銷售的基地之一，銷售總量占全國四成以上。當?shù)赜猩习偌移髽I(yè)從事蔬菜脫水加工，但馬海樂團隊多次走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，蔬菜脫水加工技術(shù)還很傳統(tǒng)，殺青鈍酶都是采取傳統(tǒng)的蒸汽或者熱水漂燙技術(shù)，耗水量大，水溶性營養(yǎng)成分流失，操作環(huán)境也很不衛(wèi)生。
馬海樂認為，產(chǎn)業(yè)問題在于能耗高、用水多、品質(zhì)差，新的技術(shù)與裝備必須節(jié)能，降低運行成本；高效，降低生產(chǎn)用水；潔凈，確保食用安全�！跋駳⒕h(huán)節(jié)，常用的鈷60輻照雖然殺菌效果明顯，但是安全隱患大，不管超不超標，都無法進入部分國家市場。”
基于此前從事功能食品、食品物理學加工方法及其裝備開發(fā)研究的基礎(chǔ)，馬海樂提出把超聲波、紅外線、電熱干蒸汽等現(xiàn)代物理技術(shù)應用于蔬菜脫水加工領(lǐng)域。
物理技術(shù)配齊
花椒粉、胡椒粉之類的粉狀脫水蔬菜一旦染菌，殺菌難度很大，一直是困擾企業(yè)的難題。課題組采用3種方案來解決，“一種是對干料進行紅外照射，另一種是用脈沖強光，還有就是電熱殺菌”。經(jīng)試驗證明，均具有顯著效果。在江蘇大學食品學院實驗室中，一臺投資100多萬元、9米長、處于國際水平的大型電熱干蒸汽殺菌設備投入應用。
如今，興化市一家蔬菜加工裝備企業(yè)與江蘇大學合作，進行超聲清洗、三維切制、紅外殺青、紅外熱風聯(lián)合干燥、物理殺菌、機器分揀、智能倉儲等成套化新裝備的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用，項目獲得江蘇省重大成果轉(zhuǎn)化專項資金資助。
經(jīng)過兩年多的技術(shù)攻關(guān)和裝備研發(fā)，在該基地中，用自主研制的多模式超聲波清洗技術(shù)裝備取代傳統(tǒng)洗菜設備；用自主研制的催化式紅外殺青干燥技術(shù)裝備取代傳統(tǒng)的熱水漂燙、離心甩水、熱風干燥裝備；引進國際上先進的機器智能色選取代人工挑選；建造出智能倉儲取代簡陋倉儲；利用電熱干蒸汽、脈沖強光、紅外線等物理殺菌取代鈷60輻照。僅在殺青環(huán)節(jié)，以天然氣為熱源的紅外干法殺青技術(shù)節(jié)能優(yōu)勢就非常明顯，能耗是傳統(tǒng)電紅外的一半，可以節(jié)能50%。
以裝備為特色，一直是江蘇大學食品學科的優(yōu)勢所在。以天然氣為熱源的催化式紅外發(fā)射器就像電腦的芯片，這一核心技術(shù)一直被歐美壟斷。開始，團隊從美國購買發(fā)射器自己動手做設備，發(fā)現(xiàn)美國的原件設備也有缺陷，就自主研發(fā)。
他們研制的中國新型的催化式紅外發(fā)射器，發(fā)熱均勻性、熱效率、使用壽命、防塵和防撞性等關(guān)鍵指標超過歐美產(chǎn)品。江蘇大學也因此獲得工信部立項，正在起草制定催化式紅外、超聲波食品加工裝備的機械工業(yè)行業(yè)標準。
工程問題引發(fā)科研新方向
“食品與化學的交叉形成了食品化學，食品與生物學的交叉形成了食品微生物學和食品酶學，那么，食品和物理學能不能交叉出一門新的學科——食品物理加工學？”把現(xiàn)代物理技術(shù)應用于改進傳統(tǒng)的食品加工技術(shù)，這是馬海樂團隊發(fā)現(xiàn)的一個很有意思的研究方向。
馬海樂說，以前的食品加工是以化學和生物學為基礎(chǔ)發(fā)展而來，他們也很好奇，物理學這門基礎(chǔ)學科對食品加工技術(shù)會有什么樣的促進作用？文獻檢索后，團隊發(fā)現(xiàn)2003年以來國際上有大量相關(guān)論文發(fā)表，“證明這確實不是孤例，很多專家都在考慮這一方向”。
技術(shù)發(fā)展到一定高度，提升空間必然越來越小，難題就成了真正的難題，傳統(tǒng)蔬菜脫水加工產(chǎn)業(yè)也是如此。“他山之石可以攻玉，新技術(shù)的引入，不僅可以解決工程技術(shù)上的難題，也開辟了一個新的科學領(lǐng)域，為科學研究尋找出一個廣闊的選題空間。”馬海樂說，從創(chuàng)新角度講，這就是學科交叉的優(yōu)勢。
馬海樂帶領(lǐng)課題組創(chuàng)造性地將聲、光、電、磁等現(xiàn)代物理技術(shù)應用于食品生物制造和農(nóng)產(chǎn)品加工，研發(fā)新產(chǎn)品30多種，創(chuàng)制超聲、紅外、磁場三個系列新裝備20多臺套，成果在10余家企業(yè)成功應用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。
馬海樂說，未來20年是我國脫水蔬菜發(fā)展的技術(shù)集成與提升的戰(zhàn)略機遇期、黃金期和關(guān)鍵期，而農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設立蔬菜脫水加工技術(shù)集成基地的一個重要初衷，就是從實驗室成果到產(chǎn)業(yè)化之間還缺乏專業(yè)性的條件和平臺，實驗室更多的成果通過平臺放大，轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)實踐中去。同樣，企業(yè)也可以帶著問題來平臺上解決。