荔枝冷冻5年色不变？ 孙大文院士团队研发新科技，让果蔬“冬眠”

孙大文院士打开冰箱，拿出一包用物理场技术冷冻后的荔枝

文/羊城晚报记者 张璐瑶 通讯员 卢庆雷

图/羊城晚报记者 汤铭明

一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。1000多年后的今天，在华南理工大学孙大文教授的实验室中，一包曾经“一日色变，三日味变”的荔枝已在冷库里躺了近5年，依然色泽鲜红、滋味鲜美。

27日，孙大文教授牵头完成的项目“果蔬冷链控制关键技术与装备创制及应用”荣获2018年度广东省科技进步奖一等奖。该项目实现了果蔬冷链过程快速检测技术和精准冷链控制技术与设施，累计授权专利34项，其中美国发明专利2项，英国发明专利1项，中国发明专利19项，出版专著2部，项目成果真空预冷机已出口30多个国家。

记者采访了解到，这包神奇的荔枝，便得益于孙大文和团队研究出的物理场调控冰晶生长的新型冻结技术——通过超高压辅助冷冻，让荔枝水分均匀结晶，如同“冬眠”，冷冻数年后水分、色泽、糖度等基本保持不变。

A真空冷却+气调

果蔬保鲜期延长一周或更长

岭南佳果多，保鲜期却大多很短，如何延长保鲜期？华南理工大学联合浙江大学、东莞市科美斯科技实业有限公司、深圳市德捷力冷冻科技有限公司等单位，围绕果蔬品质快速检测和保鲜两大难题，通过农产品储藏与保鲜、波谱无损检测、机电一体化等多学科交叉研究，攻克了冷链过程中“测”与“控”两大瓶颈问题。

孙大文告诉记者，保证果蔬新鲜风味的同时延长其保鲜期，温度很重要。“果蔬采摘之后一直在呼吸。高温条件下，呼吸强度高的果蔬，如草莓，保鲜时间就很短；反之，降低呼吸强度和温度，保鲜时间就会延长。”

如何迅速降低果蔬的呼吸强度？孙大文团队选择了让它们“冬眠”——采摘后在田间就快速降温，数天后依然可以展现出刚采摘的新鲜风味。

“冷得越快，保鲜期就越长。”孙大文说，“项目创制的新型真空预冷设备，一次处理3吨果蔬，温度从38℃降到4℃只需半小时。传统设备用冷风进行冷却降温，需要几个小时甚至更长时间。”

除了真空冷却，孙大文团队还针对每种果蔬呼吸所需要的不同气体配置研制“气调”，双管齐下让果蔬在“冬眠”时保持最佳新鲜状态。“传统的真空冷却，回到真空腔里的气体是空气，我们则针对不同果蔬抑制呼吸的需要来调配气体。氧气、氮气、二氧化碳等分别占多少比例？不同的果蔬都不一样。”

他告诉记者，目前真空冷却+气调的技术已经申请国际PCT专利，在全球处于领先地位。“传统技术下，果蔬保鲜期就几天，我们的技术能在不影响质量的情况下，延长一个星期甚至更久。”

为适应国内行情，项目团队研制的真空预冷机不仅可移动，而且价格更低，冷却速度、均匀性等效果更好，在田间就可以对果蔬进行处理，可有效解决国内大量果蔬“田间热”的问题，解决“从田间到餐桌”全冷链保鲜的“最后一公里”的瓶颈问题。

目前，团队正将这项技术推向全国各地。“在广东能不能吃到宁夏的鲜枸杞？我们正在和宁夏大学合作，希望通过我们的技术，未来用铁路或公路就可以把宁夏的新鲜菜心、枸杞、枣子等运到广东来，减少运输成本。”孙大文说。

B 物理场助荔枝保鲜

冷冻5年色香味不变

作为爱尔兰皇家科学院、欧洲科学院（欧洲人文和自然科学院）、波兰科学院、国际食品科学院、国际农业与生物系统工程科学院和国际制冷科学院等的“六院院士”，孙大文在冷冻行业颇负盛名，研制的多项技术在国内甚至国际都处于领先地位。

本次获奖项目中，他和团队研究了物理场调控冰晶生长的新型冻结技术，避免冷冻过程冰晶无序生长对果蔬细胞的破坏，实现了岭南特色水果荔枝等的超高压辅助冷冻，冻藏6个月后，荔枝的水分、糖度基本保持不变。

冷冻看似简单，但一般果蔬放进冰箱冷冻，不是变色就是解冻后色香味受损。孙大文团队的冷冻技术又有什么不同？

孙大文告诉记者，传统的冷冻技术，其结晶过程是无序的。由于细胞内和细胞间液体浓度的差异，冷冻时，细胞与细胞之间会先形成冰晶，由于细胞中水分子向外迁移，细胞之间的冰晶会越长越大，冰晶尺寸过大就会破坏细胞结构。一旦解冻，细胞溶液中的很多微量元素随着破裂而流出，果蔬的韧性、嫩度、硬度等都会受影响。不仅不好吃，还影响营养价值。

保鲜的关键在“物理场”。以荔枝为例，荔枝中水分占80%左右，冷冻就必须让这些水分结成冰晶。如此大量的水分，怎么才能控制其结晶过程，不破坏细胞结构？孙大文团队选择用物理场来辅助冰晶形成。

“我们可以在冷冻过程中，控制冰晶如何生成、增长、分布。”孙大文说。为了锁住细胞内的水分子，用物理场技术可在荔枝内形成大量起晶点，让细胞内也形成冰晶。这样一来，荔枝细胞内和细胞外都长出又小又细、分布均匀的冰晶，细胞质构基本不受破坏，就能保持原来的营养价值和口感。

在华南理工大学广东省冷链食品智能感知与过程控制工程技术研究中心的实验室中，孙大文打开冰箱，拿出一包用物理场技术冷冻后的荔枝。记者看到，这包荔枝于2014年采摘冷冻，如今依然色泽鲜红。“实验证明，我们冷冻两年后的荔枝，吃起来依然色香味俱全。”孙大文笑道。

冷冻食品不好吃？孙大文用实践证明，这是一个误区。“冷冻技术过关，冻得好的话，冷冻食品可能比超市里所谓的新鲜食品还要好。这是因为，我们用冷冻技术保留了食品的最佳状态，-18℃条件下，新鲜的肉、鱼等冻一年，一点问题都没有。”孙大文说。

C心怀祖国推动科技创新

愿“全冷链”走入千家万户

不是学食品出身，却成为食品工程领域有名的科学家，孙大文认为，这是由于他的多学科背景给了他源源不断的创新灵感。

“科研做得好，关键就在创新。”孙大文告诉记者，他的学术生涯从机械到化学工程、传热与节能、塑料加工、谷物干燥、制冷等领域，都有涉猎。如物理场辅助冷冻技术，就是他从化工领域得到启发和灵感，将超声波和食品冷冻技术结合起来。

“有时我会从化工角度看问题，有时又从机械角度看问题。正因为我的多学科背景，让我了解这么多领域的技术，跳出大部分人的思路，找到不同的解决思路、技术方法。”他说。

此次荣获广东省科技进步奖一等奖，孙大文感慨万千。

2011年，已经在国内外食品工程领域颇负盛名的孙大文回到祖国，回到故乡广东，回到母校华南理工大学组建了现代食品工程研究中心。

短短几年时间里，他带领团队致力于农产品保鲜、食品安全，推动食品冷冻、杀菌、检测等多维技术的自主研发，奔跑在科技创新的最前沿。

“如果没有母校的支持，没有广东省的引进人才政策，很难取得这样的成绩。”他说。

如今，他和团队正努力让这些技术更便利化，让普通百姓也能用上。“我们还在致力解决国内冷链系统‘最后一公里’的问题，未来冷链配送终端可能会进入到社区，实现从田间采收到居民餐桌的‘全冷链’。”孙大文说。

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