探尋學科交叉的創(chuàng)新路徑
—— 記上海海洋大學食品學院副教授欒東磊

◎ 文/劉 堯

人生蘊含著平凡也孕育著奇特。平凡即普通，沒有璀璨的煙火；奇特即超越，往往會創(chuàng)造出意想不到的風景。

上海海洋大學食品學院副教授欒東磊的人生發(fā)展之路是平凡的也是奇特的，雖有點陰差陽錯，卻受到了幸運之神的眷顧，由此走出了一條精彩的微波熱加工科研之路。

近年來，他主持研發(fā)出具有自主知識產權的896MHz、75KW工業(yè)微波殺菌系統(tǒng)，915MHz微波解凍系統(tǒng)，915MHz微波熱風聯(lián)合干燥系統(tǒng)。關于家用微波爐的研究論文被IFT和美國Davidson’s 公司分別作為科研頭條和科技前沿報道，還獲得“2017年中國食品科學技術學會科技創(chuàng)新獎——優(yōu)秀論文獎。”

跨越專業(yè)的選擇

欒東磊副教授是上海市青年東方學者，上海市浦江人才。作為微波熱加工新技術方面優(yōu)秀的青年學者，他的求學生涯是從中國石油大學（華東）開始的，所修的專業(yè)是數學與應用數學，并于2009年獲學士學位。本科畢業(yè)后，他卻選擇跨專業(yè)考研考到中國海洋大學食品學院薛長湖老師門下，攻讀水產品加工及貯藏專業(yè)研究生。數學與應用數學這一本科起點的專業(yè)為他在科研方面提供了很大幫助。讀研的時候，他發(fā)揮厚實的數學建模優(yōu)勢，在完成自己科研任務的同時，積極為實驗室有需求的老師和同門提供數學模型及數據分析方面的幫忙，受大家的一致好評，給薛老師留下了深刻的印象。

他說：“有一次，美國華盛頓州立大學的唐炬明教授來海洋大學演講，并有意招收國內的優(yōu)秀學生。唐老師研究的微波加熱領域經常用到大量的物理、數學方面的知識。因此薛長湖老師就向唐老師推薦了我”

2009年，在導師薛長湖教授的指導下欒東磊順利畢業(yè)并獲得碩士學位。隨后，經薛老師的推薦和自身的優(yōu)秀表現，他獲得了國家留學基金委的資助，前往美國華盛頓州立大學師從唐炬明教授開始攻讀博士學位，專門從事微波熱加工新技術方面的研究。2015年6月，欒東磊學成歸來，便加入上海海洋大學食品學院，主要從事食品微波熱加工的裝備、工藝及營養(yǎng)品質等方面的研究。

他介紹說：“依據學校的辦學目標定位及食品產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需求，加快上海市食品科學與工程高峰高原建設，秉承產學研合作和推進協(xié)同創(chuàng)新，上海海洋大學成立了以建設省市級、國家級工程技術研究中心為目標的‘食品熱加工工程技術研究中心’，主要開展食品熱加工前沿技術的研究，致力于開發(fā)市場潛力大、附加值高的新型方便食品，支撐食品產業(yè)的技術進步與產品創(chuàng)新。”

目前，上海海洋大學食品熱加工工程技術研發(fā)中心的建設已經基本完成，欒東磊的微波熱殺菌技術作為該中心的重點項目得到了校方的大力支持。他說：“實驗室已經基本建起來了，微波殺菌正在進行工藝測試，微波干燥、解凍的裝備正在做一些升級，今后主要研究微波熱加工工藝的優(yōu)化和食品營養(yǎng)品質的評價。

上海海洋大學為青年教師提供了良好的工作生活和科研環(huán)境，他將在這所大學開始自己微波熱加工的科研之路，他的才華將在這里得到自然而然地綻放。

如今，他回想這一切，還真有些陰差陽錯。

揭示微波加熱原理

微波加熱，到底是一個怎樣的技術呢?欒東磊用他的研究告訴了我們答案。

他說，微波加熱屬于介電加熱，是一種新型的食品加工技術。微波是頻率介于300 MHz 和300 GHz 之間的電磁波。該波段的電磁波可以穿透到介電物質(如食品)的內部，通過極性分子轉動或離子的振動摩擦生熱。介電加熱突破了傳統(tǒng)加熱方式緩慢的熱傳導速度，直接對物料整體進行加熱，可以大大降低熱處理的時間，減少食品營養(yǎng)損失，進而提高食品的品質。因此在包裝食品的殺菌處理方面，微波殺菌技術與傳統(tǒng)的熱殺菌技術相比，能更大限度地保存食品的風味、質地和營養(yǎng)，并且具有速度快、能耗低、無污染等優(yōu)勢，屬于新型有效的綠色環(huán)保型食品加工技術。此技術為生產以中華傳統(tǒng)美食為基礎的高附加值、長貨架期便捷食品提供了新的有效手段。

微波殺菌技術的應用，首先是裝備的研發(fā)以保證微波加熱的穩(wěn)定性；其次是殺菌工藝的研究，使食品達到預計的殺菌效果；在確保食品微生物安全的基礎上，接下來是不同產品的研發(fā)，產品的營養(yǎng)品質分析及最終的工業(yè)放大。

他說，美國導師是全世界在微波殺菌食品領域做得最好的，他研發(fā)的微波殺菌產品在北美歷史上首次通過了FDA的認證。學成歸國后，當時，國內還沒有加熱穩(wěn)定的殺菌設備，在無法購買進口設備的情況下就只能自己做。他就利用在美國所學知識，做了一套原理類似，頻率波段不同的實驗設備，在國內屬于是最新的，并且一直在進行優(yōu)化改進。他從電磁場分布理論層面，利用計算機模擬技術分析、指導微波熱加工裝備和工藝的研發(fā)，以解決微波加熱技術在工業(yè)應用中面臨的難題。比如，通過調節(jié)電場的分布實現微波加熱的均勻性。

總體上，他感覺該項目的進展速度有些不盡如意。自主研發(fā)的裝備需要不斷的調試和完善，整個團隊里，他既要做裝備，還要做研究，工程類的東西很多，有設備的畫圖制造，有微波裝備的安裝調試，無論什么事都要他一個人親歷親為，沒有有相關經驗的工程師協(xié)助，他一個人既要上課、開會，又要進行實驗室建設，開展科學研究，所以一些科研項目研究的進展較慢。但是院領導和校領導給予了他大量的支持，目前科研經費還比較充足，可以讓他實現自己的想法，把微波實驗室一步步建設的更好，逐步開展從設備研發(fā)，工藝研發(fā)到微波食品品質及安全的研究。

為長遠目標努力

微波殺菌雖然在美國通過了FDA的認證，但是在國內的工業(yè)應用鮮有研究。良好的實驗裝備及優(yōu)良的工藝是保證微波殺菌食品品質及安全的基礎。在該研究方面他受到了上海海洋大學科技發(fā)展專項和上海市浦江人才計劃的資助。 “微波對食品進行殺菌處理，只要裝備及工藝達到要求，肯定不存在微生物安全問題。但是對微波加熱食品，公眾也有很多疑慮，有人說微波食品會致癌，有人說有輻射不安全，到底怎樣，這也是個研究方向。如果我的生產工藝做出來，經它處理過的食品，其內部的脂肪、蛋白，那些微量元素有什么變化，有沒有有害物質生成，與傳統(tǒng)的罐裝殺菌食品有沒有區(qū)別，這是接下來要研究的工作，這是國內沒有人做過的，國外也沒有人做過。這是個空白領域，首先要把產品做出來，有了產品才能研究。”他認為，必須用科學有效的手段及詳實的數據來確保和和證明微波食品的品質及安全性。以此消除大眾對微波加熱食品安全性的疑慮，為該技術的推廣奠定理論基礎。用自己的研究解決微波加熱在技術上的難題，揭示微波加熱食品的品質變化是他今后的主要研究方向。

按照上海市浦江人才計劃的項目規(guī)劃，首先他要做出一個軟包裝魚片產品，將其與傳統(tǒng)殺菌工藝進行品質對比，檢驗微波殺菌的可行性及效果。其實，這只是對他所做設備的一個檢驗，能否實現基本的功能。在他的心里一直想做高品質、低添加劑的便捷式食品，特別是對特殊人群，如軍隊、遠洋、宇航，利用微波加熱的新技術做安全、高品質，長保質期的食品，這是他的一個目標。如果進展順利，他的長遠目標就是把中華傳統(tǒng)美食都能工業(yè)化。在對微波熱加工食品長時間研究后，他以誠懇的態(tài)度告訴我們：中華傳統(tǒng)美食以其色、香、味俱全，種類繁多的特點馳名于海內外，但風味、質地的保持及貨架期的延長是傳統(tǒng)中餐量化生產的主要難題。傳統(tǒng)的熱加工方法以熱水或者蒸汽為熱源，通過長時間的噴淋或浸泡達到殺滅有害菌并延長貨架期的目的。然而，長時間的高溫處理會對食品中熱敏感性的結構和營養(yǎng)成分造成損害，以至于產品的風味、營養(yǎng)、質地等方面都會有不同程度的下降。因此，傳統(tǒng)的殺菌方法因其加熱技術的壁壘，無法在確保食品安全的同時保持食品原有的品質。”

在談到他對自己從事的工作未來打算時，他在心里默默地告訴自己盡快做出一至兩款產品，然后找一些適用對象，如部隊、遠洋、宇航，給他們提供樣品進行嘗試，最終目標是希望產品能夠盡快的市場化，高鐵、飛機上能賣上他們的產品，直到逐步實現以安全、營養(yǎng)的微波食品取代小作坊生產的外賣食品，為現代快節(jié)奏的城市生活提供便利。

對青年學生的期望

對剛步入科研領域青年學生，也包括他帶的研究生，欒東磊表達了自己的擔憂和期望。

“很多人不知道讀研究生是怎么回事，有些懵懵懂懂。我在學院給一年級研究生上課時首先就講，如何讀研究生？一句話：自學、看文獻、找導師討論，完成導師安排的學習、實驗任務，然后無限循環(huán)，在此中培養(yǎng)自己的各種能力，自學能力，搜集材料能力，與人溝通的能力，發(fā)現問題解決問題的能力等。其實研究生這個學習過程是非常不錯的一個階段，在本科生和研究生之間可以說是半社會了，有的學生叫導師為老板，就是這種半社會情況，能學到很多做人、做事及處理問題的知識和方法。這對以后盡快進入工作狀態(tài)非常重要。他坦言：“出去工作了，沒人關心你的心情，你的狀態(tài)，你面臨的任務有沒有接觸過。只有一點：能或者不能完成你的工作任務，留下或者走人，很殘酷的！”

“很多學生從來不主動找老師，老師安排的學習科研任務不認真去做，這樣是學不到知識的。學會積極同導師交流，不能等著導師催你，這樣就太被動了。有句話叫作‘道不輕傳’，指對于不想學道、得道者，不要隨意傳授，因為他們不覺得那是大道。現在是老師拼命的想告訴你們他的知識、經驗，但是你們聽不見此中道理。”他說。

不可否認，當今社會快節(jié)奏的工作生活給大家?guī)砹溯^大壓力，而科研領域的工作有時又特別乏味，長時間做同一件事情又沒有結果，他們多多少少會有一些浮躁、一些懶散，甚至會產生一些逆反心理。因此，有的研究生產生了混文憑的思想。

欒東磊的想法是讓研究生主動學知識，培養(yǎng)良好的學習，生活習慣，為將來走上工作崗位奠定基礎。優(yōu)秀是一種習慣，看到有些研究生的狀態(tài)，他難免有些焦急：“不要純粹為了混一個文憑，三年的時光有可能會改變你的命運”

欒東磊的話值得研究生們去思考和把握。科研是一項艱苦的腦力勞動，沒有勤奮刻苦、好學上進的態(tài)度，沒有堅持不懈、甘于寂寞的精神，沒有開拓創(chuàng)新、砥礪前行的執(zhí)著是難以創(chuàng)造成就，走向事業(yè)的遠方的。而他則是堅持走向科研事業(yè)遠方的人，“雖然現在我走的有些慢，但是只要不忘初心，我一定可以走的很遠”，這是他的信念。