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十年磨一“刀” 他为无创肉检铸利刃
时间:2018/04/08  来源:中国医药报: :  

        深夜十二点,中国农业大学工学院主楼633室窗口的灯依旧亮着。“那是彭教授还在忙。”做实验到深夜的学生对此见怪不怪,“除个别特殊情况外,彭教授基本上是每晚不到十二点不下班,第二天一大早又能在办公室见到他的身影。”

        在学生们的眼里,中国农业大学工学院教授彭彦昆就是一个“痴”人——痴迷工作以至忘我。对于学生们的这种评价,彭彦昆淡然地表示:“做真心喜欢的工作,无论多久都不会感到累。”

        而就是这种“痴”,使得彭彦昆在回国十年之际迎来丰硕的成果——在2017年度国家科学技术奖励大会上,由他主持的“生鲜肉品质无损高通量实时光学检测关键技术及应用”项目获得了国家技术发明奖二等奖。

        从有创到无损  不留痕迹的“无创手术”

        随着经济发展和生活水平的提高,我国已成为全球最大的肉制品产销国之一。国家统计局数据显示,2016年我国肉类产量达8540万吨。但在肉制品成为大众消费品的同时,诸如注水肉、“瘦肉精”以及兽药残留等问题时有发生,直接威胁到百姓食品安全。

        解决如何快速辨别生鲜肉是否合格的问题,已经迫在眉睫。

        在生活中,不少人买肉采用“望闻问切”的方式,即看外形、闻味道、问出厂时间、摸肉质等。这种凭经验、靠肉眼的判断显然不够科学。而传统检测方法又存在一个很大的弊病,那就是具有一定的破坏性。以传统肉制品抽检为例,不仅需要切取样品,还要进行绞碎等前处理,难以保证样品的完整性。同时,人为操作误差相对较大、检测结果也比较滞后,往往是检测结果出来了,相关肉制品已经卖完了。

        “我们研究出来的无损快检,不仅能保证被检肉制品不留痕迹,更能将以往几小时甚至几天的检测时间缩短为几秒钟,便于不良产品售后召回,防止漏检等问题发生。”彭彦昆说,“如果说生鲜肉快检是直接给生鲜肉做手术的话,那么无损检测就是不留痕迹的‘无创手术’。”

        据介绍,该项目的突破与创新主要体现在提高剩余货架期预测正确率,生鲜肉多品质参数同时高通量、实时快速定量检测和提高检测准确率几大方面上。其中,对细菌总数的预测相关系数可达0.96,对样品的检测正确率达92%~100%,相对误差≤4%,技术参数均满足实时在线检测的实际需要。

        “简单来说,该技术就是经过光谱扫描获取被检测物质的特征信息,通过分析这些信息得到其物理、化学和生物属性。只需手持检测终端,轻轻‘扫一扫’,几秒后就能给出嫩度、新鲜度、蛋白质、脂肪等九项检测结果。”彭彦昆说。

        截至目前,“生鲜肉品质无损高通量实时光学检测关键技术”项目已经获授权发明专利32项、实用新型专利24项,登记软件著作权22项,出版中英文专著3部,发表论文151篇(其中SCI/EI文章111篇),获得了包括国家、省部级在内的10余项奖励。“整体技术达到国际领先水平。”业内专家对该项目取得的成就如此评价。据了解,目前全球只有少数先进国家可以进行光谱技术肉制品无损快检,且更侧重于产品品质、外观口感等方面,而我国因地制宜地将无损快检的主要目标放在了确保质量安全。

        从兴趣到使命  热爱科研的“海归”博士后

        “刚开始是兴趣,后来就成了使命。”在回答记者关于项目开展的原因时,彭彦昆说。按他的话说,从事生鲜肉无创快检技术研究,纯属半路出家。

        1991年初,彭彦昆东渡日本攻取博士学位,在求学期间运用声波干涉原理开发了被誉为“远离嘈杂的静心之作”的能动噪音控制(ANC)系统,有效降低了农业机器操作者头部附近噪音污染;他还率先研发了环境可控的昆虫生产工厂(IPF),创新的全自动检测控制系统让昆虫在不受自然环境影响下生产人类所需材料变为可能。

        随后,彭彦昆又远赴美国密歇根州立大学开启博士后研究生涯,并围绕水果内部品质属性的红外线非破坏检测系统的开发、食品感知特性的电子扫描系统开发等课题进行了深入的学习和研究。本来,彭彦昆还可以继续在国外从事相关研究,但2007年国内一则越洋招聘信息牵动了他的心——“我想回去做一些实事。”

        凭借着强大的科研实力,彭彦昆以中国农业大学第一层次特殊引进人才身份归国,并一头扎进此前从未有人做过的生鲜肉无创快检研究中(此前研究经历为该项技术奠定了良好的基础)。但是他很快发现,身为学院院长,要处理的各种关系、要应付的各种场合实在太多了。因当时担任中国农业大学工学院院长行政工作缠身,技术研究在前两年进展甚微。彼时正值“三聚氰胺”事件余波未了,彭彦昆意识到,研制出高效准确的快检技术对保障老百姓“舌尖上的安全”至关重要,一种使命感让彭彦昆的心沉甸甸的。

        2009年,彭彦昆不再担任中国农业大学工学院院长,他全身心投入到项目研发工作。没有可以借鉴的现有技术,那就从头开始;没有研发团队,那就慢慢组建。“只能一步步往前‘磕’,没有任何捷径可言。”彭彦昆说。在他的带领下,经过十年的不懈努力,肉制品无损快速检测技术由最初的“框架”设想逐渐丰实并落地,研究人员也由最初一人发展到几十人的团队。此外,彭彦昆团队还获得了国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划(“863”计划)、公益性行业科研专项、国家科技支撑计划等多个项目的支持。

        从研发到应用  开花结果的“科技之树”

        科技只有走出象牙塔,得到市场认可才算“成活”。

        彭彦昆告诉记者,目前该项技术已经应用于肉品品质质监部门,并得到生鲜肉加工企业的认可。“我们已经与雨润、金锣等国内多家肉品知名生产加工企业进行合作,相关技术和装置也得到了有效推广。以金锣为例,用了新装置后,生鲜猪肉生产线检测流程由6秒降到了2秒,也就意味着生产效率提高3倍,检测成本也降低了一半。”彭彦昆说。

        不仅如此,该项技术还可帮助普通消费者做日常检测。据悉,彭彦昆团队已研制一种轻便新型的生鲜肉检测设备,并绑定了其自主开发的手机应用软件(APP)。消费者在购买生鲜肉时,启动手机APP,按下检测设备的按钮,相关检测信息即可传输显示在手机上。

        在技术越来越贴近百姓生活的同时,相关快检设备也经历了从大到小的过程:第一代生鲜肉快检设备个头有冰箱那么大,因为搬动不便,并不为市场看好;现在研发出的设备体积可以做到背起来就能走,市场接受度也越来越高了。

        面对这样的成绩,彭彦昆还是觉得有所遗憾:“当初应该更早回国。如果能再多几年时间,我能做到更好。”

        他坦言,在目前的技术水平下,无损快速检测还不能完全替代传统的理化试验分析检测。“比如,我们现在能检测出细菌总数,但其中大肠杆菌到底有多少,暂时还不能精准检出。虽然对于生鲜肉的品质属性,无损检测方法可以实现定量分析,但在兽药等微量残留方面,因受制于目前芯片技术和硬件条件,定量分析还有待进一步突破。设备制造成本也制约了这一技术在消费者层面普及应用。”

        不过,彭彦昆对未来该项技术的发展满怀信心。他表示,现有的快检设备都只是智能化的雏形,“我们在‘随身背起就走’的基础上,将开发出更加便携低成本的、像手机一样的扫描设备,争取做到让消费者只要随身携带‘扫一扫’就能基本了解生鲜肉的品质。”

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