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    :經過對2000多種自然界的物質進行反覆配比、上萬次科學實驗,韓永苗終於發明了一種低溫快速微凍技術,可使農產品保持鮮活的品質,使被冷凍的食品細胞保持完整,口感更好,保持了全價營養,具有冷藏時間長、節能的特點。同時,利用低溫快速微凍技術對農民自留原種進行冷誘導處理最佳化,可提高農作物抗凍、抗病毒、抗旱效能和特性,擴大種植區域,提高產量。

    將兩條鮮活的鯽魚,放進特製的冷凍液中,鯽魚擺動了兩下尾巴,不到3秒中,魚體開始發白,進入冷凍狀態。

    “這兩條魚已經被凍得硬邦邦的,如果是常規的冷凍,這兩條魚肯定是不能活,但因為用我們的微凍液快速冷凍的鯽魚卻能活過來。只要再把魚放進常溫的水中,5分鐘內就可以慢慢甦醒。”華晶農業科學研究院副院長張國成說。隨即,現場試驗得到了驗證,不到5分鐘,兩條冷凍後的魚開始在清水中慢慢擺動尾巴,逐漸甦醒。

    不久前舉行的市生物冷誘導技術農業應用推廣現場會上,屈家嶺大玉(荊門)農業科技有限公司展示的低溫快速微凍技術吸引了與會人員的眼球。

    除了低溫快速微凍技術可使農產品保持鮮活的品質,使被冷凍的食品細胞保持完整,口感更好,保持了全價營養,具有冷藏時間長、節能的特點外,韓永苗的生物冷誘導技術農業應用主要是選用農民自留原種進行冷誘導處理最佳化,提高農作物抗凍、抗病毒、抗旱效能和特性,擴大種植區域,提高產量。

    問“冷”

    傳統的儲存食品的方法一般有5種,即乾製、醃製、罐裝、真空包裝和冷凍冷藏。這5種方法雖能延長保鮮時間,但付出的代價就是儲存後的食品不再新鮮,在口感、營養價值等方面與新鮮的食品無法相比。

    能不能找到一種方法,讓冷凍保鮮的食品吃起來像新鮮食品一樣擁有新鮮的口感和營養?一直以來,韓永苗在尋找著、研究著。

    透過研究,韓永苗發現,動植物都是由一個個細胞組成,動植物死亡後,切斷了對細胞的營養供給,在有害細菌的侵蝕下,將一個個細胞破壞,使食品發生變質,透過冷凍雖能延長儲存時間,但無法從根本上解決微生物侵害細胞的問題。

    而且食品在冷凍的過程中,也會對細胞造成破壞,使食物的口感變差,營養價值大大降低。這是為什麼呢?透過觀察研究,韓永苗發現,在傳統的凍結方式中,因為傳導過慢,所以在-4℃~-1℃的溫度下超過40分鐘,冰晶也就由此形成,這時候,被凍物體細胞外和細胞內液體的密度發生了變化,壓力也開始不均衡,再加上冰渣的邊緣比較尖利,細胞壁在雙重作用下很快會被刺破。

    尋“冷”

    “我們在研究、觀察生物生存的過程中,發現地球上生存的所有生物、包括人類都具有以凍抗凍的生命特徵和細胞生化反應的相對特性,是生物為了適應地球環境及基因漸變的進化現象。”韓永苗說,2009年4月12日,他向國際社會發布了《生物以凍抗凍的生命特性》的地球生物學研究成果。

    韓永苗發現在自然界中,冬眠的動物,其體細胞具備自然以凍抗凍的機理,如青蛙、泥鰍、鯽魚等生活在亞熱帶、寒帶的動物和水生動物,在大氣溫度驟降時,會增加體細胞的多糖類抗凍物質,其亞細胞膜的脂酸分子的雙鍵數急劇增加。同時,他們在植物中也發現此類現象,在溫度急驟下降時,植物細胞會增加糖類物質,例如香山楓葉由綠變紅,大白菜、紅薯、青菜在溫度下降時,細胞內會產生抗凍的糖類物質處在微凍狀態以凍抗凍,以延長生命週期、保持生命,故在食用時帶微甜口味。

    從大自然的啟示中,韓永苗做了專題研究和科學實驗,透過對生物細胞在低溫狀態下的細胞學、細胞動力學的研究,掌握了生物以凍抗凍的生命特性。任何動、植物,包括人類,都是由一個個細胞組成的,故應從細胞在低溫狀態下的變化進行研究。

    經過反覆實驗,韓永苗掌握和破譯了多種動、植物在以凍抗凍生命過程中細胞在變溫狀態下,細胞在溫度、時間生化變數和生與死的拐點。

    “生物的進化總是遵循著自然規律,由內因和外因相互作用進行的。冰蛇在冬天凍成冰棒,人們拿著可作柺杖,溫度上升時活了,遊走了。生物以凍抗凍的生命特性,進化到了淋漓盡致。”韓永苗說,在科學實驗中,提取的抗凍物質,用現代科學專利技術模擬自然條件對白鼠、鰻魚、青蛙、泥鰍進行以凍抗凍復活試驗,採用液態瞬時凍結,液體溫度設定在零下30℃至零下35℃,凍結時間在6分鐘以內,中心溫度分別在零下7℃至零下10℃到零下18℃,表面溫度在零下27℃至零下30℃。凍結後,在實驗冰櫃放置7天均能復活。

    在自然界中,寒帶的動、植物和溫帶、熱帶的動、植物相比病毒蟲害相對減少許多,植物在進化過程中,植物中的抗凍物質、抗凍糖蛋白具有抗病菌病毒的能力。經研究發現:抗凍糖蛋白具雙向作用,即阻結冰又阻冰融化。

    韓永苗在研究中發現,動植物細胞都有一個保鮮臨界點,將溫度控制在臨界點,在一定時間內完成冷凍過程,細胞就不會破裂,從而使保鮮效果更好。比如,水產品保鮮臨界點溫度範圍在零下18℃至零下23℃之間,時間為30分鐘,肉類保鮮臨界點溫度範圍在零下18℃至零下23℃之間,時間為45分鐘,蔬菜保鮮臨界點溫度範圍在2℃至4℃之間,時間為15分鐘。以水產品為例,在零下18℃至零下23℃之間,如果在30分鐘內完成了冷凍過程,就可使水產品的細胞不會破裂,經過冷凍儲存,可最大程度保證水產品的口感和營養價值。

    而傳統的以空氣為介質的冷凍方法,根本無法在保鮮臨界點所需的時間內完成冷凍過程。這是因為空氣傳冷效果差。而液體傳冷效果是空氣的32倍。比如冬天的東北,氣溫達到零下30多攝氏度,人們只要多穿點衣服,就可安然過冬,而在0攝氏度的水裡,無論穿多少衣服,人都挺不過20分鐘。

    於是韓永苗選用液體介質來冷凍保鮮食品。雖然在保鮮臨界點所需的時間內完成冷凍過程,經過觀察發現細胞破裂的問題得到了很好的解決,可是時間長了,食品還是會變質。在顯微鏡下,韓永苗發現,低溫冷凍時,有些“頑強”的細菌並沒有被凍死,時間長了,它們同樣也能破壞食物的細胞,使食品變質。

    一個偶然的機會,韓永苗發現古時候,人們都以竹筒盛裝水果,可延長水果的保鮮時間。透過抽取竹筒內的氣體化驗,他發現竹筒內有種能對食品保鮮起到關鍵作用的物質。受此啟發,韓永苗透過對自然界中的2000多種物質進行反覆配比,透過上萬次實驗,終於研究出了在零下35攝氏度不結冰,在30分種既能對食品保鮮,又能殺滅細胞表面細菌的微凍液。透過實驗,在6到15分鐘內,可讓魚的中心溫度達到零下18攝氏度。

    制“冷”

    韓永苗說,上海大玉科技有限公司是一家擁有自主智慧財產權、創新農業生物技術、為國內外農業生產服務的科技研發型企業,公司掌控了多項核心技術,微凍產品等多項科研成果填補了全國食品保鮮領域空白。

    作為中國食品保鮮領域的專家,韓永苗主導研發的“低溫快速微凍技術”,其微凍液都是從純天然物質中提取的,是可食用級別,這項技術可以說使中國的食品保鮮領域達到了國際領先水平,獲得國家發明專利,並通過了美國FDA註冊認證。FDA是美國食品和藥物管理局(FoodandDrugAdministration)的簡稱,是美國政府在健康與人類服務部和公共衛生部中設立的執行機構之一。作為一家科學管理機構,FDA的職責是確保美國本國生產或進口的食品、化妝品、藥物、生物製劑、醫療裝置和放射產品的安全。它是最早以保護消費者為主要職能的聯邦機構之一。

    韓永苗笑稱,他打開了中國低溫快速微凍技術通向世界的大門,是國際領先的食品保鮮技術。2016年4月,該公司入駐屈家嶺。該技術可實現水產品常年、錯峰、遠端銷售,成為屈家嶺打造中國農谷核心區的重要農業科技品牌。

    韓永苗說,與傳統的冷凍技術依靠空氣冷凍不同,低溫快速微凍技術是國際首創凍結裝置與微凍液的結合使用,魚被冷凍後細胞膜並不會被破壞,保鮮效果大大提升,基本可以做到和冷凍前一樣新鮮,而且這些魚在冷凍後的七天之內都還能“復活”。新型冷凍技術模擬自然界動植物冬眠的原理,除了淡水魚、泥鰍、青蛙,還可以應用到一些蔬菜、水果上。新鮮的土豆削好放一段時間表面就會變黑,今後運用新型冷凍技術,土豆在原產地就可以直接削皮、清洗包裝,市民買回家直接就能按照自己喜歡的口味烹飪。

    “魚能活過來,只是很好地說明了在冷凍的過程中沒有破壞魚身體的細胞。”韓永苗說,低溫快速微凍技術的主要目的是為了保鮮,並不追求讓凍魚“復活”的眼球效應,但它能夠較好地保持食物的風味和營養。

    用“冷”

    近10年來,韓永苗已經把低溫快速微凍技術用於海鮮儲運,將福建海鮮批發市場的海貨冷凍保鮮後發至寧波、舟山及溫州市區等地。

    韓永苗所在的上海大玉科技有限公司市場總監楊志誠介紹道。據悉,這項技術已經經過了上海市疾病預防控制中心檢測《奉疾防2002檢字第00724號》衛生學報告,符合食品衛生要求;並通過了美國FDA註冊認證。

    大玉公司曾以一個2.5公斤重的羊肉捲進行實測,在短短2個小時的時間內,羊肉卷就完成了凍結。而常態冷凍,這種羊肉卷一般都需要7~12個小時才能凍結完畢。不但時間上有了大幅的縮短,在食品色澤上也有較大區別。在實測中,韓永苗等人發現,微凍技術凍出來的羊肉卷呈現淺粉色,緩化後呈鮮紅色,一點血水都沒有,在色澤上幾乎和鮮肉沒什麼區別。此外,這種羊肉卷常態冷凍後,都會出現‘霜點’,微凍後的羊肉卷卻一個‘霜點’都沒有。

    微凍技術還會使肉類排酸告別歷史,快速低溫微凍技術可以使肉類中的乳酸轉化成多糖,所以肉類加工過程中的排酸工藝完全可被省去,節省了加工成本和時間。另外,有了這樣技術,中心溫度也會成為過去式,因為凍結是完全均衡的。

    韓永苗說,“雖然在電費上比風冷要節省40%~60%,但凍出來的食品品質是完全不同的,前者達到了生鮮級品質,用此技術冷凍的黃花魚,在終端渠道走的是鮮黃花魚的收購價。”

    據瞭解,目前在冷凍食品行業,低溫快速微凍技術尚屬小眾技術。在華南、華東地區,此技術已被應用於水產、果蔬和肉類等保鮮領域。

    “冷”帶來的改變

    1萬噸魚從原產地進城後,真正可食用的部分在3000噸左右,剩下的7000噸是垃圾,成為城市的負擔;同樣,1萬噸蝦進城,有5000噸是垃圾;1萬噸紅薯、土豆進城,3000噸是垃圾;1萬噸蔬菜進城,有2000噸是垃圾……

    如果利用低溫快速微凍技術後,只需要把城市居民生活所需要的部分運進城市,剩下的可就地轉化。如魚在城裡成為垃圾的部分可在進市前變成魚油、魚粉、魚蛋白、魚骨做的鈣片等;蝦的垃圾可變成甲殼素、殼聚糖(可用於織布、造紙)等;紅薯、土豆、蔬菜類垃圾可變成飼料、肥料等,可實現農業資源的利用率最大化,就沒有廢棄物,讓城市更乾淨,同進也減輕了運輸環境的負擔,降低了物流成本。

    根據生物以凍抗凍的生命特性,韓永苗率先在國際上釋出了《生物以凍抗凍的生命特徵》,以順自然的模型,掌握了地球上生物生與死的基因突變,進化的溫度和時間的拐點,開創了生物冷誘導技術在農業中的應用。

    2003年開始,在中國大地上進行多地區、多品種糧食作物、果蔬作物,選用農民自留原種進行冷誘導處理最佳化,均取得了巨大科學成果。提高農作物抗凍、抗病毒、抗旱效能和特性,擴大種植區域,提高產量均在20%-50%之間。

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