突破“生鲜农产食品安全高品质”关键技术瓶颈——章建浩教授与低温等离子体冷杀菌保鲜创新创业之路

image.png

南京农业大学食品科技学院博士生导师,“钟山学者计划”教授,江苏省“333高层次人才工程”第二层次培养对象,食品包装研究所所长,等离子体工程研究院院长、中国绿色食品包装专业委员会副主任,中国食品科学技术学会非热加工技术分会第二届委员会常委。研究方向:食品保鲜包装,畜产品加工与品质控制。

十二五以来,带领团队主持完成十二五国家支撑计划课题“动物源食品加工共性关键技术研究”等十三五、十四五国家重大科技计划课题子课题、及省部级科技计划项目18项。获发明专利60多件(其中PCT国际发明专利8件),发表论文260多篇(SCI 160多篇),主编专著教材8部,主编国家十五\十一五和农业部十二五\十三五规划教材《食品包装学》3次荣获《全国农业高校优秀教材奖》,其中十四五国家规划教材《食品包装学》(第五版)、《食品包装技术》(第三版)将于2026年度出版发行;主持技术成果2007获《教育部科技进步一等奖、全国商业科技进步特等奖》,2010获《教育部科技进步二等奖、全国商业科技进步一等奖》,2020年获中国食品学会《技术发明二等奖》和教育部高校科究优秀成果奖《技术发明二等奖》;参与技术成果2013及2019荣获《国家科技进步二等奖》(排名5/12)。

近十年带领团队在“低温等离子体冷杀菌保鲜关键技术及装备”开展了系统创新研发,目前已申请国家发明专利48件,PCT国际发明8件,2019及2023授权的美国发明专利及2022授权日本专利,从“低温等离子体冷杀菌核心技术原理到关键技术装备”奠定了国际领先地位,被农业农村部暨中国农学会选定为“2022中国农业农村重大技术装备成果”推广应用,并评选为2022年度江苏省“现代农业领域十大优秀科技进展”、2023年度江苏省“装备制造领域十大科技进展”。

QQ_1781261299753.png

生鲜果蔬、生鲜肉及调理食品预制菜作为当代主流消费食品,消费者对其生鲜感官、风味品质要求越来越高,但目前商业杀菌保鲜技术存在二次污染、化学残留等问题,对生鲜感官、风味品质及货架保鲜期等都有负面影响,且果蔬表面农药残留、粮食中黄曲霉等霉菌毒素污染成为食品安全急待解决的问题!食品冷链物流成为致病菌病毒跨入国门的主要通道,带来了巨大的安全隐患和经济损失;冷杀菌保鲜成为产业可持续健康发展的技术瓶颈!为有效突破冷杀菌保鲜技术瓶颈,研发高效新技术新装备成为行业创新发展的必然趋势。

2026年4月,一篇题为《以冷杀菌科技筑牢食品安全防线》的专题报道在网络上传播,南京农业大学章建浩教授再次进入公众视野:这位资深教授、苏州屹润食品科技有限公司创始人,深耕农产食品加工包装保鲜领域三十余年,近十年的工作重心聚焦于低温等离子体冷杀菌保鲜技术装备;章教授坚守“责任和担当”,带领团队“十年磨一剑”,在低温等离子体冷杀菌领域走出了一条“多学科交叉、产学研合作”的创新创业之路。

从高校实验室原创性核心技术装置--实验样机,到国际领先的自动化生产线--服务于我国农产食品现代加工物流产业开发,从实验室研发到产业化落地,是一场持续十余年科技创新的艰难攻关,也是一位科研工作者保持初心“从田间到餐桌安全”的执着守望。

01 科创寻路:从我国农产食品加工包装传统到低温等离子体冷杀菌保鲜国际前沿

章教授的科研生涯,起步于中国传统食品的现代化转型。上世纪八十年代初从无锡轻工业大学轻工机械专业毕业,后获包装工程硕士学位,他进入南京农业大学食品学院工作科研,继而攻读畜产品加工与质量控制博士学位。在机械、包装、食品加工--看似平行的学科脉络,在他日后的科研学术路径中逐渐交汇,也为他多学科交叉研究奠定了坚实的基础。

生鲜农产食品传统杀菌技术面临一个两难困境:热处理会破坏食品的风味与营养,化学消毒则存在残留风险,而生鲜调理食品、中央厨房预制菜等新业态的兴起,对“高效杀菌”与“生鲜品质保全”提出了更高要求;与此同时,冷链物流网络的扩张,也让致病微生物跨区域传播的风险日益凸显。章教授开始将目光投向国际前沿--低温等离子体冷杀菌(Cold Plasma Sterilization, CPS):利用高压电场电离气体,产生富含活性粒子--正负离子、活性O-N-OH等基团的低温等离子体,能高效低能耗杀灭微生物,同时对食品本身的感官品质影响极小。原理听起来并不复杂,但要将其转化为稳定、高效、安全的生产线装备,需要跨越从高压电场激发--低温等离子体调控的基础物理到工程装备瓶颈的多重壁垒突破。

2012年章教授作为高级访问学者在美国农业部ARS首次接触到低温等离子体冷杀菌技术装备的雏形,这让他清醒地认识到:要实现农产食品高质量发展,必须及时通过国际合作研究引进吸收最新技术,来突破我国传统杀菌技术瓶颈再创新。团队通过联合培养博士与美国农业部ARS开展国际合作研究;引进核心技术装置,原创新突破电压电场频率电压调控、介质阻挡安全屏蔽等关键技术瓶颈,2020年集成创制我国第一套CPS试验装备和自动化生产线,用于生鲜果蔬、生鲜肉及生鲜调理食品的冷杀菌保鲜研究。与目前商业杀菌技术比较,低温等离子体冷杀菌保鲜是食品冷杀菌技术的重要突破,对包装产品杀菌不会产生二次污染、化学残留,安全性高;杀菌过程短、温升低能耗低,适应生鲜调理食品大规模开发;且对果蔬表面农药残留、粮食黄曲霉等霉菌毒素污染有良好的消杀降解作用。

QQ_1781261268329.png

目前“高压电场低温等离子体冷杀菌核心技术及装备”已经申请国家发明专利45件,授权国家发明专利12 件,实用新型8件、PCT国际发明专利8件;2019、2023年授权的美国发明专利及2022年授权的日本专利,从“高压电场CPS核心技术原理和生产线设备”奠定了国际领先地位。

02 创新攻坚:从引进消化到“多学科交叉-产学研合作”的原创性技术成果

2015年团队从美国引进核心技术装置,在国内首次建立了生鲜农产品低温等离子体冷杀菌试验系统装备。然而,引进只是起点,开启了“引进消化、再创新研制”的技术探索之路;要实现真正意义上的自主创新,必须原创性突破“低温等离子体冷杀菌技术”核心部件材料、电压频率协同调控、安全屏蔽等一系列技术瓶颈。为此,2017年团队通过产学研合作,创立苏州屹润食品科技有限公司(下称“ 屹润科技”),2019 年建立苏州屹润保鲜设备有限公司,随后创立南京农大-苏曼等离子工程研究院,以低温等离子体冷杀菌(CPS)保鲜技术为核心,走出了一条“多学科交叉、产学研合作”深度融合的创新创业之路。

QQ_1781261234076.png

产学研合作建立”高压脉冲电场低温等离子体应用创新综合基地(如图)“:

将面对生鲜农副产品及其生鲜调理食品冷杀菌保鲜、农业生物育种、粮食蔬菜种子消杀,畜禽水产生态养殖及公共卫生的空气消杀疫情防控等产业健康可持续发展技术瓶颈,通过多学科交叉产学研紧密合作,在已有我国原创性“高压脉冲电场-低温等离子体冷杀菌保鲜核心技术装备”成果基础上,集成创新研发“高压脉冲电场低温等离子冷杀菌保鲜库、冷链物流冷藏车保鲜标准箱“等新型冷杀菌保鲜系列装备,解决我国及“一带一路”生鲜果蔬、畜禽水产品,从“原料生产基地--配送消费餐桌”安全高品质控制技术瓶颈。

章教授带领团队“十年磨一剑”,聚焦核心技术及装备的创新研制,2020 年初创制出我国第一套CPS 实验室试验装备,2020 年底集成创新研发我国第一条CPS自动化生产线;在此基础上创新研发冷链物流低温等离子体活性水(PAW)和气流消杀核心技术装置和生产线和低温等离子体负离子空气消毒设备,在空气高效消杀的同时产生大量负氧离子,可应用于农产品、中央厨房预制菜深加工、畜禽生态养殖的空气消杀。

这柄“剑”的锋芒,是一条需要“啃硬骨头”的路;团队构建了一条“高校研发—企业转化—产业应用”的创新链条,很快获得了来自产业界和政府专业部门的认可: 2021年,屹润科技通过国家科技型中小企业认定,2022年11月及2025年12月通过国家高新技术企业认定。“低温等离子体冷杀菌技术”作为新质生产力,已被农业农村部既中国农学会选为“2022 中国农业农村重大技术装备成果”应用推广,并被评为江苏省“2022年度现代农业领域优秀科技进展”“2023年度装备制造领域十大科技进展”(如图)。

QQ_1781261210392.png

同时,通过优势学科交叉开展了高压电场低温等离子体农业生物育种和粮食中黄曲霉等霉菌毒素的消杀降解关键技术及系统装备的研发;目前正在与中储粮和中粮科工集团合作推进我国仓储粮食等离子体气流消杀的应用,突破我国仓储粮食黄曲霉等霉菌化学消杀不安全的技术瓶颈,形成从“低温等离子体发生器核心器件创制--仓储粮食专用系统设备研发--产业化应用开发”基本完整的创新开发体系。

QQ_1781261165112.png

03 服务产业:坚守责任担当创新守护农产食品从田间到餐桌的安全高品质

近十年章教授带领团队在“低温等离子体冷杀菌保鲜关键技术及装备”开展了系统创新研发:从农产品原料产地采后高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌保鲜库--冷链物流技术装备,到低温等离子体“PAW清洗--气流消杀--DBD冷杀菌保鲜”自动化生产线,形成生鲜农产食品(生鲜果蔬、畜禽水产品)“从田间到餐桌”的产业链安全品质控制技术装备体系。

在屹润科技的发展蓝图中,技术创新的终极目标,始终是守护民生安全、赋能产业发展、助力国家战略。从创立之初,公司便秉持“创新、坚守和担当”的发展理念,不仅以硬核科技筑牢食品安全防线,更以多元的技术探索、广泛的产业合作、国际的视野格局,践行着中国科技企业的社会责任与时代使命。

在产业赋能方面,屹润科技始终坚持“产学研用”深度融合,与南京农业大学东南大学等高校科研机构紧密合作,建立协同创新机制,将实验室的技术成果快速转化为产业化装备,同时为高校提供实践基地,培养食品科技、装备制造等领域的专业人才,为食品产业高质量发展注入人才活力。公司还积极推动技术的普及与应用,通过优化核心部件、简化操作流程、提升设备性价比,让更多中小食品企业能用得起、用得好,助力整个食品产业技术升级与品质提升。

在社会公共安全领域,屹润科技的冷杀菌技术早已超越食品行业,延伸至畜禽生态养殖、公共卫生防疫等多个领域。其研发的空气消杀设备,可替代养殖场中大量使用的化学消毒剂和抗生素,从源头切断药物残留进入食物链的路径,保障动物源性食品安全。同时,团队采用高压脉冲电场低温等离子体在农业生物育种领域探索多年,通过精准调控高压电场参数诱变种子遗传特性,开辟出成本远低于航天育种的新路径,为保障我国种源安全提供核心技术装备支撑。

QQ_1781261128681.png

在产业化应用层面,目前正在山东春雪食品集团、温氏集团等就生鲜畜禽肉及其冰鲜产品,及东南亚榴莲、宁夏枸杞、海南芒果荔枝、云南蓝莓、草莓杨梅等低温等离子体冷杀菌保鲜应用研发取得阶段性成果,同时与中储粮和中粮科工集团合作推进我国仓储粮食等离子体气流消杀的应用,突破我国仓储粮食黄曲霉等霉菌化学消杀不安全的技术瓶颈,项目形成从核心技术装置到自动化生产线成套设备研发生产到产业化应用基本完整的创新开发体系。

中国作为农产品生产与消费大国,生鲜农产品的国际贸易需求日益增长,低温等离子体冷杀菌技术为生鲜农产品及其生鲜食品,从生产基地到消费的现代物流供提供全方位的“低温等离子体冷杀菌保鲜关键技术装备”服务,更能为“一带一路”共建国家的农产品保鲜冷链物流提供低温等离子体冷杀菌保鲜“中国方案”,成为保障全球食品贸易安全与品质的公共产品。

站在“十五五”的门槛上,当食品安全成为全民追求,当产业升级成为时代趋势,像屹润科技这样的科技企业,该如何继续以”多学科交叉、产学研合作“的技术创新突破行业瓶颈?章建浩教授团队将目光投向更广阔的应用前景:粮食仓储霉菌消杀、畜禽水产养殖防疫、公共卫生防疫空气消杀、高效生物育种……一项技术在多个场景中的拓展应用,正在形成覆盖农畜产品全产业链的技术矩阵;而这背后,是一个科研团队十余年如一日的坚守,也是一项中国原创技术在民生领域的价值兑现。从高校实验室到产业一线的攻关之路,映射的不仅是科技专家个人的科研轨迹,更是一条“科技守护安全”的可行路径——在关乎国计民生的领域,唯有持之以恒的创新与脚踏实地的转化,才能真正把论文写在祖国的大地上。返回搜狐,查看更多

阅读 ()
平台声明
该文观点仅代表作者本人,搜狐号系信息发布平台,搜狐仅提供信息存储空间服务。