探寻学科交叉的创新路径—— 记上海海洋大学食品学院副教授栾东磊

◎ 文/刘 尧

人生蕴含着平凡也孕育着奇特。平凡即普通，没有璀璨的烟火；奇特即超越，往往会创造出意想不到的风景。

上海海洋大学食品学院副教授栾东磊的人生发展之路是平凡的也是奇特的，虽有点阴差阳错，却受到了幸运之神的眷顾，由此走出了一条精彩的微波热加工科研之路。

近年来，他主持研发出具有自主知识产权的896MHz、75KW工业微波杀菌系统，915MHz微波解冻系统，915MHz微波热风联合干燥系统。关于家用微波炉的研究论文被IFT和美国Davidson’s 公司分别作为科研头条和科技前沿报道，还获得“2017年中国食品科学技术学会科技创新奖——优秀论文奖。”

跨越专业的选择

栾东磊副教授是上海市青年东方学者，上海市浦江人才。作为微波热加工新技术方面优秀的青年学者，他的求学生涯是从中国石油大学（华东）开始的，所修的专业是数学与应用数学，并于2009年获学士学位。本科毕业后，他却选择跨专业考研考到中国海洋大学食品学院薛长湖老师门下，攻读水产品加工及贮藏专业研究生。数学与应用数学这一本科起点的专业为他在科研方面提供了很大帮助。读研的时候，他发挥厚实的数学建模优势，在完成自己科研任务的同时，积极为实验室有需求的老师和同门提供数学模型及数据分析方面的帮忙，受大家的一致好评，给薛老师留下了深刻的印象。

他说：“有一次，美国华盛顿州立大学的唐炬明教授来海洋大学演讲，并有意招收国内的优秀学生。唐老师研究的微波加热领域经常用到大量的物理、数学方面的知识。因此薛长湖老师就向唐老师推荐了我”

2009年，在导师薛长湖教授的指导下栾东磊顺利毕业并获得硕士学位。随后，经薛老师的推荐和自身的优秀表现，他获得了国家留学基金委的资助，前往美国华盛顿州立大学师从唐炬明教授开始攻读博士学位，专门从事微波热加工新技术方面的研究。2015年6月，栾东磊学成归来，便加入上海海洋大学食品学院，主要从事食品微波热加工的装备、工艺及营养品质等方面的研究。

他介绍说：“依据学校的办学目标定位及食品产业发展战略需求，加快上海市食品科学与工程高峰高原建设，秉承产学研合作和推进协同创新，上海海洋大学成立了以建设省市级、国家级工程技术研究中心为目标的‘食品热加工工程技术研究中心’，主要开展食品热加工前沿技术的研究，致力于开发市场潜力大、附加值高的新型方便食品，支撑食品产业的技术进步与产品创新。”

目前，上海海洋大学食品热加工工程技术研发中心的建设已经基本完成，栾东磊的微波热杀菌技术作为该中心的重点项目得到了校方的大力支持。他说：“实验室已经基本建起来了，微波杀菌正在进行工艺测试，微波干燥、解冻的装备正在做一些升级，今后主要研究微波热加工工艺的优化和食品营养品质的评价。

上海海洋大学为青年教师提供了良好的工作生活和科研环境，他将在这所大学开始自己微波热加工的科研之路，他的才华将在这里得到自然而然地绽放。

如今，他回想这一切，还真有些阴差阳错。

揭示微波加热原理

微波加热，到底是一个怎样的技术呢?栾东磊用他的研究告诉了我们答案。

他说，微波加热属于介电加热，是一种新型的食品加工技术。微波是频率介于300 MHz 和300 GHz 之间的电磁波。该波段的电磁波可以穿透到介电物质(如食品)的内部，通过极性分子转动或离子的振动摩擦生热。介电加热突破了传统加热方式缓慢的热传导速度，直接对物料整体进行加热，可以大大降低热处理的时间，减少食品营养损失，进而提高食品的品质。因此在包装食品的杀菌处理方面，微波杀菌技术与传统的热杀菌技术相比，能更大限度地保存食品的风味、质地和营养，并且具有速度快、能耗低、无污染等优势，属于新型有效的绿色环保型食品加工技术。此技术为生产以中华传统美食为基础的高附加值、长货架期便捷食品提供了新的有效手段。

微波杀菌技术的应用，首先是装备的研发以保证微波加热的稳定性；其次是杀菌工艺的研究，使食品达到预计的杀菌效果；在确保食品微生物安全的基础上，接下来是不同产品的研发，产品的营养品质分析及最终的工业放大。

他说，美国导师是全世界在微波杀菌食品领域做得最好的，他研发的微波杀菌产品在北美历史上首次通过了FDA的认证。学成归国后，当时，国内还没有加热稳定的杀菌设备，在无法购买进口设备的情况下就只能自己做。他就利用在美国所学知识，做了一套原理类似，频率波段不同的实验设备，在国内属于是最新的，并且一直在进行优化改进。他从电磁场分布理论层面，利用计算机模拟技术分析、指导微波热加工装备和工艺的研发，以解决微波加热技术在工业应用中面临的难题。比如，通过调节电场的分布实现微波加热的均匀性。

总体上，他感觉该项目的进展速度有些不尽如意。自主研发的装备需要不断的调试和完善，整个团队里，他既要做装备，还要做研究，工程类的东西很多，有设备的画图制造，有微波装备的安装调试，无论什么事都要他一个人亲历亲为，没有有相关经验的工程师协助，他一个人既要上课、开会，又要进行实验室建设，开展科学研究，所以一些科研项目研究的进展较慢。但是院领导和校领导给予了他大量的支持，目前科研经费还比较充足，可以让他实现自己的想法，把微波实验室一步步建设的更好，逐步开展从设备研发，工艺研发到微波食品品质及安全的研究。

为长远目标努力

微波杀菌虽然在美国通过了FDA的认证，但是在国内的工业应用鲜有研究。良好的实验装备及优良的工艺是保证微波杀菌食品品质及安全的基础。在该研究方面他受到了上海海洋大学科技发展专项和上海市浦江人才计划的资助。 “微波对食品进行杀菌处理，只要装备及工艺达到要求，肯定不存在微生物安全问题。但是对微波加热食品，公众也有很多疑虑，有人说微波食品会致癌，有人说有辐射不安全，到底怎样，这也是个研究方向。如果我的生产工艺做出来，经它处理过的食品，其内部的脂肪、蛋白，那些微量元素有什么变化，有没有有害物质生成，与传统的罐装杀菌食品有没有区别，这是接下来要研究的工作，这是国内没有人做过的，国外也没有人做过。这是个空白领域，首先要把产品做出来，有了产品才能研究。”他认为，必须用科学有效的手段及详实的数据来确保和和证明微波食品的品质及安全性。以此消除大众对微波加热食品安全性的疑虑，为该技术的推广奠定理论基础。用自己的研究解决微波加热在技术上的难题，揭示微波加热食品的品质变化是他今后的主要研究方向。

按照上海市浦江人才计划的项目规划，首先他要做出一个软包装鱼片产品，将其与传统杀菌工艺进行品质对比，检验微波杀菌的可行性及效果。其实，这只是对他所做设备的一个检验，能否实现基本的功能。在他的心里一直想做高品质、低添加剂的便捷式食品，特别是对特殊人群，如军队、远洋、宇航，利用微波加热的新技术做安全、高品质，长保质期的食品，这是他的一个目标。如果进展顺利，他的长远目标就是把中华传统美食都能工业化。在对微波热加工食品长时间研究后，他以诚恳的态度告诉我们：中华传统美食以其色、香、味俱全，种类繁多的特点驰名于海内外，但风味、质地的保持及货架期的延长是传统中餐量化生产的主要难题。传统的热加工方法以热水或者蒸汽为热源，通过长时间的喷淋或浸泡达到杀灭有害菌并延长货架期的目的。然而，长时间的高温处理会对食品中热敏感性的结构和营养成分造成损害，以至于产品的风味、营养、质地等方面都会有不同程度的下降。因此，传统的杀菌方法因其加热技术的壁垒，无法在确保食品安全的同时保持食品原有的品质。”

在谈到他对自己从事的工作未来打算时，他在心里默默地告诉自己尽快做出一至两款产品，然后找一些适用对象，如部队、远洋、宇航，给他们提供样品进行尝试，最终目标是希望产品能够尽快的市场化，高铁、飞机上能卖上他们的产品，直到逐步实现以安全、营养的微波食品取代小作坊生产的外卖食品，为现代快节奏的城市生活提供便利。

对青年学生的期望

对刚步入科研领域青年学生，也包括他带的研究生，栾东磊表达了自己的担忧和期望。

“很多人不知道读研究生是怎么回事，有些懵懵懂懂。我在学院给一年级研究生上课时首先就讲，如何读研究生？一句话：自学、看文献、找导师讨论，完成导师安排的学习、实验任务，然后无限循环，在此中培养自己的各种能力，自学能力，搜集材料能力，与人沟通的能力，发现问题解决问题的能力等。其实研究生这个学习过程是非常不错的一个阶段，在本科生和研究生之间可以说是半社会了，有的学生叫导师为老板，就是这种半社会情况，能学到很多做人、做事及处理问题的知识和方法。这对以后尽快进入工作状态非常重要。他坦言：“出去工作了，没人关心你的心情，你的状态，你面临的任务有没有接触过。只有一点：能或者不能完成你的工作任务，留下或者走人，很残酷的！”

“很多学生从来不主动找老师，老师安排的学习科研任务不认真去做，这样是学不到知识的。学会积极同导师交流，不能等着导师催你，这样就太被动了。有句话叫作‘道不轻传’，指对于不想学道、得道者，不要随意传授，因为他们不觉得那是大道。现在是老师拼命的想告诉你们他的知识、经验，但是你们听不见此中道理。”他说。

不可否认，当今社会快节奏的工作生活给大家带来了较大压力，而科研领域的工作有时又特别乏味，长时间做同一件事情又没有结果，他们多多少少会有一些浮躁、一些懒散，甚至会产生一些逆反心理。因此，有的研究生产生了混文凭的思想。

栾东磊的想法是让研究生主动学知识，培养良好的学习，生活习惯，为将来走上工作岗位奠定基础。优秀是一种习惯，看到有些研究生的状态，他难免有些焦急：“不要纯粹为了混一个文凭，三年的时光有可能会改变你的命运”

栾东磊的话值得研究生们去思考和把握。科研是一项艰苦的脑力劳动，没有勤奋刻苦、好学上进的态度，没有坚持不懈、甘于寂寞的精神，没有开拓创新、砥砺前行的执著是难以创造成就，走向事业的远方的。而他则是坚持走向科研事业远方的人，“虽然现在我走的有些慢，但是只要不忘初心，我一定可以走的很远”，这是他的信念。