吉林农大刘景圣:玉米采后研究成果丰,多样吃法走进实验室

   日期:2025-05-29     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:180    
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本报记者  汪志球  郑智文

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刘景圣在田间查看玉米长势。

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刘景圣(位于左三位置)正在对学生进行科研活动的指导。这些图片均由吉林农业大学提供。

人物小传

刘景圣,生于1964年10月,籍贯吉林集安,曾任吉林农业大学副校长及博士生导师,现任小麦和玉米深加工国家工程研究中心主任。他在玉米采后处理领域深耕细作,担任项目负责人,所带领的团队荣获科技部创新人才推进计划重点领域创新团队以及“全国高校黄大年式教师团队”的荣誉称号。他荣获了全国创新争先奖,以及一项国家科技进步奖二等奖,还有六项省部级科技进步奖一等奖。

一穗玉米,除了直接烹饪,还能怎么吃?

重组米、冲调粥、玉米须茶、多谷物主食专用粉……吉林农业大学食品科学与工程学院的实验室内,诸多以玉米为核心原料的食品加工制品格外引人瞩目。刘景圣教授,吉林农业大学的一员,一生致力于让玉米成为更多人餐桌上的佳肴。

刘景圣的研究始终集中在玉米收获后的处理上,涉及保质减损、鲜食玉米加工以及玉米主食化等多个领域。“致力于完善玉米的‘后半段’,确保丰收的玉米得以妥善储存,将优质玉米转化为高品质食品,让玉米的利用价值得到进一步提升。”刘景圣如此阐述自己的研究工作。

从好收成到好储存

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深入探究玉米收获后品质演变的规律性,针对玉米收获后的脱水、储存等关键技术难题进行攻坚克难。

农民们经过一年的辛勤耕作,收获的粮食在采摘后,由于储存和加工处理不当,往往会出现损耗,甚至有的粮食会因霉变而无法食用。这种现象不仅给农业产业的发展带来了困扰,同时也对粮食的安全构成了潜在的威胁。刘景圣自小生长在农村,他对玉米采摘后的损耗问题表现出了极大的关注。

以往,收获的玉米多被直接丢弃于地,沦为所谓的“地趴粮”,极易受潮发霉。然而,时至今日,众多农户家中已搭建起玉米囤积的楼子,以供储存。然而,在刘景圣多次的实地考察中,他注意到尽管储粮方法已有所改进,但粮食损耗和品质降低的问题仍旧未能得到有效解决。

刘景圣自2005年起立下目标,致力于探究玉米在采摘后品质演变的规律,旨在为保障品质和减少损耗提供科学的理论依据。

刘景圣的团队深入东北地区的玉米主要产区,对田野和粮库进行了采样工作。他们观察到,尽管不同区域的样品能够显示出某些变化趋势,但由于品种、地域和种植方法等多种因素的差异,采集到的数据呈现出一定的区别。

于是,刘景圣的团队搭建了试验田,精心培育了特定的玉米品种。从播种的那一刻起,他们便开始了细致的耕作,并全程跟踪玉米的生长周期。到了收获的季节,他们每隔两天便采集一批样本,不断地在田间和实验室之间穿梭。

行程单程需耗时两小时,日间外出夜间归家已成惯例。抵达后,首先需将物品烘干,随后进行实验分析,每年秋季收割时节都忙碌不停。经过长达12年的不懈努力,刘景圣成功捕捉到了玉米呼吸代谢中的细微差异,并在控制降水和酶的运用上找到了延长保质期和减少损耗的关键途径。

东北地区的玉米大多属于秋季晚熟品种,在收获阶段,尽管外表看起来已经成熟,但生理上尚未完全成熟,因此需要经历一段较长的后熟期。在这个过程中,玉米籽粒依然在进行呼吸和代谢活动,这导致了重量的减少。刘景圣指出,近年来冬季气温的上升使得收获后的玉米籽粒含水量增加,呼吸代谢变得更为活跃,有害微生物的繁殖速度也随之加快,结果导致了玉米的“数量”和“质量”同时下降。因此,迅速进行干燥处理以及合理保存至关重要。锁定目标之后,刘景圣携手他的团队,针对玉米收获后的干燥和储存过程中的技术难题展开了深入研究与攻克。

刘景圣致力于研发“微波辅助热风匀化脱水干燥技术”,此技术成功将干燥时间缩短至两小时,能耗也相应降低了16.4%。此外,他还开发了智能粮仓及多参数粮情监控平台,实现了对温度和湿度的可视化精准管理,从而使得原粮损失率减少了3.9%。同时,他还研发了农户专用的组合式简易储粮仓,使得应用地区的粮食损耗平均降低了6.1%。从理论到实践,刘景圣持续改进储粮技术,显著减少了玉米的损失和消耗。

从好玉米到好食品

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成功解决从收获到加工、保鲜的整个流程中的关键问题,创新构建了鲜食玉米生产全过程的标准化智能管控技术系统。

拆开包装,品尝一串新鲜玉米,其口感既鲜嫩又甜美。目前,可直接食用的鲜食玉米已经成为了大众餐桌上的常见食品。这种鲜食玉米的“新鲜”,汇聚了科研工作者的聪明才智。

鲜食玉米颇为“挑剔”。采摘过早,其质地过于柔嫩,导致营养含量偏低;若采摘过晚,则口感变得粗糙,不尽人意。自2000年开始,刘景圣将研究重心放在了鲜食玉米上。在随后的数年里,每逢秋季收获时节,他的实验室便成了采样袋的堆积场,里面装满了不同采摘时间收集的鲜食玉米样本。

何时进行收割?加工方法又是如何?又该如何进行保存?为了探寻这些问题的答案,实验室的设备日夜不停地高速运作。他们为了研究不同温度对新鲜玉米的水分、糖分、淀粉含量以及酶活性等指标的影响,连续忙碌了超过半个月的时间,每隔四小时便对样品进行一次指标检测,晚上更是选择留在实验室过夜。刘景圣这样说道。

通过对比分析一张张曲线图以及一系列详尽的数据,刘景圣及其团队逐步掌握了鲜食玉米在营养成分和质地方面的变化规律,并对其对食用口感的影响有了深入认识,最终确定了不同品种玉米的最佳采摘时机。

理论作为基础,我们还需攻克加工难关。采摘下来的鲜食玉米,其营养价值和口感在短时间内会发生显著变化,因此,加工和包装的过程实际上是一场与时间的竞争。刘景圣如此阐述。

昔日,为了抓紧时间,生产车间多选址于田野周边,然而这导致生产成本上升、规模拓展受限,同时自动化程度不高,产品质量亦难以得到保证。自2000年始,刘景圣立志解决从采摘到加工、保鲜的整个产业链难题。他担任国家863计划“玉米绿色供应链关键技术创新与装备研制”项目的负责人,并指导团队研发了“鲜食玉米全程标准化智能控制技术体系”。借助信息化手段,该体系对鲜食玉米的品种、产地、加工等关键信息进行了全面的质量控制和安全性追溯,从而有效推动了鲜食玉米产业的快速发展。

针对鲜食玉米在保持营养与口感方面的挑战,刘景圣领导的研究团队开创了“适宜时机与温度采摘加产地预冷”的新技术,挑选恰当的时刻和温度收获鲜食玉米,并在收获后立即实施预冷作业,成功将鲜食玉米的加工时间从原先的6小时延长至15小时;他们还打破了传统的加工模式,在加工设备研发上投入了大量精力,推动了鲜食玉米产业链的发展;他们开发了果穗智能分级系统,每小时能够筛选出8000穗鲜食玉米,准确率高达95%以上;他们还研制了全水循环熟化灭菌设备,这不仅提高了生产效率21%,还减少了23%的能源消耗……基于在鲜食玉米研究领域取得的显著成就,刘景圣负责的“玉米绿色供应链关键技术研究与产业化应用”项目荣获2014年吉林省科技进步奖一等奖。

从副产品到健康品

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深入研究玉米深加工技术的创新,同时将加工过程中产生的副产品转变为功能食品中的有益成分。

玉米加工业以其宽敞的加工空间、完整的产业链条以及多样化的产品种类为显著特征,其加工所得或副产品亦蕴含着较高的经济价值。刘景圣对玉米精深加工的发展前景充满信心,他决定深入挖掘玉米的潜在价值。

2012年,刘景圣着手进行玉米蛋白质及淀粉分子的修饰与自组装技术探索,以及玉米粉质构重组技术的研发,从微观层面深入剖析玉米,为玉米转化为多种不同食品开辟了更多可能性;通过运用低场强核磁共振、多角度激光散射等先进技术,成功研发了包括半干法制粉、微波辅助生物修饰在内的7套关键设备。近年来,已成功建设了7条年产量达万吨的玉米主食生产线。

玉米主食化的推进对精深加工领域至关重要,而制粉技术长期以来却是一道难以跨越的关卡。其难以形成团块、口感不尽如人意等问题亟待解决。2016年的严冬,在经历了一次次试验的挫折后,刘景圣回想起自己在攻读博士学位期间对食用菌的研究,灵感迸发,他决定将原料的前处理技术融入玉米制粉流程中,以此实现不同粒径颗粒的混合,从而显著提升玉米的食用品质。

凭借“玉米精深加工关键技术创新与应用”这一成果,刘景圣荣获了2019年度的国家科技进步奖二等奖,这一荣誉不仅为他个人带来了荣誉,更为我国玉米主食的工业化发展奠定了坚实的理论基础和技术保障。

在相当长的一段时间里,玉米加工后的副产品常被当作废弃物对待。回溯至2002年,刘景圣目睹了玉米精深加工过程中产生的大量副产品,萌生了将之转化为宝贵资源的念头,并着手深入探索玉米副产品的潜在价值。

粮食加工过程中产生的副产品富含蛋白质、膳食纤维、油脂、多酚以及多种维生素等有益成分。若能将这些副产品高效地转化为功能食品中的关键成分,它们便有望成为制作健康食品和保健食品的重要原料。沿着这一思路,刘景圣率领团队成功攻克了功能因子的高效制备技术难关,将玉米黄粉、麸皮等加工环节的副产品转化为活性蛋白、活性多糖等高价值的功能性成分,并使其成为功能食品的核心营养成分。通过精深加工和副产品的高效利用,极大地拓展了产业链的深度,让每一粒玉米都能实现其最大的价值潜力。刘景圣正为此目标持续不懈地奋斗着。

一粒玉米,贯穿刘景圣的一生。从青涩到苍老,他心中所牵挂的唯有玉米,所思所想都是如何通过科研攻关来确保粮食安全。“作为农业科技工作者,我们必须时刻关注田间地头的实际需求,让科技成果真正植根于泥土,为农民带来福祉。”刘景圣这样说道。

《 人民日报 》( 2025年05月29日 06 版)

 
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