吉林農業大學教授劉景聖潛心玉米保質減損和精深加工研究——
做好一穗玉米的“后半篇文章”(講述·弘揚科學家精神)

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劉景聖在田間查看玉米長勢。 |
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劉景聖(左三)在指導學生開展科學研究。 |
人物小傳
劉景聖,1964年10月生,吉林集安人,吉林農業大學原副校長、博士生導師,小麥和玉米深加工國家工程研究中心主任。他主攻玉米採后問題研究,作為負責人,帶領團隊榮獲科技部創新人才推進計劃重點領域創新團隊、“全國高校黃大年式教師團隊”。他曾獲全國創新爭先獎、1項國家科技進步獎二等獎、6項省部級科技進步獎一等獎。
一穗玉米,除了直接烹飪,還能怎麼吃?
重組米、沖調粥、玉米須茶、多谷物主食專用粉……走進吉林農業大學食品科學與工程學院的實驗室,一個個以玉米為主要原料的食品加工產品引人注目。致力於讓玉米走上更多人的餐桌,吉林農業大學教授劉景聖和玉米打了一輩子交道。
保質減損、鮮食玉米加工、玉米主食化……劉景聖的研究始終聚焦玉米採后的問題。“努力做好玉米的‘后半篇文章’,讓好收成有好儲存,讓好玉米變好食品,讓玉米發揮更大價值。”劉景聖這樣形容自己的工作。
從好收成到好儲存
研究玉米採后品質變化規律,瞄准玉米採后干燥、儲藏等技術瓶頸開展攻關
“農民辛辛苦苦種一年糧食,卻在採后因儲存、加工不當造成損耗,有的甚至發霉變質。這不僅困擾產業發展,也給糧食安全造成隱患。”自幼在農村長大的劉景聖,十分關注玉米採后損耗的問題。
“過去,收回的玉米大多直接扔在地上,變成‘地趴糧’,容易生霉變質。現在,很多農民家裡立起了苞米樓子,用來儲糧。”在一次次調研中,劉景聖發現,儲糧方式雖然有了變化,但糧食損耗、品質下降的問題依然存在。
“減損就是增產。”2005年起,劉景聖下決心弄清玉米採后品質變化的規律,為保質減損提供理論支持。
鑽田野、入糧庫,劉景聖團隊在東北地區多個玉米主產區進行採樣。他發現,不同地區採集的樣品,雖然能反映一定的變化趨勢,但因品種、地域、種植方式等因素不同,數據存在一定差異。
於是,劉景聖團隊建起試驗田,選育特定品種,從埋下種子開始,精耕細作,追蹤玉米完整生育期。秋收時節,團隊每隔兩天採收一批樣本,在田野和實驗室一趟趟往返。
“單程就是倆小時,晝出夜歸是常態。回來后還得先烘干,再做實驗分析,每年秋收都沒閑過。”經過12年反復試驗,劉景聖捕捉到玉米呼吸代謝的細微變化,從降水控酶上找到保質減損的突破口。
東北玉米多屬於秋糧晚熟品種,採收時,雖然形態已經成熟,但還未達到生理上的完全成熟,需要進行較長時間的后熟作用。“在此過程中,玉米籽粒仍在呼吸代謝,從而造成重量的損失。”劉景聖說,“近年來冬季氣溫升高,收獲后的玉米籽粒因含水量較高,呼吸代謝旺盛,有害微生物繁殖加快,造成‘量’‘質’雙降。因此,及時烘干、科學儲存很關鍵。”找到方向后,劉景聖帶領團隊瞄准玉米採后干燥與儲藏環節的技術瓶頸開展攻關。
研發“微波輔助熱風勻化脫水干燥技術”,將干燥時間縮短兩小時、能耗降低16.4%﹔開發智能糧倉與多參數糧情監控平台,實現溫、濕度可視化精准管理,使原糧損失率降低3.9%﹔研發農戶專用組合式簡易儲糧倉,使應用地區糧食損耗平均減少6.1%……從理論支持到技術應用,劉景聖不斷優化儲糧技術,有效降低了玉米的損失和消耗。
從好玉米到好食品
攻克採收、加工、保鮮全鏈條難題,研發鮮食玉米全程標准化智能控制技術體系
撕開包裝,嘗一段鮮食玉米,口感鮮甜軟糯。如今,開袋即食的鮮食玉米,已走上百姓餐桌。鮮食玉米的“鮮”,凝結著科研人員的智慧。
“鮮食玉米很‘嬌貴’。採早了太嫩,營養成分不足﹔採晚了太硬,口感不佳。”2000年起,劉景聖將目光聚焦鮮食玉米,連續幾年,每到秋收,劉景聖的實驗室裡總是堆滿了採樣袋,裝著不同時間採摘的鮮食玉米樣品。
什麼時間採收?如何加工?怎樣保存?為了找到答案,實驗室的儀器經常不分晝夜地高速運轉。“為了搞清楚不同溫度下鮮食玉米水分、糖和澱粉、酶活性等指標變化情況,團隊曾連續忙了半個多月,每隔4小時測一次樣品指標,晚上也不回家,就住在實驗室。”劉景聖說。
在一張張折線圖、一組組詳細數據的對照下,劉景聖和團隊逐漸了解鮮食玉米營養品質變化、質構變化對食用品質的影響,找到了不同品種的最佳採收時間。
有了理論支撐,還要解決加工問題。“鮮食玉米採摘后,營養和風味短時間內會發生較大變化,加工包裝就是與時間賽跑。”劉景聖說。
過去,為了搶時間,車間往往建在農田附近,不僅生產成本高、規模擴張難,而且自動化水平低,品質也難以保障。2000年起,劉景聖決心攻克採收、加工、保鮮全鏈條難題,主持國家863計劃“玉米綠色供應鏈關鍵技術創新與裝備研制”項目,帶領團隊創新研發“鮮食玉米全程標准化智能控制技術體系”,利用信息化技術,對鮮食玉米的品種、產地、加工等信息實現全程質量控制和安全可追溯,助推鮮食玉米產業步入發展快車道。
瞄准鮮食玉米的營養和風味保持問題,劉景聖帶領團隊首創“適時擇溫採收+產地預冷”技術,選擇合適的時間和溫度採摘鮮食玉米,並在採后迅速進行預冷處理,將鮮食玉米加工時限從6小時延長至15小時﹔突破原有加工模式,在加工裝備研制上下苦功,助力鮮食玉米產業鏈建設﹔研發果穗智能分級系統,每小時可分選8000穗鮮食玉米,准確率超95%﹔研制全水循環熟化滅菌裝備,不僅使生產效率提升21%,還可降低23%的能耗……憑借在鮮食玉米研究上的突破,劉景聖主持的“玉米綠色供應鏈關鍵技術研究與產業化應用”獲2014年吉林省科技進步獎一等獎。
從副產品到健康品
鑽研玉米精深加工技術創新,並將加工副產物轉化為功能食品中的有效成分
“空間大、產業鏈長、產品豐富是玉米加工業的特點,玉米的加工品或副產品具有較高的附加值。”劉景聖看好玉米精深加工的前景,決定更進一步挖掘玉米的價值。
2012年,劉景聖開展玉米蛋白質和澱粉分子修飾和分子自組裝技術研究、玉米粉質構重組技術研究,從微觀角度研究玉米,為玉米“變身”成多種不同食物提供了更多可能﹔應用低場強核磁共振、多角度激光散射等技術,研發出半干法制粉、微波輔助生物修飾等7套核心裝備。近年來,已建成7條萬噸級玉米主食生產線。
“玉米主食化是精加工的重要方向,制粉工藝一直是一個難以突破的瓶頸,不易成團、口感不佳,都是需要解決的問題。”2016年寒冬,歷經一次次試驗失敗之后,劉景聖想起讀博期間對食用菌的研究,靈光閃現,決定將原料預處理工藝引入玉米制粉工藝,實現不同粗細度的顆粒組合,進一步提高食用品質。
憑借“玉米精深加工關鍵技術創新與應用”成果,劉景聖獲得2019年度國家科技進步獎二等獎,為我國玉米主食工業化發展提供堅實的理論和技術支撐。
很長一段時間內,玉米加工副產物曾被視為“廢料”。早在2002年,看著玉米精深加工中產生的大量副產物,劉景聖有了“變廢為寶”的想法,進一步挖掘玉米副產物的價值。
“糧食加工副產物中含有豐富的蛋白質、膳食纖維、油脂、多酚和維生素等可利用組分,若把加工副產物高效轉化為功能食品中起作用的成分,就能使其成為健康食品和保健食品的原配料。”沿著這個思路,劉景聖帶領團隊突破功能因子高效制備技術,將玉米黃粉、麩皮等加工過程中的副產物轉化成活性蛋白、活性多糖等高附加值功能成分,使其成為功能食品中的營養成分。“精深加工和副產物高效利用,充分延伸產業鏈,讓每一穗玉米發揮更大價值。”劉景聖朝著這一目標不懈努力。
一穗玉米,一生科研。從青絲到白發,劉景聖心裡想著的始終是玉米,惦記的是以科研攻關為糧食安全提供保障。“農業科技工作者要時刻關注田間地頭的需求,讓技術扎根泥土、造福農民。”劉景聖說。
《 人民日報 》( 2025年05月29日 06 版)
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