9月10日，国家主席习近平向国际粮食减损大会致贺信。习近平指出，粮食安全是事关人类生存的根本性问题，减少粮食损耗是保障粮食安全的重要途径。当前，新冠肺炎疫情全球蔓延，粮食安全面临挑战，世界各国应该加快行动，切实减少世界粮食损耗。

科学节粮减损中国在行动

近年来，中国围绕粮食损失与浪费进行了积极探索，主要是四方面的减损：设施减损、技术减损、防灾减损、制度减损。

现代食品加工业涵盖食品原料控制与储运、加工与转化、物流与消费等全产业链各环节，是与“三农”密切关联的国民经济战略性基础产业。为解决粮食收储运科技创新的技术瓶颈，保障我国粮食安全。科技部实施“十三五”国家重点研发计划“现代食品加工及粮食收储运技术与装备”重点专项在设施减损、技术减损方面取得一系列重大技术突破，实现粮食收储减损增效，保障粮食安全发挥重大作用，支撑现代食品工业快速健康和可持续发展。

浙江大学刘东红教授作为“食品工程化与智能化加工新技术装备开发研究”项目的负责人带领项目组开发了国内空白的大宗原料射频杀菌除虫（虫卵）关键技术，明确了射频对淀粉、蛋白质等食品组分的主要作用机制及其对食品营养与安全的影响，大幅提升食品安全水平和减少粮食损耗。

丰产减损找出痛点

我国是农业大国，国家统计局公布的数据显示，2020年我国粮食总产量达13390亿斤，比上年增加113亿斤，增长0.9%，产量连续6年保持在1.3万亿斤以上。但每年粮食霉变及虫害等损失近5000多万吨（损失约为粮食产量的10%）。

目前，国内外大宗粮食、干果以及低水分食品通常采用化学熏蒸的方法杀虫（菌）,处理后物料中不可避免存在化学残留,化学熏蒸气体的排放也对环境产生不良的影响。据了解，低剂量的60Coγ射线可杀灭微生物和虫卵,但电离辐照需要专门的辐射源,设备投资相对较大。并且放射线对人体有影响，电离辐照的灭酶效果也不好，辐照后某些物料的颜色和气味变化较大。

同时，低水分活度食品的微生物污染已开始成为新的食品安全问题。人们通常认为低水分活度食品是安全的，因为病原菌或致病菌在低水分活度的条件下不能生长。但近年来，发生多起由低水分活度食品中的病原菌引发的安全事件表明低水分活度食品存在较大安全隐患，其安全问题开始引起人们的关注。食源性致病菌虽然在低水分活度条件下不能生长，但可以存活数月至数年，因此即使污染量很小也会对人体健康产生很大的威胁。与中、高水分食品相比，干燥食品中的微生物耐热性更强，已有研究发现微生物耐热性随着水分活度的降低而增强，但是实际上它们的关系更为复杂。因此，目前传统的热杀菌方法不足以解决低水分活度食品的微生物污染问题。

目前低水分活度食品主要采用蒸汽灭菌，但其所需时间长，食品的色泽和风味等品质下降严重，且加热不均，靠近处理腔的部分受到的热处理程度更强，品质下降更严重。虽然已有人利用一些其它方法对低水分活度食品进行杀菌，如环氧乙烷熏蒸和辐照，但是环氧乙烷是一种致癌物质，其残留会对人体健康产生很大的威胁，而辐照技术还没有广泛被人们接受，在欧洲各国和日本等主要国际市场对辐照食品有抵触,控制十分严格。因此开展新型大宗粮食（食品）杀虫（菌）技术与装备研究意义重大。

技术攻关保障安全

目前，“粮食安全、丰产减损”一直是我国中央1号文件和农业战略部署的重要内容，射频技术是解决粮食及低水分食品的杀菌、杀虫，提升粮食与食品安全水平的理想手段。

据了解，西方发达国家已采用射频等先进绿色的加工、仓储技术与装备来应对粮食霉变、虫蚀损失。大功率射频技术与装备，涉及高功率雷达技术、重大医疗设备等关键应用领域，有关国家对其核心技术多年来采用封锁或半封锁的方式严格控制对华出口。目前大功率射频技术尤其是应用于农业领域，在装备、工艺方面目前还存在大功率射频发生、射频放大、射频传输及分配、射频防辐射、智能化与数字化等众多难点需要解决。

据刘东红教授介绍，此项目属于多学科交叉，研究团队由从事物理场杀菌的食品科学领域、从事微波加工与大分子研究的食品工程领域、从事电能质量控制、电力电子技术及智能控制领域、从事食品加工的食品化学等领域人员构成。项目成员在物联网工程、电子电器设计、物理场杀菌、食品化学、食品加工、食品大分子的结构和功能等方面的拥有丰富的知识和技术能力。项目组有着长期合作的基础和良好的系统开发经验，已联合开发完成了多个科技合作项目。在物理场杀菌-高压脉冲电场（PEF）设备设计了电场分布更为均匀的PEF关键部件，完成过多项直流高压电源、IGBT模块控制和嵌入式系统的开发项目，有着丰富的系统开发经验，成功开发了国内首台具有自主知识产权的中试规模的高压脉冲电场设备，处理量达到100L/h，场强达到70kV/cm；设计出电场分布合理、杀菌效率高、温度可控的PEF处理腔。目前已与美的冰箱、惠而浦冰箱、统一集团、国投中鲁果汁股份有限公司形成产学研深度合作，开发了最大的首套大型工业化（5~10t/h处理量）大功率智能化射频装备和最小的智能化射频装备，并开发全球首款射频智能冰箱（美的冰箱、康佳冰箱），直接转让经费超1000万元。

“本项目通过核心技术攻关，实现了智能化、数字化、连续式、大功率射频关键技术与装备突破，打破了国外对大功率射频发生、射频功率放大、电磁传输及反辐射保护、高频率精度与稳定性等关键技术的垄断，创建了以高稳定性真空管射频发生与放大装置及数字化控制技术为核心，并执行专家知识实现对特定农产品的专业化处理物理的新型装备与加工系统，以及基于磁场及电场理论的有限元分布分析技术设计射频电磁场传输及反辐射保护系统，开发出首套频率为27.12MHz、输出功率100KW、处理量2-5t/h的射频装备，并应用于粮食、低水分食品的杀虫杀菌。”刘东红教授介绍道。

目前，项目研发的射频设备已成功应用于金健米业股份有限公司、统一企业中国控股公司、黑马面粉有限责任公司、深圳新产业健康工程有限公司、新大泽螺旋藻有限公司、美的冰箱等企业，针对稻米、小麦、果蔬以及低水分功能配料大幅提升食品安全水平和减少粮食损耗，对国内相关企业的技术改造和产业结构调整起到示范和引领作用。

作者：本刊记者 杨平

来源：《中国农村科技》2021年第10期