發表時間:2023-12-21
_20231221084957A134.jpg)
“我國多年來提到糧食安全,在人們印象中一般指的是陸地食物。但海洋能給人類提供的食物是陸地的1000倍,海洋是人類的藍色糧倉。”“海洋食品絕非一個簡單的食物,它們含有豐富、獨特的營養功效成分,能夠保障人類健康。習近平總書記講要牢固樹立大食物觀,向海洋要熱量、要蛋白,全方位多途徑地開發食物資源、構建多元化食物供給體系。這是我們水產加工人的任務和目標”。
這是薛長湖在許多場合都會講到的話。無論是課堂上、接受采訪還是參加各種會議、發表文章,樹立和踐行大食物觀,啟蒙社會對海洋食品的認知,已經成了他的一種習慣。這份執著,基于他和團隊對水產加工技術的不斷研究與創新之上。
從1984年讀研究生時進行人造魚肉蛋白纖維紡絲工藝研究開始,薛長湖已在水產加工領域浸潤了40年。從低值海洋水產品的高效利用,到海洋水產品的高質化精深加工,從海藻到海參再到南極磷蝦,從海洋植物到海洋動物的利用與加工,40年間,他和團隊初步建立了大宗海洋生物資源精深加工的理論和技術體系;引領了我國水產品加工與貯藏工程學科的發展,提升了該學科在國際上的影響和地位;有效帶動了我國水產品加工行業整體水平的提升,為我國水產品加工業的快速發展做出了重大貢獻。
1998年9月,薛長湖在實驗室
“水是我的命運”
“水是我的命運”,這句帶有神秘主義色彩的話,用在薛長湖身上卻自然貼切。他的家鄉江蘇興化,地處江淮之間、蘇中里下河腹地,境內湖蕩棋布,河網稠密。這片水的世界孕育了杰出小說家施耐庵、文學家鄭板橋,南宋以降從這里走出的舉人、進士人數之多全國罕見。食于水,玩以水,行路亦靠水。薛長湖說,“水鄉長大的孩子,用不著學習游泳,幾個大孩子玩鬧,隨便抱起來一個就扔到河里,用不著專門學游泳就練成了水中好手。水是我的血液。”
這位離不開水的少年,考入了一所海邊的大學。1980年,15歲的薛長湖參加高考。因班主任講起山東海洋學院是個不錯的大學,他就在志愿表里填上了山東海洋學院水產品加工專業。拿到錄取通知書的時候,家里人都覺得有些莫名:腌咸魚的專業啊,一把刀一把鹽的事兒,還用得著上大學嗎?
對家人多少帶點失望語氣的話,薛長湖沒有理會,少年的心思在大海。他說,“小時候覺得很大的湖,在海的面前,不過是一粒小水滴。這種感覺很神奇,令我著迷”。
帶著對浩瀚海洋的神往,薛長湖從江南水鄉,來到了黃海之濱。到了大學,他的年齡小,沒什么太多其它想法,只想著好好學習。多年后,回憶自己在研究路上之所以能走得遠,薛長湖說是受益于本科時打下的化學基礎。學校的水產品加工專業開設了很多化學類課程,與化學系同上。第一學期期中考試,有機化學這門課薛長湖沒有及格,“這對我刺激很大,我向來很會考試,怎么也接受不了自己得個不及格。”他發奮努力,成績逐漸提升,期末考試,以96分高居年級第一。“我對有機化學很著迷,如果當年要考外校研究生的話,我會學化學”。聽到他這樣說時,不免令人感慨這是“化學的遺憾,食品的幸運”。
本科畢業后,薛長湖跟從陳修白先生攻讀研究生。陳先生是國內水產品加工工藝、加工設備及其綜合利用研究方面的奠基人之一,曾于1950年在青島主持設計了我國第一條魚肝油生產線,并負責在上海、廈門建立了魚肝油生產工廠和車間,為中國魚肝油加工工業奠定了基礎。薛長湖攻讀碩士學位期間,進行了人造魚肉蛋白纖維紡絲工藝的研究,博士期間主攻養殖對蝦和海捕對蝦的分析與比較。1990年,薛長湖研究生畢業,他是我國自主培養的第一位農學水產博士。
幾年的學術和實踐訓練,薛長湖在水產品加工的基礎理論研究、加工設備與綜合利用等方面,都有了比較扎實的功底。
留校工作后,他參加的第一個科研項目是山東省水產局項目——“鳀魚綜合利用”,從此開始了他的大宗低值海洋水產品高效利用技術研究之路。鳀魚是東海、黃海的魚種,蛋白質、魚油含量高,特別是魚油,含DHA、EPA等多種不飽和脂肪酸,是制作魚粉、保健品和藥品的優質原料。該項目的研發經歷,使薛長湖在海洋資源利用方面建立了系統性認知,也讓他確立了將研究與應用、成果與轉化緊密聯系的理念。
這個出走水鄉的少年,十年后,開始以魚蝦蟹等海洋生物資源的科學研究和綜合利用為事業,從此,未曾一刻離開過“水”,只是此水已從江河湖蕩變成了遼闊海洋。他將用一生回答:水產品加工,不是一把刀一把鹽的事兒。

薛長湖教授指導學生實驗(攝影:劉蒞)
筑夢藍色糧倉
海洋每年生產1350億噸有機物,在生態基本平衡情況下,可以提供30億噸水產品,可供300億人食用。單就生物量來說,海洋是巨大的寶庫。隨著科學研究的不斷深入,研究人員不斷發現:海洋生物帶有大量有益多糖;蛋白質氨基酸組成合理,人體必需的氨基酸占比高,也易消化吸收;富含ω-3多不飽和脂肪酸、磷脂等多種對人體健康有益的生物活性物質,海洋能滿足人類對優質蛋白的需求,提供給人類高品質的食物。
面對海洋這個巨大寶藏,水產加工何為?
在上世紀末,薛長湖曾有過一番深入思考。十年的科研經歷已經讓他對海洋有了較為豐富和深刻的理解,他對自己的科研道路也有了一個宏闊、立體的思路:綜合利用海洋生物資源,提高人民的健康水平。
“比如南極磷蝦,就是一個天然的蛋白質倉庫,生物量達10億噸,可捕撈1億噸。它含有8種人類必需的氨基酸,其氨基酸營養評分高于大豆、牛乳、牛肉,還含有多不飽和脂肪酸和磷脂等功效成分,綜合利用開發的價值是巨大的。”
一說起海洋生物資源,薛長湖是興奮的,那是一種來自對專業的熱烈信仰。
是的,信仰。理論上,海洋生物完全可以滿足人類的食物和營養需求。只是從大海到餐桌,營養會流失不少,如何保證能發揮其對人類健康的最大價值?顯然加工技術至關重要。
以“海洋—健康”為旨歸,高不飽和脂肪酸、多糖、類胡蘿卜素等海洋生物活性物質的發現、提取、利用就成為薛長湖最重要的工作,這是一條在當時就與眾不同的水產品加工之路。
1996年,薛長湖主筆完成了《現代生物工程分離提取技術在海洋生物資源開發上的應用》一文,這是國內比較早的對海洋生物資源的蛋白質、多肽、活性脂質、生物活性多糖等生物活性物質的分離提取進行系統性闡釋的文章。
相當長時間,他和團隊都在搭建海洋食品與人類健康之間的橋梁。他們重點開展了針對鳀魚、秘魯魷魚、海帶等低值大宗水產品資源及蝦蟹殼、魚皮等海洋水產品加工下腳料中的蛋白質、糖類及脂質高效利用的研究,成功完成多項技術創新,并進一步實現了成果的轉化應用,研發出多種產品推向市場。
在搭建這個橋梁時,薛長湖最為行業熟知的是海參精深加工技術。在十多年中,他和團隊對海參做了多方面的研究:不同海參多糖的化學組成分析比較、刺參中無機元素的聚類分析和主成分分析、刺參體壁和內臟營養成分比較分析、海參中總皂苷含量的測定方法、海參皂苷抑制血管新生作用、加熱溫度對海參質構特性及組織學變化的研究、海參膠原蛋白的提取及理化研究、海參營養液DNA快速提取及種類鑒定方法、海參最佳對流干燥溫度的研究、鮮活海參清洗工藝實驗研究……建構起了一個海參精深加工的技術體系。
聞名海參界的速發海參,就是薛長湖的發明。“海參產品的攜帶和食用方便性一直是困擾整個行業和市場的問題,我們也做了很多方面的探索。在跟薛長湖教授一次偶然的交流中,他提出了一種速發干海參的理念,既方便攜帶和保存,還可方便泡發,解決海參發制繁瑣的問題,我們一下就找準了方向。”獐子島集團總裁助理黃萬成回憶與薛長湖的合作時說。經過近兩年的努力,他們完成了速發干海參工藝研究和包裝設計,一般泡發時間需要4至5天的干海參,一天即可食,而且營養流失少。“一泡即發”的“參旅”系列速發干海參上市后獲得消費者的認可和喜愛,當年就實現銷售2500萬,產品一直暢銷。
目前,薛長湖團隊開發出的海洋生物相關產品種類豐富,酶制劑系列、海洋糖類系列、海洋脂類系列、海洋蛋白系列、海洋調味品系列。每個系列又有許多不同成分和形態的產品,如營養即食產品、海洋休閑食品、海洋大健康系列產品。2021年,他們研發的天然海鮮系列調味品一度是一家大型電商平臺的熱銷產品。
團隊還開發了海洋大米、海洋面條、海洋雞蛋——將海洋生物營養物質做成“大米”“面條”“雞蛋”。通過水產精深加工技術構筑的“海洋糧倉”已初現。
更令人震撼的是,團隊目前正在進行的“干細胞培養魚肉”研究,通過這項極具前瞻性的探索,未來不再需要大體量的水域,從車間的生物反應器中就可以源源不斷地生產出魚肉。
“我有一個夢想,就是人類越來越多的食物來自海洋”,薛長湖說,“海洋食品的重要性,如果人們過去、現在沒有認識到,未來一定會認識到。創新開發新型海洋功能食品,為國民健康保駕護航,是我做水產加工的宗旨。”
薛長湖教授指導海參加工(攝影:劉邦華)
構建海洋生物精深加工技術體系寶庫
在薛長湖眼里,海洋沒有無用之物。
在上世紀九十年代后期,他開始海洋生物硫酸多糖的研究。1999年發表了論文《海洋生物中的硫酸多糖》,分析了當時學界對海洋生物硫酸多糖的研究現狀和不足,指出今后研究思路應重視低分子量海洋生物硫酸多糖的結構和功能研究,提出應將海帶綜合利用,開發硫酸多糖藥物治療人類疾病等作為未來研究和技術發展方向等。之后他和團隊歷時幾年完成了“海帶綜合利用和開發”國家863項目。發表了多篇關于巖藻聚糖硫酸酯的分子結構與活性關系的論文,并對其開發利用做了全方位的研究——提取制備有機碘、巖藻聚糖硫酸酯及其低聚糖、膳食纖維、褐藻膠低聚糖及甘露醇,生產出食品添加劑、海藻生物肥、抗逆植物促生長劑、醫用藥劑、日用和醫用包裝材料等等綠色產品。
充分的利用、精深的技術、豐富的產品,海藻,在薛長湖團隊手中竟成為如此令人驚喜的寶藏。
面對每一個海洋生物,薛長湖和團隊的研究成果都堪稱一個完整技術“體系”——“海洋低值魚蛋白的擠壓組織化技術及其關鍵設備”“海帶綜合利用新技術的研究與開發”“低值海洋水產品高效利用技術研究與開發”“大宗海洋水產動物資源高效利用技術”……2010年,他們的“海洋水產蛋白、糖類及脂質資源高效利用關鍵技術研究與應用”獲得國家科學技術進步二等獎。
薛長湖及團隊開發的數十項技術猶如一個寶庫,這個寶庫又如一個暢游在海洋里的自由體,抽取的技術或單項或組合,就可讓海洋生物資源變為一種目標產品,最引人神往的是,隨著不斷的創新,寶庫也在不斷擴大。
在海參精深加工技術上,薛長湖投入的時間和精力最長、最多。我國海參產業發展快速,其中海水養殖仿刺參產值最高,年產量約20萬噸,全產業鏈總產值超千億元,但由于海參主要功效成分不清、加工技術裝備落后、加工過程功效成分流失嚴重、產品質量標準缺乏,制約了產業的健康持續發展。2004年在國家“863計劃”等項目資助下,薛長湖團隊開始解決海參精深加工的技術問題。歷經16年,團隊在海參功效成分解析、營養保持與精深加工關鍵技術及裝備研發、產品質量標準技術體系構建等方面取得了重大突破,突破了制約海參工業化加工的瓶頸,將我國海參產品手工作坊式的加工模式提升為機械化、標準化生產模式。構建了國際領先的海參營養保持與高質加工技術體系,建成國際首條機械化海參預處理生產線,海參系列加工技術成果行業利用率超50%,總體處于國際領先水平。2020年,薛長湖再獲國家級榮譽,團隊的“海參功效成分解析與精深加工關鍵技術及應用”項目獲得國家科學技術進步二等獎。
薛長湖團隊發表了很多關于海參的研究論文,成果總獲授權發明專利44件,制修訂國家及行業標準10項,發表論文256篇(SCI、EI收錄135篇),獲批保健食品文號2件,培養研究生100多名,培訓技術人員4000余人次。
為何追求技術的精深?他的回答是:為了產業發展。
進入到水產加工領域不久,薛長湖就意識到行業技術、管理的落后,嚴重影響著產業發展。早在20多年前,他就為水產加工行業快速健康發展鼓與呼,2002年執筆《我國水產品加工的現狀和未來》一文,提出要加強應用基礎研究和高科技產品的開發;加強質量管理的力度,建立、完善質量保證體系及有關法規條例,加快現代化國產水產加工機械的研制開發。2005年發表《我國水產品加工科技現存的問題與發展方向》一文,提出我國水產品加工應提高精深加工比例,利用高新技術成果,解決制約生產發展的關鍵技術,加快技術成果的產業化,加強質量和食品安全認證體系的建設。2016年他聯合國內幾家水產研究機構發表《水產養殖產品精制加工與質量安全發展戰略研究》一文,提出要強化源頭創新,研發配套關鍵技術,解決水產加工產業發展的瓶頸問題,要加強頂層設計,加強立法,保障水產品質量安全。
“薛老師對水產品價值的理解,對水產品加工未來發展方向的見解,是非常獨特,非常超前的。”提起薛長湖,中國水產有限公司副總經理張天舒很感慨地說,“他對行業的發展,有極強的責任感,每次開會講話或交流,都能強烈地感受到他對推動行業健康發展的迫切心情。”薛長湖團隊多年合作方、獐子島集團總裁助理黃萬成說,“薛教授有非常好的行業前瞻性和跨產業的視野,能快速抓住問題的本質,洞見問題的本源,同時又非常務實,能從行業的特點抓住技術細節,形成突破。”上世紀90年代末跟隨薛長湖讀博士的河北農業大學海洋學院劉紅英教授,已是河北省現代產業技術體系崗位科學家、河北省農業創新驛站-特色海產品養殖與精深加工創新驛站首席專家,對薛長湖很很重視產業發展的理念至今記憶深刻,“薛老師一開始就將自己定位在國家產業需要上,用高水平的原創成果引領產業的健康發展,這對我們的影響很大”。
“在干細胞培養魚肉的研究上,我們希望突破一些產業化關鍵技術瓶頸,創新集成具有行業標桿意義的細胞培養魚肉生產工藝,建設高品質產業化生產示范線,為‘未來食品’戰略規劃的順利發展提供重大關鍵技術支撐,同時建立和完善海洋魚肉、蝦肉干細胞培養肉的法規和標準,推動干細胞培養魚肉、蝦肉領域研發水平達到世界先進水平。”薛長湖此番話語,再一次為他“以精深的技術提升產業發展,保障糧食安全”的追求作了注腳。
2020年12月30日,青島海洋食品營養與健康創新研究院揭牌儀式舉行(攝影:劉邦華)
產學研融合哺育新工科教育
“產業!產業!產業!一定要跳出固有思維,要知道自己做的研究是要解決產業什么問題的。只在實驗室里悶頭思考是不行的,要下企業。要清楚地知道你的研究能解決產業的什么問題。”
這是在一個團隊項目申報討論會上,聽完成員的匯報后,薛長湖發言的第一句話。
能為產業做什么,怎樣做到,你能做的是否比別人做的技術更先進,使用這個技術提供的產品是否更健康。這是薛長湖思考的出發點,也是做事的目標。
早在科研起步階段,他就有一個認知:躺在實驗室里的專利,不是成果,成果需要完成從實驗室走向市場的轉變,這個轉變就是應用。
水產品加工的研究必須面向應用,與其說是薛長湖學習水產品加工專業的一種必然認知,不如說是他作為一名工科學者的使命自覺,他身上有一種獨特的氣質和魄力。在薛長湖的博士研究生夏松港眼中,“薛老師是一個具有開拓創新精神的科技工作者”。
2020年12月30日,青島海洋食品營養與健康創新研究院正式揭牌,薛長湖出任院長。這是學校與城陽區政府合作的一個海洋生物、海洋食品協同創新平臺,集功能實驗室、中試車間、企業聯合創新空間為一體。“研究院就是要解決科研到應用的中間環節問題。一項科研成果轉化成產品,可能要走兩萬五千里,通過研究院,我們希望把這個距離縮短為一萬里甚至更短。”薛長湖形象地說起研究院的作用。研究院擁有中國海洋大學食品科學與工程學院200多項專利的轉化委托,目前正與100多家企業進行成果落地的推進。現已孵化了8家企業,共同研發產品50余款,不少已經上市。薛長湖說,“我們已經邁出了第一步,完成了0到1,現在要做的是從1到10,從10到100,這樣才會形成效應,形成對一個行業乃至社會的進步強力而持續的影響。”基于研究院創新運行模式的成功,2023年,學校與泉州市政府合作,成立泉州海洋生物產業研究院,薛長湖兼任院長。預計2024年第一季度可正式掛牌,未來它將作為一個新引擎,為泉州乃至福建海洋生物產業的發展提供新的驅動力。
為企業答疑解惑、推動技術成果產業化,是薛長湖做的頻率最高的事。他有過在青島的研究院試運行兩年里接待1000多家企業的紀錄,雖然真正達成產業化合作的并不多,但他樂此不疲。他說,“為我們的成果找到合適的‘買家’,實現產業化,這是必須要做的事情,我沒想過辛苦這回事兒。只有充分產業化,水產品加工的企業、行業、學科才能得到快速發展。”
創新研究和產業化應用一個也不能少。這是薛長湖堅持的一個原則。對學生,他非常重視“學習—研究—應用”三者連通的思維培養,“我要做的就是培養能夠走出實驗室,實現技術轉化落地的人,能幫助企業解決問題,提升產業發展”,他說。
姜曉明是薛長湖團隊的青年教師,也是食品科學與工程學院2007級本科生,“本科上薛老師的專業課時,他就和我們講,要有產業思維。現在新工科倡導的理念,薛老師早就是個踐行者。他經常提到要思考產業真實的需求是什么,要解決的問題具體是什么,如何抓住問題的關鍵,圍繞這些內容去構建食品科學與工程專業新結構。他認為學生需要掌握技術發展現狀和趨勢,要時刻更新對行業的認知和知識儲備,以面對不斷更新的技術和工程方法。他會根據學生的興趣,創新設計課堂講授、實踐的內容。”黃萬成說,企業非常歡迎有薛教授這樣理念的人才,有理論基礎、熟悉產業、能夠解決產業實際問題。
侯鈺昆是薛長湖的在讀碩士研究生,本科就讀于內蒙古農業大學,從確認錄取為海大研究生起,就第一時間得到了老師的指導。“薛老師會根據我的興趣做培養規劃。還未入學時,就讓我去參與重要課題會議;入學后,讓我從事水產加工方面的研究;在我做課題過程中,會定期了解進度和問題,對于難點重點會耐心解釋、指導,這讓我的碩士課題進行得非常順利。”說起未來職業規劃,侯鈺昆信心滿滿,“繼續攻讀博士,畢業后做科研,為我國食品行業作貢獻。像薛老師那樣。”
夏松港說:“記得本科時薛老師在課堂上鼓勵大家要做個對國家對社會有用的食品人,做了研究才深深體會到這個‘有用’的深意”。他的博士生研究課題是《探究高水分組織蛋白的纖維調控機制》,在確定題目時,薛長湖就全面分析了該技術的難點和要解決的問題,讓他一下就有了清晰的認知,之后的研究就是朝著正確的方向展開。夏松港說,“從哪個角度切入研究,準確把握要解決的關鍵問題,這種思維方式令我受益匪淺”。
王玉明教授2005年從日本留學回國后加入薛長湖團隊,主要負責海洋食品功效成分的營養健康功效及作用機制研究,是一名從事基礎理論研究的科研工作者。“在薛老師的團隊中,我深深體會到科研成果轉化為生產力,為社會、產業服務的重要性,看到自己研究領域的基礎科研成果能夠在他的帶領下轉化成生產技術和產品、形成產業化的推廣,服務于‘健康中國’戰略,內心欣喜”,王玉明說,“感覺到實現了自己的真正價值,同時也更堅定了將基礎研究做好的責任感和信念”。
從學生和同事的話語中,不難感受到,薛長湖長期堅持的科研與產業密切結合的工科教育理念帶給大家的是對科研的自信和行業的熱情。薛長湖多年擔任學院院長,他的理念早已浸潤在師生日常的教學、科研與管理中,學院在工科教育上也走出了一條自主發展的特色道路——通過與地方政府共同設立新型研發機構,將地方需求與工程教育相結合,結合工程碩士/博士與產業化實踐,實現了工程教育產教融合的新生態。當國家提出以新工科建設驅動高等工程教育改革與發展時,食品科學與工程學院在薛長湖的帶領下,成為學校首批改革試點單位。
教育和科研的創新永無止境。這話之于薛長湖,又是貼合度極高。2022年,食品科學與工程學院遷入西海岸校區,擁有了全新的教學和科研平臺。薛長湖與學院領導層再次對學院作出了新的發展規劃:在堅持海洋食品特色基礎上,推動果蔬、乳品加工快速發展,強化農產品加工新方向,形成以海洋食品研究為龍頭牽引、其他門類研究依次遞進的梯隊式發展格局;夯實食品加工與制造、食品安全與品質控制、食品生物技術、食品營養與健康、食品保鮮與儲運五大方向在大食品領域的學科地位,探索與信息、工程、醫學等領域交叉融合、深度合作;構建“學院-重點實驗室-新型研發機構”協同發展、相互支撐的創新鏈條……
規劃如此清晰,前景并不遙遠,且令人充滿信心。“在十多年的學習和工作過程中,我深刻體會到了薛老師對食品學科發展的理念始終是引領性的,始終指引著我們努力的方向。”青年教師姜曉明的話,或許是大多數人的心聲。
經常目睹薛長湖不停歇地與企業對接卻始終精神飽滿的青島研究院工作人員許凱,將他這個狀態歸根為:有信仰。他堅信海洋食品對人類的意義,堅信藍色糧倉對國家的重要性,所以通向這個目標的一切過程都是有意義的。“薛老師經常以這個目標激發我們的斗志,讓大家在工作中始終充滿信心”。
我國現代海洋藥物研究的先驅管華詩院士,曾擔任薛長湖所在的本科班班主任。薛長湖至今記得自己在一個實驗上遇到困難,管老師給他解惑時說的一番話:急于求成,重結果輕過程,容易忘記為了什么而出發。如果一開始設定好實驗目的,是為了人們的美好生活而研究,一些方法和思路就能迎刃而解了;如果只是為了快速完成任務,做學術的思路就走歪了。
“為人們美好的生活而研究”,當時正在進行海洋藥物藻酸雙酯鈉(PSS)攻關的老師說的這句話,在不到20歲的薛長湖心里刻下了深深的烙印,在40年的科研道路上,他始終將之作為追求和信仰。
“隨著‘加快建設海洋強國’的提出,‘健康中國2030規劃綱要’亦發布,海洋水產品加工行業面臨著前所未有的發展機遇,我們要做的就是扎實行動,不斷發展這個行業,為人類的健康服務。”薛長湖如是說。
在青島海洋食品營養與健康創新研究院的展廳,尾廳墻上用大大的藍色字體書寫著:面向人民生命健康。
薛長湖,這位知行合一的教授、院長、科技工作者,以信仰和行動回應著國家和時代的召喚。
來源: 中國水產品