能让果蔬“活”更久?海大这支学生团队找到了新路子!

青岛日报社/观海新闻10月15日讯 当天然高粱蛋白遇上纳米分散技术,果蔬行业的保鲜难题,被中国海洋大学食品科学与工程学院“纳”粒守鲜团队找到了破局方向。

从反复调试的保鲜液配方,到能自动均匀喷洒的智能样机,他们的“果蔬纳米靶向保鲜‘粱’方”项目用一套完整的可落地方案,在2026“共创未来”中美青年创客大赛的3200余件创新作品中脱颖而出,斩获主赛道一等奖和中美青年合作奖。

该团队由来自中美两国、三所高校、五个专业的5名研究生组成,中国海洋大学食品科学与工程学院硕士研究生黄奕凯担任项目负责人。一路走来,他们将实验室里的成果转化成了可复制应用的一线技术,打通了从“书架”走向“货架”的“最后一公里”。

从纳他霉素的“难溶”问题出发

项目名称中的“粱”,指向其使用的一种重要材料——高粱蛋白。

最早,作为指导老师的中国海洋大学食品科学与工程学院刘炳杰副教授向黄奕凯介绍了相关研究,他看到这套纳米分散体系既有科研价值,也有应用和转化潜力。中美青年创客大赛强调动手实践、跨学科合作和国际交流;项目已有研究基础,也有明确的应用场景,正适合拿到赛场上检验。于是,他们继续完善配方和工艺,推进应用验证与产业对接,并组建跨专业团队参赛。

为解决果蔬易腐问题,团队以天然高粱蛋白负载纳他霉素,使其在果蔬表面形成可降解的纳米防护膜,实现抑菌和缓释保鲜。但纳他霉素水溶性较差,直接使用容易析出并留下白色物质;高粱蛋白则帮助其稳定分散、均匀附着。

原理能够用几句话说明,稳定工艺却要靠一次次实验确定。蛋白材料、原料配比、溶剂用量、搅拌时间和温度的变化都可能影响结果。同一个配方第一次效果较好,第二次却可能出现沉淀,团队只能重新核对记录、逐项排查变量。

团队成员、食品科学与工程学院农产品保鲜加工与包装实验室的公民回忆,沉淀、稳定性不足和保鲜效果不理想等问题都反复出现。他说:“很多改进不是一次完成的,而是在反复比较中一点点确定下来的。”

“我们需要找到的不是一次成功的结果,而是一套能够稳定复现的工艺。”黄奕凯说。只有在相同条件下多次获得稳定结果,配方才有继续验证和应用的基础。

从一瓶保鲜液到一套应用方案

配方逐渐稳定后,团队面对的问题从“能不能制备”转向“怎样使用”。

实验室使用少量样品,实际生产面对的却是成批果蔬。怎样控制喷洒范围、保证膜层均匀,设备能否连续运行,都关系到技术能否走出实验室。

中国海洋大学工程学院海洋机电装备与技术研究室的机械工程专业硕士研究生王鹏加入项目后,负责喷洒样机的结构设计、电控元件选型、功能实现和设备调试。食品专业成员提出喷洒需求,王鹏将这些需求转化为机械结构和控制方案。样机工作时,传感器首先采集信号,控制器进行处理,再向执行机构发出指令,完成自动喷洒。

“如果只有一瓶保鲜液,评委和实际用户很难直观看到它如何落地。产业应用还需要解决怎么喷、喷得是否均匀、设备能否稳定运行等问题。”王鹏说。

比赛现场,团队将处理组和未处理组的果蔬进行对比,并通过实物、图片和视频展示喷洒过程、膜层均匀度及果蔬状态,让原本藏在实验数据中的变化可以被直接观察。

随着项目从配方研究进入设备开发和应用验证阶段,团队逐渐形成了明确分工。黄奕凯负责总体技术路线、研发计划、赛事和产业沟通及路演答辩,还要把实验数据转化为评委、企业和种植户能够理解的表达。公民参与实验和材料整理;王鹏负责机械样机;东南大学法学院的杨智骁负责知识产权、法律合规和综合材料,也参与项目网站、展示材料及人工智能工具的应用;来自美国佐治亚理工学院的Michael Chen负责英文表达、海外市场调研和沟通。Michael Chen在组队前,还收到另一支美国团队的邀请,最终仍选择加入黄奕凯所在团队,“项目构想和此前建立的信任,是我作出选择的重要原因。”

跨国合作首先要解决时差问题。Michael Chen与国内成员相隔12个小时,线上讨论只能安排在两边的早晨或晚上,通过微信完成对接。

刘炳杰副教授从材料选择、配方复配和工艺调整等方面为团队提供专业指导。每形成一个新的展示版本,团队都会请他查看。赛前,师生还围绕模拟答辩、路演流程和评委可能提出的问题反复推敲。

就这样,团队带着方案站上了答辩舞台。

从“可能出局”到站上领奖台

第一轮评审时,团队带着保鲜液、喷洒样机和处理前后的小番茄进入展位。

在第一轮桌前评审前,就有一名海外评委对番茄样品和项目产生兴趣,一边品尝,一边与成员交流,并表示愿意回去向自己的学生介绍。但在正式评审环节,现场交流没有预想中深入。离开展位后,大家一度认为项目可能无法晋级,开始互相安慰。

当晚,团队得到晋级通知,而第二天一早项目就要接受下一轮评审。他们连夜调整展示材料,梳理评委可能关注的技术、成本和应用问题,再把样机演示、实物对比、口头介绍和英文交流重新衔接起来。

第二轮比赛场地更大,评委人数也更多。团队在台上展示了他们研发的成套产品:高粱蛋白—纳他霉素纳米保鲜液和自动喷洒样机。保鲜液采用天然高粱蛋白,可以改善纳他霉素难溶、易析出的问题,并在果蔬表面形成可降解防护膜,实现靶向抑菌和缓释保鲜。样机借助传感器与控制系统完成自动喷洒,把实验室配方转化为可操作的应用方案。现场,样机顺利运行,评委重点观察了喷洒效果和膜层均匀度。

最终,团队获得主赛道一等奖和中美青年合作奖。

比赛结束了,研究远没有结束。不同果蔬需要重新调整配方和工艺,喷洒样机仍需完善,应用效果也要在更多场景中验证。黄奕凯直言,项目的成果仍有可以进步的空间。评委提出的家庭端小型保鲜产品,也为团队提供了新的思路:项目除面向种植、运输和商超环节外,也可以探索满足消费者购买果蔬后的家庭储存需求。(青岛日报/观海新闻记者 杨琪琪)

责任编辑:韩星

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