■张明平 吴奕
通常只能靠鼻子闻出来的气味，竟然能够很直观而又精确地用眼睛“看”出来。一套检测系统，不仅能够将水果按照品种、大小、颜色、形状等外形指标分拣出来，而且还可以按照糖度、酸度、嫩度、生理成熟度等内在指标进行品质的分级分等……在江苏大学食品/农产品无损检测技术研究中心实验室，笔者见识了这个听起来似乎是“天方夜谭”的神奇技术。
这项曾获2008年度国家技术发明奖二等奖的“食品、农产品品质无损检测新技术和融合技术的开发”项目，发明者就是江苏大学食品学院教授赵杰文。
无损检测，让农产品“论个卖，论颗卖”
“同样的红苹果，国产的每斤只卖到一块多，而国外按大小颜色分拣出来，就能卖上十倍的价钱！”赵杰文向笔者介绍，因为我国的农产品基本不经检测和分类直接上市，品质良莠不齐，无法按质论价，也不利于出口创汇，其贱卖的直接结果就是农民收入低。而在发达国家，食品、农产品的检测和分类很多已经自动化，根据不同的品质分级分等在超市里出售，可以使那些优质农产品卖出好价钱，有的甚至可以“论个卖、论颗卖”。
对此，赵杰文忧心忡忡，造成这种状况的关键就在于国内没有“无损检测”，国外农产品通过这项检测，基本不用挑选就可达到形状、颜色、口感几乎相同。而这类检测设备都是进口的，价格高、推广难。因此，研究快速、高效、精确的农产品品质检测技术，对推动农业的健康、持续发展，提高农产品交易价格等，具有十分重要的现实意义。
食品无损检测技术属现代食品检测技术、现代电子信息技术、人工智能与模式识别等技术交叉渗透的新领域，是国际上很热的一个研究领域，也是我们国家要着力发展的方向之一。
早在上世纪80年代，江苏大学农产品加工学科的专家们就开始了农产品无损检测的研究。1992年和1998年，赵杰文分别以高访学者和客座教授的身份赴日本三重大学、京都大学考察研究。两次赴日经历使他紧紧地把握住了农产品无损检测领域的国际前沿动态及最新技术的发展趋向。回国后，他迅速成立了专门研发农产品无损检测新技术的科研团队。
“所谓无损检测，顾名思义，就是在不破坏被检测对象的情况下，应用一定的检测技术和分析方法对其内在品质和外在品质加以测定，并按一定的标准对其作出评价的过程。”赵杰文介绍说。
在实验实践过程中，赵杰文和他的团队引入了信息科学领域中的高技术——融合技术，在传统的单一检测技术基础上，将计算机视觉、电子嗅觉和近红外光谱分析等多种检测信息有机融合，取得了一系列的创新成果。 2002年在国内第一个创新性地提出把多种技术一体化，以多维信息联用来克服单一技术不足这一新学术思想，同时获批我国有关食品、农产品无损检测领域的第一个国家“863”专项。
2008年度国家科学技术奖励大会，由江苏大学赵杰文、黄星奕、邹小波等完成的 “食品、农产品品质无损检测新技术和融合技术的开发”的项目获国家技术发明奖二等奖。该项目主要发明点有三个：发明了一种新的食品气味无损检测方法，开发的“农产品气味的图像化识别系统”是全球首台气味图像化识别系统，能够将食品气味转化为图像进行识别，使“闻”气味变为“看”气味；针对不同对象，解决了食品无损检测中信息的更全面获取问题，使检测指标更多，发明了国内外首创的视觉信息全面获取的苹果在线检测装置、多种指标全面获取的牛胴体等级检测装置以及外观、糖酸度、气味三种信息全面获取的水果检测装置等3台装置；在拓展应用对象方面，发明的计算机视觉软胶囊分选机、小型水果自动分选机，也均为国内外首创。
搞科研，要耐得住寂寞
在江苏大学校园里，流传着一段逸事—— 一位老教授，春节不在家看春晚，而是跑到安徽、山东的农村，在屠宰户家里看杀牛，并拍下上百张“牛的12到13截肋骨间断面肉纹”牛肉的照片。这一现代版“庖丁解牛”的主角，就是赵杰文。
“这些照片，正是检测牛肉品质的关键 ‘特征值’。”赵杰文说，该项技术的高难度，就在于要用软件识别各种农产品的“特征值”。譬如根据苹果的糖酸度和颜色确定其品质，根据鸡蛋的敲击声判断是否有裂缝等等，往往一个产品的检测需要找到数十个这样的“特征值”，而这些第一手数据则有赖于大量的基础性搜集工作。正是凭着这股“韧劲”，他们已经自主研发出醋胶囊、苹果、脐橙、鸡蛋等数十种农产品检测设备。其中在江西农大农场应用的一条脐橙检测线，一秒钟能自动分拣出5个相同大小、形状、品质的脐橙，效率和精确度是人工的20倍。
“有些科技问题，光凭嘴上说，是很枯燥的。这样吧，到我的实验室去，我用我们研发的设备给你演示演示，你就能够理解了。”赵杰文边介绍边把笔者领进了他的实验室。
笔者在现场看到，赵杰文和他的助手们先是将一些个头差不多大小的金橘和小西红柿混在一起放上了装着自动传输带的检测台，随着检测机器徐徐开启和传输带轻轻转动，不仅金橘和小西红柿被准确地区分开来并输送到不同的篮子里，而且个头大小不一、颜色深浅不同的金橘或者小西红柿也被分别分拣到了不同的篮子里。随后，赵杰文又将十余个苹果放在了另一张检测台上，随着机器的转动，不仅苹果的外形被与机器相连的电脑记录下来，而且反映其内在品质的糖度、酸度等指标也被记录在电脑上。在此之后，赵杰文和他的助手们还演示了鸡蛋有无裂痕，板栗、核桃有无内质损害等检测技术。
20年来，赵杰文的团队只专注一件事——农产品“无损检测”，致力让这一技术设备拥有自主知识产权。他20年如一日，主持过6项国家自然科学基金，获批发明专利28项，国家知识产权局在“中国发明及专利”中专题报道称“我国有关食品无损检测的发明专利中，近年来赵杰文教授申请的占了30%”，“相对于一些跟风的发明专利，他的专利涉及到无损检测的核心技术，是新技术、新方法的创新”。
赵杰文感慨地说，搞科研要耐得住寂寞。中国农民肯干、苦干、实干的精神，是科研人员最好的“导师”；黄土地提出的种种问题，也给科研人员拓展了无限的研究方向。
做人，比做学问更重要
赵杰文经常说：“我已经60多岁，荣誉对我来说不重要了，让你们年轻人去闯吧。” 一旦有什么荣誉，他大多选择回避。在已有的科研成果和荣誉面前，他始终强调成就是集体智慧的结晶，从不以学术权威自居，而是始终努力为年轻人才的成长成才创造各种条件。
“今后衡量自己贡献大小的一个重要指标就是发现并培养了多少年轻才俊”。赵杰文说。每年年末成果报奖及年初项目申报的这段时间，很多年轻老师都希望能得到赵杰文的指点。无论是本专业、本学科的教师，还是外专业、外学科的教师，赵杰文一视同仁，从不推辞，工作再忙也要抽出时间认真阅读材料，再约定时间面对面交流，就框架结构、学术观点、关键技术和创新思想等诚恳地谈出自己的看法。他总是谦虚地说：“这也是给了我一次学习的机会。”
在学生眼里，赵杰文慈祥仁爱，而又严谨正直，让他们既爱又怕。他经常告诫自己的学生：“做人比做学问更重要。”在一次课题研讨会上，一名研究生的试验结果用了“识别率大于90%”字样，此时，赵杰文马上制止学生的陈述，接连追问了他几个问题：“你试验到底用了多少样本？”“有没有做重复试验？”“为什么试验结果不提供一个具体的数值？”最后，赵杰文语重心长地告诉他的学生：“按理论我不怀疑你的实验结果，但是科研来不得半点马虎，该是多少就得是多少，这是对科学最起码的尊重，也是做人最基本的要求。”
每年都有年薪更丰厚的工作机会频频向这个科研团队“招手”，可是没有一位成员离开。“在这里可以接触当今世界最先进的无损检测技术，能踏踏实实干点事，投身于科研团队带来的快乐和内心的踏实是物质所不能给予的。”赵杰文的学生、2008年全国百篇优秀博士论文作者邹小波教授这样认为。
2005年，泰国清迈大学硕士毕业的孙龙，慕名报考江苏大学食品科学与工程学科博士研究生，师从赵杰文。赵杰文指导孙龙以“高光谱图像技术进行农产品内外品质的检测”作为论文选题——这属于农产品品质无损检测研究的国际最前沿领域。三年中，孙龙刻苦钻研，采用高光谱图像技术对苹果的糖酸度、硬度和损伤等进行了快速无损检测的研究，在国内属于首创。毕业时，在由7位博士生导师组成的答辩委员评审中，孙龙的论文全票通过答辩，并被评为优秀博士论文。“赵老师的言传身教让我终身受益。”谈起导师，如今已是泰国清迈大学教师的孙龙赞不绝口。
“岁老根弥坚，科兴业更精。”目前，赵杰文依然壮怀千里，行在路上，他和蔼而不失庄重，严谨而不忘亲和，为国家农业发展和科学研究事业继续奉献自己的热量。
学术名片：
赵杰文， 1945年出生，江苏苏州人，江苏大学食品学院教授。1967年毕业于镇江农业机械学院，先后获得工学硕士和博士学位。1992年及1998年，分别以高访学者和客座教授的身份在日本三重大学及日本京都大学开展合作研究。曾担任第四、第五届国务院学位委员会食品科学与工程学科评议组成员，获得中国农业工程科技发展贡献奖，被中国侨联、国务院侨办授予“中国归侨、侨眷先进个人”荣誉称号，享受国务院特殊津贴。国家精品课程“现代食品检测技术”负责人，江苏省高校教学名师奖获得者。
赵杰文主要从事食品、农产品品质快速无损检测研究，做出了开创性的研究工作，是我国食品工程界颇有影响的学者之一。该研究涉及食品、机械、光学、信息和应用数学等多学科交叉领域，属食品、农产品加工装备走向自动化、智能化的关键前沿技术。研究项目获国家技术发明奖二等奖、中国机械工业联合会中国机械工业科技进步奖一等奖、中国轻工业联合会中国轻工业科学技术发明奖一等奖、江苏省科技进步奖一等奖等。
《中国科学报》 (2012-07-31 B2 生物)
