中国农业大学研究员兰义宾:在葡萄酒科研领域践行 “顶天立地”
发布日期:
2025-09-01 10:07:36
来 源:
食品界杂志
作者:
陈之秀 张睿梅
  兰义宾博士是中国农业大学研究员、博士生导师,专注于葡萄酒风味化学和酿造技术研究。他秉持“顶天立地”的科研理念,既注重基础理论研究以提升学术影响力,又紧扣产业需求解决“卡脖子”问题。在“顶天”方面,他通过追踪前沿动态、结合个人兴趣与热点(如组学技术、人工智能),开展葡萄特征香气形成机制等研究,发表多篇SCI论文,并强调科研独立性、跨学科合作及学术影响力的构建。在“立地”方面,他扎根产业,与多家企业合作,揭示关键香气物质形成机制,创制核心酿造装备,开发智能化混酿技术,成果在宁夏、新疆等产区应用,助力提升国产葡萄酒品质与竞争力,获57项国内外大奖。他提出未来五大研究方向:优良高抗葡萄品种选育、优良酿酒微生物选育、葡萄酒智能化酿造、关键装备创制及新型产品研发。同时,他强调科研素质培养,包括恪守学术规范、批判性思维、使命感及独立研究、跨学科融合等能力。面对AI趋势,他规划了智能加工控制、风味设计及精准营养递送等未来研究,致力于推动食品科学高质量发展。兰义宾主持20余项项目,发表百余篇论文,获多项荣誉与资质,为中国葡萄酒产业贡献重要科技力量。
  在对兰义宾的采访过程中,听到他谈得最多的就是“顶天”与“立地”这四个字。他解释说:“所谓‘顶天’,就是要求我们紧盯国际科技前沿,在基础研究领域突破创新,在‘从0到1’的原始创新中勇攀高峰;所谓‘立地’,则强调扎根产业需求,要注重‘产业嗅觉’的培养,把握产业的迫切需求。”这是他在几十年的学习和研究过程中得出的深切体会,也是他把理论与实践紧密结合的行动指南。

  在科研工作中,他总要综合考虑“顶天”与“立地”两个方面。由于他们研究的葡萄与葡萄酒属于应用性非常强的学科方向,所以他尤其聚焦“立地”方面:一方面,通过开展葡萄酒化学与酿造领域的基础理论研究,提高自身的学术影响力;另一方面,紧扣产业需求,持续攻关葡萄酒酿造的新技术,破解制约葡萄酒产业发展的“卡脖子”问题,提升自身的行业影响力。

顶天:勇攀科研高峰

  2008年,兰义宾本科就读于天津大学化工学院食品科学与工程专业。专业实习期间,他参观了天津王朝葡萄酒、海河乳业、益海嘉里等食品领域的龙头企业,深刻理解了食品行业是我国民生的重要支柱产业,对粮食供给、食品安全以及生命健康等方面具有重要作用。特别是在此期间,他了解到葡萄酒是“科学与文化”碰撞的美好产物,从此对葡萄酒专业产生了浓厚的兴趣。

  科研独立性不是在真空中产生的,而是在解决实际问题、接受同行评议的过程中逐渐淬炼出来的专业自信。要建设科研的自主权和信心,首先要积累扎实的专业知识、掌握关键的技术手段,这将有助于培养独立自主的科研风格,独立自主地设计和实施实验方案,独立地分析与讨论实验结果,对于导师、同行专家的建议或意见也能够客观地、批判性地吸收。其次,在博士及博士后学习期间,他积极参与科研项目的申报、实施及验收等全过程。他认为,这是独立自主开展科学研究的第一步,也是最为关键的一步;参与科研项目的经历能够使自己独立开展工作后,尽快地熟悉、适应真实的科研工作环境。第三,要突破舒适区,主动参与跨团队的交流合作。因为大部分的科研工作都需要多部门、多学科的交叉协作,所以要尽早在现有科学研究中积极与其他学科的科研工作者进行广泛的交流合作,培养联合攻关的能力。第四,在学习期间,他积极争取在学术会议、学术沙龙等学术交流上作报告,以及担任期刊审稿人等工作,以培养学术影响力,逐渐建立学术话语权。

  在平衡学术热点与个人兴趣方面,兰义宾采用了“双螺旋”策略:一方面,保持对葡萄与葡萄酒领域前沿的动态追踪,每周固定时间浏览TOP期刊最新成果,同时通过学术社交网络(如 ResearchGate)、国内外学术会议与同行保持交流学习;另一方面,建立“兴趣—热点”匹配机制,如将个人长期关注的酿酒葡萄风味品质形成机制研究与当前热门的组学技术相结合。他率领团队发表的多篇关于葡萄特征香气物质形成分子机制的SCI论文,正是这种结合的产物。兰义宾始终认为,有价值的科研不是盲目追逐热点,而是用前沿方法解决自己专业领域的核心问题——就像人工智能与葡萄酒风味化学结合,构建了消费驱动的个性风格葡萄酒风味精准设计与靶向酿造技术,能够实现不同风格葡萄酒的快速、稳定生产。

  目前,他的研究工作主要聚焦在葡萄酒风味化学和酿造领域,包括:(1)葡萄酒风味化学和感官科学;(2)酿酒葡萄果实风味品质形成机制;(3)葡萄酒品质定向酿造的基础理论及新技术研发与推广应用。

  兰义宾的研究工作并非一帆风顺,曾经遇到一次又一次的困难与挫折。但他始终认为,要把遇到的困难当成对自己的磨砺去对待,相信“办法总比困难多”,只有具备非凡的勇气才能破解当下困局,在困难中逐渐成长。所以,他会及时调整心态,冷静思考,制定解决方案,并高效执行。

兰义宾认为,葡萄酒化学与酿造领域必须聚焦在以下几个方面:

  第一,优良高抗酿酒葡萄品种的选育。为了酿造我国不同产区差异化风格的葡萄酒产品,选育优良高抗的酿酒品种是破解产业问题的关键。因此,可以利用智能化分子育种技术、CRISPR基因编辑技术等,开展抗旱、抗病等抗性性状和品质性状的定向改良,加速优良酿酒葡萄品种的选育,突破我国酿酒葡萄品种全部依赖进口的“卡脖子”问题。

  第二,优良酿酒微生物的选育。在构建我国本土酿酒微生物资源库的基础上,利用新技术推动酿酒酵母和非酵母菌株的精准改良。例如,选育耐高糖/高酸环境的特种酵母,选育产花香、产果香的优良菌种(如β-葡萄糖苷酶活性提升),以满足不同类型、不同风格葡萄酒发酵的需求。

  第三,葡萄酒智能化酿造。利用大数据、人工智能以及物联网技术全方位赋能葡萄酒酿造全过程,如开发基于多光谱传感器的葡萄成熟度实时监测系统,研发葡萄酒发酵过程的监测与辅助决策系统,以及基于区块链技术的葡萄酒产品全流程追溯等。

  第四,葡萄酒生产关键装备的创制。从原料采收、发酵、陈酿到灌装的酿造全过程,创制橡木桶替代陈酿装备、微氧化装备、低温真空蒸馏等关键装备,以及创建适配中国产区葡萄原料质量分级系统、智能化混酿平台等智能酿造软件系统。

  第五,葡萄酒新型产品的研发。我国葡萄酒消费市场瞬息万变,未来健康导向和消费场景分化将驱动产品创新。例如,低醇/脱醇葡萄酒(酒精含量<0.5%)、功能性葡萄酒,或者是即饮型果香葡萄酒饮料等。

  根据自己的研究经验,兰义宾认为,应该加强的科研素质包括以下三个方面:(1)恪守学术规范,杜绝数据造假与剽窃,坚守科技伦理底线,维护科研公信力;(2)培养批判性思维与创新精神?,质疑现有结论,设计突破性实验,避免“扎堆热门课题”,结合自身优势探索特色研究方向;(3)要有使命感与担当意识?,服务国家战略需求(如解决“卡脖子”技术难题),平衡个人发展与国家需要。在科研能力方面,第一要具备独立研究能力?,设计严谨实验方案、高效管理文献、精准分析数据;第二是跨学科融合能力,掌握交叉领域知识,跟踪前沿动态;第三是团队协作能力?,沟通研究思路、整合多领域资源,助力重大项目攻关;第四是持续学习能力?,快速吸收新方法,更新知识结构;第五是成果转化能力?,衔接科研与产业需求,推动技术落地。

  兰义宾建议,青年科研工作者要设立清晰明确的目标,制定长远的研究规划,避免“短平快”陷阱,深耕关键领域。同时,还要注意科学家精神的培养,耐得住寂寞,攻克难题,追求极致精度。更重要的是,要保持情绪稳定,建立抗压机制。

立地:扎根产业需求

  在加拿大布鲁克大学从事博士后研究期间,兰义宾深刻感受到国内外食品科学教育的差异:国内教育侧重理论体系的构建,这样做的好处是学生的理论知识掌握得比较扎实,但解决实际问题的能力不足;而国外更注重实践与产业结合,如直接参与酒庄的酿造过程,将实验室数据与生产工艺紧密结合。他印象最深的是国外“问题导向”型的教学方式——教授会带着产业界的实际问题走进课堂,让学生分组提出解决方案。这一点,使兰义宾受益匪浅。他在中国农业大学任教时就借鉴了这些经验,增加了校企联合培养项目,让学生更早接触实际生产;通过建立葡萄酒品鉴实验室等方式,让学生在实践中掌握理论知识。

  兰义宾始终秉持“产业需求导向”的创新法则,持续与葡萄酒及葡萄加工企业保持良好的产学研合作机制,将产业痛点转化为科学问题,精准把握创新的思路与途径。

  近五年来,兰义宾带领团队揭示了葡萄酒中“核果香”和“烟熏味”等关键香气的物质基础及其形成与调控机制;创制了连续塔式蒸馏器、低温真空蒸馏器以及精准控制发酵罐等优质葡萄酒生产关键装备;构建了基于风味预测的葡萄酒智能化混酿技术与应用平台,构建了个性风格优质葡萄酒定向酿造关键技术体系。通过建立教授工作站、科技小院和实习基地等“产学研用”模式,在我国宁夏、新疆、河北、山东、吉林、湖南等主要葡萄酒产区的10余家代表性企业进行转化应用(如宁夏志辉源石葡萄酒庄有限公司、中粮长城酒业有限公司和新疆尼雅葡萄酒有限公司),研发了志辉源石大源石和“山”系列以及天赋长城“3556”酒庄酒等系列优质葡萄酒产品,指导企业酿造的优质葡萄酒获国内外葡萄酒大赛大金奖、金奖57项,提升了国产葡萄酒的风味品质、市场竞争力与美誉度,科技助力中国葡萄酒 “当惊世界殊”,带动企业、农民增收。此外,利用他们的研究成果,为国家重大战略“宁夏国家葡萄及葡萄产业开放发展综合试验区”的建设提供技术服务,指导下沉式生态型葡萄酒产业园——张骞葡萄郡项目和宁夏贺兰山东麓葡萄酒产业技术协同创新中心的建设,为黄河滩区治理、生态修护与葡萄酒产业发展融合的重大项目提供技术支持。

  截止目前,兰义宾在中国农业大学任教并专注于葡萄酒风味化学和酿造技术研究。选择这个领域源于他对葡萄酒文化的热爱以及导师团队的深刻影响。他在研究中发现,通过科学手段解析葡萄酒风味形成机制,不仅能满足消费者对高品质葡萄酒的需求,更能推动整个行业发展。

  这些年来,兰义宾主持了20余项科研项目,发表了百余篇论文,就是希望能为提升中国葡萄酒品质贡献一份力量。每当看到研究成果能实际应用于产业,都让他更加坚定了在这个领域深耕的决心。

  面对人工智能与大数据迅猛发展的趋势,兰义宾敏锐地意识到它将引发食品科学领域的“智能革命”,极大地促进食品产业的高质量发展。由此,他已确定了未来的研究方向:

  第一,智能加工控制系统的自主决策研究。聚焦食品制造过程中的多源数据融合与实时优化算法开发,通过集成物联网传感网络与数字孪生技术,构建具备自学习能力的生产控制系统。研究目标在于突破传统PID控制的局限性,实现食品加工关键工艺参数的动态闭环调节,最终建立能耗最优且品质稳定的无人化生产线。

  第二,分子感官组学驱动的风味设计研究。基于风味化学数据库与受体相互作用模型,开发可量化描述感官特性的计算平台。重点研究呈味分子构效关系预测、多组分协同效应模拟及消费者偏好映射算法,旨在建立从分子结构到主观体验的数字化设计路径,取代依赖试错的传统风味开发模式。他们团队自主研发的“消费驱动的个性风格葡萄酒风味精准设计与靶向酿造技术”就属于这个领域,目前已在行业广泛应用,受到国家葡萄产业技术体系、行业协会以及葡萄酒企业的广泛认可。

  第三,时空精准营养递送系统研究。探索营养素在消化道的靶向释放机制与个体代谢响应规律,整合生物可降解材料、微流控封装与生理信号监测技术。研究目标在于开发能根据人体实时需求动态调整释放速率、位点和组合的智能载体系统,实现从群体营养到个性化精准干预的跨越。

人物简介:

  兰义宾,博士,中国农业大学研究员、博士生导师。他是国家葡萄产业技术体系岗位科学家、农业农村部葡萄酒加工重点实验室副主任等。曾在加拿大布鲁克大学开展博士后研究。他在中国多个专业协会中担任要职,如中国农学会葡萄分会副会长等,同时拥有国家一级品酒师、国家一级酿酒师等多项专业资质,是全国轻工技术能手(葡萄酒品酒师技能)。此外,他还是宁夏贺兰山东麓葡萄酒产业技术协同创新中心首席专家,国家乡村振兴丹凤县科技特派团葡萄酒产业组成员。他主要从事葡萄酒风味化学及酿造技术研究与教学,主讲本科生课程《葡萄酒感官品评实验》,参与多门课程讲授。近年来,他主持国家及省部级科研项目与企业横向课题20余项,在期刊发表论文100余篇,其中SCI收录69篇。授权专利或软著10件,参与出版专著、编著,制定团体标准,审定葡萄新品种。还荣获中国酒业协会科技进步一等奖等多项荣誉。 

文章摘自《食品界》杂志2025年 第八期 12-17页


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