健康食品创制及危害检测团队是河南工业大学粮油食品学院聚焦国家粮食安全与食品安全重大战略需求组建的高水平科研教学团队,深耕食品营养与安全交叉领域。团队由何保山教授担任学术带头人,汇聚了一批具有博士学位、年富力强、学术背景多元的中青年学者,形成了职称结构合理、研究方向互补、产学研深度融合的创新梯队。团队在食品安全快速检测、功能纳米材料研发、健康食品创制等方向取得了一系列具有国际影响力的学术成果和显著的产业应用价值,为我国粮油食品行业的高质量发展提供了重要的技术支撑和人才保障。
一、团队概况与核心成员
团队带头人何保山教授是河南省教育厅学术技术带头人、河南省高等学校青年骨干教师,入选全球前2%顶尖科学家年度科学影响力榜单和终身科学影响力排行榜单。他担任河南省食品科学技术学会理事、农产品食品检验员培训首席专家、河南省食品安全协会食品安全专家等学术兼职,同时受邀为 Analytical Chemistry、Biosensors and Bioelectronics等20余个国际顶级期刊审稿。何保山教授主持国家级、省部级课题20余项,在国际知名期刊发表论文150余篇,其中TOP期刊文章80余篇,被引2000余次,H因子26;授权国家发明专利26项,获河南省科学技术进步奖二等奖3项(主持1项)、河南省教育厅科技成果奖一等奖3项,以及国家级教学成果奖二等奖、河南省教学成果奖特等奖等多项教学奖励。
核心成员吴立根副教授,主要从事粮油食品营养学和主食工业化基础研究与新产品开发,主持和参与国家粮食公益项目、河南省重大公益性项目等多项,发表论文90余篇,授权国家发明专利10余项,获中国粮油学会科学技术奖二等奖、三等奖等多项奖励。
核心成员赵文红副教授,主要从事食品营养与加工品质研究,主持国家青年科学基金等国家级省部级项目5项,参编著作5部,获国家教学成果奖二等奖、河南省教学成果特等奖等奖励。
核心成员任文洁副教授,硕士生导师,主要从事小分子化合物免疫学检测、基因工程抗体构建与应用研究,主持国家自然科学基金青年基金等科研项目9项,发表SCI论文20余篇,申请专利6项,担任Foods期刊客座编辑及多个国际知名期刊审稿人。
核心成员索志光副教授,硕士生导师,粮油食品学院食品质量与安全系副主任,专注于荧光纳米材料制备、新型生物传感器构建及食品安全快速检测应用,主持国家自然科学基金青年基金、中国博士后基金面上项目、河南省重点研发与推广专项等8项,发表SCI论文30余篇(JCR一区10余篇),授权发明专利4件。
核心成员徐艺伟讲师,硕士生导师,研究方向为食品质量分析与检测技术、多模态光学检测技术及智能化设备研发,主持中国博士后科学基金、河南省自然科学青年基金等项目,发表SCI论文20余篇。
二、研究方向
(一)功能纳米复合材料与生物识别元件设计
新型纳米材料和生物识别元件是提升检测性能的核心。团队致力于设计合成具有高催化活性、高导电性、高生物相容性的功能纳米复合材料,包括MOF衍生物、纳米酶、贵金属纳米材料、碳基纳米材料等,并开发了基于纳米抗体、分裂适配体、DNA纳米结构的新型生物识别元件。团队合成的中空八面体PNPs/Pd-Cu2O纳米酶、PtPdCo介孔纳米酶,具有优异的过氧化物酶模拟活性,可显著放大检测信号;构建的DNA镊子、四面体DNA纳米结构、DNA步行器等动态纳米机器,实现了目标物的循环信号放大,大幅提升了检测灵敏度。同时,团队在基因工程抗体的筛选与改造方面取得重要进展,获得了多种针对小分子危害物的高亲和力纳米抗体,为免疫检测技术的发展奠定了基础。
(二)食品安全快速检测技术与生物传感器研发
针对粮油食品中真菌毒素、重金属、农药兽药残留、非法添加物等典型危害物,团队构建了基于抗原抗体、核酸适配体的高特异性生物识别体系,结合电化学、光学、免疫层析等检测技术,开发了一系列高灵敏、高选择性的快速检测方法。重点突破了单靶标高灵敏检测、多靶标同时检测、复杂基质抗干扰等关键技术,研发的黄曲霉毒素B1、呕吐毒素、赭曲霉毒素A等真菌毒素快速检测传感器,检测限达到纳克甚至皮克级别,显著优于传统检测方法。其中,开发的基于纳米抗体和复合纳米材料的荧光免疫层析试纸条,实现了复杂基质中黄曲霉毒素B1的现场快速半定量检测;构建的DNA“密码子”调控金纳米簇传感器,为真菌毒素的精准检测提供了全新的信号调控策略;研发的比色-电化学双模传感器,实现了有机磷农药、重金属等多种危害物的多模态交叉验证检测。
(三)食品营养组分评价与健康食品创制
在关注食品安全的同时,团队积极开展食品营养组分的结构表征、活性评价及健康食品创制研究。系统研究了全谷物的加工技术与营养品质变化规律,开发了系列营养谷物食品和功能性主食产品;深入解析了麦麸阿魏酰低聚糖酯等植物化学素的结构与抗氧化活性关系,揭示了其对高糖诱导肝细胞氧化损伤的保护机制,并开发了基于麦麸功能成分的低脂焙烤食品和降糖功能面粉。团队还开展了特殊人群健康食品的研发,为营养健康食品产业的发展提供了理论依据和技术支撑。
(四)现场在线检测装备与智能化技术
针对食品安全现场快速检测的迫切需求,团队将传感技术与微流控芯片、智能手机、人工智能等技术融合,开发了便携式、智能化的现场检测装备。研发的电化学-血糖仪-智能手机集成多模态生物传感器,实现了黄曲霉毒素B1的现场快速定量检测;开发的微流控纸基传感器,具有成本低、操作简便、无需大型仪器等优点,适合基层检测机构和食品企业现场使用。这些技术装备的研发,有效解决了传统检测方法周期长、成本高、依赖专业人员的痛点,为食品安全监管提供了有力的技术手段。
三、科研成果与学术贡献
在学术论文发表方面,团队累计在Food Chemistry、Analytical Chemistry、Chemical Engineering Journal、Biosensors and Bioelectronics、Sensors and Actuators B: Chemical 等国际知名期刊发表SCI论文200余篇,其中JCR一区论文140余篇,TOP期刊文章100余篇,单篇最高影响因子15.1,论文总被引次数超过5000余次。
在科研项目承担方面,团队先后获批国家级、省部级以上科研项目18项,其中国家自然科学基金项目5项、中国博士后科学基金项目3项、河南省重点研发与推广专项4项、河南省自然科学基金项目3项。这些项目围绕粮油食品安全检测和健康食品创制的关键科学问题开展深入研究,为团队的持续创新提供了坚实的经费保障。
在专利与成果转化方面,团队累计申请国家发明专利60余件,授权20余件,多项技术实现了产业转化。其中,“胶体金免疫层析试纸条快速检测黄曲霉毒素B1”等横向课题,成功将实验室技术转化为商业化产品,在国内多家粮油企业和检测机构推广应用,产生了显著的经济效益和社会效益。
在科技奖励方面,团队获河南省科学技术进步奖二等奖3项,河南省教育厅科技成果奖一等奖4项,中国粮油学会科学技术奖二等奖、三等奖多项。其中,“功能化纳米复合材料高灵敏生物传感器关键技术研发与应用”项目获2022年河南省科学技术进步奖二等奖奖,该成果突破了传统生物传感器灵敏度低、抗干扰能力差的技术瓶颈,为粮油食品中痕量危害物的快速检测提供了核心技术支撑。
四、教学育人与人才培养
在课程建设方面,团队承担了本科和研究生的多门核心课程,包括《食品安全学》《食品免疫学》《食品营养学》《食品毒理学》《食品安全检测技术前沿》等。其中,《食品安全学》课程先后获批河南工业大学在线开放课程、河南省高等学校精品在线开放课程、河南省线上一流本科课程,形成了“线上线下+课程思政”的特色教学模式。
在教材建设方面,团队成员参编了《功能化纳米复合材料生物传感器的粮油食品安全检测应用》《食品营养与卫生》《植物质量安全生物学》等多部教材和专著,为食品专业人才培养提供了优质的教学资源。
在教学成果方面,团队获国家教学成果奖二等奖、河南省教学成果奖特等奖、河南省高等教育省级教学成果奖二等奖。多名教师获得教学奖励和荣誉称号,何保山教授获河南省教育系统教学技能竞赛一等奖、河南省教学标兵称号。
在人才培养方面,团队累计指导硕士研究生50余名。团队注重培养学生的科研创新能力和实践能力,指导学生参加“挑战杯”、“互联网+”、“全国大学生生命科学竞赛”等各类学科竞赛,获得河南省“挑战杯”银奖、河南省“互联网+”三等奖、全国大学生生命科学竞赛二等奖等多项奖励。多名研究生获得国家奖学金、河南省优秀硕士学位论文等荣誉,毕业生广泛分布于高校、科研院所、食品企业和监管机构,成为食品行业的骨干力量。