肉類(lèi)加工技術(shù)亟待攻克的難題

文王守偉 陳曦 中國(guó)肉類(lèi)食品綜合研究中心

我國(guó)肉類(lèi)現(xiàn)代化加工技術(shù)起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，不少關(guān)鍵核心技術(shù)還受制于人。隨著科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，應(yīng)加快實(shí)驗(yàn)室研發(fā)成果投入工業(yè)化生產(chǎn)的步伐，采用新技術(shù)和新裝備，升級(jí)改良傳統(tǒng)工藝，研發(fā)風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的新型肉類(lèi)食品，實(shí)現(xiàn)我國(guó)肉類(lèi)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和提質(zhì)增效。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界肉類(lèi)消費(fèi)量迅猛增長(zhǎng)。中國(guó)作為肉類(lèi)消費(fèi)大國(guó)，其肉類(lèi)消費(fèi)量已占世界肉類(lèi)消費(fèi)總量的近1/3。隨著人均可支配消費(fèi)收入持續(xù)增長(zhǎng)，我國(guó)的肉類(lèi)產(chǎn)業(yè)保持了較為穩(wěn)定快速的發(fā)展態(tài)勢(shì)，不斷增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，從以數(shù)量增長(zhǎng)向質(zhì)量效益提升轉(zhuǎn)變，從以跟蹤模仿為主向自主創(chuàng)新為主轉(zhuǎn)變，從以注重單項(xiàng)技術(shù)突破向注重技術(shù)集成轉(zhuǎn)變，取得了眾多成就。然而，我國(guó)肉類(lèi)現(xiàn)代化加工技術(shù)起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，不少關(guān)鍵核心技術(shù)還受制于人，不論是基礎(chǔ)研究還是共性技術(shù)領(lǐng)域。目前，都有一些亟待攻克的核心技術(shù)，這影響了我國(guó)肉類(lèi)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

亟待攻克的技術(shù)難題—基礎(chǔ)研究

肉類(lèi)加工過(guò)程品質(zhì)形成機(jī)制。肉類(lèi)原料的物理化學(xué)性質(zhì)和工程特性，如力學(xué)特征、流變學(xué)特性、介電特性、質(zhì)構(gòu)和熱特性等，與肉類(lèi)食品貯藏、加工、流通等關(guān)系密切。而與其它食品類(lèi)似，肉類(lèi)加工過(guò)程品質(zhì)形成具有多目標(biāo)性、動(dòng)態(tài)性、非線(xiàn)性及不確定性等復(fù)雜特點(diǎn)。解析加工過(guò)程中肉類(lèi)組分結(jié)構(gòu)功能特性變化，闡明蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物及生物活性物質(zhì)相互作用，及其影響肉類(lèi)品質(zhì)的途徑和分子基礎(chǔ)，對(duì)肉類(lèi)品質(zhì)的定量評(píng)價(jià)與調(diào)控、加工過(guò)程中傳熱傳質(zhì)、加工工藝及裝備的設(shè)計(jì)優(yōu)化等均具有重要意義。

在肉類(lèi)品質(zhì)形成的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)傳統(tǒng)肉類(lèi)食品加工工藝相對(duì)缺乏科學(xué)理論作指導(dǎo)。人們憑經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)控制產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致加工工藝參數(shù)模糊，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。例如，與西式發(fā)酵火腿相比，國(guó)內(nèi)的金華火腿、宣威火腿等干腌火腿，雖然生產(chǎn)歷史悠久，然而一直對(duì)特定原料、加工區(qū)域和加工季節(jié)存在依賴(lài)性，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定。內(nèi)源酶活性對(duì)干腌火腿的品質(zhì)起關(guān)鍵作用。因此，闡明內(nèi)源酶活性與火腿品質(zhì)形成的相關(guān)分子機(jī)制、實(shí)現(xiàn)內(nèi)源酶活性的精確控制，有利于縮短加工時(shí)間，保證產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。

肉類(lèi)加工過(guò)程模擬及工藝優(yōu)化?；谀Ｐ偷难芯糠椒ㄒ言谑称奉I(lǐng)域得到了高度重視。隨著對(duì)食品加工過(guò)程的逐漸深入理解以及計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高，模擬技術(shù)也已應(yīng)用于肉類(lèi)品質(zhì)屬性的研究。例如，基于近紅外光譜和高光譜成像的肉類(lèi)新鮮度、含水量、組成成分（膽固醇等）檢測(cè)；基于微生物生長(zhǎng)模型的肉類(lèi)品質(zhì)及貨架期預(yù)測(cè)；肉類(lèi)熱加工過(guò)程、干燥過(guò)程、速凍過(guò)程的品質(zhì)變化等方面的建模與參數(shù)調(diào)控均可進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬。在肉類(lèi)加工工藝過(guò)程優(yōu)化方面，目前絕大多數(shù)的方法是正交試驗(yàn)、響應(yīng)面分析等常規(guī)實(shí)驗(yàn)手段。近年來(lái)，人工智能（Artificial Intelligence，AI）理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，未來(lái)人工智能技術(shù)將是基于模型分析優(yōu)化肉類(lèi)加工工藝的一種有效方法。

肉類(lèi)營(yíng)養(yǎng)與人類(lèi)健康。伴隨著消費(fèi)者對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)的愈加重視，營(yíng)養(yǎng)健康的肉類(lèi)食品將在未來(lái)具有更加廣闊的市場(chǎng)空間。目前，大多以游離氨基酸、功能肽、維生素等成分含量作為肉類(lèi)食品營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。然而，以營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)、微生物組學(xué)等現(xiàn)代生物技術(shù)為依托，人們逐漸發(fā)現(xiàn)人類(lèi)個(gè)體在蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)成分吸收利用方面存在較大差異。以此作為新的肉類(lèi)食品設(shè)計(jì)理念，應(yīng)用微生物和酶等生物工具研制個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，結(jié)合個(gè)體基因、腸道菌群、生化指標(biāo)、疾病情況等健康相關(guān)因素，通過(guò)先進(jìn)的工藝富集技術(shù)和合理的組方設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)新型營(yíng)養(yǎng)健康肉類(lèi)食品的制造，可以滿(mǎn)足不同人群對(duì)形態(tài)、能量及特醫(yī)等方面的不同需求。

〉肉類(lèi)食品生物制造技術(shù)和裝備

亟待攻克的技術(shù)難題——共性技術(shù)

肉類(lèi)食品自動(dòng)化制造技術(shù)。系統(tǒng)化成套化的自動(dòng)化制造技術(shù)和裝備，是肉類(lèi)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的有力保障。然而，我國(guó)肉類(lèi)產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化程度低、穩(wěn)定性差、用工多，與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大，嚴(yán)重制約了行業(yè)的健康發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)大型肉類(lèi)加工企業(yè)的裝備較多依賴(lài)進(jìn)口，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的模型和程序也被國(guó)外企業(yè)壟斷。因此，需要深入挖掘我國(guó)傳統(tǒng)肉類(lèi)食品制造工藝的科學(xué)內(nèi)涵，攻克其品質(zhì)參差不齊、工藝工業(yè)化適應(yīng)性穩(wěn)定性差的瓶頸，使其實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化，從而提升產(chǎn)品品質(zhì)。

肉類(lèi)食品智能化制造技術(shù)。肉類(lèi)食品智能制造技術(shù)包括：肉類(lèi)食品加工過(guò)程中的組分、含量等相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)感知技術(shù)；基于加工制造經(jīng)驗(yàn)的智能肉類(lèi)食品專(zhuān)家系統(tǒng)、人機(jī)交互技術(shù)；產(chǎn)品安全、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及問(wèn)題產(chǎn)品在線(xiàn)剔除技術(shù)等。目前，我國(guó)肉類(lèi)產(chǎn)業(yè)裝備智能化程度還較低，需要通過(guò)食品與生物、醫(yī)學(xué)與健康、機(jī)械工程與信息技術(shù)及人工智能等多學(xué)科交叉融合，圍繞肉類(lèi)食品制造質(zhì)量、安全、效率研究開(kāi)發(fā)核心技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與質(zhì)控過(guò)程的智能化。例如，可將人工智能技術(shù)引入加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)器自主判斷肉類(lèi)原料及成品品質(zhì)，提升生產(chǎn)效率；將人工智能技術(shù)與分子生物學(xué)技術(shù)結(jié)合，在檢測(cè)領(lǐng)域通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器自主學(xué)習(xí)，快速檢測(cè)肉類(lèi)原料及成品中主要成分來(lái)源（動(dòng)物或其他來(lái)源）并預(yù)測(cè)其對(duì)人體健康的影響等等。

肉類(lèi)食品高效低耗制造技術(shù)。為了應(yīng)對(duì)未來(lái)人口增加、能源匱乏的困境，需要不斷開(kāi)發(fā)新的肉類(lèi)食品高效低耗技術(shù)和裝備。例如，基于現(xiàn)代分子生物學(xué)，利用細(xì)菌素、噬菌體等破壞微生物生長(zhǎng)的綠色生物安全防控技術(shù)；利用超高壓、超聲、脈沖電場(chǎng)、等離子、強(qiáng)光脈沖的冷殺菌技術(shù)；利用酶解、微生物發(fā)酵的肉類(lèi)食品生物制造技術(shù)和裝備（如圖）；利用超聲波、膜分離、超臨界萃取等耦合的復(fù)合高效加工技術(shù)，從而強(qiáng)化肉類(lèi)加工過(guò)程中傳質(zhì)傳熱效率、提高生產(chǎn)效率、降低能耗。

隨著科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，應(yīng)加快實(shí)驗(yàn)室研發(fā)成果投入工業(yè)化生產(chǎn)的步伐，采用新技術(shù)和新裝備，升級(jí)改良傳統(tǒng)工藝，研發(fā)風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的新型肉類(lèi)食品，滿(mǎn)足人民群眾需求，實(shí)現(xiàn)我國(guó)肉類(lèi)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和提質(zhì)增效。