健康中國(guó)看食品新型加工與綠色制造研發(fā)

文|本刊編輯部

策劃語(yǔ)：

食品加工制造產(chǎn)業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的生命產(chǎn)業(yè)，是農(nóng)業(yè)與人民生活銜接和農(nóng)業(yè)資源實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與工業(yè)、流通等領(lǐng)域有著密切聯(lián)系的大產(chǎn)業(yè)。目前食品加工制造科技經(jīng)歷了以滿足量的需要為主要特征的食物安全、食品安全保障階段后，進(jìn)入以滿足質(zhì)的需要為主要特征的營(yíng)養(yǎng)健康食品制造新時(shí)代，進(jìn)入科技高投入、高產(chǎn)出、高收益階段。食品加工制造遵循的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，著眼于“從農(nóng)田到餐桌”，以食品營(yíng)養(yǎng)與健康為最終目的的現(xiàn)代食品制造過(guò)程所涉及的共性關(guān)鍵技術(shù)與裝備。實(shí)施“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“現(xiàn)代食品加工及糧食收儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“食品專(zhuān)項(xiàng)”）是支撐現(xiàn)代食品工業(yè)快速健康和可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

新型高端食品加工制造裝備不斷涌現(xiàn)，食品加工向?qū)I(yè)化、智能化發(fā)展。（資料圖）

16.2%

根據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告和《柳葉刀》研究，膳食是僅次于遺傳而影響人類(lèi)健康的第二大因素，約16.2%的疾病負(fù)擔(dān)歸因于膳食。因此，食品工業(yè)是實(shí)現(xiàn)“健康中國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo)的保障。

食品產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)和保障民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，承載著為我國(guó)國(guó)民提供安全放心、營(yíng)養(yǎng)健康食品的重任，食品營(yíng)養(yǎng)與安全直接關(guān)系居民健康，關(guān)乎國(guó)計(jì)民生，是匯聚農(nóng)業(yè)科學(xué)、食品科學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)以及經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的重要領(lǐng)域。根據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告和《柳葉刀》研究，膳食是僅次于遺傳而影響人類(lèi)健康的第二大因素，約16.2%的疾病負(fù)擔(dān)歸因于膳食。因此，食品工業(yè)是實(shí)現(xiàn)“健康中國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo)的保障。

食品加工制造產(chǎn)業(yè)與工業(yè)、流通等領(lǐng)域有著密切聯(lián)系，關(guān)系國(guó)計(jì)民生，是農(nóng)業(yè)與人民生活銜接和農(nóng)業(yè)資源實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前食品加工制造科技經(jīng)歷了以滿足量的需要為主要特征的食物安全、食品安全保障階段后，進(jìn)入以滿足質(zhì)的需要為主要特征的營(yíng)養(yǎng)健康食品制造新時(shí)代，進(jìn)入科技高投入、高產(chǎn)出、高收益階段。食品加工制造遵循的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，著眼于“從農(nóng)田到餐桌”，以食品營(yíng)養(yǎng)與健康為最終目的的現(xiàn)代食品制造過(guò)程所涉及的共性關(guān)鍵技術(shù)與裝備。

食品加工科技賦能

前沿科學(xué)深度融合，推動(dòng)食品加工業(yè)提檔升級(jí)。隨著儀器分析和生命科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)手段不斷應(yīng)用于食品加工制造行業(yè)，加快了行業(yè)技術(shù)革命。多組學(xué)技術(shù)、高效濃縮、感官評(píng)價(jià)分析、3D 打印等前沿食品分析、評(píng)價(jià)和生物技術(shù)不斷突破，為食品先進(jìn)制造提供了新途徑。國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)將精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)概念與3D 打印技術(shù)結(jié)合，構(gòu)建了具有針對(duì)性、精準(zhǔn)性、個(gè)性化的營(yíng)養(yǎng)健康與膳食食譜大數(shù)據(jù)庫(kù)，研制出針對(duì)糖尿病、肥胖征等特殊人群的精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)3D 打印產(chǎn)品。

生物制造技術(shù)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)健康食品基料高效制備。合成生物學(xué)已被廣泛用于萜類(lèi)、黃酮類(lèi)、生物堿和聚酮等重要天然化合物的異源生物合成，已有部分合成生物學(xué)來(lái)源的食品添加劑和食品功能組分被列入歐盟EU 和美國(guó)FDA 目錄，包括核黃素、琥珀酸和乳酸等化合物。用酶／微生物催化工藝生物合成食品添加劑及食品功能組分，既模擬了動(dòng)植物的代謝與合成途徑，又滿足了市場(chǎng)對(duì)天然組分的食用安全需求，具有穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好等一系列優(yōu)點(diǎn)，符合食品領(lǐng)域綠色生物制造的戰(zhàn)略趨勢(shì)?；凇敖M學(xué)資源挖掘-蛋白質(zhì)構(gòu)效闡釋-分子理性設(shè)計(jì)-高通量篩選”的新酶創(chuàng)制的技術(shù)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)酶分子局部理性改造，快速獲得高催化效率、底物選擇性特異等候選酶分子。如細(xì)胞培養(yǎng)肉技術(shù)，可部分緩解傳統(tǒng)畜牧業(yè)的資源限制，成為未來(lái)動(dòng)物肉品的有益補(bǔ)充，目前全球已有超過(guò)30 家初創(chuàng)公司正開(kāi)展牛、豬、雞、鮮等培養(yǎng)肉產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究，我國(guó)于2019 年11 月推出國(guó)內(nèi)首塊肌肉干細(xì)胞培養(yǎng)肉產(chǎn)品。

現(xiàn)代食品加工業(yè)涵蓋食品原料控制與儲(chǔ)運(yùn)、加工與轉(zhuǎn)化、物流與消費(fèi)等全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，是與“三農(nóng)”密切關(guān)聯(lián)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略性基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要支撐力量。（資料圖）

新型高端食品加工制造裝備不斷涌現(xiàn)，食品加工向?qū)I(yè)化、智能化發(fā)展。食品加工過(guò)程中先進(jìn)的殺菌、均質(zhì)、干燥、離心機(jī)、灌裝、儲(chǔ)藏保鮮等核心技術(shù)和裝備的創(chuàng)新成為食品制造業(yè)熱點(diǎn)。以乳品加工為例，國(guó)外乳品加工裝備基礎(chǔ)研究和設(shè)計(jì)制造水平遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)，建立了制備功能性的乳制品。顛覆性的食品加工智能化裝備推動(dòng)食品資源加工利用的巨大變革，正成為食品產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新動(dòng)能。以大數(shù)據(jù)、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、智能控制等為核心內(nèi)容的智能系統(tǒng)與裝備在食品產(chǎn)業(yè)中的滲透與應(yīng)用正在顛覆傳統(tǒng)食品產(chǎn)業(yè)模式，引導(dǎo)健康食品制造、食品貯藏物流與消費(fèi)供給等正邁向綠色智能化。2021 年1 月，我國(guó)首家機(jī)器人餐廳在廣州開(kāi)業(yè)，我國(guó)自主研發(fā)的機(jī)器人廚師已實(shí)現(xiàn)部分菜肴的精準(zhǔn)穩(wěn)定復(fù)制。

科研項(xiàng)目貴在創(chuàng)新

現(xiàn)代食品加工業(yè)涵蓋食品原料控制與儲(chǔ)運(yùn)、加工與轉(zhuǎn)化、物流與消費(fèi)等全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，是與“三農(nóng)”密切關(guān)聯(lián)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略性基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要支撐力量。由中國(guó)農(nóng)村技術(shù)開(kāi)發(fā)中心承擔(dān)管理的“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“現(xiàn)代食品加工及糧食收儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“食品專(zhuān)項(xiàng)”）是支撐現(xiàn)代食品工業(yè)快速健康和可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

經(jīng)過(guò)幾年的組織實(shí)施，食品專(zhuān)項(xiàng)按照《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020 年）》總體要求，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略為核心，緊緊圍繞食品產(chǎn)業(yè)在新型加工與綠色制造，糧食收儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)裝備，現(xiàn)代食品物流的信息化、智能化與低碳化研發(fā)，全產(chǎn)業(yè)鏈品質(zhì)質(zhì)量過(guò)程控制開(kāi)發(fā)，中華傳統(tǒng)與民族特色食品工業(yè)化與成品化以及工程化食品加工技術(shù)裝備創(chuàng)制等關(guān)鍵問(wèn)題與重大科技需求，按照全鏈條布局、一體化實(shí)施的總體思路，凝練和明確了食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大科技問(wèn)題，分解成為應(yīng)用基礎(chǔ)研究、核心技術(shù)與裝備創(chuàng)制、典型應(yīng)用示范三大版塊，部署25 項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，分三批共啟動(dòng)44 個(gè)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了食品加工領(lǐng)域的全覆蓋。依靠科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)新知識(shí)支撐，新工藝創(chuàng)建，新技術(shù)突破，新裝備保障，新產(chǎn)品創(chuàng)制和新格局形成，顯著提高了科技創(chuàng)新與自主研發(fā)能力，為食品產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了有力的科技支撐。在糧油加工、食品綜合加工、加工裝備、農(nóng)產(chǎn)品保鮮與物流、食品營(yíng)養(yǎng)與功能性食品、食品品質(zhì)與質(zhì)量控制、特需食品等方面取得了顯著成效。

專(zhuān)項(xiàng)成果貴在實(shí)用

44 個(gè)食品專(zhuān)項(xiàng)從不同領(lǐng)域?yàn)槭称樊a(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展保駕護(hù)航，各有千秋，如跨境食品品質(zhì)與質(zhì)量控制數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建及創(chuàng)新集成開(kāi)發(fā)項(xiàng)目研發(fā)出基于多組學(xué)跨境食品品質(zhì)及身份特征識(shí)別精準(zhǔn)快速檢測(cè)技術(shù)體系，形成相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立了一系列快速檢測(cè)方法和裝置，已廣泛應(yīng)用于相關(guān)食品進(jìn)出口企業(yè)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)及相關(guān)部門(mén)，對(duì)5000余批次樣品進(jìn)行檢測(cè)，貨值近2000 多萬(wàn)美元，相關(guān)企業(yè)銷(xiāo)售額增加了近300 萬(wàn)元，利潤(rùn)增加50 余萬(wàn)元。相關(guān)技術(shù)成果為新冠肺炎疫情期間保障跨境食品質(zhì)量與安全發(fā)揮了重要作用。

乳品生產(chǎn)線（資料圖）

食品加工過(guò)程中組分結(jié)構(gòu)變化及品質(zhì)調(diào)控機(jī)制研究專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)出高水分?jǐn)D壓過(guò)程中蛋白多尺度結(jié)構(gòu)變化與纖維化結(jié)構(gòu)形成機(jī)理及調(diào)控機(jī)制，該研究揭示了擠壓過(guò)程中纖維結(jié)構(gòu)形成的分子機(jī)制，為研發(fā)高水分?jǐn)D壓法制備新型植物蛋白肉生產(chǎn)工藝及裝備、開(kāi)發(fā)新型植物蛋白肉系列產(chǎn)品提供了理論基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，還構(gòu)建了國(guó)內(nèi)外首個(gè)高水分?jǐn)D壓過(guò)程蛋白質(zhì)構(gòu)象梯次變化可視化平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控和數(shù)字化工廠的建立奠定了基礎(chǔ)。將填補(bǔ)我國(guó)在新型植物蛋白肉高效綠色制造領(lǐng)域的技術(shù)空白，對(duì)延長(zhǎng)植物蛋白加工產(chǎn)業(yè)鏈，提高全民健康生活水平具有重要意義。

營(yíng)養(yǎng)功能性食品制造關(guān)鍵技術(shù)研究與新產(chǎn)品創(chuàng)制項(xiàng)目研發(fā)的系列功能短肽產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與營(yíng)養(yǎng)健康食品創(chuàng)制，通過(guò)深入系統(tǒng)研發(fā)針對(duì)不同慢病人群的新型健康功能因子和營(yíng)養(yǎng)健康食品，提高了食品工業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力和產(chǎn)品技術(shù)含量，形成具有中國(guó)特色的針對(duì)慢性代謝疾病人群的新型營(yíng)養(yǎng)健康食品和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，形成的系列新型功能因子和功能食品可預(yù)防控制各類(lèi)慢性疾病，減少醫(yī)療負(fù)擔(dān)，改善生活質(zhì)量，提高我國(guó)居民健康素質(zhì)，推動(dòng)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有重大的社會(huì)效益，同時(shí)新型功能短肽已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

這些專(zhuān)項(xiàng)與國(guó)際前沿科學(xué)和高新技術(shù)相接，迎合未來(lái)食品科技發(fā)展的重大需要，圍繞國(guó)際食品與營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)前沿，重點(diǎn)開(kāi)展基于腦科學(xué)和大數(shù)據(jù)的食品感觀（色香味形）科學(xué)、基于基因與代謝組學(xué)的食品精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)（健康）科學(xué)、基于合成生物學(xué)和分子修飾與重組技術(shù)的食品生物工程科學(xué)、基于新材料與新技術(shù)（如AI、5G、3D 和生物傳感器等）的食品智能制造等前沿交叉科學(xué)研究，以及食品冷加工技術(shù)與裝備、食品新型包裝材料與裝備、食品生物工程技術(shù)與裝備、食品智能制造技術(shù)與裝備等前沿交叉技術(shù)的開(kāi)發(fā)，助推我國(guó)食品產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，滿足人民對(duì)美好生活需求的同時(shí)，迎接國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。