健康中国看食品新型加工与绿色制造研发

文|本刊编辑部

策划语：

食品加工制造产业是关系国计民生的生命产业，是农业与人民生活衔接和农业资源实现市场化的关键环节，与工业、流通等领域有着密切联系的大产业。目前食品加工制造科技经历了以满足量的需要为主要特征的食物安全、食品安全保障阶段后，进入以满足质的需要为主要特征的营养健康食品制造新时代，进入科技高投入、高产出、高收益阶段。食品加工制造遵循的国际发展趋势，着眼于“从农田到餐桌”，以食品营养与健康为最终目的的现代食品制造过程所涉及的共性关键技术与装备。实施“十三五”国家重点研发计划“现代食品加工及粮食收储运技术与装备”重点专项（以下简称“食品专项”）是支撑现代食品工业快速健康和可持续发展的重要保障。

新型高端食品加工制造装备不断涌现，食品加工向专业化、智能化发展。（资料图）

16.2%

根据世界卫生组织报告和《柳叶刀》研究，膳食是仅次于遗传而影响人类健康的第二大因素，约16.2%的疾病负担归因于膳食。因此，食品工业是实现“健康中国”战略目标的保障。

食品产业是国民经济重要支柱产业和保障民生的基础产业，承载着为我国国民提供安全放心、营养健康食品的重任，食品营养与安全直接关系居民健康，关乎国计民生，是汇聚农业科学、食品科学、医学、化学以及经济学等多个学科的重要领域。根据世界卫生组织报告和《柳叶刀》研究，膳食是仅次于遗传而影响人类健康的第二大因素，约16.2%的疾病负担归因于膳食。因此，食品工业是实现“健康中国”战略目标的保障。

食品加工制造产业与工业、流通等领域有着密切联系，关系国计民生，是农业与人民生活衔接和农业资源实现市场化的关键环节。目前食品加工制造科技经历了以满足量的需要为主要特征的食物安全、食品安全保障阶段后，进入以满足质的需要为主要特征的营养健康食品制造新时代，进入科技高投入、高产出、高收益阶段。食品加工制造遵循的国际发展趋势，着眼于“从农田到餐桌”，以食品营养与健康为最终目的的现代食品制造过程所涉及的共性关键技术与装备。

食品加工科技赋能

前沿科学深度融合，推动食品加工业提档升级。随着仪器分析和生命科学技术的不断发展，新技术手段不断应用于食品加工制造行业，加快了行业技术革命。多组学技术、高效浓缩、感官评价分析、3D 打印等前沿食品分析、评价和生物技术不断突破，为食品先进制造提供了新途径。国内科研团队将精准营养概念与3D 打印技术结合，构建了具有针对性、精准性、个性化的营养健康与膳食食谱大数据库，研制出针对糖尿病、肥胖征等特殊人群的精准营养3D 打印产品。

生物制造技术快速发展，实现健康食品基料高效制备。合成生物学已被广泛用于萜类、黄酮类、生物碱和聚酮等重要天然化合物的异源生物合成，已有部分合成生物学来源的食品添加剂和食品功能组分被列入欧盟EU 和美国FDA 目录，包括核黄素、琥珀酸和乳酸等化合物。用酶／微生物催化工艺生物合成食品添加剂及食品功能组分，既模拟了动植物的代谢与合成途径，又满足了市场对天然组分的食用安全需求，具有稳定、高效、经济、环境友好等一系列优点，符合食品领域绿色生物制造的战略趋势。基于“组学资源挖掘-蛋白质构效阐释-分子理性设计-高通量筛选”的新酶创制的技术平台，可实现对酶分子局部理性改造，快速获得高催化效率、底物选择性特异等候选酶分子。如细胞培养肉技术，可部分缓解传统畜牧业的资源限制，成为未来动物肉品的有益补充，目前全球已有超过30 家初创公司正开展牛、猪、鸡、鲜等培养肉产品开发研究，我国于2019 年11 月推出国内首块肌肉干细胞培养肉产品。

现代食品加工业涵盖食品原料控制与储运、加工与转化、物流与消费等全产业链各环节，是与“三农”密切关联的国民经济战略性基础产业，是乡村振兴战略的重要支撑力量。（资料图）

新型高端食品加工制造装备不断涌现，食品加工向专业化、智能化发展。食品加工过程中先进的杀菌、均质、干燥、离心机、灌装、储藏保鲜等核心技术和装备的创新成为食品制造业热点。以乳品加工为例，国外乳品加工装备基础研究和设计制造水平远高于国内，建立了制备功能性的乳制品。颠覆性的食品加工智能化装备推动食品资源加工利用的巨大变革，正成为食品产业升级的新动能。以大数据、传感器、物联网、云计算、智能控制等为核心内容的智能系统与装备在食品产业中的渗透与应用正在颠覆传统食品产业模式，引导健康食品制造、食品贮藏物流与消费供给等正迈向绿色智能化。2021 年1 月，我国首家机器人餐厅在广州开业，我国自主研发的机器人厨师已实现部分菜肴的精准稳定复制。

科研项目贵在创新

现代食品加工业涵盖食品原料控制与储运、加工与转化、物流与消费等全产业链各环节，是与“三农”密切关联的国民经济战略性基础产业，是乡村振兴战略的重要支撑力量。由中国农村技术开发中心承担管理的“十三五”国家重点研发计划“现代食品加工及粮食收储运技术与装备”重点专项（以下简称“食品专项”）是支撑现代食品工业快速健康和可持续发展的重要保障。

经过几年的组织实施，食品专项按照《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）》总体要求，以创新驱动发展战略为核心，紧紧围绕食品产业在新型加工与绿色制造，粮食收储运技术装备，现代食品物流的信息化、智能化与低碳化研发，全产业链品质质量过程控制开发，中华传统与民族特色食品工业化与成品化以及工程化食品加工技术装备创制等关键问题与重大科技需求，按照全链条布局、一体化实施的总体思路，凝练和明确了食品产业发展重大科技问题，分解成为应用基础研究、核心技术与装备创制、典型应用示范三大版块，部署25 项重点任务，分三批共启动44 个项目，实现了食品加工领域的全覆盖。依靠科技创新，实现新知识支撑，新工艺创建，新技术突破，新装备保障，新产品创制和新格局形成，显著提高了科技创新与自主研发能力，为食品产业可持续发展提供了有力的科技支撑。在粮油加工、食品综合加工、加工装备、农产品保鲜与物流、食品营养与功能性食品、食品品质与质量控制、特需食品等方面取得了显著成效。

专项成果贵在实用

44 个食品专项从不同领域为食品产业高质量发展保驾护航，各有千秋，如跨境食品品质与质量控制数据库构建及创新集成开发项目研发出基于多组学跨境食品品质及身份特征识别精准快速检测技术体系，形成相关国家标准和行业标准，建立了一系列快速检测方法和装置，已广泛应用于相关食品进出口企业、检测机构及相关部门，对5000余批次样品进行检测，货值近2000 多万美元，相关企业销售额增加了近300 万元，利润增加50 余万元。相关技术成果为新冠肺炎疫情期间保障跨境食品质量与安全发挥了重要作用。

乳品生产线（资料图）

食品加工过程中组分结构变化及品质调控机制研究专项研发出高水分挤压过程中蛋白多尺度结构变化与纤维化结构形成机理及调控机制，该研究揭示了挤压过程中纤维结构形成的分子机制，为研发高水分挤压法制备新型植物蛋白肉生产工艺及装备、开发新型植物蛋白肉系列产品提供了理论基础。在此基础上，还构建了国内外首个高水分挤压过程蛋白质构象梯次变化可视化平台，为实现精准调控和数字化工厂的建立奠定了基础。将填补我国在新型植物蛋白肉高效绿色制造领域的技术空白，对延长植物蛋白加工产业链，提高全民健康生活水平具有重要意义。

营养功能性食品制造关键技术研究与新产品创制项目研发的系列功能短肽产业化开发关键技术与营养健康食品创制，通过深入系统研发针对不同慢病人群的新型健康功能因子和营养健康食品，提高了食品工业的产品创新能力和产品技术含量，形成具有中国特色的针对慢性代谢疾病人群的新型营养健康食品和产品标准体系，形成的系列新型功能因子和功能食品可预防控制各类慢性疾病，减少医疗负担，改善生活质量，提高我国居民健康素质，推动我国相关产业的可持续发展，具有重大的社会效益，同时新型功能短肽已实现产业化，产生显著的经济效益。

这些专项与国际前沿科学和高新技术相接，迎合未来食品科技发展的重大需要，围绕国际食品与营养的基础理论和技术前沿，重点开展基于脑科学和大数据的食品感观（色香味形）科学、基于基因与代谢组学的食品精准营养（健康）科学、基于合成生物学和分子修饰与重组技术的食品生物工程科学、基于新材料与新技术（如AI、5G、3D 和生物传感器等）的食品智能制造等前沿交叉科学研究，以及食品冷加工技术与装备、食品新型包装材料与装备、食品生物工程技术与装备、食品智能制造技术与装备等前沿交叉技术的开发，助推我国食品产业高质量发展，满足人民对美好生活需求的同时，迎接国际竞争。