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夏小樂教授、陳堅院士:未來發酵食品——內涵、路徑及策略

發表時間:2022-11-23 11:22

開門七件事,“柴米油鹽醬醋茶”。發酵食品作為食品的重要組成部分,具有悠久的發展歷史,是人們利用有益微生物經過一段時間的發酵加工而制得的一種風味獨特食品,比如酸奶、奶酪、食醋、醬油、豆豉、腐乳、納豆、泡菜、米酒、白酒、啤酒、葡萄酒等。食品發酵不僅可以通過微生物作用實現低價值食品原料的再利用、提高原產品的經濟價值、延長食品的保質期,還能豐富食品的口感層次、提升食品的營養和保健價值。發酵食品作為動植物源食品的優良代替品和營養補充劑,不僅可以緩解未來貧困地區人們對食物供給的需求,還能滿足人們對未來食品營養健康、風味的需求以及預防胃腸疾病、糖尿病和肥胖等慢性疾病的保健功效,是未來解決食品供給、營養健康、綠色可持續發展的重要方向。

01/我國傳統發酵食品產業現狀

我國傳統發酵食品產業因其工藝傳統、風味獨特、富有民族特色得到人民群眾的廣泛喜愛并獲得持續穩定發展,是非常重要的民生產業,且日益成為我國食品領域的一張文化名片。當前,我國傳統發酵食品產業主要采用傳統多菌種混合固態開放式發酵、半機械化操作,存在生產效率低且能耗高,產品形象陳舊、品質不穩定,食品安全風險較高等問題,不同產品在中國不同地區的發展水平差異較大。傳統發酵食品企業面臨諸多挑戰:(1)傳統發酵工藝勞動強度大、勞動環境惡劣使得招工困難;(2)傳統發酵企業大部分處在偏遠地區,人才吸引力較弱,影響企業創新發展;(3)行業集中度小,尤其小型傳統發酵食品企業占比較大,小企業自身投入技術升級改造能力較弱;(4)國家強制污染排放標準執行增加企業運營成本提高。隨著國內外大環境的變化,新的生產方式、消費模式等產生了巨大的變化,尤其是合成生物學、大數據、人工智能與綠色制造等新技術不斷涌現?!拔磥硪褋怼?,傳統發酵食品行業如何擁抱變化、擁抱未來是全行業乃至全國人民都十分關心的問題。

02/未來發酵食品產業的內涵

未來傳統發酵食品的發展方向可以概況為“五更”,即“更方便、更美味、更安全、更營養、更持續”,核心內涵是以營養健康(保?。┕δ苄院途G色可持續發展為主導,一方面要更加注重保障加工食品的營養品質,滿足居民對食品營養均衡的需求;另一方面,要改進加工方式提高資源利用效率,實現食品供給的綠色環保與可持續性。在未來,我國傳統發酵食品將可通過技術革新和產業升級,實現發酵食品向深加工和資源綜合利用方向發展,進一步降低生產成本和原材料消耗,實現資源利用**化,提升企業經營效益和核心競爭力。未來傳統發酵食品在產業形態方面將趨向集約化、品牌化、差異化和基地化發展。為了應對來自國外大型食品企業集團的挑戰,國內食品企業應加快重組合作,走集約化、規?;?、集聚化發展之路,實現我國傳統發酵食品產業的可持續和高質量發展。

03/未來發酵食品智能制造新技術

傳統發酵行業正處于機械化、自動化向數字化邁進的過程,離數字化向智能化轉變尚有較大差距。主要體現在三個方面:(1)產業共性技術水平低,例如釀酒行業中的制曲、堆積、發酵等環節,主要基于經驗。(2)關鍵設備技術水平落后,如上甄、蒸餾等設備依然依靠人工經驗判斷。(3)重大裝備處于低端起步階段。2.0階段尚未完全實現,只有規模較大的發酵企業實現了生產的機械化自動化,其他中小企業還遠未實現機械化,就面臨智能制造升級的現實狀況。發酵食品產業智能制造的主要發展方向為:一是智能生產,其目標是生產過程優化(智能優化制造),包括智能生產線、智能車間、智能工廠,可以實現自學習、自適應、自主控制等。二是智能服務,推動以產品為中心向以用戶為中心的轉變,實現定制化生產、服務型制造。三是智能設計,實現菌種、配方等實驗性的知識型工作的自動化。

04/未來發酵食品綠色制造新技術

通過開展技術創新和系統優化,突破釀造原料技術、釀造菌種(菌群)選育、釀造廢棄物資源化等行業核心關鍵技術,通過發酵固液體廢棄物減量化、循環利用與資源化改造,將全產業鏈的環境影響降至最低,資源能源利用效率最高,實現經濟效益、生態環境效益和社會效益多方面協調平衡優化,突破原有的傳統發酵產業高投入、高能耗、低成本的增長模式,加快轉變增長方式,優化釀造產業結構調整,全面提升傳統發酵產業的質量和整體水平。圍繞提升傳統釀造發酵能效的目標,加強應用活細胞高通量篩選技術與裝備、合成生物學技術、微生物組學技術等前沿生物技術與裝備,篩選、改造、合成釀造功能菌種(菌群),從傳統釀造過程中篩選獲得核心釀造菌種,以減少發酵使用底料、減少發酵過程副產物、減少能量使用,得到高產率、高傳化率、高生產強度的傳統釀造生產微生物菌種用于傳統發酵食品領域綠色發展。
 05/未來發酵食品產業升級的政策保障
發酵食品產業轉型升級的保障措施,應從需求側出發,通過合理引導消費,將科學、健康、綠色的飲食文化引入到對未來發酵食品需求中。加大食品科技的科普力度,通過普及食品營養與安全知識、倡導科學健康消費等措施,讓消費者能更科學地對待發酵食品,鼓勵去嘗試消費一些食品產業升級帶來的新成果。引導更科學的消費觀,培養安全健康飲食習慣,樹立食品安全意識。營造綠色食品消費的氛圍,提倡綠色消費、營養膳食。未來發酵食品產業的成功轉型升級,需要以由政府政策和用戶需求為主導的產學研結合發展模式的支持,簡稱政用產學研發展。強調政府推動的發酵食品產業開放創新平臺的搭建和用戶體驗與創新,以企業為主體、用戶為中心、市場為導向,強調面向未來發酵食品的應用價值的實現。要健全大學、研究機構和企業科技基礎設施的開放共享制度,有機銜接現有的科技資源,統籌考慮學科領域的布局,綜合提升未來發酵食品產業的創新水平。



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