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孙宝国:以科技为引擎 驱动食业高质量发展

时间:2021-04-23 09:32 阅读:769

以科技为引擎 驱动食业高质量发展
——访中国工程院院士、北京工商大学校长孙宝国

本报记者  王  薇

  “十四五”规划提出,要加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。在新发展格局的构建中,作为民生产业的食品行业将继续担负起艰巨的使命,发挥在产业经济、消费经济中的支柱作用。在“健康中国”战略的大背景下,“十四五”期间,食品行业如何以科技创新为引擎,实现高质量发展?近期,本报记者专访了中国工程院院士、北京工商大学校长孙宝国,听他畅谈国际食品产业科技创新发展趋势、国内食品产业科技创新驱动力及食品产业科技创新发展战略。

  国际食业科技创新的五个发展方向

  “食物供给和营养健康保障成为全球食品未来发展的主要任务,食品合成生物学、智能制造、设计与重组食品加工等颠覆性创新技术产品不断涌现,学科交叉创新成为其核心推动力,也已成为各国抢占未来食品科技高地、争夺未来食品工业发展话语权的发展重点。”孙宝国预判,国际食品产业科技创新将朝着以下五个方面发展。

  第一,食品合成生物学正颠覆传统食品供给方式。合成生物学制造技术将成为“未来食品”制造领域创新的战略高地,满足食物可持续供应、营养功能性物质定向高效合成。利用合成生物学技术,可在微生物、微藻等细胞中重构营养化学品分子的代谢途径,实现营养化学品的绿色生物制造与精准调控;可制造生物基可降解包装材料,实现食品废弃物的生物治理;可用于生产细胞培养肉,发展未来食品;可将食品添加剂的规模制造由化学合成及天然产物提取向生物合成途径的系统优化和改造方向发展。以合成生物学为基础创建细胞工厂种子,众多重要农产品也可以实现生物合成制造,为解决全球人口的农产品供给提供新策略。

  第二,智能制造技术正构建食品高端制造新引擎。以现代信息技术为标志的第四次工业革命正快速影响食品制造业,突出特点是“互联网+智能制造”,即通过物联网、大数据、人工智能等多技术融合推动食品制造从大规模集约化向分布式增强型模式转变,实现从食品产品设计、工艺优化到装备制造以及食品制造全过程的控制和服务。通过食品的智能制造,可以快速缩短产品研制周期、有效提高能源利用率和生产效率,降低运营成本,有效保障食品制造过程的精确、高效、低耗优化,从而成为食品高端制造的新引擎。

  第三,新兴技术与交叉技术融合正在重塑食品加工制造新模式。全球食品加工制造正进入到以满足营养、健康、方便、美味需要为主要特征的阶段,绿色制造、低碳制造、增材制造、分子食品、3D打印等前沿技术正在不断融入食品加工制造技术中,产生出新的技术、新的产品。此外,面对资源、能源及环境日益严峻的形势,传统的食品加工制造方式也正在经历深刻的变化,如何通过技术升级减少食品供应链上的损失与浪费,已成为全球食品产业关注的热点。通过最少加工技术、食品清洁生产技术、环境友好型食品加工技术等实现食物资源的最大化利用,已成为发达国家和大型跨国食品企业参与全球化市场扩张的核心竞争力和实现可持续发展的全新驱动力。

  第四,新型检测与智慧监控正重构食品安全主动防控新体系。组学技术和人工智能等新兴技术的快速发展,突破了多元危害物高通量快速识别与检测技术,优化形成了基于大数据和云平台的从食品生产到消费整个过程的全程控制体系,可构建风险评估与预警模型、风险管理方法库、质量标准库、检验方法库等安全评估及预警系统,通过大数据的采集、处理、挖掘等引导决策和启动处理预案,实现食品质量与安全的在线监管、实时追溯以及风险快速预警,对质量安全危害因子进行有效防范和管理。

  第五,精准营养和食品设计重组正催生着食品新业态。从传统宏观营养向现代分子营养学转变、由大众干预向个性化定制服务转变是未来食品产业发展的重要方向之一。以宏基因组学、分子生物学、营养组学和代谢组学为基础而发展起来的分子营养技术已成为食品营养学研究的重要内容。基于营养基因组学的个性化营养设计和大数据的应用正在成为新型营养食品发展的强有力手段,发达国家通过研发本国大宗食材营养品质,构建大宗食材、菜肴、食谱和食品的营养数据库以及本国民众、特殊人群和个性化营养需求与健康数据库、营养基因组学数据库;建立基于大数据、云计算、人工智能等新技术的个人营养健康状况实时在线检测和智能服务系统,为个性化营养需求提供解决方案,通过智能制造技术加工生产个性化精准营养食品,实现未来针对个人的精准营养目标。

  国内食业科技创新的四大驱动力

  作为连接农业资源市场化与服务居民美好膳食需求的重要产业、国民经济支柱产业,食品工业在保障民生、拉动内需、带动相关产业和县域经济发展、促进社会和谐稳定等方面做出了巨大贡献。当前,食品产业已进入推动“大食品”创新发展的新时代。随着我国食品产业进入高质量发展,“大食品”时代已经来临,以“大规模、大科技、大业态、大市场、大龙头、大安全、大品牌”为特征的发展趋势日渐显现。我国食品工业在经历了食物安全、食品安全阶段后,正步入食品营养健康为主要需求的新阶段。在孙宝国看来,四大发展需求驱动着国内食品产业加速科技创新。

  第一,食品科技创新是解决供给矛盾、满足人民美好生活的迫切需求。民以食为天,食品问题是最大的民生问题。食品产业关系民生福祉与社会安定,是满足人民日益增长美好生活需要的民生基石。随着未来我国人均可支配收入的不断增长,消费结构不断升级成为必然趋势,居民对美味多元、安全优质、营养健康的美好饮食需求日益增加,食品质量将成为人民美好生活质量的重要体现,我国食品产业未来的任务将由供给保障、食品安全保障逐步提升到食品可持续供给与营养健康保障的更高层面。食品产业的高质量、高水平发展必将成为切实增强人民群众的获得感、幸福感、安全感的重要途径,成为我国实现健康梦、强国梦的重要组成部分。

  第二,食品科技创新是实现“健康中国”战略、面向人民生命健康的根本需求。健康是人民美好生活的根本性保障,食品高质量供给是实现人民身体健康的基石。经济的快速发展以及人民生活水平的提高对食品安全与营养健康提出更高要求。《“健康中国2030”规划纲要》提出,要为人民群众提供全方位全周期健康服务。食品产业是保障食品安全与人民生命健康的重要产业基础,食品科技创新更需要面向人民生命健康。营养健康饮食与慢性病发病率紧密相关,食品产业作为保障食品安全与国民营养健康的重要产业基础,是实施“健康中国”战略的重要组成部分。

  第三,食品科技创新是全面推进乡村振兴和可持续发展战略的基础需求。食品产业贯穿一二三产业,是农业的最直接延伸和农业产业化的最短途径,是关乎人民食物供给和农民增收的关键,发展潜力巨大。作为农业与人民生活衔接和农业资源实现市场转化的关键环节,食品产业具有经济体量和就业容量大等特点,已成为推动乡村振兴战略落实的重要抓手,在保障民生、拉动内需、带动相关产业和县域经济发展、促进社会和谐稳定等方面具有关键作用,将为保障国家粮食安全、提高农业质量效益和竞争力、实现巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接做出巨大贡献。

  第四,食品科技创新是食品产业高质量发展、全面提升国际竞争力的关键需求。随着经济全球化的不断推进,全球食品供应链正在经历深度融合,国际竞争将日益加剧。在现代食品科技的推动下和中国扩大开放的背景下,我国食品产业正在深度参与全球竞争,我国是全球最大的食品贸易国,食品进口位居世界第一。但是面对激烈的国际竞争和全球食品供应链深度融合所带来的巨大冲击,作为动物源食品和豆类食品进口大国,我国的食物可持续供给面临着重大挑战,暴露出我国食品科技重大短板。迫切需要依靠食品科技创新,突破“卡脖子”核心关键技术,破解食品加工制造系统化不足、集成度不高、智能化程度较低的技术瓶颈,打破国外先进技术与核心产品的垄断;迫切需要加强食品安全主动保障和风险防控能力,以应对国际新形势新挑战。

  食业科技创新发展的五大重要领域

  谈及未来发展,孙宝国表示,食品加工制造、营养健康、生物工程、智能装备、质量安全将是我国食品产业科技创新发展重要领域。

  食品加工制造领域 针对国民对便捷、健康、安全、美味食品日益增长的需求,以及食品加工制造领域对高质量发展的紧迫诉求,实施优质化、营养化、健康化、绿色化食品加工制造升级工程;重点开展食品加工制造的基础研究,解析食品加工过程中食品生物学基础、物性学基础、数字化基础以及组分相互作用与品质调控机制,提升食品加工制造的原始创新能力;以交叉学科为载体,加强新材料、大数据、互联网+等技术与食品加工制造的融合,突破制约产业发展的绿色化和智能化共性关键技术,实现食品加工制造过程的数字化与信息化,全面提升食品加工制造水平和原料利用率,建立精准、智能、绿色的食品加工制造体系。

  食品营养健康领域 针对“健康中国”战略对食品科技提出的高标准新要求,聚焦食品营养健康基础研究、营养健康食品创制关键技术和产业链集成创新,系统研究食物营养成分、功能因子的协同作用和健康效应,及其与人体、环境的相互关系;突破功能因子的高通量筛选与绿色制备、稳态化与高效释放吸收、营养吸收与利用节律性,食物营养靶向设计,膳食营养与健康大数据,营养与功能评价等一批核心关键技术,开展传统食品功能化和新食品原料开发,以及功能食品、特殊膳食食品和个性化食品等营养健康食品关键技术集成与产业化示范;建立科学系统的食物营养品质和功能评价标准以及营养健康食品管理法规。

  食品生物工程领域 针对我国食品生物工程基础研究和科技创新能力不足以及未来可能出现的食物和资源短缺、供养人口比重持续增加等问题,基于合成生物学、基因编辑、细胞工程、生物反应工程等新兴生物技术,重点开展以工程生物学数据处理为关键的合成细胞工厂全局优化技术、绿色生物催化技术、干细胞规模化培养和三维诱导分化技术、食品生物工程智能设计与制造技术、生物反应器设计制造及智能分离纯化技术等关键核心技术,开发全新营养化学品、功能食品及配料,构建以资源充分综合利用为特色的食品生物工程关键技术体系,实现食物资源的人工生物合成制造,显著提升我国食品生物工程的基础研究水平。

  食品加工智能装备领域 针对我国智能制造装备产业高质量发展新要求,以及制造业低成本竞争优势持续削弱等问题,重点突破食品数字化设计与制造、多维原位感知、食品清洁制造、食品工业机器人、3D打印、自适应智能化高效食品分解、中式食品智能化生产、食品智能供应链等装备关键技术,突破杀菌、提取分离、干燥冷冻、成型包装、传统食品工业化等关键装备智能化,重点研究关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能化控制等关键技术装备及产业化示范,构建食品装备新型制造体系,实现食品智能制造行业关键共性技术、重要技术装备和标准化等工作的重点突破,推进我国食品智能装备产业的快速发展。

  食品质量安全领域 针对习近平总书记对食品安全提出的“四个最严”最高要求,食品产业高质量发展对食品质量安全不断提升的需求,以及我国食品质量安全技术装备水平相对较低等问题,聚焦食品安全全链条过程控制、食品安全智能控制、新兴食品安全控制等关键技术难题,重点解析个性化食品加工中特征组分效应变化机制与质量品质调控机理,揭示新资源中不良因子及食品加工中危害物形成与调控机制;以食品危害物检测、食品危害物评估和食品质量安全主动防控为重点,突破高、精、廉,自主可控的食品质量安全速测技术、产品及装备,研发危害物非靶向智能识别技术;研发融合大数据、组学和无损检测等新技术的新资源及食品真实性鉴别与溯源技术体系;构建“新兴”组分和食品新业态全程质量安全智慧监控技术及AI智能控制平台并进行集成示范,提升国家食品检验检测与危害控制能力,确保人民群众舌尖上的安全,全面提升我国未来食品质量安全监控技术水平。