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          食品人眼中的中國食業科技創新之路

          2019-01-01 10:04:44來源: 中國食品報網

             改革開放40年,是中國食品工業從弱到強、從大到強的40年:我國食品工業總產值從1978年的471.7億元,攀升至2017年的114102.8億元,是40年前的240多倍。而讓我國食品工業由弱到強的關鍵是強有力的科技支撐。食品科技的進步,是食品工業跨越發展的直接推動力;食品科技的進步,為食品產業發展輸送創新人才、增加創新智慧、開發創新技術、轉化創新成果,提供有力的支撐并引導食品產業的可持續發展。

            40年來,我國食品領域的科技創新走過了哪些階段?科技又為產業帶來了哪些翻天覆地的變化?記者采訪了中國食品科學技術學會理事長孟素荷,中國工程院院士、北京工商大學校長孫寶國等多位產業界實踐者 本報記者王薇。

            科學界——

            孟素荷:

            “我國擁有全球基數最大的食品科技人員和有效的人才培育體系;我國的食品科技因與產業發展的深入對接而充滿活力、定力和張力。

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            在歷經40年改革開放之后,中國食品工業已經進入了“糧食安全—食品安全—營養與健康安全”的營養與健康時代,發展質量有了跨越式提升。產業高質量發展的背后,離不開人才培養和科研基礎的夯實。從2018年舉辦的中國食品科學技術學會年會上,可以看出:雄厚的中國食品科技之力在此集結——共有來自全國高校、科研院所及企業的2300多名科研工作者,690篇論文,百余位專家的132個大會和專題報告。

            近年來,中國食品科技快速發展:食品科技發展論文在全球排名第一,科技人員數量居首位;在校食品專業大學生基數最大,共20多萬人,370多所高校設立了約750個與食品有關的專業;軟科11月發布的2018“中國最好學科排名”中,江南大學、中國農業大學、華南理工、浙江大學等4所與食品學科相關的院校名列前十。孟素荷談到,目前,我國235所與食品相關的院校和100余個科研單位,在歷經數十年起伏、沉淀后,已形成重要積累,擁有較強實力;學科特色日漸清晰,專業優勢已經顯現。一些優質的院校及一批優秀的學科帶頭人,正匯集成中國食品科技的領軍方陣,活躍在國內外學術交流的一線,與世界比肩。

            在人才培養方面,370家食品科研單位和院校,正逐漸形成各具優勢的專業特色和區域特色。其中,235所高校設立食品科學與工程本科,24所博士點院校,100余個碩士點院校,夯實了中國食品科技與工業的基礎研究與人才培育體系。此外,在食品領域,獲批的國家工程實驗室7個,食品領域產學研戰略聯盟20個。

            另外,科技部持續加大食品科技項目的投入,2016—2018年僅農村司國撥經費總額約12億元;國家自然科學基金委的項目資金也在逐年增加,從2016年的1.76億元增加到2017年的2.16億元。

            在國家科技項目的牽引下,企業研發投入的比例增加。2016年,全國食品企業總計440億元資金投入到科研的實踐、產品創新及與科研院所的科技合作中。

            孟素荷指出,中國食品工業之所以歷經磨難而仍然穩健發展,關鍵因素之一是得到科技界堅定而有效的支持。這種支持來自實驗室“0—1”的科學發現及1—100產業化過程中的科技支撐;來自對食品安全輿論場敢于擔當的風險交流;來自對政府決策時清晰明確地表達科技界的立場。它使中國食品工業的發展因擁有科學的基因而日趨健康。

            孟素荷表示,近年來,一大批優秀的科學家率先以“跳出窗外”的思維,啟動對營養學、生命科學、基因工程、中醫藥學、生物工程和智能制造的交叉研究,探討中國傳統食品的質構、功能和機理,用前瞻性的視角和活躍的科學實踐,引領和創新中國食品產業的未來。她欣喜地看到,每一個強大的食品行業發展的背后,都有一大批優秀科學家的集結和對行業科技問題的長期跟蹤破解。在乳酸菌這樣新生食品門類快速成長的過程中,伴隨著該學科學術論文數量和水平的快速提升,我們的科學家在將優秀的論文“書寫在祖國的大地上、工廠里”的同時,亦獲得了自身的成長和科研成就的堅實積累?!爸袊氖称房萍家蚺c產業發展的深入對接,而充滿活力、定力和張力?!?/p>

            “在中國這個全球最具容量和魅力的大市場上,安全健康與環保既是產業競爭的核心要素,又是新一輪發展的新動能和價值增長點。在歷經改革開放40年后,中國食品工業已經走出了三聚氰胺的泥潭,站到了以安全、健康,環保為目標的新起點上。而要完成這一目標的關鍵,即是創新與食品科技水平的穩步提升?!泵纤睾捎芍缘卣f。

            創新推動行業整體向前發展,中國食品工業的戰略調整正從追求產值到追求價值。53個行業中,包括飲料、發酵食品、營養食品、白酒等在內的26個行業的利潤總額實現增長,其中,15個行業利潤總額增長超過5億元。以科技為基的新品,是驅動企業銷售增長的主要因素。

            我國食品企業未來的競爭力,在于產業鏈安全與產品的差異化定位及健康內涵,這既源于企業對科研的逐步積累,更源自企業對市場競爭與長遠發展的戰略選擇。

            我國食品工業的創新中,傳統食品工業化是目標。以軟飲料行業為例——從二元結構向六元結構的調整用了32年。行業結構調整逐漸走向“低糖、健康、天然”。1985年,碳酸飲料市場占比達到80%;2017年,碳酸飲料市場占比縮減至13%,而植物蛋白飲料、果蔬汁及固體飲料等占據了87%的市場。

            同樣,創新也推動了方便食品行業整體的發展質量。2015—2018年,方便食品創新中體現出強烈的中國特色與健康營養元素。2018年1—6月方便食品行業利潤增長達17.2%。分析2018年方便食品行業的發展,整體上顯示營養美味、價值提升、回歸廚房風味的趨勢愈加鮮明。其中,天然風味配料的創新,是其重要支撐。我國以民營企業為主的咸味香精調味料行業對科研的投入高達10%以上,其動力是追求市場的差異化。

            在孟素荷看來,通過創新,賦予產品健康、時尚、價值體驗等多重屬性來滿足日益多元化的消費需求,這既是市場的需求,亦是食業走向更大成功的必由之路。

            孫寶國:

            “有了傳統飲食文化之魂的自主創新才會‘不挨宰’;我國食品科技由跟跑到并行,一些領域處于全球領跑水平?!?/strong>

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          科技支撐的三個方向

            “我國食品科技由跟跑到并行,一些領域處于全球領跑水平?!睂O寶國院士如此評價我國的食品科技水平。他特別提到,中國傳統食品的科學技術水平已處于領跑位置。其源于文化自信,尤其是對傳統飲食文化自信,繼而對于我國食品科學技術的自信。

            孫寶國院士以我國咸味香精工業的發展為例,生動講述了自主創新為產業帶來的翻天覆地的變化?!案母镩_放40年來,我國的咸味香精行業從無到有,從小到強?!睂O寶國院士介紹說,改革開放之前,我國咸味香精工業是零;改革開放后,這一產業起步于“六五”國民經濟和社會發展計劃(1981—1985年)。1982年,市場已出現了肉味香精,但肉味特征不明顯。正是在“七五”國家科技攻關期間,突破了2-甲基呋喃甲氧基化、中間體水解─加成一體化、2-甲基-3-巰基呋喃溫和氧化等關鍵技術,實現了2-甲基-3-巰基呋喃和2-甲基-3-呋喃基二硫醚的國產化,奠定了我國3-巰基呋喃類食品香料制造的技術基礎;“八五”國家科技攻關期間,突破了不對稱二硫醚食品香料制造關鍵技術和水解─不對稱二硫醚化耦合技術,奠定了我國不對稱二硫醚食品香料制造的技術基礎;根據肉香味的形成機理,開發了天然級肉味食品香精制造技術,奠定了我國天然級肉味食品香精制造的技術基礎。

            “落后不但要挨打,還要挨宰?!睂O寶國院士說。在上世紀90年代,被美國稱為“030”的2-甲基-3-巰基呋喃,代號為“719”的2-甲基-3-呋喃基二硫醚這兩大含硫香料,在當時的價格甚至遠高于黃金?!?30”“719”的進口價格,每公斤分別高達14萬元和16萬元。隨著上世紀90年代“030”“719”關鍵制造技術的突破,相關產品的國產化,其價格也隨之降到每公斤4.2萬元和6萬元。由此一來,不僅依賴進口這一尷尬局面被打破,我國也成為日本等其他國家的肉味香料主要出口國。從2000年開始,以肉為原料的我國肉味香精的關鍵制造技術,被國內數十家企業所采用。由此生產出的天然肉味香精,已在方便食品、調味品、肉制品、菜肴等大量食品中廣泛應用。同時,我國特色肉味香精制造理念“味料同源”也逐漸形成,并得到全球認同。

            孫寶國院士表示,我國食品產業正面臨千載難逢的工業化、現代化歷史機遇,實現中國食品產業現代化是食品界的歷史使命。要堅定中華飲食文化自信,滿懷信心、積極主動地研究探索中國傳統食品的基礎科學問題,為中國食品走向世界夯實科學基礎。要努力突破中國傳統食品工業化、現代化面臨的瓶頸技術和核心裝備難題,為中國傳統食品工業化、現代化保駕護航。

            孫寶國院士指出,要潛心研究我國傳統食品基礎科學問題,從中揭示中國傳統食品健康美味的奧秘。健康、美味、方便、實惠是中國乃至世界食品產業發展的大趨勢。他分析說,我國傳統食品加工制作方式正在發生轉變:一是從體力型向動力型轉變;二是從經驗型向科學型轉變,如傳統北京烤鴨制作完全可以通過智能控制來實現;三是從手藝型向工藝型轉變,比如豆腐加工實現了自動化生產;四是從工具向裝備轉變;五是從腦力勞動向人工智能轉變,比如白酒勾調可以通過人工智能得以實現;六是從源于自然向巧奪天工轉變。

            孫寶國院士說:“未來,我國食品工業要轉向高質量發展階段,就要滿足人民群眾對飲食更高層次的要求,即健康和美味的要求。要從致力于我國傳統食品的工業化、現代化開始著手?!?/p>

            產業界——

            1984年,在上海益民四廠和北京大紅門糧庫,中國的方便面生產線同時開工,至今已34年。創建于1987年的民營企業杭州娃哈哈集團,從3個人、14萬元借款白手起家,在創始人宗慶后的帶領下,現已發展成為我國最大的飲料企業。1992年,陳澤民堅定下海從傳統食品湯圓做起,并將其企業定名為“三全”,以感謝十一屆三中全會改革開放帶來的機遇和空間。在這些企業家的眼中,讓行業在變革中實現跨越式發展的,正是科技的不斷創新。這些企業家們從研發產品到智能制造,從硬件建設到項目攻堅,一步一個腳印地夯實著我國食品產業。

            在宗慶后看來,從1988年研發出走紅市場的娃哈哈兒童營養液開始,娃哈哈幾十年來的穩健發展,得益于改革開放包容環境下的科技創新。娃哈哈一直堅持“生產具有真正使用價值的產品”的經營理念,堅持走自主創新之路,堅持要永遠領先人家半步的觀念,通過不斷創新,實施差異化戰略較好地解決了產品生命周期。據了解,娃哈哈建立了國家級企業技術中心、博士后科研工作站、中國合格認定國家認可委員會(CNAS)認可的實驗室、浙江省食品生物工程重點實驗室等研發機構,近年來開始向菌種、酶制劑、機電等高新技術產業發展,目前已形成自己的菌種資源庫,并成功自主開發了串、并聯機器人、自動物流分揀系統等智能設備,成為食品飲料行業具備自行研發、設計、自行生產裝備和工業機器人能力的綜合型企業。

            “對于我們這一代人來說,祖國現在的繁榮是我們當年完全沒有辦法想象的,我們也是祖國改革開放的受益者?!笨祹煾悼毓捎邢薰緢绦虚L韋俊賢深有感觸地表示,多年來,康師傅在科技創新方面一直不斷前行??祹煾低顿Y5億元在上海打造的聯合創新研發中心獲得中國CNAS實驗室能力資格,可對標國際化水平。在高科技運用方面,康師傅自2015年起投資3億元建造了大型FD冷凍干燥工廠,用高科技提升產品的營養健康水平。在科研攻關方面,康師傅與高校合作攻克業內難題,在今年舉辦的第十屆中國食品安全論壇“科技創新與科學傳播”分論壇上,康師傅的“棕櫚油中TGP的檢測應用”項目,獲“2017—2018年度食品安全創新技術獎”。該項目除了可以確保油脂原料來源清晰可控之外,用三酰甘油氧化聚合物(TGP)這一單一指標就可以把地溝油、劣質油等原料油風險擋在門外。TGP項目的落地,對油脂行業和方便食品行業都具有很好的指導意義。

            安琪生物集團董事長俞學鋒也認為,正是科技創新,成就了安琪25年來的持續發展。作為國家確定的第一批國家重點工業性試驗基地項目,安琪通過多年的努力,把一個小小的酵母延展至烘焙、釀造等多個應用領域。針對我國傳統食品油條,安琪率先研制出無鋁食品膨松劑,消除了食品安全隱患。同時,依靠主導生物技術,研發出很多與健康相關的酵母食品。

            以掛面這一我國傳統食品行業為例,經過多年的發展,行業集中度指數快速上升,預計2019年,集中度指數CR3將從23%上升到35%左右。預計到2020年,掛面行業加工企業數量將減少至200家左右。智能制造管理開始發端,裝備制造企業??萍岩雅c多家掛面企業達成戰略合作,共同開發定制化的掛面智能化制造系統——??萍讯ㄖ苹疦IMS。

            “悠久的飲食文化,最大的食品產業,基數龐大的食品科技人員,最多的食品專業,最強的食品學科,最多的食品專業在校大學生……這些扎實的實力,匯集起我國食品科技界的自信。我國的食品工業是全世界最大的食品工業,并且要一直強大下去。我對我國食品產業和食品科技的未來發展,充滿了自信?!睂O寶國院士對我國食業的發展滿懷信心。

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            食品科學技術發展厚積薄發

            作為中國科協學科發展引領與資源整合集成工程項目之一,由中國食品科學技術學會承擔,并組織國內食品學科的高等院校、科研院所和行業專家學者共同編寫的《食品科學技術學科方向預測及技術路線圖》,全面梳理了國內食品科學技術發展現狀及未來發展需求。

            報告重點針對食品科學技術學科中最重要以及發展最快的方向,包括食品科學、食品技術、食品添加劑、食品營養、食品安全、食品裝備、食品物流等7大方向,按照方向基本范疇、國內外科學與技術發展分析、前沿問題、總體目標、重點研究領域與任務建議等5個部分,介紹了近年來我國食品科學與技術在科學研究、技術創新、成果轉化等方面的狀況,在研究總結學科發展態勢和規律的基礎上,預測學科發展趨勢、提出學科發展方向、重點研究課題建議以及學科協調合作重點和機制。

            學科投入不斷增長,優勢和特色顯現

            在以“國家重點實驗室計劃”“國家自然科學基金”“攀登計劃”“863計劃”“973計劃”等為代表的國家科技計劃的推動下,我國食品學科展示出特色明顯、競爭力較強和具有可持續發展能力的特點,廣泛參與到國家層面上的重大、重點科研計劃的研究,學科優勢地位已充分顯現。以國家自然科學基金為例,自2009年國家自然科學基金委設立了食品學科后,學科自然科學基金經費穩步增加,從最初2010年的7000多萬元,增加到2014年的2.2億元。2015年以后,食品科學領域自然科學基金總額基本為2億元上下波動。與此同時,2016年以來,國家層面在科研領域的重要布局和改革陸續啟動——科技部發布國家重點研發計劃首批重點研發專項指南,國務院促科技成果轉化以及將組建國家重點實驗室等,這些舉措既是供給側改革的重要內容,更是中國科研體制的重大轉型。2016—2017年,國家重點研發計劃“糧食豐產增效科技創新”“現代食品加工及糧食收儲運技術與裝備”“食品安全關鍵技術研發”等一批項目不斷啟動,大力促進食品學科和行業發展。

            學科平臺建設不斷完善,發展環境持續優化

            目前,食品領域已有5個國家重點實驗室獲批建設,國家重點實驗室的建設突出體現了我國食品領域基礎及應用基礎研究的迫切需求和不斷發展。食品領域獲得批準建設的國家工程實驗室主要有7個;已獲得批準建設的國家工程中心有10余家;食品領域已形成20余個產學研緊密結合的產業技術創新戰略聯盟,產業技術創新戰略聯盟的建設有效引導了科技創新要素向企業集聚,促進了食品產業整體技術的集成創新與快速發展,科研創新能力持續加強。

            總的來看,食品學科領域內的研究論文發表總量逐年遞增,2010—2014年Scopus數據庫中食品學科總共收錄138574篇文獻,我國以發文量17054篇的較大優勢位居第二。論文發表數量呈逐年遞增趨勢,尤其是最近兩三年增速明顯高于世界平均速率,2010—2014年間增長率達到292.3%,這也從一個側面反映了近年來我國食品科學研究欣欣向榮的發展狀態。

            傳統食品領域研究成果頻出

            近些年來,在食品加工、貯藏及運銷過程中的化學變化方面,我國與國際領先水平的差距正在急速縮小。在國外研究的基礎上,對于這些新技術在食品加工中的化學變化,國內正在進行更加細致和深入的研究,如新技術在加工過程中對營養物質的破壞、加工過程副產物的安全性以及對活性物質活性功能的影響等,并且國內的學者還拓寬了新技術的應用范圍,特別是探索了其在中國傳統食品中的應用。

            我國在傳統食品領域,特別是傳統食品加工過程組分變化與傳統食品的風味化學研究方面,具有一定的發展優勢,涌現了一批成果。在中國傳統釀造醋、白酒、黃酒等風味鑒定、微生物群落作用、工藝優化等方面研究有了前所未有的進步;在中國特色堅果如山核桃、核桃、巴旦木等,特色水產如海參、鮑魚等,特色蔬菜水果肉類如紅棗、楊梅、枇杷、牦牛等,中國特色糧油深加工等研究都有了長足進步。據統計,2010—2016國家級科技進步獎勵中,食品科學領域有74個項目獲獎,其中涉及食品營養、食品發酵與釀造、食品貯藏與保鮮、食品安全、食品加工及食品生物化學等6個方向。其中,后3類是主要的成果產出及獲獎方向,占77%,且每一類占比均超過20%以上。與發酵、釀造、貯運、食品相關的獲獎項目,大多與傳統食品或者中國特色食品或者食材相關。

            我國的傳統食品,如白酒、黃酒、烤鴨、醬牛肉、金華火腿等,在風味、質構及其與加工過程的關聯等方面研究,也前所未有的深入??绝?、鹽水鴨等中華傳統美食已從靠經驗生產向工業化過渡,對于不同品種鴨肉的品質特征、加工包括烤制、腌臘等特定加工工藝后其風味、營養素和質構的影響等研究有了長足進步。近年來,我國濃香型、清香型等多種香型白酒中的關鍵氣味活性化合物被不斷鑒定,為白酒的高品質生產打下堅實基礎,同時部分研究成果發表在食品科學技術領域國際一流的刊物上。近日,由國家自然科學基金青年基金項目資助的北京工商大學食品學院白酒風味研究項目,首次出現在國際頂級食品期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》封面上。這些研究結果為我國傳統食業的加工奠定了基礎。

            在食品加工、貯藏及運銷過程中的化學變化方面,國內成果喜人。如近年來,非熱殺菌技術在食品加工中的應用就取得了可喜的成果。同時,針對大豆分離蛋白在貯藏過程溶解度、各種功能性質不斷下降的這一行業共性難題,國內科學家在大豆蛋白原料、加工對蛋白結構的損傷、貯藏過程的氧化反應、美拉德反應等對大豆分離蛋白貯藏穩定性進行充分研究,發現了引發蛋白品質下降的主要機理,確定了引起SPI貯藏過程中品質下降的主要因素,揭示了品質下降的機制,探討了可能的控制途徑。

            食品微生物研究進展顯著

            關于益生菌的研究和開發獲得了廣泛重視。我國益生菌相關學術研究多年來持續升溫,張和平、陳衛、谷巍等我國食品科學家及企業研發負責人針對益生菌發表的相關學術文章數量占據前三,國家自然科學基金支持發表的益生菌文章數量高達353篇。江南大學“益生菌理論與技術”研究團隊在益生菌菌種資源發掘和整理、益生菌高效篩選模型建立及功能評價、優良菌株的遺傳背景分析和組學等方面進行深入研究。南昌大學的“果蔬益生菌發酵關鍵技術與產業化應用”項目獲得2016年度國家科技進步二等獎,將益生菌發酵技術引入果蔬食品精深加工,突破了果蔬發酵益生菌種高通量篩選和高活性工程菌劑規?;苽浼夹g瓶頸,發明了適合工業化生產的果蔬發酵菌種及其菌劑制備等核心技術,建立了果蔬益生菌發酵上、中、下游全產業鏈關鍵技術創新體系,實現了果蔬益生菌發酵關鍵技術的重大突破。

            我國在食品科學研究領域已逐漸趕上國際水平,在一些組分的結構功能、在影響加工食品品質和安全性方面甚至居于領跑地位。例如,在碳水化合物領域,近年來的一些研究成果、國內發表的SCI論文無論是數量還是水平都居于領先地位。這一系列的研究成果,不僅有效推動了傳統食品的現代化,提升了傳統食品和特色食品的競爭力,也有效推動了食品科技創新,支撐了食品工業的發展。

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