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中国工程院院士陈卫:食品科学必将迎来发展“黄金期”

发布日期:2022-08-09  来源:新京报   郭铁
资料来源 新京报

【新京报8月9日】1984年参加高考时,陈卫选择报考无锡轻工业学院食品科学专业。当时正值改革开放初期,轻工业的落后让陈卫看到了食品工业在带动其他产业发展、满足百姓生活需求方面的特殊性。

陈卫也见证了近十年来我国食品工业全面进入结构优化阶段,不少核心关键技术实现了由 “跟跑”向“跟跑、并跑、领跑”并存的历史性转变。长期从事食品微生物学、功能性益生菌研究的他,身兼中国工程院院士、江南大学校长、国家功能食品工程技术研究中心主任、中国食品科学技术学会益生菌分会理事长等数职,推动江南大学与食品业界进行校企产学研的深度融合。

陈卫表示,守护粮食安全、实现食品营养健康,耕地是根本基础,科技是核心关键。随着生物技术、人工智能、大数据和先进制造等技术的快速兴起,食品科学必将迎来大发展的“黄金期”。

中国工程院院士、江南大学校长陈卫(右二)在实验室。 受访者供图

抢占食品技术制高点

新京报:你在《树立“大食物观”为“国之大者”保驾护航》中提出,要下足大力气突破生物科技。生物科技在保障粮食安全和食品安全中扮演着什么角色?

陈卫:粮食安全是事关国运民生的“压舱石”,是“国之大者”。习近平总书记强调要树立“大食物观”,其出发点和落脚点都是要求继续夯实国家粮食安全的战略部署,在确保人民群众吃饱的基础上进一步吃得安全健康、营养均衡。

守护粮食安全、实现食品营养健康,耕地是根本基础,科技是核心关键。因此,我们一方面要在“藏粮于地”的基础上,将食物获取途径从传统耕地资源外延到整个国土资源,向极地、滩涂、沙漠、深海乃至外太空探寻食物来源,全方位拓展“食物地图”。另一方面要能“藏粮于技”,通过一些生物科技的重大突破来实现食物生产的提质增效。相对于有限的耕地资源,生物科技突破对食物生产带来的提质增效是没有限制的,而且能切实保障食品的高质量供给,助力食品精准营养与智能制造。

未来食品生物技术的革新,既是颠覆传统种植与养殖业的生产新模式,同时也是食品生产重点攻关、抢占前沿高地的关键领域,有助于推进我国抢占全球未来食品技术制高点,帮助提升食品安全与健康内涵。

新京报:近年来益生菌产业飞速发展,当前国内益生菌产业科研与应用的现状及趋势如何?

陈卫:益生菌目前正日益成为生命健康领域的关注点。较欧美而言,我国益生菌研究与应用起步较晚,但从全球益生菌行业技术来源国分布情况来看,我国益生菌专利申请量占全球总申请量的26%,仅次于美国。除婴幼儿食品中所用的菌株外,国内益生菌越来越多地使用本土自主知识产权的菌株。未来,我们需要更多的研究团队和企业共同努力,将更多优良的菌株加入可用于婴幼儿食品的菌种目录,真正实现从婴幼儿到老人全生命周期益生菌的本土化。

从研究现状看,消化胃肠道疾病仍是当前益生菌干预的主要领域。但益生菌干预的热点问题也越来越细化、越来越多样。比如,当前益生菌研究涉及的代谢性疾病主要包括糖尿病、肥胖、非酒精性脂肪肝、多囊卵巢综合征等;干预的神经系统疾病与精神疾病主要包括自闭症、抑郁症、认知障碍、焦虑等;口腔疾病主要包括牙周炎、龋齿、口臭等;感染性疾病主要探究的是幽门螺旋杆菌感染等方面。此外,还有一些探究了益生菌对呼吸道疾病、过敏性疾病、癌症等疾病的作用。新冠疫情在全球蔓延,国内外也有一些团队在开展临床试验,正在探析益生菌对新冠的辅助治疗和预防效果。

对于未来研究和发展应用,一是更加科学准确解释益生菌的功能及其作用机理。既要有消费者层面的明显体感,更要有科学研究层面的数据证据。只有找到或看到这些能调节肠道屏障、肠道免疫和特定菌群的关键物质,才能真正说明益生菌发挥了作用。二是促进益生菌的多元化和菌株的本土化。这既是我国亟须解决的产业技术发展瓶颈,也是未来的主流趋势,需从技术、专利、品牌、储备等各方面进行完善。三是应用领域的多元化。突破相关制备技术的瓶颈后,益生菌产品类型也将从发酵乳等普通食品,过渡到功能食品、微生态制剂药品、功能日化等多个领域的全面、精细化应用。

从“跟跑”到“领跑”

新京报:近十年来我国食品技术取得了哪些突破?给市场、行业甚至是国际竞争带来了哪些变化和机遇?

陈卫:我国食品工业全面进入结构优化阶段,以市场为导向不断调整结构、配置资源、组织生产和技术攻关。特别是随着“十三五”“十四五”食品科技创新专项的逐步开展,一些高新技术领域的研发能力与世界先进水平的整体差距明显缩小,甚至不少核心关键技术实现了由单一的“跟跑”向“跟跑、并跑、领跑”并存的历史性转变。

食品深加工程度逐渐提高。食品企业受市场压力驱使开发具有高附加值的产品,在基础研究、技术开发、营养保健食品研发、食品原材料利用与精深加工方面进行重点布局,推动了食品深加工的发展。

食品技术创新取得新进展。据第六次食品领域国内外技术竞争评价调查显示,我国食品工业目前处于“跟跑”“并跑”“领跑”的技术占比分别为58%、32%、10%。

食品智能制造开始萌芽。行业主管部门推动食品工业转型升级,促进食品智能化应用水平提升。据统计,近年来我国遴选出的305个智能制造试点示范项目,生产效率平均提升37.6%,能源利用率平均提升16.1%,运营成本平均降低21.2%,产品研制周期平均缩短30.8%。此外,物联网、大数据、云计算等新兴技术在食品领域得到应用拓展,智能制造态势逐渐初显。

高新技术提高行业效益。食品工业的不同子行业技术密集程度差异明显,一些子行业对高新技术敏感度高、引入和应用积极,使得技术进步快速。在食品工业的53个子行业中,包括饮料、营养食品、发酵食品在内的26个子行业实现了利润总额增长。

食品质量安全水平整体提升。目前,食品质量安全法律体系建设持续完善,食品管理认证体系建设稳步开展,涵盖食品安全管理体系、危害分析的临界控制点等,食品安全溯源体系建设初具规模。

食品产学研深度联动融合

新京报:当初你为何选择食品科学这个专业方向?食品产学研等方面那时处于什么样的水平?

陈卫:我是1984年参加的高考。当时正值改革开放之初,老百姓基本生活相对还很艰苦。这一时期,我国重工业、轻工业和农业的结构严重失调。作为轻工业重要门类的食品工业具有特殊性,对其他产业的带动效应、倍增效应十分明显。而且,我觉得轻工业尤其是食品工业跟老百姓息息相关,所以选择了当时的无锡轻工业学院食品学科专业。

从食品科技发展水平来看,我国在那个时期就开始构建食品工业创新体系。据统计,从上世纪80年代开始,国内大约有13所农业院校在农学、园艺学等学科的基础上相继组建了食品科学系和食品专业,为食品科技的快速发展奠定了技术人才基础。为推进科技成果的产业化应用,一些食品工业企业也逐步开始同高校建立科研协作关系,拉开了校企产学研合作的帷幕。

新京报:我们经常能看到江南大学与食品企业在产学研方面的联动,能达成合作的基础是什么?

陈卫:江南大学食品学科在我国同类学科中创建最早、基础最好、平台最好。上世纪50年代初,通过院系调整成立了中国最早的食品工业系;到1959年,发酵、制糖、粮食、油脂、乳品等细分专业均已建立,这些都是江南大学食品学科的前身。近60年的发展中,江南大学食品学科处于国内食品科教界的领先位置,2019年-2022年连续在软科世界一流学科排名中蝉联世界第一;有食品科学与技术国家重点实验室、粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心、国家功能食品工程技术研究中心、益生菌与肠道健康国际联合研究中心等5个国家级平台;有院士、长江学者、优秀青年等各类国家级人才30多人,科研水平稳定上升。

与此同时,江南大学食品学科已形成全面涵盖食品营养与健康、食品加工与智能制造、食品安全与质量控制等产业密切需求的五大学科方向,涵盖各个食品产业门类。同时食品学科所在学院有125家董事单位和65个校外实习基地,食品企业与我们科研团队深度融合,广泛实施产学研教育合作。

传统食品生产方式将被颠覆

新京报:目前我国食品科学研究及应用方面还存在哪些差距,有哪些“卡脖子”问题亟待解决?

陈卫:与一些先进发达国家相比,由于我国食品科学研究与应用起步晚、基础差、底子薄,目前还存在一定的差距。

“领跑”技术比例小。美国、日本、德国在食品领域“领跑”技术比例分别占48%、29%、13%,我国仅占5%。发达国家以企业研发为主,产业化阶段技术比例在80%以上,而我国企业研发能力显著不足,对高校、科研院所的研发依赖突出,食品技术产业化比例低。

装备自主创新能力低。美国、日本和欧盟等国家和地区的食品智能装备专利占全球80%以上,我国食品装备年进口额近300亿元,大型食品企业80%的关键高端装备依赖进口。

加工增值和资源利用不足。美国、日本食品工业产值与农业总产值之比分别为3.7:1和11.7:1,而我国小于2:1,且我国食品工业资源和能源消耗较大。

食品毒害物侦测对国外依赖度高。我国快速检测产品集中以农兽药残留为主,占比80%,受国际认可的不足10%。食源性致病菌等核心检测试剂和毒素标准物质高度依赖进口。复杂基质分离材料国产占比不足15%,用于8种微生物快速检测的84个检测产品几乎没有国产。

随着经济发展和国内科学技术的提升,“卡脖子”问题发生了相应的变化,但依然面临装备研发能力不足、一些高精设备高度依赖进口等问题。以婴幼儿配方产品中的益生菌为例,我国益生菌的研究与生产起步晚,同时受制于婴幼儿益生菌的法规与新菌株临床试验研究的矛盾等客观原因,导致我国婴幼儿益生菌产业的核心菌种几乎被美国、丹麦等外国企业垄断。在我国目前可用于婴幼儿食品的13株菌株中,仅1株具有自主知识产权。因此,核心菌种自主率不足,缺少制备高活性、高稳定性益生菌制剂的关键技术,制约了我国婴配乳品的国际竞争力。

新京报:如何看待未来我国食品科学的发展?

陈卫:我国食品科技发展日新月异,随着生物技术、人工智能、大数据和先进制造等技术的快速兴起,以及人们对食品营养健康的新需求,食品科学必将迎来大发展的“黄金期”。特别是多学科交叉融合发展,促使食品科技创新迭代加速,将进一步推动形成以食品组学、食品感知学、食品合成生物学等为代表的基础科学,产生食品细胞工厂、智慧厨房、智能制造、精准营养等新兴业态,真正突破食品科学技术瓶颈,推动食品产业的创新发展。

未来食品科学可能主要聚焦在几个方面:一是食品精准营养与个性化制造。基于食物营养与人体健康关系,靶向生产精准营养与个性化食品。二是食品合成生物学。构建食品细胞工厂,以可再生生物质为原料,生产肉蛋奶、油脂、糖等,形成食品的新型生产模式。三是食品装备智能制造。利用数字化设计和制造技术,开发食品工业机器人、食品智能制造生产线和智慧厨房及供应链系统。四是增材制造。基于快速自动成形增材制造(3D、4D打印)、图像图形处理、数字化控制、机电和材料等工业化数字化技术来生产食品。五是食品质量安全全程主动防控。基于多元危害物快速识别与检测、智能化监管、实时追溯、物联网、人工智能等技术,提升过程控制和检测溯源,构建新食品安全的智能监管。六是学科交叉融合创新产业链。运用大数据、云计算、物联网、基因编辑等深度交叉融合,颠覆食品传统生产方式,催生一批新产业、新模式、新业态。


本文来源于:新京报http://epaper.bjnews.com.cn/html/2022-08/09/node_1.htm

原文链接:http://epaper.bjnews.com.cn/html/2022-08/09/content_821199.htm?div=-1

阅读( (编辑:张青)

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