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从“经验加工”到“个性化定制与智能制造” 中国农科院食品科技成果亮相“十三五”科技创新成就展

  由科技部主办的国家“十三五”科技创新成就展近日在北京展览馆举行,食品领域的多项重大科技成果也亮相展会。记者了解到,中国农业科学院农产品加工研究所王强研究员主持的“十三五”国家重点研发计划“食品加工过程中组分结构变化及品质调控机制研究(2016YFD0400200)”项目的两项研究成果入选农业科技展区。这些成果为食品产业从“十二五”的“经验加工”到“十三五”末的“精准调控与高效制造”,以及到“十四五”的“个性化定制与智能制造”奠定了基础。

构建食品品质功能调控新技术新工艺新方法

  “食品加工过程中组分结构变化及品质调控机制研究”成果,集中展现了项目在“大宗食品原料加工适宜性评价理论创新及应用”“基于特征组分多尺度结构的品质功能调控关键理论与技术创新及应用”“食品加工过程中品质功能精准调控理论体系与可视化调控平台的构建及应用”方面取得的突出进展。据王强介绍,经过5年的系统研究,项目提出了“食品原料特性与加工适宜性品质评价”等理论技术体系、“食品多尺度结构”研究理论方法体系、以特征组分贯穿“原料基础-关键结构-品质功能”的食品品质功能调控理论体系等新理论,阐明了基于特征组分结构的加工适宜性分子机制,食品特征组分结构变化、相互作用与关键结构域形成及调控机制,“加工工艺-组分结构-品质功能”全网络数据关联等机制机理,并构建了首个食品原料多维多模式指纹图谱数据库,三大类食品加工工艺-组分结构-品质功能基础数据库”;创建了5种食品原料加工适宜性评价模型、方法与标准,10套碳水化合物、蛋白质、脂质三大类食品全网络关联模型,在此基础上,实现了食品原料加工适宜性科学评价、食品加工中品质功能精准调控和食品加工全过程品质功能预测。

现场演示的新型植脂奶油3D打印吸引了众多观众

  该成果共明晰了食品加工过程中4大类特征组分多尺度结构变化及品质功能调控等相关新理论新原理28项,构建了基于组分结构的品质功能调控新技术新工艺新方法46项;申请专利91项,授权32项,其中国际专利8项。经世界卫生组织(WHO)专家评议认为,项目成果整体处于国际领先水平,为食品工业的精准调控与高效制造奠定坚实的理论基础。

新型植脂奶油产品

实现零反式脂肪酸

  基于新型植脂奶油的个性化3D打印设备,吸引了不少观展者驻足咨询和观看。1000余人品评了王强研究团队在现场用该设备打印制作的基于Pickering乳液的“零反式脂肪酸、无合成乳化剂、低糖低脂”新型植脂奶油产品。一位参观者表示,期待新型植脂奶油产品及其配套3D打印设备早日投向市场,这样就可以买到更营养健康、可实现个性化定制的奶油产品。

  据了解,这一成果首次从食品多尺度结构研究角度,构建了以亲水性植物蛋白微凝胶颗粒为乳化剂的新型食品级皮克林乳液,实现了已有报道中最高内相(87%),明晰了乳液稳定机制,即吸附在液滴周围的颗粒形成“弹性界面膜”,与外相中颗粒构建3-D网络结构共同阻止了液滴的聚结失稳,并在此基础上,以植物蛋白代替合成乳化剂、以植物油代替动物油脂和氢化油,开发了新型植脂奶油。与市售植脂奶油相比,具有零反式脂肪酸、无合成乳化剂、饱和脂肪含量低40%、碳水化合物含量低35%等优质蛋白含量1—2克,口味、口感可媲美动物奶油。

  基于个性化3D打印技术成果所研制的新型植脂奶油零切黏度低,稠度适中,具有较低屈服应力、较高黏弹性。值得一提的是,这种奶油在加工过程中不受时间温度影响,适宜“挤出-成形”,具有3D打印所需的流动特性。在此基础上开发的配套3D打印设备及工艺,实现了多种形状和造型的奶油自动裱花,满足个性化需求。该成果破解了产业卡脖子问题,为营养健康新型奶油产品的个性化制备提供了新方法。