本報記者 王薇
「未來，食品科技將顛覆傳統食品工業製造模式。基於合成生物學、物聯網、人工智慧、增材製造、納米技術等技術的未來食品，具有重大的社會、環境、經濟效益。」中國工程院院士、中國食品科學技術學會名譽副理事長陳堅在前不久由中國食品科學技術學會主辦的「前沿科技與未來食品論壇」上做出上述預判。他指出，中國的食品科技要進入創新型國家的前列。這就要求中國食品產業要成為高技術產業，而成為高技術產業的關鍵在於技術的先進性、複雜性和對社會的貢獻。未來食品的標籤應該是更健康、更安全、更營養、更美味、更高效、更可持續。
合成生物學重塑未來食品
「未來食品中包括基於合成生物學為基礎的『細胞培養肉』和『細胞牛奶』等。通過合成生物學，可以將植物天然物質從植物中有效提取出來。如利用廉價的植物，構建微生物的細胞工廠,合成出高價值的黃酮類化合物等功能成分。」陳堅以一個應用案例介紹了食品合成生物學所發揮的作用——基於合成生物學的青蒿素提取技術已經實現了商業化，即從5萬畝青蒿中提取出的青蒿素，在100平方米的車間裡就可以生產出來。
陳堅介紹，食品合成生物學的主要目標和任務體現在以下3個方面。一是變革食品生產方式，開發更多新的食品資源。在未來，人口增長等將帶來多重挑戰，新的食品資源十分重要，比如人造肉、人造食品，改變了原有的食品生產模式。二是強化食品生物加工過程，提高生產效率，降低成本。三是重構食品製造工藝，豐富食品的營養成分並增加新的功能。
植物基加碼未來食品
「未來食品的一個重要方向，就是『人造肉』。」國家大豆工程技術研究中心主任、東北農業大學教授江連洲表示，我國是發明植物蛋白肉最早的國家，中華民族作為農耕民族，最大的特點就是以植物性食品為主。豆腐作為現在最常見的豆製品最早在漢朝時就已被發明。研究發現，食用植物性食物的腸道要比食肉的長，因為植物性食物需要消化的時間更長，各種營養成分更加豐富。另有數據表明，歐美人的腸道比東方人的腸道要短，這說明歐美人適合食用肉類食品，東方人不太適合吃太多的肉類食品，這是長期進化的一個結果。「發展植物基肉製品可以節省99%的水、93%的土地，減少90%的排放，降低46%的能量消耗。」江連洲用一串數字說明了植物基肉製品在節約資源方面的益處。
江連洲認為，植物基肉製品的關鍵技術有幾大類：一類是原料的選擇及其復配技術。原料以豆類為最多的，主要以大豆為代表的豆類蛋白。所謂植物基肉製品、植物蛋白肉以大豆蛋白為基礎，約90%，加上豌豆蛋白、穀物蛋白、大米蛋白、小麥蛋白、玉米蛋白及其他的雜糧蛋白。第二類是質構優化技術。所謂質構就是肉感，主要取決於蛋白質的結構，加之輔料和食品添加劑，可以改善和提升植物肉感質構。目前，做植物蛋白肉主要採用擠壓技術。不同擠壓方法加工的植物蛋白肉不同。將擠壓的蛋白食品化加工，還涉及風味調控。真肉產品中的風味來源於天然物質在加工中的變化，如脂類、蛋白質的降解等。在植物肉的加工過程中，如何模擬達到這一程度，值得探討。
在江連洲看來，未來植物肉麵臨的挑戰主要是加工方式，特別是整肉的加工，還有評價方法。江連洲介紹，中國食品科學技術學會組織制定的《植物基肉製品團體標準》，制訂了植物基肉製品、植物蛋白肉的基本標準，目前已通過專家論證。
人工智慧賦能未來食品
人工智慧在未來食品開發方面將起到怎樣的作用？武漢大學國家網絡安全學院崔曉暉教授介紹，人工智慧是研究用於模擬擴展人的智能的方法和手段，在溯源、食品安全等多個食品領域中都有應用。很多企業已將人工智慧手段融入食品和飲料的生產中，比如用神經網絡研究怎樣才能使披薩做得更好吃；利用人工智慧在食品生產中進行衛生管控；在農業種植方面利用物聯網、傳感器等幫助農民種好農作物。
崔曉暉認為，人工智慧和食品科學研究之間的關聯性主要體現在以下3個方面。首先，基於大數據驅動的風味網絡的構建。風味食品很多都是基於傳統，不同民族、不同地域有不同的風味，可以用大數據驅動實現新風味食品的開發。例如，國外有公司利用人工智慧與大數據預測新的風味組合，創造出新風味，甚至做相關預測。其次，構建食藥同源知識圖譜網絡。通過對很多食譜裡面的成分、化合物關聯性的分析，來研發更多的食藥同源配方。第三，構建食品感官圖譜。以咖啡為例，將此類咖啡的香味與幾百種化合物之間的關係進行分析，通過神經網絡預測哪一種口味到底基於哪一種化合物。
浙江大學生物系統工程與食品科學學院副院長、馥莉食品研究院院長劉東紅談到，在智能製造中有多個方面值得去挖掘和深入，如食品的數位化設計和優化。食品的數位化設計包括：對食品本身做數位化的表徵；對其加工過程做數位化的表徵；對其裝備實現數位化的設計，由此才能完整地構建食品數位化轉型升級的完整體系。
劉東紅表示，對食品加工過程做數位化模擬目前已有了初步研究，如何實現加工和宏觀、微觀結構之間變化的關係以及用多維數據融合技術實現食品功能、工藝的細緻化，甚至提高食品的功能化和營養化，從而實現食品加工和產業鏈的全程數據化，這將是未來發展的重要方向。
中國食品科學技術學會名譽副理事長、中國農業大學特殊食品研究中心主任羅雲波認為，在未來，未來食品遠超出我們的想像。隨著技術的日新月異，合成生物學、大數據、人工智慧還有人造肉以及基因編輯等技術，將會毫無懸念地融入食品的加工、製造、開發中，使得食品更加安全、美味、營養、健康、豐富多彩。