江南大學(xué)食品學(xué)院院長(zhǎng) 劉元法

　　本期“奮進(jìn)新征程·建功新時(shí)代”欄目特邀中國(guó)食品報(bào)社中食智庫(kù)專家、江南大學(xué)食品學(xué)院院長(zhǎng)劉元法，圍繞“未來(lái)食品新業(yè)態(tài)”分享獨(dú)到觀點(diǎn)。劉元法指出，未來(lái)食品行業(yè)發(fā)展將催生出“安全、營(yíng)養(yǎng)、方便、個(gè)性化”的產(chǎn)品新需求和“智能、節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)”的產(chǎn)業(yè)新追求。其中，基于多學(xué)科交叉的食品科技創(chuàng)新、數(shù)字化食品是未來(lái)食品產(chǎn)業(yè)滿足消費(fèi)需求與實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)追求的必然路徑。

江南大學(xué)食品學(xué)院院長(zhǎng)劉元法教授（右一）

數(shù)字化食品是未來(lái)食業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)

　　進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)的發(fā)展環(huán)境和居民生活環(huán)境、生活狀態(tài)、物質(zhì)需求正在發(fā)生深刻改變，未來(lái)也同樣面臨人口增長(zhǎng)、氣候變化、公共健康等前所未有的挑戰(zhàn)，特別是目前全世界正在遭遇新冠肺炎疫情等重大影響。在這個(gè)發(fā)展與挑戰(zhàn)并存的背景下，有必要對(duì)重要的民生產(chǎn)業(yè)——食品產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行梳理和研究。《未來(lái)食品科學(xué)與技術(shù)》一書中指出，未來(lái)食品行業(yè)發(fā)展將催生出“安全、營(yíng)養(yǎng)、方便、個(gè)性化”的產(chǎn)品新需求和“智能、節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)”的產(chǎn)業(yè)新追求。其中，基于多學(xué)科交叉的食品科技創(chuàng)新、數(shù)字化食品是未來(lái)食品產(chǎn)業(yè)滿足消費(fèi)需求與實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)追求的必然路徑。

　　人類社會(huì)正在進(jìn)入以數(shù)字化為主要標(biāo)志的新階段。過(guò)去10年風(fēng)行“由外而內(nèi)”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，而今則趨向于利用呈指數(shù)級(jí)發(fā)展的技術(shù)“由內(nèi)而外”地發(fā)揮數(shù)據(jù)的潛力。食品行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)和民生保障的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，正步入以營(yíng)養(yǎng)健康為標(biāo)簽的高質(zhì)量發(fā)展階段，食品消費(fèi)正由生存型消費(fèi)向健康型、享受型消費(fèi)轉(zhuǎn)變，由吃飽、吃好向保障食品安全、健康、滿足食品消費(fèi)多樣化轉(zhuǎn)變。而在數(shù)字化社會(huì)的大背景下，食品行業(yè)正在發(fā)生巨大變革，基于此，提出了數(shù)字化食品的新業(yè)態(tài)概念。基于食品營(yíng)養(yǎng)數(shù)字化、人體健康數(shù)字化、加工制造數(shù)字化前提下的全數(shù)字化鏈條制造出的食品，就是數(shù)字化食品，在未來(lái)將為食品產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移、革新帶來(lái)新機(jī)遇。這既是食品行業(yè)健康發(fā)展的必要需求，也是順應(yīng)國(guó)家時(shí)代發(fā)展的必然選擇。

　　通過(guò)利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)，對(duì)食品原料物性、營(yíng)養(yǎng)特性、人群營(yíng)養(yǎng)特征等信息數(shù)據(jù)化和整合分析，繼而與食品生物合成、食品重組、增材制造、智能化加工、智慧化物流、智慧化包裝等高新技術(shù)深度融合后，可以得到具有精準(zhǔn)化創(chuàng)制典型特征的數(shù)字化食品。食品行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始逐步通過(guò)數(shù)字技術(shù)與實(shí)體食品企業(yè)的深度融合來(lái)形成數(shù)字化食品的產(chǎn)業(yè)模式，以滿足和促進(jìn)食品行業(yè)和企業(yè)本身的可持續(xù)發(fā)展。

數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)模式呈現(xiàn)精準(zhǔn)化創(chuàng)制特征

　　在國(guó)家政策支持的大背景下，食品行業(yè)發(fā)展可期。國(guó)家針對(duì)食品發(fā)展問(wèn)題制定了多項(xiàng)行業(yè)政策，通過(guò)改善食品供給、健全食品標(biāo)準(zhǔn)體系、提升產(chǎn)品質(zhì)量等措施促進(jìn)食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展并推進(jìn)健康中國(guó)建設(shè)。但食品工業(yè)的發(fā)展目前仍存在很多不足，特別是企業(yè)所提供的產(chǎn)品和服務(wù)不能有效滿足消費(fèi)者需求、產(chǎn)品形式單一、產(chǎn)能與有效供給不對(duì)稱、食品安全問(wèn)題頻發(fā)等。食品制造產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)以數(shù)量擴(kuò)張為主的粗放型發(fā)展方式仍然未得到全面改變，隨著市場(chǎng)需求的轉(zhuǎn)變和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化調(diào)整。推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，促進(jìn)食品制造業(yè)發(fā)展方式改變的任務(wù)依然不可懈怠。而數(shù)字化食品的產(chǎn)業(yè)模式被認(rèn)為是解決食品行業(yè)痛點(diǎn)和未來(lái)食品發(fā)展的新業(yè)態(tài)，即伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，食品加工行業(yè)以人體營(yíng)養(yǎng)健康需求、食品原料物性等數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈條來(lái)實(shí)現(xiàn)食用資源與產(chǎn)品的最優(yōu)配置，這類食品新業(yè)態(tài)具有精準(zhǔn)或定制化制造和供給的典型特征。

　　隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)食品特征開(kāi)始有額外的滋味、口感、營(yíng)養(yǎng)及安全特性的需求，甚至對(duì)原料產(chǎn)地也開(kāi)始有需求限定。正因?yàn)槿绱耍诩庸ぁ⑸a(chǎn)、運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，都需要考慮食品的化學(xué)、物理或生物特性；食品創(chuàng)制過(guò)程中也需要考慮到消費(fèi)者營(yíng)養(yǎng)狀況背后的健康需求，這些足以使食品行業(yè)在產(chǎn)品決策方式上發(fā)生根本性改變。這些決策方式包括對(duì)大數(shù)據(jù)的集成數(shù)據(jù)分析和管理系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化和決策管理，從而產(chǎn)生特定需求的數(shù)字化食品。

數(shù)字化食品的核心在于大數(shù)據(jù)的收集與處理

　　數(shù)字化食品的核心在于食品原材料、加工生產(chǎn)、物流、銷售原料、終端消費(fèi)（特征與需求）等海量大數(shù)據(jù)的全方位收集與處理，分別在食品營(yíng)養(yǎng)數(shù)字化、人體健康數(shù)字化、加工制造數(shù)字化鏈條中產(chǎn)生。在數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)模式中，可以通過(guò)建立人體營(yíng)養(yǎng)需求與復(fù)雜食品體系中原料組分、結(jié)構(gòu)、品質(zhì)與加工工藝參量之間相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)分析體系，以個(gè)性化需求、符合健康和安全需求為主要目標(biāo)，基于食品營(yíng)養(yǎng)數(shù)字化、人體健康數(shù)字化、加工制造數(shù)字化前提下的全數(shù)字化鏈條的數(shù)據(jù)處理、分析、決策，將加工過(guò)程的熱量、動(dòng)量等參數(shù)與食品感官、質(zhì)構(gòu)和理化特性相互連通，實(shí)現(xiàn)食品產(chǎn)業(yè)鏈全元素的連接與整合，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化食品的設(shè)計(jì)與制造。

　　舉例來(lái)說(shuō)，植物基產(chǎn)品是當(dāng)前符合新一代消費(fèi)者對(duì)健康飲食追求的產(chǎn)品形式，包括植物基肉制品和乳制品正在快速發(fā)展。植物基肉制品正是通過(guò)利用生物質(zhì)構(gòu)重組技術(shù)，針對(duì)產(chǎn)品形式、色香味形、營(yíng)養(yǎng)功能做大數(shù)據(jù)分析與整合，擬合仿真并進(jìn)行多組分重組形成的產(chǎn)品。比如利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)植物蛋白原料特性，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的使用參數(shù)，產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性等數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，系統(tǒng)性地篩選不同的成分或配方，針對(duì)不同的個(gè)人需求，快速進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這種新型植物肉的生產(chǎn)模式將改變食品的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，也將重塑未來(lái)食品供給和加工制造模式。從另一個(gè)角度來(lái)看，數(shù)字化食品的精準(zhǔn)化特征也可以有效推進(jìn)食品的健康化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)更安全、更營(yíng)養(yǎng)、更健康和可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和食品獲取方式，也便于對(duì)食品安全的監(jiān)管。因此，數(shù)字化食品將成為轉(zhuǎn)變我國(guó)食品行業(yè)發(fā)展方式、推動(dòng)食品行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和保障人民健康的發(fā)展新業(yè)態(tài)。其中，食品組學(xué)與新一代信息技術(shù)的集成通過(guò)研究和分析食品制造全過(guò)程的質(zhì)量、安全、營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)，如食品物性數(shù)據(jù)、人體營(yíng)養(yǎng)體征數(shù)據(jù)等，可為數(shù)字化食品的創(chuàng)制奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

　　在數(shù)字化食品的加工制造過(guò)程中，人工智能等信息化技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)字化食品的工業(yè)生產(chǎn)中例行或管理任務(wù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通過(guò)實(shí)時(shí)對(duì)生產(chǎn)線各個(gè)環(huán)節(jié)、設(shè)備運(yùn)行中的設(shè)備參數(shù)、工藝、中間產(chǎn)品特征數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)多維度的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程工藝優(yōu)化、質(zhì)量管控、設(shè)備管理與維護(hù)等功能。例如，一家飲料生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生產(chǎn)線上安裝不同的傳感器，實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品調(diào)配、吹瓶、灌裝到包裝、碼垛等環(huán)節(jié)以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品參數(shù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，也可以根據(jù)產(chǎn)品的定制化需求，基于上述對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、供應(yīng)鏈和產(chǎn)品運(yùn)行、用戶使用過(guò)程中的海量數(shù)據(jù)分析，通過(guò)虛擬產(chǎn)線模型分析，根據(jù)訂單情況快速進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、調(diào)動(dòng)物料供應(yīng)、安排產(chǎn)線生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)食品的定制化制造。3D、4D打印技術(shù)就是數(shù)字化食品的加工制造技術(shù)中典型的技術(shù)案例，根據(jù)產(chǎn)品配方和營(yíng)養(yǎng)成分的不同，能夠生產(chǎn)更為精準(zhǔn)定制化的食品，具有節(jié)約原料成本、產(chǎn)品造型豐富和個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)定制等優(yōu)點(diǎn)。這種技術(shù)在未來(lái)數(shù)字化食品的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中可以發(fā)揮更大的作用。

食品行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力將被重塑

　　數(shù)字化食品是以來(lái)源于食物本身的營(yíng)養(yǎng)特性、人體健康特征、食品加工制造中的特征變化等全方位收集與整合的大數(shù)據(jù)為核心的，所以其產(chǎn)品設(shè)計(jì)依賴于大數(shù)據(jù)和人工智能的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。這些數(shù)據(jù)也是數(shù)字化時(shí)代的新型戰(zhàn)略資源。利用這些資源，可以從根本上改變食品系統(tǒng)的資源利用模式。隨著未來(lái)技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)，基于數(shù)字化系統(tǒng)與智能化制造線的實(shí)現(xiàn)，不久的將來(lái)僅僅需要消費(fèi)者通過(guò)指尖和屏幕的交互即可達(dá)到產(chǎn)品個(gè)性化需求的完美滿足。

　　因此，數(shù)字化食品的發(fā)展模式有利于打造企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，也可以解決傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)，從而降本增效。數(shù)字化食品能夠帶來(lái)食品行業(yè)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展和國(guó)民膳食營(yíng)養(yǎng)與安全領(lǐng)域的正向發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)“健康中國(guó)”。作為食品產(chǎn)業(yè)主體、消費(fèi)、產(chǎn)業(yè)監(jiān)管通過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型來(lái)相互融合的新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)，數(shù)字化食品的發(fā)展將對(duì)食品行業(yè)的升級(jí)產(chǎn)生越來(lái)越大的影響，也將重新塑造食品行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。