編者按：習近平總書記指出，“科學普及是實現創新發展的重要基礎性工作。”為助力高水平科技自立自強，中國科協科普部聯合光明網推出“院士高端科普”欄目，邀請各領域院士就我國當下熱點科技問題給予權威解答，服務引導更多科技工作者提升科研科普能力，促進全民科學素質提升，為科技強國建設貢獻科普力量。

未來食品是對傳統食品、現代食品的發展，體現著未來生產方法和生活方式的改變，主要任務是解決食物供給和質量、食品安全和營養、飲食方式和精神享受等問題。從科學發展的角度來看，以合成生物學、物聯網、人工智能、增材制造、納米技術等為技術基礎，未來食品將會更安全、更營養、更美味、更可持續。

在探討未來食品之前，我們需要先了解它所面臨的全球背景和挑戰。一是人口增長與食品供給的矛盾，據聯合國報告預測，到2050年全球人口將達到約94億，對食品的總需求將增加50%，其中蛋白質需求量還將增加30%到50%。這意味著我們需要尋找新的食品資源，以提高食品供給能力。二是食品生產與環境變化的關聯。農作物食品生產不僅消耗大量資源，還排放溫室氣體。據估計，農作物食品生產排放了全球25%的溫室氣體，消耗了全球能源供給的三分之一。此外，極端天氣事件頻發也導致糧食安全問題日益嚴峻。三是糧食浪費與地緣政治的影響。每年全球有13億噸的食物被浪費或損耗，占生產量的三分之一。同時，地緣政治沖突也會影響全球糧食貿易和供應安全。

基于這些挑戰，未來食品的研究目標變得非常明確：一是解決食物的供給和質量問題；二是保障食品安全和營養；三是改善飲食方式和提升精神享受。

為了實現未來食品的研究目標，我們需要依靠一系列前沿技術作為支撐。這些技術主要包括合成生物學、人工智能、智能制造等。其中，合成生物學是一門新興的交叉學科，它通過工程化的理念對微生物進行改造、設計和重組，以實現特定的目標。

在我的研究中，我們利用合成生物學技術來優化食品生物制造工業菌種的選育過程。通過全鏈式創新研究，我們突破了高效選育與優化技術瓶頸，獲得了系列具有自主知識產權的優良菌種。這些菌種在提升食品品質和產量方面發揮了重要作用。

人工智能在未來食品領域的應用也非常廣泛。我們可以利用人工智能技術對食品加工過程進行參數預測和模擬優化，提高生產效率和產品質量。同時，通過大數據分析，我們還可以指導個性化營養方案的制定，滿足不同消費者的健康需求。

智能制造是推動食品產業高質量發展的關鍵引擎。它主要以食品生產的高效低碳和優質為目標，通過發展食品工業機器人、智能制造加工系統和智慧工業廚房等實現柔性加工、數字集成和智能控制等目標。

我們團隊積極探索智能制造技術在未來食品生產中的應用前景。例如，我們利用智能機器人和傳感器等技術實現食品生產的自動化和智能化監控，提高生產效率和產品質量。所以，未來食品的研究內容非常豐富，主要包括資源挖掘、食品感知、智慧監管、智能制造和精神營養等方面。在資源挖掘方面，通過挖掘新的食品資源來優化食品供給結構和提高供給效率。

例如我們可以利用微生物發酵技術生產各種功能性食品配料；還可以開發新的植物蛋白和昆蟲蛋白等替代傳統畜禽蛋白資源。食品感知技術則是創造更美好生活需求的重要載體。它主要關注如何通過食品風味的識別、掌控和優化來打破美味與健康的對立關系。在我的研究中我們致力于通過感知路徑和風味創制等方面的研究來提升食品的美味度和健康價值。

例如我們可以利用人工智能技術對食品風味進行精準預測和調控滿足不同消費者的個性化需求；還可以通過開發新的食品添加劑來增強食品的口感和營養價值等。智慧監管是全面實現食品安全主動防控的根本保障。它主要利用物聯網、大數據和人工智能等技術手段對食品安全進行實時監測和精準溯源等。通過智慧監管我們可以有效應對各種新業態和新資源食品帶來的安全挑戰保障人民群眾的身體健康和生命安全。例如我們可以利用傳感器和攝像頭等技術手段對食品生產、加工和流通過程進行全程監控及時發現并處理潛在的安全隱患等。

智能制造作為驅動食品產業高質量發展的關鍵引擎，在未來食品生產中發揮著越來越重要的作用。通過智能制造技術我們可以實現食品生產的高效低碳和優質化提升產業整體競爭力水平。例如我們可以利用智能機器人和自動化生產線等技術手段提高生產效率和產品質量；還可以通過大數據分析優化生產流程降低能耗和排放實現綠色生產目標等。

除了物質層面的營養需求外精神營養也是未來食品研究的重要方向之一。它主要關注如何通過食品來調節人們的情緒和壓力等心理狀態提升人們的生活質量和幸福感。例如我們可以利用一些功能性食品成分來改善人們的睡眠質量和緩解焦慮情緒等；還可以通過開發具有特定功效的保健食品來滿足不同人群的健康需求等。

“大食物觀”為未來食品科技與產業高質量發展明確了方向。面對未來食品科技創新發展所面臨的新挑戰和新需求，我們必須加強基礎研究，突出原始創新，推動我國食品不斷創新和可持續發展，提升國際競爭力，形成具有我國自主知識產權的食品高科技技術，引領世界食品產業的發展，提升我國在世界食品科技領域的參與度和話語權。

（本文系中國工程院院士、中國糧油學會首席專家、江南大學未來食品科學中心教授陳堅在“打造糧油新賽道，賦能公眾大健康”科普活動的分享，記者宋雅娟整理）

責編：肖春芳

來源：光明網

來源: 中國糧油學會

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