食品科学与工程专业导论

分子食品,是指把葡萄糖 、维生素 、柠檬酸 、麦芽糖醇等可食用的化学物质进行组合或改变食材分子结构，再重新组合。也就是从分子的角度制造出无限多的食物，不再受地理、气候、产量等因素的局限 。,3D食品打印技术,食品科学与工程类专业导论,食品的现在和未来,内容提要,食品科学概述国内外食品工业现状与趋势国际食品学科情况及研究热点,第一部分食品科学概述,引言：食品与人类的关系,以前人类生产方式落后，饮食条件低劣，人类发展缓慢。据统计，一九四九年中国人均寿命只有45岁，平均智商较低。食品科学被人们重视以后，人类的营养状况得到了极大的改善，寿命大幅度提高，据1994年报导，我国人寿命平均达72岁，人们的智商也有了很大的提高，越来越多的人加入到了现代化科学技术的行列。 没有食品，就没有人类，食品的重大变化推动着人类的进化和发展，推动着人类文明的迈进。,引言：食品与人类的关系,近几十年，随着人们生活水平的提高，我国居民的食物与营养结构发生了很大的变化，特别是北京、上海、广州等地物质丰富、平均收入较高的城市居民，出现了肥胖、高血脂等营养过剩的富贵病，而在贫穷的农村地区，营养不良、缺铁性贫血症等疾病仍然十分严重。研究和解决贫穷和富裕带来的疾病，是食品科学家们的主要任务。 食品对人体健康的重要性表现在三个方面，营养功能、感官风味功能和生理功能。生理功能是指食品中某些成分具有保护机体、调节生理节律、增强免疫能力和预防疾病、促进健康的能力。,引言：基本概念,食物：可供人类食用的物质原料统称为食物。食品：经过加工制作的食物统称为食品。食品科学：借用Food Science （Norman）的定义，食品科学可以定义为应用基础科学及工程知识来研究食品的物理、化学、生化性质及食品加工原理的一门科学 。,引言：食品科技史中的四个里程碑,从茹毛饮血到燧木取火火的利用是人类能源革命的开端，把人与野兽区分了开来，它是食品科技史中第一个里程碑。,从原始煎煮到美味佳肴陶器的出现使食品加工成为可能，它是食品科技史中第二个里程碑。,罐藏食品及其重要性罐藏食品在食品加工业中有着极为重要的理论意义和应用价值，是食品科技史中第三个里程碑。,现代营养学的建立现代营养学揭示了食品的本质，它成为当代食品科学的理论基础和食品加工业的指导思想，是食品科技史中第四个里程碑。,一、食品科学涵盖内容,食品的基础研究领域（或者称之为狭义食品科学）包括食品化学，研究食品的组成、结构、物化生化特点及加工和使用过程中的变化的一门科学。,食品分析领域分析食品产品及组分的质量特点、化学变化的原理。,食品微生物领域环境对食品腐败的作用以及微生物对食品本身及食品制造过程的影响、微生物的检验、公共健康等问题的一门科学。,一、食品科学涵盖内容,食品加工领域即研究食品原材料特点、食品保藏原理、影响食品质量、包装及污染的加工因素、良好生产操作及卫生操作的一门科学。,食品工程领域即研究食品加工过程中的工程原理及单元操作的科学，工程原理包括物料与能量平衡、热力学、流体；流体流动、传热与传质等等。,二、食品工业的组成部分,生产包括种植、放牧、果树栽培、渔业和水产等工业。,制造/加工将农产品原料转变成更精细或精致的产品。,物流涉及面向产品销售的多个方面。,营销食品的销售，包括批发、零售、机构场地和餐馆。,三、国内外食品工业的发展,国际食品工业技术发展趋势生物技术、材料科学、信息技术等基础科学技术以及超高压处理、超临界提取、超微粉碎等新技术越来越广泛地应用于食品上业生产和研发之中。,国际食品生产和消费的趋势方便化、安全化、功能化、工程化、全球化、专用化将是21世纪食品工业发展的大趋势。,二十世纪末的食品,1. 高质量低热卡食品2. 低脂肪高碳水化合物食品3. 方便食品4. 保持自然体系食品5. 强调“天然”组分食品6. 单一组分含量丰富食品7. 微波制品和高档次包装食品8. 更“健康”食品,进入二十一世纪的食品,一、人造食品二、高蛋白食品三、方便食品四、保健食品五、变态食品六、水产食品七、绿色食品、生态食品、有机食品,第二部分国内外食品工业现状与趋势,一、世界食品工业的发展态势,1.我国食品原料加工率为35-50； 2.食品工业总产值占全国工业总产值9.1； 3.食品工业产值与农业总产值之比为1.34：1。,发达国家食品行业的显著特点,高加工率、高附加值,食品工业产值与农业总产值之比很高,食品工业产值在工业总产值中所占的比例很高,食品原料加工率一般都在70-95,15-18，食品工业是发达国家的主要工业支柱产业之一。,一般是 2：14：1,一、世界食品工业的发展态势,高新技术融入食品工业，包含了从原料处理、食品 加工、食品营养和活性物质保持、食品质构和风味修饰、食品包装等全过程。 例如：以微生物、酶和基因工程为代表的食品生物技术；以超高温灭菌（UHT）、欧姆杀菌、超高压杀菌、脉冲电场杀菌等为代表的新型杀菌技术；以膜分离、超临界萃取、纳滤等为代表的新型分离技术；此外，还有挤压技术、微胶囊技术、超微粉碎技术、无菌包装技术、速冻技术等。,一、世界食品工业的发展态势,专为食品工业提供装备的食品机械行业已经发展成为一个完整的工业体系，成为机械工业的一个重要组成部分。 由于不断运用新技术、新工艺和新材料，促进了食品机械工业的发展。食品机械产品品种齐全，食品加工设备的机械化、自动化程度很高。产品质量可靠、稳定、标准化、通用化、系列化程度都较高。,一、世界食品工业的发展态势,无公害农产品、有机食品和健康功能食品逐渐成为食品消费的主旋律。 1989年以来，美国有机食品一直以20%的速度增长，2006年欧美市场有机食品近1000亿美元。2002年，美国健康功能食品总额为50亿美元，西欧35亿美元，日本约3500亿日元，增长速度亦十分迅速。,一、世界食品工业的发展态势,食品加工的清洁生产工业化程度高，集中度大，规模经济效益好；食品安全、食品标准化已成为衡量食品工业发展水平的重要标志。 发达国家以其技术优势率先制定了若干个食品标准，并渐成国际标准，这些标准一方面有益于保护人类健康和安全，另一方面也成为发达国家限制进口、保护本国市场的手段。,二、我国食品工业现状与趋势,1.食品工业是我国国民经济第一大产业,全世界食品工业以每年约2.7万亿美元的销售额居各行业之首，是全球经济的重要产业，也是全球最大的制造业。 食品工业是我国国民经济的重要支柱产业，对推动农业发展、增加农民收入，改变农村面貌，推动国民经济持续、稳定、健康发展具有重要意义。 按照2011年修订的GB4754国民经济行业分类标准，中国食品工业包括农副产品食品加工业、食品制造业、酒饮料和精致茶制作业、烟草制造业等四大类，22个种类，57个小类，共计2万多种食品。,2.区域优势显现，集群式发展格局日渐形成,食品工业已经形成28大类（共525种）：粮食加工品，食用油、油脂及制品，调味品，肉制品，乳制品，饮料，方便食品，饼干，罐头，冷冻饮品，速冻食品，薯类和膨化食品，糖果制品（含巧克力及制品），茶叶，酒类，蔬菜制品，水果制品，炒货食品及坚果制品，蛋制品，可可及焙烤咖啡产品，食糖，水产制品，淀粉及淀粉制品，糕点，豆制品，蜂产品，特殊膳食食品及其他食品。 精深加工食品的比重不断上升。如：液体乳产量占到乳制品总量的85%以上；软饮料制造业形成了包装饮用水、碳酸饮料、果蔬饮料、茶饮料等多元化发展的态势。 产品结构的优化和产业技术升级促进了食品产品的出口。,产业现状：食品工业结构已成规模并不断优化,企业现状：大中型企业已成为产业的主体,目前，全国共有食品生产加工企业44.8万家。其中规模以上企业2.6万家，产品市场占有率为72%，产量和销售收入占主导地位；规模以下、10人以上企业6.9万家，产品市场占有率为18.7%；10人以下小企业小作坊35.3万家，产品市场占有率为9.3%。,高水平学术论文（SCI收录）,3.我国食品工业科技发展迅速,2010年以来，世界食品科学与技术领域的研究论文发表量并无明显增长，中国增长率达到77.4%。2013年，在全世界所发的食品科学技术领域的研究论文里，中国发表的论文所占比例达到14.8%，排名第一。,国家发明专利,2013年，食品科技领域申请的专利达20243项，约占全国当年专利申请总数的3.4,现状：食品产业发展科技支撑体系基本形成,全国有235所高校设有食品类专业：分布在31个省市的综合、工科、农业、工商、医学、师范、民族等院校中，形成了以本科和研究生教育为主体、全方位的食品科学与工程人才培养体系。,4.我国食品科学方兴未艾,多种高新技术被引入食品工业领域各食品行业都努力推动技术进步引进国际先进技术迅速缩小国内外食品行业技术差距,5. 高新技术促进食品工业科技进步,微胶囊和纳米技术,食品生物技术,新型食品分离技术,新型食品杀菌技术,微波加工技术,免疫分析技术,超高压杀菌，辐射杀菌,酶制剂、生物转化等,膜分离、超临界萃取等,微胶囊、纳米保鲜材料,微波干燥、微波萃取等,酶联免疫、免疫传感器,国内外差距1：整体发展水平不高，国际竞争力要提高,中国的粮食、蔬菜、果品、肉类产量均居世界首位，但加工程度浅，半成品多，制成品少。深加工用粮不到总产量的8%，而发达国家这一比例在70%以上欧美、日本等发达国家90%以上的蔬菜都经过商品化加工处理后进入流通领域，而中国仅为30%左右。美国、巴西的柑橘加工量占总产量的70%以上，而中国不到10%；中国虽为肉类大国，产量占世界总产量的1/4，但加工量只有5%左右。,国内外差距2：中小企业多，生产效能普遍不高,中国食品产业囊括的行业门类众多，由于自然因素和人为因素的分割，造成了数量众多、规模狭小、布局分散的格局。 在总数44.8万家的食品企业中，规模以下、10人以上企业有6.9万家，产品市场占有率为18.7%；10人以下小企业小作坊有35.3万家，产品的市场占有率却只有9.3%。 因企业规模小、数量众多，多数食品行业生产设备落后，资源消耗多，经济效益低。,国内外差距3：食品安全形势依然严峻，缺乏长效机制,主要的源头性污染包括：化肥、农药残留；抗生素、激素与有害物残留；病疫性生物污染；动植物中毒素过敏污染；转基因食品原料的负面反应以及环境污染等。,从技术角度目前的食品安全全程控制技术还缺乏针对性，对食品加工过程中有害物质的形成机理、变化规律和控制技术的研究还相当薄弱，缺乏有效的在线检测技术和装备；在物流安全方面相关研究严重滞后 。,中国食品装备的制造水平低、种类少，只能制造一些低附加值的普通机械设备。技术含量高、可带动食品工业技术升级的关键设备主要从国外引进。传统的技术装备生产出的传统食品，只能拥有不断萎缩的传统市场，很难适应不断变化的食品市场需求。,国内外差距4：装备技术相对落后，严重影响食品产业的技术升级,国内外差距5：节能减排技术研究和应用力度不够，食品行业能耗等指标偏高,虽然全国大、中型食品企业实现工业总产值51.10%，但是70的小企业普遍生产技术落后，节能减排新技术、新工艺难以大范围推广应用。例如，日本每生产1吨罐头食品耗水量为我国的1/3，采用高效热风干燥技术每生产1吨干制食品耗电量是采用传统冷冻干制技术的1/201/30。,国内外差距6：科技投入不足，食品产业技术创新能力难以支持企业参与全球竞争,近年来，国家对食品科技的投入有所增加，“十一五”前三年国家在科技支撑计划中对食品产业的总投入达到5亿元，地方政府和企业配套资金为15亿，总投入达到20亿元，但与食品产业创造着我国4万亿的国民生产总值，并承载着十三亿人的基本食物需求与营养健康保障相比，科技投入水平还是远远不够。,6. 我国食品工业发展趋势,趋势1.食品基础研究不断加强,食品消费趋势的转变,第一阶段 食饱,第二阶段 食好,第三阶段 营养,饱腹 养活 填饱肚子,讲究色、香、味 过度重视口感、色泽、包装 忽视了营养体的基本属性,吃得营养 吃得健康 吃得科学,趋势1.食品基础研究不断加强,科学问题,食品科学基础,食品加工生物学基础,食品生物化学,食品营养与健康,食品安全与质量控制,食品贮藏与保鲜,食品组分的相互作用,分子营养学,膳食结构与人体健康,食品工业领域的基础研究项目要更多地参与到国家自然科学基金项目和“973”计划中，获得国家的支持，在更深层面解决食品工业发展的重大科学问题，加强食品工业原始创新能力。,2009年：国家自然科学基金委员会首次在生命科学部设立了食品科学学科。2010年：国家基金委生命科学部首次受理和评审食品科学学科自然科学基金项目，共资助基金项目约275项，面上项目平均约32万/项。2011年：在食品科学学科共资助基金项目约396项，面上项目平均约60万/项。2012年：在食品科学学科共资助基金项目约428项，面上项目平均约80万/项。2013年：在食品科学学科共资助基金项目约440项，面上项目平均约80万/项。2014年：在食品科学学科共资助基金项目约433项，面上项目平均约80万/项。 近五年共资助约1972项,趋势2：食品制造“绿色”化,原料,加工,消费者,贮运,黄曲霉毒素等,丙烯酰胺、苯肼芘等,贮运,包装材料、微生物等,食品原料中的安全问题,生物性污染致病菌、病毒、寄生虫,欧洲毒黄瓜（2011年）因食用受肠出血性大肠杆菌“污染”的黄瓜死亡22人。,自然毒素生物碱、皂甙等,环境污染重金属、多环芳羟等,人为添加物农药、兽药、违法添加物等,生豆角（血细胞凝集素、皂甙）所谓“纯天然”食品并不一定安全,湖南镉大米事件（2013年）河流和土地污染是造成大米重金属超标的重要原因,瘦肉精事件（2011年）使用不当使用过量违法使用,趋势2.食品制造“绿色”化,加强食品及食品原料中农兽药残留、毒素及放射性污染的监控。采用绿色的和可持续的生产技术，生产对人与环境无害的安全食品。建立健全食品安全卫生监控法律法规，制定严格的食品卫生标准，最大限度地降低食源性疾病发生的风险。建立从农场到餐桌的食品安全卫生监控体系，对食源性疾病风险实行环境全过程控制。,1990年5月，中国农业部正式规定了绿色食品的名称、标准及标识。2013年，中国绿色食品企业总数已达到7696家，年销售额3625.2亿元。,2001年12月，国家环境保护总局发布有机食品技术规范。2013年，中国已认证有机食品企业总数为731家，年销售额134.8亿元。,绿色食品和有机食品已成为我国农产品质量安全工作的主要组成部分,引领现代农业发展 加快农业产业结构调整 促进农业增效农民增收,趋势3.传统食品的工业化,中国传统食品是中华民族的文化瑰宝，也是中华民族对人类饮食文化的独特贡献，享誉世界。,传统主食,馒头、面条、包子、饺子、油条、八宝饭、肉夹馍、煎饼、发糕、油饼、米粥、豆粥等,中式菜肴,回锅肉、麻婆豆腐、鱼香肉丝、宫保鸡丁、烤鸭、东坡肉、排骨等,传统食品的缺点？,高热量、高脂肪、高盐、高糖、高胆固醇,引进现代食品加工的理念、赋予现代食品加工的技术，从“营养、安全、方便、美味、实惠”等多角度探索一条符合我国人们饮食习惯的“标准化”的发展之路。,趋势3.传统食品的工业化,肯德基安心油条、皮蛋瘦肉粥,冲击了我国传统食品行业,为我国传统食品行业发展提供借鉴,工业化、现代化,科学的理念,先进的加工技术,标准化的加工流程,传统食品做强做大,定量化、机械化,自动化、连续化,趋势3.传统食品的工业化,主食工业化,菜肴工业化,红烧肉,麻婆豆腐,鱼香肉丝,梅菜扣肉,趋势4.新型方便化、功能化、个性化,趋势4.1：新型食品方便化,方便食品一般具有的特点,（1）实用简便迅速；,（2）携带方便；,（3）营养丰富，具有良好色香味，能激起食欲,（4）能在一定时间内保质、保鲜，安全、卫生；,（5）价格合理，绝大多数消费者能够承担得起；,中国经济迅速发展,生活节奏的加快,传统生活方式改变,新的消费群体壮大,方便食品势头良好,2013年，方便食品行业有规模以上企业1000余家，主营业务收入达1747.46亿元，整体上呈稳定增长。,方便食品,食品工业“十二五”发展规划,加快推进方便食品制造业的快速发展，重点发展冷冻冷藏、常温方便米面制品等主食食品，推进传统米面食品、杂粮和中餐菜肴的工业化。,到2015年，方便食品制造业产值规模达到5300亿元，年均增长30%； 其中冷冻米面食品行业、方便面，其他常温方便主食、方便休闲食品等行业销售收入分别达到1200亿元、1000亿元、800亿元和1000亿元。,预计,方便食品的营养化将是未来发展的主流,在方便食品中添加相应的维生素、矿物质等，提高其营养价值，满足不同消费人群的需求。,方便食品,冷冻调理食品,方便面,减少营养物质流失,营养型转变，开发碗装佳肴面和保鲜湿面等,趋势4.2：新型食品功能化,现代疾病,第一杀手：心脑血管病第二杀手：癌症第三杀手：糖尿病,亚健康,我国45%的人群处于亚健康状态，特别是中年知识分子，现代企业管理者可高达70%80%,功能食品,19世纪60年代，日本首先提出了保健食品。1987年，日本文部省在食品功能的系统性解释与展开报告中最先使用了“功能食品”这一新措辞。 保健食品（或称功能食品）于20世纪80年代发展起来。 功能食品在经济发达国家中的年递增率均在15%以上。 在日本被誉为“21世纪食品”，在美国已视为“21世纪食品”发展方向。,保健食品（功能食品）,第一代功能食品,第二代功能食品,第三代功能食品,根据基料的成分推断产品的功能，没有经过验证，缺乏功能性评价和科学性。,经过动物和人体实验，证实其确实具有生理调节功能。,第二代的基础上，进一步研究其功能因子结构，含量和作用机理。,功能食品产业发展受到国家重视,食品工业“十二五”发展规划，首次将营养与保健食品制造业列入国家发展规划。规划目标：到2015年，营养与保健食品产值达到1万亿元，年均增长20%；形成10家以上产品销售收入在100亿元以上的企业，百强企业的生产集中度超过50%。,预计,保健食品（功能食品）,保健功能食品开发思路,营养与疾病预防,按保健作用不同目前国家食品药品监督管理总局正式受理27类功能。,保健食品（功能食品）,世界卫生组织采用“健康寿命”指标评价国民的健康状况，日本国民平均健康寿命为83岁，在191个国家中排在首位。欧美国家消费者营养保健功能食品的花费占其总支出的2%。 我国消费者用于营养保健功能食品方面的平均花费只占其总支出的0.07%，全国城乡人均营养保健功能食品消费支出仅为每年31元。我国营养保健功能食品花费是美国的1/17，日本的1/12。我国38.8%的城市居民有营养保健功能食品消费经历，80.7%的城市居民了解营养素，健康意识的增强和保健消费观念的逐步形成。,截止2012年，我国已经批准的“蓝帽子”12400个； 规模化的生产企业有2900家； 产值达到2600多亿； 每年以13%以上的速度在发展。,趋势4.3：新型食品个性化,2013年12月26日发布预包装特殊膳食用食品标签（GB13432-2013）,特殊膳食食品：为了满足特殊的身体或生理状况和（或）满足疾病、紊乱等状态下的特殊膳食需求，专门加工或配方的食品。 该标准于2015年7月1日起施行,特殊膳食食品,功能食品,能维持健康，不能使人体从亚健康转变为健康,能改善健康，使人体从亚健康转变为健康,区 别,特殊人群：孕妇，婴幼儿及儿童，老人，军队人员，运动员，临床病人，航天员，潜水员等,关心老人和孩子：42.5%的中国家庭最关心老人和孩子的健康状况。 对高质量儿童食品的需求迅速增长：目前我国每年新生婴儿的数量为2000万名，0-3岁的婴儿共计7000万名。 我国人口日趋老龄化：我国60岁以上老年人口达到1.94亿。,特殊膳食食品,1.婴儿配方食品,预包装特殊膳食用食品标签（GB13432-2013）中标示的特殊食品类别：,婴儿配方食品；较大婴儿和幼儿配方食品；特殊医学用途婴儿配方食品。,2.婴儿辅助食品,婴幼儿谷类辅助食品；婴幼儿罐装辅助食品。,3.特殊医学用途配方食品,辅食营养补充充足、运动营养食品，及其它具有国家标准的特殊膳食用食品。,4.其他特殊膳食用食品,食品加工关键技术研究与产业化开发,突破6个重大共性关键技术,食品物性修饰与新型制油食品高效分离与冷加工食品凝胶与风味控制食品高效节能干燥食品包装新材料食品快速检测与全程质量控制技术,食品连续式真空冷冻干燥成套装备畜禽屠宰成套装备和加工关键设备米面食品非膨化挤压熟化成套装备脱皮分离与冷榨制油关键装备薯类全粉加工成套装备远洋船载超低温急冻冷藏成套装备,开发8种重大关键设备,7.近年来我国食品科技的进步,(1)淀粉物性分子修饰与防回生抗老化技术,挤压、超声波、高压、冷冻冷藏、膜分离、酶法、水份控制等手段对淀粉分子进行物性修饰。 多次加热-剪切抗米粉回生技术；茶多酚等天然水溶性抗氧化剂抗淀粉回生能力。 开发出新型营养重组方便米饭、即食保鲜方便米饭、抗老化糕团与LL面、玉米粉条与米粉等8种新产品。,方便米饭,LL面（Long Life)面，又称保湿鲜面,米粉,7.1食品加工共性关键技术,(2)蛋白改性与多肽制备技术,采用不同物理、生物和化学方法对谷物蛋白、油料蛋白等植物蛋白的增溶改性，制备出荞麦蛋白、燕麦蛋白、黍米蛋白、玉米胚芽蛋白、大米蛋白等营养蛋白粉；应用复合酶反应技术、酶膜耦联技术等手段制备燕麦麸蛋白肽、花生短肽、米糠活性肽（）、大米蛋白抗氧化肽、玉米胚蛋白肽等生理活性肽。,营养蛋白粉,花生短肽,(3)肉品凝胶与品质控制技术,突破了肌肉蛋白凝胶形成机理及调控技术、肉食品关键芳香化合物鉴定及风味指纹图谱技术、肉品品质保证PACCP技术等。,蛋白纤丝聚集，形成纤丝聚合物两种聚合物进一步聚集三维网络结构,肌原纤维蛋白热诱导凝胶形成,肌球蛋白热诱导凝胶形成,气相色谱-质谱-嗅闻联机,“香味之谜”,(4)新型绿色环保油脂制取技术,在基本不改变现有制油工艺前提下，异己烷替代正己烷，油脂提取率97%。 突破了细胞破壁、复合酶水解、转相破乳、连续分离等水酶法制油的技术瓶颈，实现油、蛋白质和粗纤维的有效分离，油脂提取率花生达93%、菜籽和葵花籽达90%，蛋白质提取率花生达88%、菜籽达97%、甜杏仁达95%。,水酶法制油,(5)食品快速检测与质量安全控制技术,研发农兽药和生物毒素快速检测技术及配套快速前处理方法和甲醛、二氧化硫等食品非法添加物快速检测技术、试纸条快速定量化技术，使我国食品安全快速检测实现了现场10分钟内定性、1小时内定量；并突破了时间解析反射光谱（TRS）无损检测在果品在线实时检测中应用的技术难点。,农药快速检测试剂盒,(1)食品冷杀菌技术及装备,自主开发了连续式高密度二氧化碳（DPCD）、高压脉冲电场（PEF）和强磁场（HMF）三种冷杀菌设备。,橙汁中果胶甲基酯酶和番茄汁中脂肪氧化酶钝化效果超过70%以上，对致病菌降低3个以上对数。,DPCD,PEF,HMF,苹果浊汁中多酚氧化酶和胡萝卜汁脂肪氧化酶的钝化效果达到90%以上，致病菌降低5个以上对数。,梨汁和荔枝汁中多酚氧化酶的钝化效果达到90%以上; 致病菌降低5个以上对数。,7.2食品加工高新技术研究与装备开发,(2)抗污染膜与膜通量高效恢复技术与装备,应用PAN/PS共混、表面接支修饰、电场强化共混等制膜技术开发出抗污染合金膜和耐高温共混合有机膜材料和膜组件，研制成功一套2m2 抗污染膜分离实验装置和一套5 m2 全自动控制膜浓缩试验装置。,钛-PVDF合金膜,PAN/PS共混合膜,抗污染管式膜材料,制备抗污染的钛-PVDF合金膜和PAN/PS共混膜两种膜及相关膜组件，膜使用寿命三年以上，达到8000小时。,管式膜组件,2m2和5m2全自动控制管式超滤膜试验装置,(3)高效分离提取技术,胡萝卜果胶的提取时间由90 min缩短至30 min，提取效率提高了2 倍，且果胶质量明显提高，使桑椹花青素的提取时间缩短一半以上，提取效率提高1 倍，得率比常规提取高20%以上。,提取树莓花青素时，提取效率提高1 倍，得率提高34%；,使番茄红素油树脂的纯度提高5 倍以上，脱溶率达到95%，使沙棘籽油中不饱和脂肪酸含量达到87.5%。,超声波提取设备改进,场强可达到20kv/cm生产量能力：0.4吨/小时,高压脉冲电场辅助提取设备,分子蒸馏装置,(4)高效节能干燥装备,混联式太阳能多功能果蔬干燥设备,高效太阳能集热厢式果蔬干燥房,生产效率提高了15%50%,YWZG1015 型远红外微波真空组合干燥设备,300m2连续式真空冷冻干燥设备,生产效率提高24%，能耗降低8%以上,产能提高35.25%，能耗降低11.7%,(5)模拟移动床连续色谱分离技术与装备,首创了三组分连续色谱分离系统，自主研制了高效分离固定相螯合树脂、模拟移动床用控制阀和物料流控制系统，建立了由16根直径52mm高1700mm色谱柱组成的连续工业色谱分离中试系统。,果葡糖浆连续分离中试系统,将42型果葡糖浆分离成果糖含量91(对总糖)的富含果糖部分、葡萄糖含量92%(对总糖)的富含葡萄糖部分和低聚糖含量达到66%(对总糖)的富含低聚糖部分。,(6)CO2超临界氢化大豆磷脂技术与装置,首次采用CO2超临界技术解决大豆磷脂氢化的关键难题。自主设计研发了超临界高压反应釜，建立了国内外第一条10吨/年氢化大豆磷脂中试生产线。,大庆日月公司CO2超临界氢化大豆磷脂生产线,常规氢化,超临界氢化,超临界氢化产品中反式脂肪酸含量较常规氢化降低12%，反应时间缩短120min，省去脱色工序。,(7)肉品屠宰加工关键设备,同步接续式真空采血装置,有效采血率在80%以上,自动控温蒸汽烫毛隧道,烫透率及烫松率97%,高效节能冷却设备和冷库恒温控制装置,节能15%左右,除霜时间缩短1/21/3。,肉品全自动定量灌装机,能与国际标准打卡机、扭节机、挂肠机联机;能实现多台灌肠机联动控制;误差在2克以内。,(8)薯类加工成套技术与装备,马铃薯雪花全粉示范生产线,淀粉游离率11.2，含水率8.7%,生产时间缩短至710分钟。,提取率92.8,含水率13.8,甘薯淀粉示范生产线,(9)双低油菜籽低温冷榨工艺与大型系统装备,研制的脱皮全含油菜籽仁膨化机,处理能力200吨/天密闭式高含油油料膨化，不出油瞬时膨化温度低于70 ,(10)远洋船载超低温急冻装备,自主开发出远洋船载超低温急冻设备，冻结温度达到-60 ，在-60蒸发度下制冷机组仍具有不低于1的能效比、制冷量70KW，单位耗能制冷量比同功能的当代国际产品先进水平高3%。,远洋船载超低温急冻设备,超低温急冻鱼,(11)食品包装新材料和新设备,开发了陶瓷薄膜包装材料生产机组，实现了PET、PP薄膜连续快速蒸镀；突破活性薄膜保鲜包装材料的纳米颗粒表面改性技术，开发出活性薄膜保鲜包装材料；研发了流延膜和蔬菜纸连续成形技术，开发出大豆蛋白流延方法生产和蔬菜纸的连续抄纸工艺和主要设备；开发出全降解包装制品加工成套技术和装置，产品降解指标达到了国标规定的最高级级。,(12)水果内部品质在线快速检测系统,集成了近红外光谱技术、数据传输和计算方法、智能控制技术, 鸭梨检测速度达到3-5个/秒, 而且可以实现自动采谱、计算和输出结果, 对于黑心鸭梨判别正确率达到90%以上, 可以实现水果在线自动分选并定量检测出果蔬糖度、酸度等指标, 准确度高。,可实现鸭梨、苹果等较大水果物料的内部品质评价实现鸭梨糖度和黑心同时检测，黑心检测精度达到94.5%,第三部分国际食品学科情况及研究热点,国外著名大学的食品学科 (1)名校历史悠久，如宾夕法尼亚州立大学食品学科创建于1850年，威斯康星大学食品学科创建于1890年。 (2)食品学科起源于农业(56.25) 、医学(25)、化学(18.25)三个基础学科的比例最高。 (3)美国目前有食品专业的高校共59所，其中有独立食品学科系的高校32所,1.国外大学食品学科情况,1.1.学科划分与专业设置,美国食品学科的设置食品科学基础（以物理和基础化学为基础）食品营养与人类健康（以分子营养学、分子生物学为基础）食品安全（以生物化学、分析化学为基础）食品加工技术（以农业学科、技术工程学为基础）,1.2.优势学科与特色明显,1.3.师资队伍特点,注重教师队伍的学缘结构，强调师资“远缘交杂”是国外重点大学的共同特征。博士学位的比例高，基本都在90%以上，如普度大学93.2% 。著名大学教师的博士学位多来自于非食品专业的名牌大学(分析的16所大学中11所本校博士比例小于20)。注重教师队伍的国际化，如内布拉斯加州立大学食品科学与技术系教师分别来自世界各地79所不同的大学；诺丁汉大学食品科学系仅有的7名教授均担任多个重要食品专业杂志编委 。,1.4.人才培养模式,以德国为代表的人才培养模式“双元制”模式 由学校和企业共同担负培养食品人才的任务，按照企业对人才的要求组织教学和岗位培训。 以加拿大、美国为代表的人才培养模式CBE模式 以能力为基础，核心是从职业岗位的需要出发，确定能力目标。 以澳大利亚为代表的人才培养模式TAFE模式 国家框架体系下以产业为推动力量的，以学生为中心，相对独立的、多层次的综合性人才培养模式。,1.5.人才培养特点,培养特点(1)从基本专业教育到人才培养的外延和拓展(2)以市场为导向，设置满足社会需求的实用性专业三大策略：基础策略：加强食品教育课程的基础性，加强通识教育使学生掌握深厚而扎实的基础知识。整体策略：对食品教育课程体系进行整体改革，在课程中增加培养关键能力的内容，并将其作为基本课程。如英国设置了交流、信息技术、计算等三种关键能力单元 。渗透策略：在食品教育各门课程教学中关注“关键能力”的培养。如德国双元制大学用专业知识、方法技能、社会能力三项来做支撑。,1.6.科学研究论文,自2007年以来，食品学科论文发表速度和影响力都有较大的突破 (1)据初步的数据统计，2007年1月2008年6月，食品类的SCI论文已达到146127篇，占同期全球各类SCI论文总量的2.65%，其中国外食品专业高校发表总计达到113617篇，占到总数的77.8。,(2)与2005年2006年相比，基础食品科学类文献量仍保持稳态上升的趋势，由原来的10%提升到20%。表明食品基础科学的研究在食品科学和食品工业领域受到越来越多的重视, 食品基础科学对整个食品科学和食品工业的指导作用逾发显著。 (3)与2005年2006年相比，食品安全领域的文献量呈现急剧上升的增长势头，由原来的7提升到22。显示食品科学的研究不再满足于对食品营养方面的研究，更注重对食品安全性问题的研究。,1.6.科学研究论文,1.7.著作和专利,出版食品专业的专著、书籍和教材5470部食品原料与加工技术方面2700多部食品营养方面有1900多部食品安全方面有1870多部申请食品类方向专利7000余项食品原料与加工技术方面4000余项食品营养1200余项食品安全1800余项,2.发展趋势和热点分析,(1)食品安全研究：从传统毒理学向现代生物信息学转变(2)食品营养研究：从传统营养向现代分子营养转变(3)食品加工研究：从传统单元化操作技术到多元化技术转变,食品学科研究热点,选择10本国际影响因子较高的食品专业期刊论文，分析统计20072008年度食品学科主要论文与分布，深入剖析20072008年食品学科具体研究热点问题和研究走向。,10个主要食品国际期刊为：CRIT REV FOOD SCITRENDS FOOD SCI TECHFOOD CHEMJ AGR FOOD CHEMFOOD HYDROCOLLOIDFOOD MICROBIOLJ FOOD ENGMOL NUTR FOOD RESFOOD RES INTJ FOOD CONTRO,按照研究领域进行统计，可以看出，世界范围内食品研究热点领域包括：食品营养与生理功能食品安全食品科学基础食品原料与加工其它综合性交叉领域,论文产出数量与所占的比例依次为：食品营养与生理功能：占33食品安全：占22食品科学基础：占20食品原料与加工技术：占16其它综合性论文：占9%,食品学科研究热点,食品营养功能和食品安全控制研究仍为两大热点领域。而食品科学基础方面的研究内容更加细致，分成食品物性、基础理论和食品物料特性三个方面。食品加工贮藏技术类研究排在了第四位。,热 点,食品学科研究热点,(1)代谢组学和基因组学手段的发展和运用，使得食品营养代谢和基因表达调控成为食品营养研究的主体方向； (2)非营养素类生物活性成分的研究也成为营养领域的关注焦点之一，尤其是植物活性成分的功能鉴定； (3)营养人体干预，即营养学理论、食品工业、人体膳食三者的结合，预计将成为今后发展的方向之一。,营养功能领域,可以从发表文章所涉及具体研究方向进行归类统计，具体热点问题可归纳为：营养代谢、基因表达调控、非营养类生物活性成分、清除自由基、营养素功能鉴定和营养干预。,食品学科研究热点,安全控制领域,食品中残留危害物的安全性评价、危害物的检测和污染物降解措施研究是食品安全控制领域的主体方向，三者占总量的54%；其次是致病微生物的生理学、生态学和控制措施研究。,另外一个重要的研究手段生物标志物也成为食品安全控制研究的分支，为进一步分析危害因子的作用途径提供了一条思路；需要说明的是，风险评估作为安全性评价中的一个重要内容，但在统计论文中独立成为一个小的分支，这说明了近年来食品风险评估的重要性。,食品学科研究热点,食品物性研究食品物化性质占55%，其次为食品流变学属性和功能属性；基础理论模型研究遗传学性质和理化机理研究占72%，其次为模型研究；食品物料特性研究淀粉、蛋白质等生物大分子软物质结构研究占86%，其次为基础和原料加工技术交叉内容。,食品科学基础研究,食品学科研究热点,传热技术、模拟技术和干燥技术占81%；其次为贮藏和加工工艺，占13；食品原料、成分分析和食品品质成为研究的细分支。,食品贮藏加工技术研究,食品学科研究热点,主要是多领域、多学科的交叉融合，形成综述性研究论文；其次是涉及人类生理学研究。,食品学科研究热点,交叉研究领域,食品产业继续是全球经济中发展最快的重要支柱产业之一,法国是全球第一大食品出口国，以食品加工为主的农产品加工业产值占其工业产值的20.3%，占国民生产总值的7%；从业人数占其工业从业人数的20%。农产品加工是法国工业中增长最快、盈利最多的行业。,2006年，世界食品工业总销售额约为4.2万亿美元，其中，美国约8000亿美元，占19.0%；欧洲约6000亿美元，占14.0%；日本约4000亿美元，占9.5%；中国约3500亿美元，占8.5%。,3.国际食品产业的发展,全球食品生产贸易一体化趋势明显,2000年美国海外食品加工厂的总销售额达到1500亿美元，远超过其300亿美元的加工食品和饮料出口贸易额。2006年，美国食品制造业的海外投资额比2002年增加了73.1%，食品零售和服务业海外投资同比也增加了25.5%。,发达国家的食品消费进入成熟阶段，发展中国家将在世界食品贸易中扮演更为重要的角色。发展中国家收入的不断增加将会造成对高价值产品的需求量增加和对基本产品的需求量减少，促进加工食品的贸易。20年前，谷物和含油种子的贸易量占农业贸易的大部分，而近年来加工食品和半加工食品已经占据农业贸易的2/3。,全球性食品安全检测和保障体系正在建立,世界卫生组织（WHO）联合国粮农组织（FAO）国际食品安全当局网络（INFOSAN）HACCP（危害分析与关键点控制）ISO 22000（食品安全体系，国际标准化组织于2005年发布，对全球食品安全管理体系提出的统一标准）BRC（食品技术标准，由英国零售商发起并制定。英国和北欧大部分零售商只接受通过BRC认证的供货商）IFS（国际食品标准，由德国零售商联盟和法国零售商和批发商联盟发起并制定的食品供应商质量标准。德国、法国和部分欧盟国家只接受通过IFS认证的供货商）SQF2000（北美、日本均要求食品供应商通过SQF2000标准）MSC（海洋管理委员会标准，重点关注渔业的可持续发展以及生产链中的可追溯性）BAP（水产养殖规范）GAP（良好农业规范）GMP（良好作业规范）,营养和方便休闲食品发展迅速,从上世纪80年代起，健康食品已经开始逐渐涌现。1988年，美国的保健食品已达2000多种，销售金额72亿美元以上。日本从1980年起以每年50亿日元的速度增长，1989年达到6500亿日元的市场规模。,保健食品将迅速地发展，并达食品销售额的5（欧洲每年市场额将达300亿美元，美国200亿美元，全球1000亿美元）。,在国际市场上花样繁多的净菜、配菜、方便米饭及各种冷冻、微波、旅游食品越来越受到欢迎。目前, 全世界方便食品的品种已超过了1.5 万种, 有向主流食品发展的趋势。冷冻食品向小包装、多品种、调理简单方便的家庭化方向发展。,能源产业与食品产业竞争原料,“食物或燃料”（Food or Fuel）的争论已经成为当前国际社会关注的热点。世界范围内，玉米、甘蔗、植物油产量都很大，它们不仅是多种食品的原料，同时也可以作为生物燃料。美国从2006年开始专门开辟玉米种植地，生产生物燃料；2007年，美国玉米总产量的25%被用于生产乙醇。这些食品原料大量用作生产新能源，对食品产业产生明显冲击。,能源紧张对食品产业的影响还直接体现在对食品加工、贮藏过程中的耗能问题。能耗是食品加工过程中的主要成本，特别对于需要热处理或冷处理的单元操作（如热杀菌、冷冻等），能耗量更大。例如，美国水果和蔬菜加工业，包括果蔬制罐、冷冻、干燥和脱水等工艺，每年消耗燃料和电量达到8亿美元以上。能源危机要求世界食品产业进行一场技术革新，向节能减排、“吃干榨尽”的方向发展。,现代科技快速推动食品产业技术升级,信息技术、生物技术、新材料等基础科学技术以及纳米技术、超高压处理、超临界提取、膜分离、分子蒸馏、超微粉碎、微胶囊、真空处理、冻结浓缩、品质评价、食品掺假鉴定、超高温瞬时杀菌等尖端技术在食品工业生产和产品研发中得到广泛应用。,高新技术的应用不仅可保证食品营养、安全、卫生、方便、快捷、风味多样和降低生产成本, 而且可节约资源和保护环境等, 与传统食品工业技术相比, 具有巨大的优势。,各国政府纷纷制定食品产业及相关发展计划，提高食品安全保障水平,英国“饮食，食品和健康关联计划”（Eating, Food and He