两项成果入选2021年度国家“十三五”科技创新成就展

主要完成单位： 中国农业科学院农产品加工研究所等

主要完成人员： 王强，石爱民，张金闯，刘红芝，胡晖等

起止时间：2016年7月1日至2021年6月31日

2021年10月21-27日，由中华人民共和国科技部主办的国家“十三五”科技创新成就展在北京展览馆举行，本次展览以“创新驱动发展 迈向科技强国”为主题，集中展示“十三五”期间我国取得的重大科技成果和科技发展、改革最新进展。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）”项目两项成果入选农业科技展区。

成果1：食品加工过程中组分结构变化及品质调控机制

该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”方面取得了突出进展，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”、“碳水化合物、蛋白质、脂质三大类食品全网络关联模型10套”，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”、“食品加工全过程品质功能预测”，为食品产业从十二五“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。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；发表SCI论文156篇，IF>5或JCR一区107篇，IF>10论文13篇；制定ISO标准2项、国家标准3项、行业标准3项，申请国际标准3项；出版著作10部；获省部级奖励4项、社会力量奖4项；培养高层次人才20余人。项目成果通过了以世界卫生组织（WHO）梅宁保教授（Gerald G. MOY）为组长的国际同行专家评议，一致认为，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，并有助于中国食品工业的高质量发展。

成果2：基于新型植脂奶油的个性化3D打印技术

该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%、蛋白含量1-2g，口味、口感可媲美动物奶油。通过揭示新型植脂奶油流变特性与3D打印关联机制，结果表明：新型植脂奶油零切粘度低，稠度适中，具有较低屈服应力、较高粘弹性，不受时间、温度影响，适宜“挤出-成形”，具有3D打印所需流动特性，在此基础上，开发了配套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。该技术成果通过国际同行专家评议；授权国家发明专利3件；申请美国、欧洲等PCT国际专利2件，国家发明专利3件；在Angew. Chem. Int. Ed. (IF:15.336)、J Control. Release (IF:9.776 )、Food Hydrocolloid. (IF:9.147)上发表高水平论文10余篇，出版著作2部；依托该成果，培养中国科协青年人才托举工程1人、全国粮食行业青年拔尖人才1人。该成果破解了产业卡脖子瓶颈，引领了产业发展新方向，为营养健康新型奶油产品的个性化制备提供新方法。该成果吸引了众多目光，约1000余人品评了王强研究团队开发的基于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，观摩了配套的新型植脂奶油3D打印，现场好评如潮，大家纷纷表示，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，使消费者能够买到更营养健康、可实现个性化定制的奶油产品。