项目名称：食品加工过程中组分结构变化及品质调控机制研究

项目类型：国家重点研发计划

项目编号：2016YFD0400200

项目负责人：王强 研究员

项目牵头单位：中国农业科学院农产品加工研究所

项目参与单位：东莞理工学院 、南京财经大学、北京大学、浙江工商大学、上海交通大学、清华大学、厦门大学、武汉大学、西南大学、中国科学院上海生命科学研究院、福州大学、河南工业大学、沈阳农业大学、山东农业大学、上海海洋大学、中国检验检疫科学研究院、中国科学院数学与系统科学研究院、中国水产科学研究院南海水产研究所、北京市农林科学院、河南省农科院农副产品加工研究所、四川省食品发酵工业研究设计院

项目起至年限：2016年07月-2020年12月

 

1. 研究背景

2015年全国食品工业总产值达11.4万亿，同比增长4.6%，占国民总产值16.7%，食品加工业的健康发展事关全民营养健康和国计民生，符合国家重大战略需求。但目前我国食品工业尚未从根本上摆脱加工经验的束缚, 并未完全从食品品质功能特性需求出发，立足组分结构与功能的基础理论研究，选择最适合的加工技术、条件及材质来实现目标食品的理性化设计、精准调控与高效制造，难以满足人们对营养健康的需求，严重制约了食品工业健康发展。

随着现代食品加工业的发展，食品加工过程中的基础科学研究亟待加强。粮油、果蔬、畜禽、水产和调味品 5 类食品中碳水化合物、蛋白质、脂质和生物活性物质等特征组分的结构、相互作用、关键结构（域）与品质功能的关系及其调控机制亟待揭示。食品品质功能评价、调控、预测的分子物质基础；食品加工过程对特征组分多尺度结构及分子间相互作用的影响机制；关键结构（域）与食品品质功能的关联机制；食品品质功能调控理论体系与平台构建四大关键科学问题亟待研究明晰。

2. 主要研究内容

本项目以揭示粮油、果蔬、畜禽、水产和调味品等5类食品原料及制品中碳水化合物、蛋白质、脂质和生物活性物质等特征组分的结构、相互作用、关键结构（域）与品质功能特性的关系及其调控机制为研究目标，研究内容包括六个方面：

1）通过广泛收集5类食品加工原料品种，借助多种特征组分组成、含量、结构的快速检测技术与相关统计学分析方法，重点开展多维多模式指纹图谱、目标指示物、品质评价模型、加工适宜性分子机制等加工原料物质基础研究。

2）通过构建5类食品模拟体系，借助多种特征组分结构检测、分析、模拟、计算等技术与方法，重点开展典型食品加工条件下特征组分多尺度结构变化以及其对品质功能特性影响机制研究。

3）通过确定5类食品中关键分子间相互作用，构建模拟食品体系，借助相关分子互作检测、分析、模拟技术与平台，重点开展典型食品加工条件下特征组分分子间相互作用机理以及其对品质功能特性影响机制等基础研究。

4）依据5类食品体系的典型加工过程，筛选并确定关键内外源因子，借助食品关键结构（域）检测、分析与标记技术及方法，重点开展食品加工过程中品质功能劣变与保质减损机理等基础研究。

5）立足5种食品体系的新型加工技术，以富含碳水化合物、蛋白质、脂质等三类食品为对象，重点开展新型食品加工技术对食品关键结构（域）修饰及品质功能调控机理等基础研究。

6）借助数据降维、相关关系、大数据分析等方法、模型，立足课题一至课题五的理论数据与实际数据，重点开展食品组分结构与品质功能过程调控理论体系和可视化平台构建等基础研究。

图1 课题间逻辑关系

本项目由中国农业科学院农产品加工研究所牵头，南京财经大学沈新春教授、浙江工商大学饶平凡教授、东莞理工学院李琳教授、北京大学郑家荣教授、中国农业科学院农产品加工研究所王强研究员、上海交通大学敬璞教授为课题主持。研究团队由8家科研院所和14家综合性大学组成，拥有国家作物种质资源库、国家蛋白质科学中心、微米/纳米加工技术国家重点实验室、国家蛋白质科学基础设施等国家级、省部级科研平台。团队成员包括国际食品科学院院士、国际欧亚科学院院士、国家“千人计划”专家、“青年千人计划”专家、国家“百千万人才工程”专家、国家自然科学基金重点项目首席等知名专家，共同开展跨区域、跨学科、跨部门的联合攻关，集中优势资源开展协同创新。

图2 协同创新机制

3. 预期目标及效益

本项目预期将建立5 类食品加工适宜性评价方法、标准各1 套，建立特征组分结构及相互作用与品质功能的关系35-40种，阐明不同食品加工新工艺技术与方法对食品组分结构和品质功能的影响及其机制15-20种，创制调控组分结构与品质功能新工艺技术与方法8-10 种，构建5 类食品加工过程品质功能调控预测模型1套，申请专利50-60项，发表SCI收录论文120-130篇，其中IF>5或JCR一区12-15篇，申请国际标准1项、国家标准3-5项，出版著作2-3部。项目在食品原料加工适宜性分子机制方面的研究成果将指导分子育种，在多尺度结构变化机制与分子间相互作用方面的研究结果将丰富和发展食品化学、分析化学等基础理论，食品组分结构与品质功能调控理论体系的建立将开创食品加工品质学并推动食品工艺学、食品营养学等学科发展，推进我国乃至国际食品学科发展与进步；同时，食品加工全过程组分结构与品质功能调控理论技术体系及可视化平台的构建，将有助于突破食品经验加工瓶颈，实现供给侧结构性改革，提升我国食品工业水平与规模，推动食品加工新工艺、新技术、新方法的创制，有效指导食品加工企业高效生产，减少资源和能源浪费，实现食品品质功能的精准调控与高效制造。