由科技部主辦的國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展近日在北京展覽館舉行，食品領(lǐng)域的多項(xiàng)重大科技成果也亮相展會。記者了解到，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所王強(qiáng)研究員主持的“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“食品加工過程中組分結(jié)構(gòu)變化及品質(zhì)調(diào)控機(jī)制研究（2016YFD0400200）”項(xiàng)目的兩項(xiàng)研究成果入選農(nóng)業(yè)科技展區(qū)。這些成果為食品產(chǎn)業(yè)從“十二五”的“經(jīng)驗(yàn)加工”到“十三五”末的“精準(zhǔn)調(diào)控與高效制造”，以及到“十四五”的“個性化定制與智能制造”奠定了基礎(chǔ)。

構(gòu)建食品品質(zhì)功能調(diào)控新技術(shù)新工藝新方法

“食品加工過程中組分結(jié)構(gòu)變化及品質(zhì)調(diào)控機(jī)制研究”成果，集中展現(xiàn)了項(xiàng)目在“大宗食品原料加工適宜性評價理論創(chuàng)新及應(yīng)用”“基于特征組分多尺度結(jié)構(gòu)的品質(zhì)功能調(diào)控關(guān)鍵理論與技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”“食品加工過程中品質(zhì)功能精準(zhǔn)調(diào)控理論體系與可視化調(diào)控平臺的構(gòu)建及應(yīng)用”方面取得的突出進(jìn)展。據(jù)王強(qiáng)介紹，經(jīng)過5年的系統(tǒng)研究，項(xiàng)目提出了“食品原料特性與加工適宜性品質(zhì)評價”等理論技術(shù)體系、“食品多尺度結(jié)構(gòu)”研究理論方法體系、以特征組分貫穿“原料基礎(chǔ)-關(guān)鍵結(jié)構(gòu)-品質(zhì)功能”的食品品質(zhì)功能調(diào)控理論體系等新理論，闡明了基于特征組分結(jié)構(gòu)的加工適宜性分子機(jī)制，食品特征組分結(jié)構(gòu)變化、相互作用與關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域形成及調(diào)控機(jī)制，“加工工藝-組分結(jié)構(gòu)-品質(zhì)功能”全網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等機(jī)制機(jī)理，并構(gòu)建了首個食品原料多維多模式指紋圖譜數(shù)據(jù)庫，三大類食品加工工藝-組分結(jié)構(gòu)-品質(zhì)功能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫”；創(chuàng)建了5種食品原料加工適宜性評價模型、方法與標(biāo)準(zhǔn)，10套碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)三大類食品全網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)模型，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了食品原料加工適宜性科學(xué)評價、食品加工中品質(zhì)功能精準(zhǔn)調(diào)控和食品加工全過程品質(zhì)功能預(yù)測。

現(xiàn)場演示的新型植脂奶油3D打印吸引了眾多觀眾

該成果共明晰了食品加工過程中4大類特征組分多尺度結(jié)構(gòu)變化及品質(zhì)功能調(diào)控等相關(guān)新理論新原理28項(xiàng)，構(gòu)建了基于組分結(jié)構(gòu)的品質(zhì)功能調(diào)控新技術(shù)新工藝新方法46項(xiàng)；申請專利91項(xiàng)，授權(quán)32項(xiàng)，其中國際專利8項(xiàng)。經(jīng)世界衛(wèi)生組織（WHO）專家評議認(rèn)為，項(xiàng)目成果整體處于國際領(lǐng)先水平，為食品工業(yè)的精準(zhǔn)調(diào)控與高效制造奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

新型植脂奶油產(chǎn)品

實(shí)現(xiàn)零反式脂肪酸

基于新型植脂奶油的個性化3D打印設(shè)備，吸引了不少觀展者駐足咨詢和觀看。1000余人品評了王強(qiáng)研究團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)場用該設(shè)備打印制作的基于Pickering乳液的“零反式脂肪酸、無合成乳化劑、低糖低脂”新型植脂奶油產(chǎn)品。一位參觀者表示，期待新型植脂奶油產(chǎn)品及其配套3D打印設(shè)備早日投向市場，這樣就可以買到更營養(yǎng)健康、可實(shí)現(xiàn)個性化定制的奶油產(chǎn)品。

據(jù)了解，這一成果首次從食品多尺度結(jié)構(gòu)研究角度，構(gòu)建了以親水性植物蛋白微凝膠顆粒為乳化劑的新型食品級皮克林乳液，實(shí)現(xiàn)了已有報道中最高內(nèi)相（87%），明晰了乳液穩(wěn)定機(jī)制，即吸附在液滴周圍的顆粒形成“彈性界面膜”，與外相中顆粒構(gòu)建3-D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共同阻止了液滴的聚結(jié)失穩(wěn)，并在此基礎(chǔ)上，以植物蛋白代替合成乳化劑、以植物油代替動物油脂和氫化油，開發(fā)了新型植脂奶油。與市售植脂奶油相比，具有零反式脂肪酸、無合成乳化劑、飽和脂肪含量低40%、碳水化合物含量低35%等優(yōu)質(zhì)蛋白含量1—2克，口味、口感可媲美動物奶油。

基于個性化3D打印技術(shù)成果所研制的新型植脂奶油零切黏度低，稠度適中，具有較低屈服應(yīng)力、較高黏彈性。值得一提的是，這種奶油在加工過程中不受時間溫度影響，適宜“擠出-成形”，具有3D打印所需的流動特性。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的配套3D打印設(shè)備及工藝，實(shí)現(xiàn)了多種形狀和造型的奶油自動裱花，滿足個性化需求。該成果破解了產(chǎn)業(yè)卡脖子問題，為營養(yǎng)健康新型奶油產(chǎn)品的個性化制備提供了新方法。