來源：功能食品圈（ID：foodmate-gnspq）

2021年以來，中國工程院與國家自然科學基金委員會聯合組織開展《中國工程科技未來20年發展戰略研究（2021-2040）》，為國家工程科技發展以及相關領域基礎研究的系統謀劃和前瞻部署提供支撐。

為提高戰略研究的前瞻性和科學性，項目組織開展了工程科技2040技術預見，旨在更準確地把握世界科技發展大勢，研判可能產生重大科技突破的方向，結合國家戰略需求、能力與發展目標對技術發展重點進行選擇、配置和路徑規劃，包括信息與電子、先進制造、先進材料、能源與礦業、環境生態與綠色制造、空間海洋與地球觀測、城鎮化與基礎設施、交通、農業與食品、醫藥衛生與人口健康、公共安全等11個技術預見領域。

近期，中國工程院就技術預判備選清單公開征求意見，中國工程科技知識中心營養健康分中心總結了與糧食安全、食品安全、農產品加工和食品制造、醫藥衛生與人口健康相關的技術領域，其中，農產品加工、食品制造與食品安全領域具體內容如下：

農產品加工、食品制造與食品安全領域

（包含12個技術方向）

一、農產品新資源、新材料開發技術

由于世界人口的持續增長和食物資源的日益短缺，人類為了獲取充足的食物，必須開發新的農產品資源。

據預測，2030年我國人口將達到16億，市場需求糧食約6.4億噸，食用植物油的市場需求量約為300億千克，按我國目前供給量，缺口約為230億千克。因此，要從根本上保障國家糧食安全，滿足現代食品工業的發展和人民日益增長的物質需求，尋求新的食品資源、開發食品新材料勢在必行。

此外，我國國民的營養水平逐年提高，但生活壓力和生活方式卻不盡如人意，特別在均衡營養方面問題更加突出。而食品新資源作為均衡營養的補充劑、合理膳食的調節劑顯示出重要作用。

部分食品新資源也可以合理補充食物有效營養成分的缺失，特別是微量元素等特殊營養成分。因此，開發食品新材料對于適應消費者要求，提高食品品質，提升我國食品工業競爭力至關重要。 

關鍵詞：農產品新資源、新材料、糧食安全

二、農產品活性因子的生物轉化與精準調控技術

農產品健康功能活性因子在食品品質和功能提升方面具有重要作用，但是目前傳統農產品活性因子多采用動植物提取法或化學合成法，在生產中往往存在傳統提取法原料來源不足、化學法生產污染嚴重、動植物組織提取產品存在過敏原等制約產業發展的瓶頸。因此，未來需要自主研發出系列具有自主知識產權的農產品活性因子微生物細胞工廠，極大豐富微生物法合成農產品活性因子的種類；

建立細胞生長與產物合成平衡調控策略與方法，全局優化合成農產品活性因子的微生物細胞工廠，顯著提升微生物制備農產品活性因子的效率，提升我國食品農產品活性因子綠色制造領域的整體技術水平。 

關鍵詞：農產品活性因子、微生物、合成平衡調控

三、特用酶制劑高效表達和應用關鍵技術

以酶制劑為核心的綠色、低碳、高效生物加工是國際農產品加工領域的發展趨勢。

我國目前仍然極度缺乏農產品加工用自主知識產權酶制劑，農產品生物加工技術落后、生產率低、能耗水耗大，亟待開發農產品酶法生物加工技術體系，實現集成創新。

據統計，2021年國內酶制劑市場約150億人民幣，然而70%以上市場被國際公司壟斷。導致這一現象的原因有很多，其中缺乏高效、安全、具有自主知識產權的表達系統及食品酶品種是最為關鍵的因素。

高效的表達系統是影響食品酶產量的核心，也是食品酶能否實現工業化生產的關鍵因素。國內由于基礎研究不足，尚未成功構建高效系統。這一現狀不僅束縛了我國相關酶制劑生產企業的發展，而且還對我國食品行業的健康、快速發展形成了極其不利的影響。

另外，我國目前批準使用的酶種僅50多種，遠低于發達國家的酶種。因此，開發出具有自主知識產權的、高效的、安全的食品級表達系統，開發更多的自主知識產權食品酶品種，對于突破國際跨國企業的束縛，促進我國食品酶制劑行業的健康發展具有重要的意義。 

關鍵詞：酶制劑、表達系統、生物加工

四、農產品細胞工廠技術和基因編輯

傳統農產品的生產原料主要來源于動物和植物組織，生產方式主要以物理和生物加工為主，面臨著食物資源緊張、加工能耗大、環境污染嚴重等問題。

農產品微生物制造技術的突破有望解決或緩解傳統食品生產所面臨的上述問題。

一方面，微生物資源種類多，包括食品制造微生物（細菌、酵母、真菌）、食用菌及益生微生物等，以其為原料制造的食品具有綠色天然、營養豐富、健康美味等優點，是支撐現代食品產業發展和科技創新的核心戰略資源；

此外，在我國人均耕地面積持續減少的新形式下，食品微生物資源可以作為主糧的有效補充，有助于保障我國食物安全供給。

另一方面，食品微生物制造是國際食品產業的主流發展方向，也是未來如細胞培養肉、細胞培養蛋、細胞培養奶等新型食品及食品原料開發的技術基礎，食品微生物制造技術瓶頸的突破將有助于我國食品生物制造產業的進一步升級發展，實現食品產業的高效、綠色和可持續發展，同時也將引領國際食品微生物制造技術的發展方向。 

關鍵詞：細胞工廠、細胞培養、基因編輯

五、農產品多維品質評價技術

發達國家非常重視消費者的消費習慣和消費特點研究，依據消費習慣和消費特點，對農產品資源開展“時空”品質評價，既考慮何時采收、貯運過程、保鮮長短等“時間”品質的評價，也考慮品種、產地、部位等“空間”品質的評價。同時對食用品質、營養品質、加工品質、安全品質的“四維”品質進行綜合評價。

本研究針對我國大宗糧油、果蔬、畜產、水產、特色農產品原料及其制品開展“時空”評價，構建食用品質、營養品質、加工品質、安全品質“四維”的基礎和特征品質數據庫；

建立針對不同制品的原料評價的指標體系和評價標準；研發快速、無損品質檢測、判別、分級、分類、分割等關鍵技術；

創制自動化、智能化快速品質分析核心裝備，通過技術裝備的推廣應用指導我國農產品的種植養殖精細化、區域化，實現農產品產銷加全產業鏈的原料專用化、生產標準化、特征標識化、產品身份化、經銷品牌化，推動我國農業供給側結構性改革，走優質有價的高質量發展道路，為促進我國鄉村產業振興戰略實施提供強有力科技支撐。 

關鍵詞：農產品、品質評價、數據庫、數字化表征

六、中國釀造發酵食品現代化制造和智能升級關鍵技術

釀造發酵食品主要包括酒類、調味品、果蔬及乳類發酵產品等，2018年總產值超過2.0萬億元，較2013年增長2.5倍，對拉動內需，促進經濟高速增長貢獻顯著。

但發酵產業普遍存在產品批次生產穩定性差、質量控制水平低、資源利用率低、智能制造水平低、自主產權優勢菌種和發酵劑缺乏、食品安全保障體系不健全等關鍵瓶頸問題，圍繞我國釀造發酵食品制造的瓶頸問題，深度研究解析與產品品質相關的關鍵影響因素，如環境因素和微生物等，揭示關鍵微生物—環境因素—產品品質的內在關聯；

聚焦關鍵微生物和環境因素，探索建立高效安全的高通量優勢菌種的定向選育及其代謝控制、環境因素關聯微生物群體系統生物學及功能微生物組合發酵；

通過風味組學和風味化學等新型核心技術，構建發酵食品特征風味譜庫，結合環境因素-微生物組合發酵技術體系，建立營養與風味精準調控的特色高效發酵新工藝；

結合現代化智能制造新技術的研發，建立健全能源管理體系，創新綠色制造和清潔生產技術。

以上關鍵技術可為我國發酵食品的穩定、高效、安全和綠色生產提供保障。

關鍵詞：發酵、風味、微生物、智能制造

七、預制菜加工現代化和個性化制作關鍵技術

現代社會的高速發展對飲食口味、營養與健康提出了更高的需求。我國傳統中式菜肴的烹制主要以師承經驗和烹調技藝支撐，制作工藝繁瑣，效率偏低，產品標準化和質量穩定性難以保障，使中式菜肴難以滿足快節奏生活下消費者對中式菜肴的需求。

針對中式菜肴工業化發展總體水平低、關鍵技術缺乏、關鍵裝備適用性差、產業基礎差、個性化需求滿足程度低等問題，依據中式菜肴工業化發展的新需求，大力發展具有自主知識產權的、適應中式菜肴工業化的預制菜關鍵技術與裝備，突破調味、烹飪、包裝、殺菌、物流、貨架期、復熱等一批關鍵裝備和關鍵技術，從中式菜肴的主料、配料和調料三個層面全方位開發成品化、商品化、個性化的預制菜產品，建立規范化和模塊化的預制菜標準技術體系，有效提升我國預制菜的自主創新能力，提高預制菜工業化技術水平，推動預制菜這一新興產業的發展。

關鍵詞：預制菜、工業化、標準

八、現代食品工程化核心裝備開發與制造技術

自動化、智能化生產是現代食品工業發展的必然趨勢。

發達國家食品裝備技術先進，能耗低，穩定可靠性好，食品污染小。我國食品關鍵裝備長期依賴進口，手工操作、半機械化作業在食品工業中大量使用，部分加工食品品質裂變嚴重、食品安全質控落后、關鍵裝備滯后、能耗水耗高等已成為制約現代食品工業發展的關鍵技術瓶頸，究其根本在于核心加工裝備落后。

因此，聚焦瓶頸問題，引入現代化智能加工技術，如食品精準3D打印技術、分子感官技術和高光譜成像技術等，重點突破食品裝備的數字化設計和制造技術的轉型升級、食品加工過程的實時監控，建立現代化制造、自動化控制、穩定化加工、安全化生產和集約節能技術，研究開發食品加工與包裝核心裝備并集成應用，提升我國食品裝備水平，支撐食品產業良好發展。

關鍵詞：品加工、品質、裝備

九、食品-生物基材料制備關鍵技術

碳中和和碳達峰是影響我國未來20年經濟發展的關鍵因素之一，也是經濟增長和轉型發展的最大驅動力。

食品源生物基材料的綠色制造，助力綠色經濟發展成為必然趨勢，也是在大國博弈中引領全球變革的關鍵。

推進食品加工和包裝制品綠色化，如采用生物基材料替代塑料制品有效緩解“白色污染”、以植物基材料替代動物基材料進行食品的綠色加工，有效提升食品源營養轉化效率，為全球范圍資源短缺和環境壓力提供解決方案。

我國生物基材料產業起步較晚，例如培養肉研究還處于初級發展階段、食品基原料綠色制造所涉及的工業微生物發酵、生物合成等技術仍處于產業化前期基礎研究階段、食品功能組分的低碳開發技術仍然匱乏等。

通過加速合成生物學在食品領域的工業化應用以及“視同天然”的食品功能組分產品開發速度，可促進我國食品領域的綠色生物制造，助力雙碳目標的實現。 

關鍵詞：生物基、合成生物學、綠色生物制造

十、食品原料危害因子的形成、變化與控制技術

食品安全是國民幸福指數的重要體現。食品生產過程中，農藥、獸藥、環境污染物等危害因子都有可能進入食品中造成食品污染，帶來安全問題，外源污染在食品不同加工過程中，可能會發生各種變化。

研究農藥、獸藥、生物毒素、重金屬及其他環境污染物在不同食品加工條件下的降解機制和遷移轉化規律，建立智能化、便攜式、通量大、靈敏度高、特異性好的食品中危害因子的多重檢測新方法新手段，分析危害因子殘留物及產物的毒性，開發其安全控制技術措施從而減少安全風險是當前食品安全研究的一個熱點領域。

特別是我國目前環境污染比較嚴重、農業生產投入品使用不是十分規范的情況下，開發外源污染物的控制和消除技術對于從根本上保障食品安全有重要意義。 

關鍵詞：危害因子、降解機制、遷移轉化規律、控制技術

十一、食品質量安全預警追溯關鍵技術及智能云平臺開發

由于農業大數據來源與獲取復雜，食品數據庫建設沒有統一的標準，食品安全大數據具有稀疏特征，食品安全大數據存在虛假相關關系，使其食品安全大數據應用價值難以體現。

發達國家如歐盟、美國、日本等已形成比較系統的質量安全追溯體系，我國正在建設并有待完善。

通過將云計算、物聯網、區塊鏈等技術與食品質量安全信息采集、傳輸與處理相結合，建立食品安全社會共治大數據云平臺，建立食物中塑料微粒和環境雌激素等預警機制和追溯技術，可以實現農產品養種殖（生產）、加工、倉儲、物流、渠道、銷售等食品生產全流程安全檢測的芯片化和信息化，適應不同食品行業特點的清潔生產及污染防治系統集成技術服務，實現環境質量對食品工業生產質量及食品安全的風險預警和可溯源化。

關鍵詞：食品質量安全、預警技術、追溯技術、云平臺開發

十二、食品原料高值化與精準營養化加工關鍵技術

針對目前我國食品原料存在利用率不高、附加值低、大量高價值食品原料及副產物未得到充分利用等問題，同時為了建立適合中國人的健康營養飲食模式，滿足國民對于高品質的營養健康食品日益增長的需求，以精準營養為目標，應用現代食品加工新技術實現食品原料資源的梯度增值利用和開發，充分融合大數據、云計算、物聯網等信息技術，集成基因檢測、代謝組學和微生物組學等檢測技術，實現個性化基因分析、個體營養代謝、腸道菌群譜庫等，獲得健康大數據庫，用以精準匹配個體營養健康需求，系統開展糧油食品、果蔬食品、乳肉蛋等動物源食品高值化和精準營養化加工關鍵技術及特色資源高效開發利用研究，實現以個性化營養健康為導向的食品原料的高值化利用，提升資源高效轉化。 

關鍵詞：食品原料、高值化、精準營養