基于仿生学的未来食品工业展望
发布时间：2021-07-29 20:45
生命体经过漫长的进化,已经形成了一整套极其完善的利用食材制造其所需营养素的技术,许多生命活动与现有食品加工的单元操作有着异曲同工的效果。利用仿生学原理,向生命体学习,进行食品加工的理论与技术创新,正逐渐得到国内外食品加工技术研究领域的广泛关注。分析了人们受人体感官、食物消化、养分吸收、生物合成、生物材料、生物机构、生物成型的启示,进行食品加工技术创新的研究案例。从3个方面概括了未来食品工业仿生化发展的主要任务:1)重新认识生命活动。突破长期以来基于健康和生产（生长）的需要进行生命科学研究的局限性,建议从生命体制造其正常生长所需营养素的角度,重新研究生命活动,重新认识生命现象。2)深化已启动的仿生研究工作。根据对生命活动重新研究的结果,进一步对已经启动的仿生技术进行深入研究,挖掘新的创意。3)开拓新的仿生技术方法。通过比对,寻找动物、植物和微生物中与食品加工技术有对应关系的生命活动,开拓从未触及的仿生研究领域,推动食品领域的原始创新。着重强调了"食品工程仿生学"学科建设的重要意义。
【文章来源】：食品科学技术学报. 2020,38(06)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
摇接近真实动态的体外人胃系统1.固定板;2.保温灯;3.食道
已成为国际上的研究热点[46]。2013年,科学家们通过生产世界上第一个体外肉类汉堡,在体外肉类生产领域跨越了一大步,汉堡包含五盎司的体外肉馅饼[47]。2016年2月,Mem鄄phisMeats研制出全球首个人造牛肉丸(图4),2018年共募得1700万美元,投资者包括比尔·盖茨以及嘉吉公司等大型农业公司[48]。2019年11月21日,南京农业大学周光宏教授团队宣布生产出我国第1块肌肉干细胞培养肉(图5)[49],构建出了培养肉制备技术研究的基本路线[50]。图4摇MemphisMeats研制出的全球首个人造牛肉丸[48]Fig.4摇Thefirstman鄄madebeefballsinworlddevelopedbyMemphisMeats[48]摇1郾5摇生物材料的启示动物和植物的体表和体内,由于材料的特殊性,表现出许多非常特别的功能特性,其中非光滑表面受到各国多个领域科学家的高度关注。由于动物和植物的体表结构独特的非光滑表面,使其呈现出非常好的降阻、自洁特性[51-54],例如:蚯蚓、穿山甲等土壤动物可以轻松地从坚硬的土壤中钻出,荷叶表面的灰尘在雨水冲洗后洁净图5摇我国第一块肌肉干细胞培养肉Fig.5摇ThefirstculturemeatwithmusclestemcellinChina摇如新。降阻和自洁功能在食品机械中有广泛的需求,例如:各种刀具在切制块状食品,搅拌器在搅拌液体食品时,食品的黏附性大大增加了剪切和搅拌的阻力;食品的黏附性也大幅度增加了食品器具、装备表面清洗的难度。受生物材料的启发,吉林大学任露泉院士课题组成功完成了“仿生不粘炊具的研究冶[55]。仿生不粘炊具表面采用非光滑几何和化学复合结构设计,非光滑?
。图4摇MemphisMeats研制出的全球首个人造牛肉丸[48]Fig.4摇Thefirstman鄄madebeefballsinworlddevelopedbyMemphisMeats[48]摇1郾5摇生物材料的启示动物和植物的体表和体内,由于材料的特殊性,表现出许多非常特别的功能特性,其中非光滑表面受到各国多个领域科学家的高度关注。由于动物和植物的体表结构独特的非光滑表面,使其呈现出非常好的降阻、自洁特性[51-54],例如:蚯蚓、穿山甲等土壤动物可以轻松地从坚硬的土壤中钻出,荷叶表面的灰尘在雨水冲洗后洁净图5摇我国第一块肌肉干细胞培养肉Fig.5摇ThefirstculturemeatwithmusclestemcellinChina摇如新。降阻和自洁功能在食品机械中有广泛的需求,例如:各种刀具在切制块状食品,搅拌器在搅拌液体食品时,食品的黏附性大大增加了剪切和搅拌的阻力;食品的黏附性也大幅度增加了食品器具、装备表面清洗的难度。受生物材料的启发,吉林大学任露泉院士课题组成功完成了“仿生不粘炊具的研究冶[55]。仿生不粘炊具表面采用非光滑几何和化学复合结构设计,非光滑形态一方面能有效地减少锅体表面与黏湿性食物的接触面积,从而减少发生化学吸附点的数量;另一方面破坏了水膜的连续性,使其表面与黏湿性食物表面间存在空气膜,从而达到不粘的效果。通过表面改性,进一步降低了金属锅体表面的表面张力,并提高了其憎水性能。研制开发的仿生不粘锅,与传统的裸露铝锅、不锈钢锅比较,不糊、易洁,具有优良的减粘、防粘性能;与特富龙不粘锅比较,不粘性能相近,耐磨性、耐高温性能和环保性能优于特富龙不粘锅。
【参考文献】：
期刊论文
[1]食品工程仿生学及其研究框架[J]. 马海乐. 中国食品学报. 2020(06)
[2]培养肉的研究进展与挑战[J]. 周光宏,丁世杰,徐幸莲. 中国食品学报. 2020(05)
[3]中国食品科技:从2020到2035[J]. 陈坚. 中国食品学报. 2019(12)
[4]仿生增材制造[J]. 周伟民,夏张文,王涵,闵国全. 微纳电子技术. 2018(06)
[5]酶解-膜分离耦合制备葵花籽粕抗氧化肽的研究[J]. 孙玲,邢政,廖国艳,侯小珊,何荣海,马海乐. 食品工业. 2018(04)
[6]仿生嗅觉和味觉传感技术的研究进展[J]. 王平,庄柳静,秦臻,张斌,高克强. 中国科学院院刊. 2017(12)
[7]比尔盖茨投资“人造肉”[J]. 中国战略新兴产业. 2017(35)
[8]基于机器视觉的鸭蛋新鲜度检测[J]. 王巧华,王彩云,马美湖. 中国食品学报. 2017(08)
[9]老年饮食障碍与老年食品:食品工业的挑战与机遇[J]. 陈建设,吕治宏. 食品科学. 2015(21)
[10]基于叶脉分枝结构的飞机盖板结构仿生设计[J]. 刘良宝,陈五一. 北京航空航天大学学报. 2013(12)
硕士论文
[1]可延展关节的软体外骨骼手指及其制备的研究[D]. 韩旭.哈尔滨工业大学 2018
[2]仿生不粘锅粘附性能的研究[D]. 葛亮.吉林大学 2005
本文编号：3310027
【文章来源】：食品科学技术学报. 2020,38(06)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
摇接近真实动态的体外人胃系统1.固定板;2.保温灯;3.食道
已成为国际上的研究热点[46]。2013年,科学家们通过生产世界上第一个体外肉类汉堡,在体外肉类生产领域跨越了一大步,汉堡包含五盎司的体外肉馅饼[47]。2016年2月,Mem鄄phisMeats研制出全球首个人造牛肉丸(图4),2018年共募得1700万美元,投资者包括比尔·盖茨以及嘉吉公司等大型农业公司[48]。2019年11月21日,南京农业大学周光宏教授团队宣布生产出我国第1块肌肉干细胞培养肉(图5)[49],构建出了培养肉制备技术研究的基本路线[50]。图4摇MemphisMeats研制出的全球首个人造牛肉丸[48]Fig.4摇Thefirstman鄄madebeefballsinworlddevelopedbyMemphisMeats[48]摇1郾5摇生物材料的启示动物和植物的体表和体内,由于材料的特殊性,表现出许多非常特别的功能特性,其中非光滑表面受到各国多个领域科学家的高度关注。由于动物和植物的体表结构独特的非光滑表面,使其呈现出非常好的降阻、自洁特性[51-54],例如:蚯蚓、穿山甲等土壤动物可以轻松地从坚硬的土壤中钻出,荷叶表面的灰尘在雨水冲洗后洁净图5摇我国第一块肌肉干细胞培养肉Fig.5摇ThefirstculturemeatwithmusclestemcellinChina摇如新。降阻和自洁功能在食品机械中有广泛的需求,例如:各种刀具在切制块状食品,搅拌器在搅拌液体食品时,食品的黏附性大大增加了剪切和搅拌的阻力;食品的黏附性也大幅度增加了食品器具、装备表面清洗的难度。受生物材料的启发,吉林大学任露泉院士课题组成功完成了“仿生不粘炊具的研究冶[55]。仿生不粘炊具表面采用非光滑几何和化学复合结构设计,非光滑?
。图4摇MemphisMeats研制出的全球首个人造牛肉丸[48]Fig.4摇Thefirstman鄄madebeefballsinworlddevelopedbyMemphisMeats[48]摇1郾5摇生物材料的启示动物和植物的体表和体内,由于材料的特殊性,表现出许多非常特别的功能特性,其中非光滑表面受到各国多个领域科学家的高度关注。由于动物和植物的体表结构独特的非光滑表面,使其呈现出非常好的降阻、自洁特性[51-54],例如:蚯蚓、穿山甲等土壤动物可以轻松地从坚硬的土壤中钻出,荷叶表面的灰尘在雨水冲洗后洁净图5摇我国第一块肌肉干细胞培养肉Fig.5摇ThefirstculturemeatwithmusclestemcellinChina摇如新。降阻和自洁功能在食品机械中有广泛的需求,例如:各种刀具在切制块状食品,搅拌器在搅拌液体食品时,食品的黏附性大大增加了剪切和搅拌的阻力;食品的黏附性也大幅度增加了食品器具、装备表面清洗的难度。受生物材料的启发,吉林大学任露泉院士课题组成功完成了“仿生不粘炊具的研究冶[55]。仿生不粘炊具表面采用非光滑几何和化学复合结构设计,非光滑形态一方面能有效地减少锅体表面与黏湿性食物的接触面积,从而减少发生化学吸附点的数量;另一方面破坏了水膜的连续性,使其表面与黏湿性食物表面间存在空气膜,从而达到不粘的效果。通过表面改性,进一步降低了金属锅体表面的表面张力,并提高了其憎水性能。研制开发的仿生不粘锅,与传统的裸露铝锅、不锈钢锅比较,不糊、易洁,具有优良的减粘、防粘性能;与特富龙不粘锅比较,不粘性能相近,耐磨性、耐高温性能和环保性能优于特富龙不粘锅。
【参考文献】：
期刊论文
[1]食品工程仿生学及其研究框架[J]. 马海乐. 中国食品学报. 2020(06)
[2]培养肉的研究进展与挑战[J]. 周光宏,丁世杰,徐幸莲. 中国食品学报. 2020(05)
[3]中国食品科技:从2020到2035[J]. 陈坚. 中国食品学报. 2019(12)
[4]仿生增材制造[J]. 周伟民,夏张文,王涵,闵国全. 微纳电子技术. 2018(06)
[5]酶解-膜分离耦合制备葵花籽粕抗氧化肽的研究[J]. 孙玲,邢政,廖国艳,侯小珊,何荣海,马海乐. 食品工业. 2018(04)
[6]仿生嗅觉和味觉传感技术的研究进展[J]. 王平,庄柳静,秦臻,张斌,高克强. 中国科学院院刊. 2017(12)
[7]比尔盖茨投资“人造肉”[J]. 中国战略新兴产业. 2017(35)
[8]基于机器视觉的鸭蛋新鲜度检测[J]. 王巧华,王彩云,马美湖. 中国食品学报. 2017(08)
[9]老年饮食障碍与老年食品:食品工业的挑战与机遇[J]. 陈建设,吕治宏. 食品科学. 2015(21)
[10]基于叶脉分枝结构的飞机盖板结构仿生设计[J]. 刘良宝,陈五一. 北京航空航天大学学报. 2013(12)
硕士论文
[1]可延展关节的软体外骨骼手指及其制备的研究[D]. 韩旭.哈尔滨工业大学 2018
[2]仿生不粘锅粘附性能的研究[D]. 葛亮.吉林大学 2005
本文编号：3310027
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