分会场三十二|食品加工与智能制造专场二：第六届食品科学与人类健康国际研讨会

会议主持人

陈 丽 研究员

中国农业科学院农产品加工研究所

陶 晗 教授

合肥工业大学食品与生物工程学院

会议报告

报告一

人工智能驱动肉品加工关键技术创新

陈 丽 研究员

中国农业科学院农产品加工研究所

人工智能（artificial intelligence，AI）技术的迅猛发展正推动全球肉品加工产业从传统的机械化、自动化模式向智能化、数字化方向深度转型。本报告基于肉品加工产业背景与技术需求，针对肉类加工面临的数据基础薄弱、加工过程感知不足、智能决策能力不足等问题，围绕“数据—感知—孪生—决策—执行”五位一体的技术链路，形成了系统化的肉品加工智能技术体系：数据底座方面，构建了羊肉品质数字地图与品质评定系统；过程感知方面，集成近红外/高光谱检测技术与品质-环境因子同步监测手段，实现了肉品内在品质指标与加工环境的多维实时感知；数字孪生方面，开发了生猪屠宰全景智控与虚拟现实生产线建模系统；智能决策方面，构建了羊肉品质评价智能体与配方研发智能体；精准执行方面，创制了畜禽肉智能分割分切装备。本报告研判的未来发展方向可进一步明确为：推动上述五项技术从“示范验证”走向“规模化应用”，重点突破多模态数据融合算法、装备与工艺协同优化、以及面向不同规模企业的轻量化部署方案，最终构建具有自适应、自优化能力的肉品智慧加工新模式。

报告二

淀粉微量成分调控面团抗冻稳定性的机制研究

陶 晗 教授

合肥工业大学食品与生物工程学院

冷冻面团界面损伤是导致面团内部结构疏松的主要原因，制约了主食工业化的应用，而探明“淀粉-面筋基质”界面的结合性能及其影响因素是解决该问题的关键。通过探索冻藏过程中小麦淀粉结合蛋白和脂质的结构差异及其面团品质的影响逆向解析其调控冷冻面团“淀粉-面筋基质”界面损伤的机制。结果表明，面团在冻藏过程中会诱导淀粉表面蛋白和脂质的损失，降低了淀粉颗粒对面筋基质的黏附性，促进面筋蛋白的自聚集倾向，使得“淀粉-面筋基质”网络结构缺少连续性和拉伸性，造成面包体积缩小，硬度增大。并结合分子动力学和分子对接技术，揭示该黏附性与低分子质量麦谷蛋白的有序化结构存在内在联系。淀粉表面蛋白和脂质损失诱导面团形成非稳态化结构，促进了贮藏期面包内水分迁移和支链淀粉分子间结合，加速重结晶过程。

报告三

基于冰水界面调控的生物大分子抗冻机制及应用研究

王 沛 教授

南京农业大学食品科学技术学院食品科学与工程系 主任

冰晶形成与重结晶是冷冻食品品质劣变和细胞失活的主要原因。本研究以小麦麸皮抗冻多糖及模块化设计抗冻多肽两类生物大分子为对象，探究其基于冰水界面调控的抗冻机制及应用。联用乙醇分级沉淀和冰壳分离法从麦麸中分离获得GDIF50W和GDIF60N两种抗冻多糖，两者均显著抑制冰重结晶，其中分子质量和分支度较低且具有柔性构象的GDIF50W抗冻活性更强。抗冻多糖通过增强氢键网络的形成，有效抑制冰水界面水分子重排，从而阻止其向有序的六方冰晶格转变。设计合成了链长递增的抗冻多肽G-1至G-3。随链长增加，α-螺旋含量升至75.5%，构象趋于紧凑。G-3抗冻活性最强，使冰晶面积降至25.96%。水光谱组学与分子动力学模拟结果表明，多肽通过调控冰水界面水分子氢键网络形成稳定水合层，降低水分子四面体有序度，抑制冰晶生长。添加0.5%～1%多糖可降低冷冻面团可冻结水含量，使冰晶由块状转为片状，抑制面筋蛋白解聚，并且有效保护酵母活性，有效延长冷冻面团货架期。模块化抗冻多肽G-3在Caco-2细胞冻存中表现出良好生物安全性，10 mg/mL时单次冻存存活率达89.45%，经三次冻融后仍保持78.80%的存活率。综上，两类生物大分子均可通过调控冰水界面抑制冰晶生长，为冷冻食品品质提升和细胞冷冻保存提供了新策略。

报告四

糖类分子质量调控蛋白质热致凝胶性质与体外消化行为的机制研究

黄 敏 副教授

浙江工商大学食品与生物工程学院

蛋白质和糖类是食品中重要的营养物质，二者的复合凝聚物在调控食品结构和调节消化速率等方面具有良好的应用潜力，是当前新型功能性食品开发的重要方向。卵白蛋白（ovalbumin，OVA）是蛋清中含量最丰富的蛋白质，约占蛋清蛋白质量的54%，具有发泡性、乳化性和凝胶性等功能特性。ι-卡拉胶（ι-Carrageenan，ι-CG）是从红藻纲海藻细胞壁中提取得到的硫酸化线性高分子多糖；ι-卡拉胶寡糖（ι-Carrageenan oligosaccharide，ι-CO）是ι-卡拉胶的降解产物，具有更低的分子质量和电荷强度。目前关于OVA功能特性的研究主要集中在pH、温度、蛋白质/糖比例、离子强度等因素对OVA性质的影响，不同电荷强度和分子质量的糖与OVA相互作用的差异如何调控OVA凝胶过程和消化特性的研究较少。本课题首先采用实验测定和分子对接相结合的方法研究了不同分子质量和电荷强度的ι-CG和ι-CO与OVA相互作用的差异，进而探讨了ι-CG和ι-CO与OVA相互作用强度的差异对蛋白质凝胶特性和结构的影响，最后分析了蛋白质凝胶结构与消化特性之间的关系，为深入理解蛋白质-糖类复合物的功能特性和蛋白质产品开发及应用提供了重要理论依据。

报告五

自组装甘草酸纤维的冰晶重结晶抑制活性及机制

李 腾 副教授

浙江工商大学食品与生物工程学院

冰晶重结晶会导致冷冻食品品质劣变，并降低低温贮藏稳定性。现有冰晶重结晶抑制（ice recrystallization inhibition，IRI）材料仍存在生产成本高、热稳定性差及潜在安全风险等问题，因此开发天然、食品相容性良好的IRI材料具有重要意义。本研究发现，天然三萜皂苷甘草酸（glycyrrhizic acid，GA）可自组装形成纳米纤维（nanofibrils，GANFs），并表现出显著的IRI活性。GANFs的IRI活性依赖于其自组装结构：在pH 7.0条件下，GANFs解离为GA单体，IRI活性几乎完全丧失；利用表面活性剂破坏纤维结构后，其IRI活性也同步消失。相反，在pH值2.0条件下，GANFs发生侧向聚集，减少了可自由扩散并作用于冰晶体系的纳米纤维数量，从而削弱其IRI活性。此外，GANFs的IRI活性受离子强度调控，较高NaCl浓度可诱导纤维凝胶化或结构解离，导致其抑制效果下降。机制研究表明，GANFs不诱导明显的各向异性冰晶生长，说明其IRI活性并非主要来源于对冰晶表面的直接结合，而可能与纳米纤维形成水合层、限制水分子运动有关。在高浓度蔗糖体系中，GANFs仍保持可观察的IRI活性，进一步说明其作用不能简单归因于溶质稀释效应。将GANFs应用于冰淇淋体系后，可在贮藏过程中显著减缓冰晶生长，使冰晶尺寸降低50%以上，同时对产品外观、色泽、熔化速率和质构特性无显著影响。综上，GANFs可作为一种天然来源的新型IRI材料，通过限制水分子运动实现冰晶重结晶控制，为改善冷冻食品品质及开发食品级抗冰晶重结晶材料提供了新思路。

报告六

分子动力学模拟在蛋白-小分子相互作用机制解析中的应用

年彬彬 副教授

南京工业大学药学院 系主任

绿色生物制造是推动农产品精深加工向绿色、低碳和高值化发展的重要技术路径。酶促反应中，蛋白质与反应介质、底物及固定化载体之间存在复杂的动态相互作用，常规实验难以直接捕捉其构象变化，使催化体系优化和酶分子设计仍较依赖经验筛选。本研究以分子动力学（molecular dynamics，MD）模拟为主要手段，结合分子对接、自由能计算和实验验证，解析蛋白—小分子相互作用对酶构象、底物识别、通道传质及催化性能的影响。研究表明，南极假丝酵母脂肪酶B（candida antarctica lipase B，CALB）的高效催化源于整体构象稳定、结合口袋疏水微环境调节，以及底物结合、动态解离和通道传质之间的平衡，蔗糖硬脂酸酯转化率达到98.2%。在酶分子改造方面，提出“三重协同进化”策略，获得在65%二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide，DMSO）中耐受性提高4.8 倍、活性提高2.3 倍的突变体，并实现高密度发酵、固定化和公斤级制备；依据酶—底物动态适配规律，获得多个活性提高50 倍以上的组合突变体。同时，通过解析酶—载体界面作用，设计双功能固定化载体，使维生素E琥珀酸酯产率达到99.23%，体系放大10 倍并重复使用10 次后仍达到98.60%。本研究将微观机制解析与酶工程、固定化及过程放大相结合，为工业酶理性改造、催化过程强化和农产品高值化生物制造提供了理论依据与技术支撑。

报告七

藜麦蛋白淀粉样纤维化改善其加工适宜性的机理

冯 潇 副教授

南京财经大学食品科学与工程学院

藜麦蛋白具有人体全部必需氨基酸，但其加工适宜性差，限制其在食品产业的应用。淀粉样纤维化可以使蛋白的结构展开和重排，提高其比表面积，暴露亲、疏水基团。传统的强酸热法耗时长、能耗高、对设备腐蚀严重，我们基于藜麦易萌发、激活内源蛋白酶系的特点，实现了藜麦分离蛋白（quinoa protein isolate，QPI）在中性条件的快速淀粉样纤维化，并显著提高蛋白凝胶的黏弹特性、降低凝胶温度（gelation temperature，Tgel）及最低凝胶浓度（minimum gelation concentration，LGC），改善了藜麦蛋白的凝胶性。对于乳化性，我们发现热聚集增加了蛋白质表面疏水性，加速了初始界面吸附；然而，聚集后降低平衡界面张力的能力下降。与聚集体相比，非聚集的藜麦蛋白形成更硬的界面层。纤维聚集体虽形成了最弱的界面层，但其产生具有最高动力学稳定性的高内向乳液（high internal phase emulsions，HIPEs），这表明藜麦蛋白纤维在连续相中形成缠绕的网络，有效地抑制了液滴迁移，并在3D打印过程中表现出更光滑的表面和适度的自支撑性。对于起泡性，藜麦分离蛋白纤维化后，其Zeta电位绝对值与表面张力均显著降低，从而大幅提升了起泡性和稳定性。当藜麦蛋白纤维（quinoa protein fibrils，QPF）与2S清蛋白以1:1比例复配时，泡沫性能达到最优。QPF在气-液界面的吸附作用与2S清蛋白对界面空隙的填充效应，协同增强了蛋白质界面网络结构及其泡沫性能。综上，藜麦蛋白纤维化改性不仅破解了其加工适宜性差的瓶颈，也为拓展藜麦蛋白在食品胶体与未来食品制造中的高值化应用提供了理论依据与技术支撑。

会议主持人

范方宇 教授

西南林业大学生物与食品工程学院

会议报告

报告八

低温等离子体改性核桃分离蛋白-原花青素基Pickering乳液凝胶构建与特性

范方宇 教授

西南林业大学生物与食品工程学院

本研究旨在解决核桃分离蛋白（walnut protein isolate，WalPI）功能特性较差限制其食品应用的问题，系统探究低温等离子体（cold plasma，CP）改性及原花青素（proanthocyanidin，PA）复合对WalPI结构与功能的调控机制，并评估其在Pickering乳液凝胶递送体系中的应用潜力。结果表明，CP处理最佳条件为电压80  V、时间90  s，蛋白二级、三级结构展开，游离巯基含量达57.88 μmol/g，热变性温度降至85.95 ℃，溶解度达11.42，乳化性，持水性和持油性均显著提升。PA与改性WalPI（MWalPI）通过疏水作用和氢键形成非共价复合物，PA浓度为4.0 mg/mL时，复合物Zeta电位最高，乳化性及乳化稳定性分别提升1.05 倍和0.41 倍，并表现出优异的贮藏、热、光及消化稳定性。以MWalPI-PA颗粒为乳化剂、中链甘油三酯（medium-chain triglycerides，MCT）为油相构建Pickering乳液凝胶。当复合物浓度5%、MCT体积分数60%时，凝胶粒径为560 nm、分布均匀，网络结构致密，抗应变和剪切恢复性能优异，经胃肠消化后结构完整、脂解延迟。将该凝胶用于包埋β-胡萝卜素（β-carotene，BC），与未改性和仅CP改性体系相比，MWalPI-PA稳定的乳液凝胶赋予BC最优的光、热、贮藏和消化稳定性，BC保留率达80.99%～96.23%，生物利用度最高，且符合国际吞咽障碍饮食标准5级（细碎湿润）要求，适用于吞咽困难人群。CP改性联合PA复合可显著改善WalPI功能特性，所构建的乳液凝胶递送体系为核桃蛋白高值化利用及功能性食品开发提供了理论依据和技术支持。

报告九

云南特色水牛乳奶酪加工及其品质评价

范尧珠 博士研究生

云南农业大学食品科学技术学院

水牛乳是国际公认的高营养、高品质的特色乳。我国是全球第三大水牛养殖国家，水牛是我国南方的特色资源，分布在10多个省区，数量最多的是广西，其次是云南。水牛乳营养价值丰富，干物质含量比普通牛乳高近2 倍，酪蛋白含量是普通牛乳的1.5 倍。然而，水牛乳营养成分丰富但现有产品单一、附加值低，奶牛养殖户增收困难，成为了当前产业发展过程中亟待关注的问题。因此，开发高附加值水牛乳产品，打造高端水牛乳制品，是推动水牛乳产业发展的重要途径。本研究以云南特色水牛乳为原料，通过自主研发的辣木籽、青刺果等特色植物凝乳酶及商业凝乳酶开发出系列水牛乳奶酪产品，并对不同凝乳酶加工的奶酪产品开展理化成分、功能特性、质构特性、风味特性及功能肽挖掘等品质评价，为高品质水牛乳产品开发提供科学依据，助力云南特色乳产业及乡村振兴产业发展。

报告十

热诱导蛋白对C3G稳定性及消化特性的影响

陈永生 副研究员

暨南大学生命科学技术学院

近年来，健康话题热度不减，人们将“黑色食物+高蛋白”作为健康膳食的科学搭配。对黑色食物的追捧，是对以花色苷为代表成分营养健康功效的认可，但在储藏、加工过程中成分间相互作用对花色苷产生极大的影响。本研究模拟热加工对蛋白成分进行热诱导加工，探究热诱导蛋白与矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（cyanidin-3-O-glucoside，C3G）的相互作用，采用荧光光谱、分子对接分析复合物的相互作用，并探究复合物储藏稳定性及在体外模拟胃肠道环境中的消化稳定性。研究结果表明，热诱导蛋白与C3G结合荧光光谱发生变化改变蛋白结构，复合物提高了C3G的稳定性，在胃肠道消化过程中对C3G具有缓释保护作用，有助于C3G在肠道释放吸收。研究结果对指导“黑色食物+高蛋白”膳食加工、提高C3G对人体的健康管理作用提供了思路。

报告十一

基于物化修饰的罗非鱼肌原纤维蛋白-姜黄素复合物的制备及其消化特性研究

相 欢 副研究员

中国水产科学研究院南海水产研究所

姜黄素（curcumin，Cur）因水溶性差、稳定性低及口服生物利用度有限，在功能食品和营养递送体系中的应用受到限制。本研究以罗非鱼肌原纤维蛋白为载体，采用超声-谷氨酰胺酶结合4,5-二咖啡酰奎宁酸（4,5-dicaffeoylquinic acid，4,5-DCQA）修饰构建肌原纤维蛋白-姜黄素复合纳米颗粒，并系统评价其包埋特性、结构变化、稳定性及体外消化行为。结果表明，姜黄素添加比例显著影响复合体系的包埋率、包埋量、粒径、Zeta电位和浊度；与单一超声-酶处理相比，4,5-DCQA的引入可削弱超声-酶处理对姜黄素包埋能力的不利影响，并改善复合颗粒的分散稳定性。傅里叶变换红外光谱（fourier transform infrared spectroscopy，FT-IR）和内源性荧光分析显示，4,5-DCQA影响蛋白与姜黄素之间的相互作用，增强氢键作用并诱导蛋白二级和三级结构重排。荧光淬灭结果进一步表明，姜黄素与肌原纤维蛋白之间存在有效结合，不同改性方式会改变其淬灭机制和结合亲和力。稳定性实验显示，复合改性体系在高温、弱酸至弱碱环境以及不同盐离子条件下均具有出较好的姜黄素保留能力。体外模拟消化结果表明，该复合改性体系可在胃消化阶段有效保护姜黄素，并在肠消化阶段实现较高释放率和生物可及性；消化结束后，其姜黄素生物可及性达到（87.9±9.1）%，高于未改性的肌原纤维蛋白-姜黄素体系。综上，超声-谷氨酰胺酶与4,5-DCQA联合修饰可有效改善肌原纤维蛋白作为姜黄素递送载体的结构稳定性和消化特性，为构建动物蛋白基疏水性活性物质递送体系提供理论依据。

报告十二

植物基大分子口服递送体系的构建及其肠道靶向递送研究

杨 俊 副研究员

海南大学食品科学与工程学院

膳食多酚具有优良的抗炎、抗氧化以及肠道调节等生物活性，在健康食品和生物医药领域有着广泛的应用前景。然而，其水溶性和稳定性较差、易氧化降解、口服生物利用度较低等诸多因素限制了其在实际生产中的应用。因此，通过构建绿色、安全的植物基口服递送体系来改善膳食多酚在体内外环境下的稳定性和生物活性具有重要意义。天然植物多糖与蛋白因其良好的生物活性、功能特性和生物相容性被广泛应用于食品基输送系统中。本文基于植物基大分子（蛋白、多糖）开发设计口服肠道递送体系用于负载膳食多酚。对该体系的形成机理、稳定性、功能特性以及体内生物活性进行探究。并从分子生物学、肠道菌群和代谢组学的角度探究靶向递送的膳食多酚负载体系对溃疡性结肠炎的营养干预机制。

报告十三

粉葛抗性淀粉改善老年人机能减退的作用评价及产品开发

董欢欢 教授

江西中医药大学药学院

针对老龄化背景下老年人群普遍存在的糖脂代谢失衡、肠屏障功能退化、以及认知与体能下降等机能衰退问题，本研究以江西特色药食同源资源——粉葛为原料，采用多种方法制备粉葛抗性淀粉，并利用不同动物模型系统验证其在改善上述衰退症状方面的作用效果。在此基础上，突破粉葛抗性淀粉在冲调类产品与塑形类产品中的应用技术瓶颈，提升其相容性与质构品质，进而将其应用于低血糖指数（glycemic index，GI）速溶葛粉、老年重组米、烘焙饼干及冲调粉等适老食品中，形成一套可供推广的区域性老年营养干预方案。

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实习编辑：林安琪；编辑：阎一鸣；责编：张睿梅

为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向，推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级，由湖南省农业科学院、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟（IUFoST）、中国农业大学、岳麓山工业创新中心主办，湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室协办，中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造，AI赋能科技进步”，将于2026年9月19-20日（9月18日会议报到）在中国 湖南 长沙召开。

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