未来食品科学与技术

本书以未来食品发展趋势和需求为核心，聚焦食品科技创新和未来食品体系，分别从食品组学、食品合成生物学、食品感知科学、食品精准营养、食品纳米技术、食品增材制造、食品工业机器人、食品安全区块链、未来食品安全风险防范技术与策略九个方面入手，系统全面地介绍了未来食品领域的相关科学与优选技术，为推动我国未来食品高科技、高质量、优选化发展提供理论与技术支撑。

目录
章未来食品发展背景1
1.1未来食品应对的挑战1
1.1.1人口增长对未来食品供给的挑战2
1.1.2环境和气候变化对未来食品供给的挑战3
1.1.3食品资源浪费对未来食品供给的挑战5
1.1.4人类营养健康需求对未来食品供给的挑战5
1.1.5食品安全对未来食品的挑战7
1.2未来食品发展的机遇8
1.2.1组学技术8
1.2.2传感技术9
1.2.3大数据管理系统9
1.2.4材料科学10
1.3未来食品发展趋势11
1.3.1现代生物学技术正颠覆传统食品生产方式11
1.3.2食品制造信息物理系统（CPS）成为食品高端制造新引擎12
1.3.3以3D打印为代表的食品增材制造技术不断构建食品加工制造新模式13
1.3.4高通量与未知物筛查、区块链等新型检测技术与智慧监管技术等正构筑食品安全主动保障体系13
1.3.5以多组学为基础的精准营养和个性化定制技术加速催生食品新业态14
1.4未来畅想15
1.4.1未来食品技术15
1.4.2未来食品科学17
1.4.3未来食品业态18
参考文献21
第2章食品组学23
2.1食品组学定义及发展23
2.1.1食品组学定义24
2.1.2食品组学研究内容24
2.1.3食品组学发展历程27
2.2食品组学与系统生物学32
2.2.1系统生物学概述32
2.2.2系统生物学研究方法34
2.2.3系统生物学与食品组学的异同36
2.3食品组学与食品安全38
2.3.1食品安全定义与范畴39
2.3.2食品组学在食品安全中的应用39
2.3.3展望43
2.4食品组学与食品营养43
2.4.1食品营养概述43
2.4.2食品组学在食品营养中的应用44
2.4.3展望47
2.5食品组学与功能食品48
2.5.1功能食品概述48
2.5.2食品组学在功能食品研究中的应用50
2.5.3展望56参考文献56第3章食品合成生物学63
3.1合成生物学的发展与应用64
3.1.1合成生物学：新的生命科学前沿64
3.1.2合成生物学的发展史65
3.1.3合成生物学重要研究进展与应用67
3.2食品细胞工厂设计与构建69
3.2.1系统生物学71
3.2.2合成生物学73
3.3食品生物合成优化与控制75
3.3.1底层调节控制76
3.3.2在线检测仪表77
3.3.3食品合成优化78
3.4食品微生物群落的调控和优化81
3.4.1食品微生物群落调控的重要意义81
3.4.2食品微生物群落调控和优化的策略及技术手段83
3.4.3食品微生物群落调控优化的实例86
3.5食品原料的生物制造88
3.5.1氨基酸88
3.5.2维生素89
3.5.3多不饱和脂肪酸91
3.5.4功能糖91
3.6人造食品生物制造95
3.6.1未来食品与生物制造95
3.6.2细胞培养肉的生物制造95
3.6.3细胞培养肉中关键生物制造技术97
3.6.4细胞培养肉等未来食品生物制造的发展前景101
参考文献102
第4章食品感知科学109
4.1食物刺激及其感知的物质基础109
4.1.1食物外观刺激：印象之初111
4.1.2食物风味刺激：美味起点114
4.1.3食物质地（口感）刺激：美味升级123
4.1.4食物多元刺激与感知交互128
4.2食物刺激与情绪认知133
4.2.1食物刺激触发的情绪认知134
4.2.2食物刺激触发的情绪衡量138
4.3消费者认知驱动下的未来食品设计145
4.3.1新时代背景下的美味概念演变146
4.3.2美味与营养、健康统一的实现通路147
参考文献158
第5章食品精准营养168
5.1食品精准营养概述168
5.1.1食品精准营养的概念169
5.1.2食品精准营养的内容170
5.1.3食品精准营养的前景170
5.2食品精准营养的实现途径171
5.2.1饮食习惯和饮食行为171
5.2.2精准的体育活动174
5.2.3深层表型176
5.2.4代谢组学179
5.2.5微生物群表型181
5.3营养靶向设计，食品精准制造182
5.3.1基于营养基因组学的靶向食品183
5.3.2企业精准定制，满足更个性化的需求184
5.4食品精准营养制造技术186
5.5我国精准营养的发展愿景188
参考文献189
第6章食品纳米技术195
6.1食品纳米技术的范畴与特征196
6.1.1基本概念196
6.1.2产生背景197
6.1.3技术特征198
6.2食品纳米加工制造技术200
6.2.1常用的食品纳米加工技术201
6.2.2食品纳米加工制造205
6.2.3食品纳米技术潜在的风险209
6.3食品纳米包装材料209
6.3.1抗菌性纳米包装材料210
6.3.2保鲜性纳米包装材料214
6.3.3高阻隔性纳米包装材料216
6.3.4其他纳米包装材料217
6.4食品纳米表征方法218
6.4.1粒度与分布218
6.4.2成像分析222
6.4.3化学成分分析224
6.4.4聚结状态和相互作用分析225
6.4.5其他表征225
6.5食品纳米技术的未来方向226
6.5.1功能特性226
6.5.2纳米包装227
6.5.3可持续发展227
6.5.4安全性评价228
6.5.5监管228
参考文献229
第7章食品增材制造（3D打印）238
7.1增材制造理念与食品3D打印概论239
7.1.1增材制造理念239
7.1.2食品3D打印概论239
7.2食品3D打印基本原理及主要方法243
7.2.1食品3D打印的基本原理243
7.2.2食品3D打印的主要方法243
7.3食品3D打印过程及其模拟与优化248
7.3.1食品3D打印过程248
7.3.2食品3D打印过程的模拟与优化248
7.4食品3D打印前处理和后处理256
7.4.1打印前处理256
7.4.2打印后处理262
7.5食品3D打印用于未来食品制造的优势、前景和展望265
7.5.1食品3D打印用于未来食品制造的优势265
7.5.2食品3D打印的前景和展望267
参考文献268
第8章食品工业机器人274
8.1工业机器人的发展与应用275
8.1.1工业机器人概述275
8.1.2工业机器人的发展276
8.1.3工业机器人在食品产业领域的应用281
8.2食品工业机器人的类型与结构283
8.2.1食品工业机器人类型283
8.2.2食品工业机器人结构288
8.3食品工业机器人的感知与控制290
8.3.1食品工业机器人的感知290
8.3.2食品工业机器人的控制294
8.4食品工业机器人的应用与发展296
8.4.1食品工业机器人在食品加工中的应用296
8.4.2食品工业机器人在食品包装与物流中的应用298
8.4.3食品工业机器人未来发展趋势301
参考文献303
第9章食品安全区块链307
9.1区块链技术概述307
9.1.1比特币307
9.1.2区块链309
9.2食品安全区块链的应用311
9.2.1“区块链+”食品供应链311
9.2.2“区块链+”食品物流体系315
9.2.3“区块链+”食品溯源317
9.2.4“区块链+”食品防伪320
9.2.5“区块链+”食品企业征信体系322
9.2.6“区块链+”食品产品信息324
9.2.7“区块链+”进口食品325
9.3食品安全区块链的挑战329
参考文献330
0章未来食品安全风险防范技术与策略331
10.1未来食品风险防范技术研究目的与内容331
10.1.1未来食品风险防范要求331
10.1.2未来食品安全研究趋势研判332
10.1.3未来食品风险防范重点内容和趋势分析333
10.2未来食品风险识别335
10.2.1未来食品中无安全使用史的原料的安全性335
10.2.2未来食品中新工艺的安全性338
10.2.3未来食品中基因改造的安全性341
10.2.4未知病毒的风险识别343
10.3未来食品风险感知344
10.3.1未来食品毒理因素的评估344
10.3.2未来食品致敏因素的评估348
10.3.3未来食品生物性污染的评估352
10.3.4未来食品化学危害物的评估357
10.3.5未来食品风险模型构建359
10.4未来食品风险防范策略362
10.4.1未来食品的风险防范体系概述362
10.4.2生物毒素和致敏原国际规范362
10.4.3生产过程国际规范364
10.4.4农药残留和兽药残留多元危害风险防范364
10.4.5混合污染控制体系366
10.4.6完善未来食品安全法律法规体系366
10.4.7未来食品审批制度367
参考文献368
索引375