聚焦生物制造，拥抱人工智能：透视食品产业未来发展十大热点和四大趋势

《国务院关于深入实施“人工智能 +”行动的意见》明确提出，加强人工智能与生物制造等领域技术协同创新，以新的科研成果支撑场景应用落地，以新的应用需求牵引科技创新突破。

 

生物制造、人工智能，这两大热门领域的融合创新发展再次引起各方的高度关注。那么，人工智能与生物制造如何才能更好地“相加”“相融”？业界专家指出，应该聚焦食品产业未来发展的十大热点，把握四大趋势。

 

聚焦十大热点

 

中国食品科学技术学会、国际食品科技联盟共同发布“聚焦生物制造 拥抱人工智能——全球食品产业未来发展热点”。抓住这十大热点，有利于食品产业更好地把握生物制造和人工智能融合创新发展的宝贵机遇。

 

热点一

推进大宗食品原料与高附加值配料生物制造——全方位、多途径开发食物资源

 

开展替代蛋白、油脂、碳水化合物等大宗食品原料和母乳低聚糖、乳铁蛋白等高附加值食品配料的生物制造技术研发，突破非粮生物质高效生物转化与利用技术、数字细胞建模与蛋白人工设计、细胞工厂创制与精准发酵等颠覆性技术。建立涵盖原料营养等效性评价、规模化生产成本控制及碳足迹核算的全产业链标准体系。推动生物制造原料从高附加值产品向大宗产品延伸，构建“生物合成—应用转化”的一体化产业技术体系。

 

热点二

加速传统发酵食品行业升级——实现传统经验数字化、智能化、绿色化革新

 

针对谷物类、豆类、蔬菜类、乳制品、肉类、水产类、酒类、调味品、茶类等传统发酵食品，加速人工智能（AI）与食品生物制造的深度融合，加速开发数字化智能发酵系统，研发将传统的人工发酵经验与人工智能算法相结合的智能模型，实现非人工柔性化生产。在副产物闭环利用、低碳能源替代基础上，推动合成生态技术和精准发酵的广泛应用，驱动传统发酵产业绿色智能化改造，建立基于AI的能耗优化与排放控制模型，构建“生产—加工—流通”全环节低碳技术体系，达到绿色生产目标。

 

热点三

突破食品生物制造关键共性技术——驱动产业提质增效

 

突破食品生物制造底层技术瓶颈，重点开发适配大宗食品原料、食品配料、活性成分、功能因子等生产的基因定向改造技术，优化AI驱动的代谢网络动态建模，建立融合“单细胞测序筛选”与“数字孪生模拟”的食品成分合成底盘细胞超高通量筛选平台，加快构建“基因元件—代谢路径—细胞工厂”三位一体的食品生物制造技术体系，形成“从底盘细胞工程到规模化生产”的全链条技术创新。

 

热点四

推动AI智控柔性生产——实现多元化、高效化生产

 

针对食品加工体系复杂、生产线自适应能力不足等痛点，着力推进AI智控柔性生产，实现食品数字化设计，构建加工体系动态仿真模型，精准模拟原料特性与工艺参数的耦合关系，深度融合多模态传感数据，破解传统生产的刚性瓶颈。借助AI自主决策能力，食品柔性制造系统能自主适应物料、环境变化，优化设备参数实现多元化共线生产的快速调整与切换。整合用户数据，运用基于深度学习的模式识别技术解析食材形态，打破传统规模化制造的单一局限，从复杂体系模拟到全流程自适应，全方位驱动食品生产走向多元化、个性化和智能化。

 

热点五

打造零接触的未来工厂——开启食品生产全流程智能闭环新篇章

 

鉴于食品加工的独特生物特性与特定工艺要求，通过集成多模态感知设备和具身智能技术，构建“感知—决策—执行”闭环控制系统。借助多设备协同作业算法模型，实现食品加工全流程的自主决策与自主执行，形成“机器人+传感器+AI算法”智能装备生态，有力推动食品产业迈向全流程无接触。不仅大幅提升食品生产效率，还显著增强工艺稳定性和食品安全保障能力，为食品工业的智能化转型提供核心装备支撑，加速食品行业智能化发展进程。

 

热点六

搭建食品风味AI设计平台——解锁未来食品风味个性化定制密码

 

针对食品产业的风味研发痛点，AI正以“智能感官+数据驱动”构建全新研发范式，通过脑电波情绪监测、面部表情识别、电子舌/鼻传感器等多模态感官采集技术集成微观感信号，与上万种风味物质数据库形成映射矩阵，搭建基于人工智能的食品风味智能设计平台。利用该平台深入解析食品复杂体系中的风味形成机制，借助生成式AI算法开发风味分子设计模型，结合深度迁移学习揭示风味物质形成规律。通过构建消费者味觉偏好图谱，能够快速、精准地开发新型风味食品，满足消费者对食品风味的个性化需求。

 

热点七

建立AI营养健康大模型——实现“营养有数、健康有据”

 

整合国民营养健康调查数据、临床营养指南、食品成分等数据库，基于知识图谱技术系统梳理食物营养成分、人体代谢特征与健康目标的复杂关系，在此基础上搭建全生命周期个性化营养健康大模型。通过采集不同生命阶段人群基因数据、生理指标、饮食习惯等参数，生成动态化、可视化的数字人交互引擎，实现营养健康食品的AI靶向设计与精准创制，建立从健康评估到个性化、智能化膳食方案设计的完整流程，为全生命周期人群提供科学、精准的营养健康指导。

 

热点八

构建自养型生物制造系统——重塑用阳光造食粮的新模式

 

利用微藻等光合细胞工厂与光催化—酶偶联体系等人工自养系统，突破异养微生物依赖有机底物的局限性，构建基于CO2-H2O-光能的生物制造平台。重点攻克自养底盘细胞构建、光能驱动代谢网络优化、细胞工厂高效稳定表达等关键技术，实现食品功效成分、食品配料和大宗食品原料的低碳制备，践行“向微生物要蛋白、用阳光造食粮”的绿色制造理念。

 

热点九

优化生物制造食品质量安全管理体系——实现“从源头到餐桌”的全程守护

 

研发底盘细胞基因组稳定性实时监测系统，建立覆盖序列完整性、表达稳定性、遗传漂变风险预测的多维度风险评估方法和预警机制；针对生产过程与质量控制环节，构建融合风险因子动态识别与AI风险预测的一体化智能决策平台，基于实时采集代谢产物等关键数据，实现生产菌遗传稳定性等风险预判与自动化控制；建立终产品涵盖毒性、致敏性及内外源风险因子的系统风险评估体系，保障产品质量安全，构建覆盖“基因组件设计—生产过程控制—终端产品安全评估”的技术规范，同步建立和完善“原料准入严管控—过程控制数字化—标准法规协同化”的生物制造食品质量安全管理体系。

 

热点十

集成食品全链智慧安全防控系统——重塑传统安全管理范式

 

围绕食品全产业链安全问题，数智化防控体系正在重塑传统监管范式，实现从原料检测到终端风险评估的一站式智能防控。通过搭建跨品类食品全链条智能监测网络，整合原料产地环境数据、加工过程参数及流通储运环境信息，构建食品全链条的风险映射图谱，实现原料筛选、加工杀菌、终端销售等任意环节风险因子异常波动的实时可视化。原料端结合产业监测与云端检索数据，实现污染物的精准识别。加工端采用代谢组学与深度学习算法，动态预测污染风险等级。流通端通过数字孪生技术实时融合产线传感数据，响应实时风险并锁定污染路径，推动食品行业实现从经验驱动到智数驱动的安全管控升级。

 

把握四大趋势

 

综观全球，人口红利渐失、气候危机加剧、经济复苏缓慢等多重压力给传统食品生产系统带来严峻挑战；与此同时，生物制造、人工智能等前沿技术集中涌现，促进了食品产业从传统方式向新质生产力的跨越式发展。在此背景下，中国工程院院士、中国食品科学技术学会理事长孙宝国认为，以下四方面发展趋势将对食品产业的未来发展产生关键影响。

 

一是前沿技术为食品产业带来前所未有的新变革。人工智能和生物制造等前沿技术与食品产业深度融合，将实现传统食品产业技术体系的颠覆性突破，打通全链条智能化重构通路，重塑食品产业柔性制造与精准智控的新范式。

 

二是交叉融合催生食品产业新业态。食品科学与临床营养等跨学科的技术交叉，生物制造在新质蛋白资源挖掘中的创新应用，食药物质在拓展食品健康效益中的多维探索，新型功能配料研发体系的持续升级等，将构建食品原料供给新方式、催生食品产业新业态。

 

三是科技赋能风险防控，构建全球食品安全新格局。食品安全无国界，面对新污染物风险、食品欺诈掺假等全球性问题，亟须全球协同治理。基于科学证据的风险评估新方法和新技术、食品真实性检测技术、科学合理的管理措施等，将以科技为支撑，提升全球食品安全风险防控能力。

 

四是及时发声助力科学普及与科技创新“两翼齐飞”。面对超加工食品（UPF）等新概念可能对全球食品产业发展和消费者健康需求产生重要影响的问题，从循证科学的角度，聚集中外科学家集中发声，传递科学的声音，成为推动食品工业健康发展的关键举措。