CB70 食品加工過程安全控制理論與技術(shù)的基礎(chǔ)研究

工程名稱：食品加工過程平安控制理論與技術(shù)的根底研究首席科學(xué)家：陳堅江南大學(xué)起止年限：依托部門：教育部江蘇省科技廳

一、關(guān)鍵科學(xué)問題及研究內(nèi)容1. 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題食品組分、外源添加物和加工過程的多樣性，使得危害物產(chǎn)生過程復(fù)雜多變，同時，高效實時檢測手段和快速評價體系的缺乏，造成目前食品加工過程危害物甄別與測定、追蹤與回溯、預(yù)測與干預(yù)、優(yōu)化與控制等理論與技術(shù)嚴(yán)重缺乏。突破這一瓶頸的核心在于理解以下關(guān)鍵科學(xué)問題：(1)危害物產(chǎn)生途徑和轉(zhuǎn)化規(guī)律的分子根底，(2)加工食品平安性預(yù)警機制與風(fēng)險等級確定依據(jù)，(3)食品平安加工全程優(yōu)化原理與控制策略。危害物產(chǎn)生途徑和轉(zhuǎn)化規(guī)律的分子根底食品加工過程中有害物產(chǎn)生的機理與主要途徑是食品加工過程平安控制研究的根底。由于食品組分和加工過程的復(fù)雜性，組分與組分之間、組分與加工條件之間、組分與功能之間的關(guān)系又因過程中存在著動態(tài)化學(xué)和生物學(xué)變化，導(dǎo)致危害物影響食品平安性和健康性的分子根底及其行為效應(yīng)至今難以說明，如：食品原輔料和添加劑的種類、結(jié)構(gòu)和交互作用，如何在分子水平上驅(qū)動食品加工過程中危害物的產(chǎn)生和演變？高溫、擠壓、發(fā)酵等加工因素，如何影響危害物的轉(zhuǎn)化和積累？條件參數(shù)、微環(huán)境、化學(xué)干預(yù)如何實現(xiàn)危害物阻斷、消減和控制？不同因素之間是否存在影響危害物種類和生成量的耦合作用？如果不能從分子水平了解食品加工過程中危害物-原輔料組分、危害物-加工過程、危害物-危害物、危害物-食品質(zhì)構(gòu)之間的相互作用關(guān)系，就無法精確地對造成危害物生成的加工模式和原料組成進行有效的定向調(diào)控。加工食品平安性預(yù)警機制與風(fēng)險等級確定依據(jù)食品對人體健康的危害程度由食品本身含有的危害成分的量和攝入水平?jīng)Q定。從危害物形成角度看，目前尚無可行的對食品加工過程進行實時監(jiān)測和動態(tài)反響的技術(shù)，對以下問題缺乏根本的了解：如何才能在復(fù)雜食品體系和高溫高壓-動力擾動耦合作用下對多種有害物進行快速識別并進行海量數(shù)據(jù)采集？如何系統(tǒng)解析食品加工過程中危害物生成前體物質(zhì)、關(guān)鍵作用因子、中間產(chǎn)物和危害物本身的結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)特征？從攝入水平角度看，不同人群不同膳食攝入模式對人群的健康水平有著本質(zhì)的影響。不同食品中含有的危害物的種類/量的不同，各種危害物對人體的損傷模式也不同，尚需解決以下根本問題：中式食品加工模式中是否存在目前尚未知曉的危害物？我國特有膳食模式下食品加工過程危害物的人群暴露水平，以及中國人群膳食中多種危害物的聯(lián)合毒性作用如何確定？這些問題無法妥善解決，將難以在理論上設(shè)計出具有針對性膳食的健康閾值、風(fēng)險等級和限量標(biāo)準(zhǔn)。食品平安加工全程優(yōu)化原理與控制策略食品加工過程不僅改變食品組分的結(jié)構(gòu)和功能，生成有利于風(fēng)味和色澤甚至健康的新物質(zhì)，同時也生成各種危害物，但是迄今為止，尚未建立基于復(fù)雜食品體系和復(fù)雜加工過程的食品品質(zhì)和新物質(zhì)形成和演化的量化方法。為了實現(xiàn)食品平安加工過程全程控制，需要解決一系列典型食品加工過程中的關(guān)鍵科學(xué)問題：如何模擬食品加工過程組分、危害物以及品質(zhì)的變化，并得出溫度、時間、擠壓力等關(guān)鍵參數(shù)對危害物形成作用的動力學(xué)規(guī)律？如何在各種復(fù)雜加工條件和食品組分等不確定背景下，完成加工食品組分變化、食品品質(zhì)、危害物產(chǎn)生、以及食品組分-加工方法-危害程度互作的數(shù)值模擬？如何綜合組分變化和危害物生成的精確測量結(jié)果與過程在線實時監(jiān)測結(jié)果，建立考慮原輔料組成、加工單元操作以及多目標(biāo)優(yōu)化控制策略的加工過程全局模型？綜上所述，發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識加工過程危害物生成的分子根底、互作關(guān)系及調(diào)控機制，為全程平安控制的食品制造過程設(shè)計和構(gòu)建奠定理論根底；建立食品加工過程感知網(wǎng)絡(luò)，為全程監(jiān)控食品加工過程、提升加工食品平安性提供了技術(shù)可行性；評估加工食品危害物的風(fēng)險、調(diào)查人群膳食暴露水平，為提升加工食品平安性提供根底數(shù)據(jù)和科研依據(jù)；在此根底上，確定食品加工過程中單一和多元危害物阻斷、抑制、控制和消除策略，開展出多方法、多手段綜合集成的食品加工過程平安的時空預(yù)測-監(jiān)測預(yù)警-動態(tài)反響分析-調(diào)控優(yōu)化的全過程優(yōu)化與調(diào)控理論，實現(xiàn)食品制造過程的理性重構(gòu)與食品產(chǎn)品功能的優(yōu)化，最終使食品制造過程全程平安控制成為可能。2. 主要研究內(nèi)容針對科學(xué)問題1：采用分子結(jié)構(gòu)分析和顯微技術(shù)等多種結(jié)構(gòu)生物學(xué)新技術(shù)，解析不同加工單元中食品組分多層次分子結(jié)構(gòu)變化以及多元分子間的交互作用；基于高通量篩選和多維色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，研究由美拉德反響、具有活性羰基的脂過氧化合物(LPOs)與蛋白質(zhì)交聯(lián)以及小分子醛類重組生成雜環(huán)胺、丙烯酰胺、蛋白質(zhì)末端糖基化衍生物、反式脂肪酸等典型危害物過程中前體與產(chǎn)物之間的數(shù)量特征；采用碳組標(biāo)記技術(shù)(CAMOLA)和15N2同位素示蹤技術(shù)，研究各級活性中間體碳鏈結(jié)構(gòu)變化和自由基裂解反響進程，揭示危害物形成關(guān)鍵控制點與行為效應(yīng)；通過自由基淬滅及植物活性抗氧化成分干預(yù)創(chuàng)造競爭性抑制環(huán)境等，探索阻斷脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物與蛋白質(zhì)交聯(lián)、干預(yù)小分子醛類重組等靶向控制美拉德反響、控制不飽和脂肪酸雙鍵異構(gòu)化等的相關(guān)機制和方法。針對科學(xué)問題1：從原料成分、微生物胞內(nèi)代謝網(wǎng)絡(luò)、微生物與環(huán)境相互作用、微生物群落效應(yīng)等層面，利用系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)研究生物危害物積累的分子根底及其全局調(diào)控機制；建立關(guān)聯(lián)微生物生理特性與生物危害物的原理與技術(shù)，研究營養(yǎng)物質(zhì)、工藝條件變化和微生物自身代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控、微生物群落效應(yīng)之間的相互作用對生物危害物產(chǎn)生的影響；通過基因組工程手段構(gòu)建食品級代謝工程體系，消除生物危害物產(chǎn)生的分子根底；通過混菌系統(tǒng)微生物群落結(jié)構(gòu)操作，在保持食品風(fēng)味不發(fā)生顯著改變的前提下，實現(xiàn)平安的食品生物制造過程。針對科學(xué)問題2：針對多源性危害物生成、遷移和轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵問題，以微納米技術(shù)探索危害物結(jié)構(gòu)特征與敏感結(jié)構(gòu)的識別、放大和降低基體干擾的作用機制，開展微納米尺度上集成和優(yōu)化危害物檢測體系，建立性能穩(wěn)定、重現(xiàn)性好的檢測器陣列，構(gòu)建感知加工檢測網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)針對典型食品加工過程中的關(guān)鍵控制點，結(jié)合危害因子分型數(shù)據(jù)庫，建立食品平安敏感性指標(biāo)；海量采集檢測數(shù)據(jù)，利用特征抽提、數(shù)據(jù)融合和模式識別理論，實時反映食品加工過程中由原料至產(chǎn)品的品質(zhì)變化，實現(xiàn)智能化監(jiān)測、診斷、預(yù)警與精準(zhǔn)溯源，保障食品質(zhì)量平安。針對科學(xué)問題2：以敏感測試細(xì)胞、大鼠、線蟲等為研究模型，用代謝組學(xué)技術(shù)手段分析和篩選危害物及其體內(nèi)羥基化或環(huán)氧化過程中產(chǎn)生的DNA加成或血紅蛋白加成應(yīng)激產(chǎn)物；結(jié)合多種組學(xué)技術(shù)，研究多種危害物的劑量和時間-效應(yīng)關(guān)系，建立多種危害物協(xié)同作用的高通量毒理學(xué)評價模型和分析平臺；分析人群膳食中丙烯酰胺、氯丙醇、末端糖基化衍生物等新型熱點危害物的污染分布，建立暴露劑量和效應(yīng)反響模型；采用流行病學(xué)方法研究人群估計攝入量，建立基于危害評估的我國人群膳食中危害物的風(fēng)險閾值和預(yù)警體系；通過風(fēng)險特性評估，定性和定量推斷食源性危害的風(fēng)險等級，為限量標(biāo)準(zhǔn)制訂提供科學(xué)依據(jù)。針對科學(xué)問題3：針對典型危害物的形成，如高溫淀粉食品中丙烯酰胺、油炸食品中反式脂肪酸以及高溫蛋白食品中雜環(huán)胺等，在不同加工條件下建立危害物的形成與關(guān)鍵變量之間的定量關(guān)系模型，預(yù)測危害物的產(chǎn)生規(guī)律；基于加工過程中多種危害物可能同時形成的特點，建立多尺度關(guān)聯(lián)加工條件與危害物消長規(guī)律的系統(tǒng)動力學(xué)模型，準(zhǔn)確預(yù)測過程條件的最大信任度區(qū)間和多元危害物濃度變化的動力學(xué)模型；建立以食品品質(zhì)最正確和危害因子水平最低為優(yōu)化指標(biāo)的多目標(biāo)函數(shù)，建立最優(yōu)控制策略。針對科學(xué)問題3：選擇易發(fā)生美拉德反響的高蛋白食品、易產(chǎn)生油脂異構(gòu)化的高油脂食品和易產(chǎn)生胺(氨)類代謝物的發(fā)酵食品等典型加工體系，有機整合系統(tǒng)生物學(xué)、食品組分變化狀態(tài)模型、微生物群落結(jié)構(gòu)操作、危害因子分型數(shù)據(jù)庫實時追蹤、形成/消除動力學(xué)調(diào)控模式、集成多元危害物的監(jiān)測/診斷和預(yù)警系統(tǒng)、食品品質(zhì)表征因子模型系統(tǒng)控制、食品加工單元操作的靶向性設(shè)計及重組等技術(shù)，構(gòu)建全程平安控制的食品制造過程設(shè)計與保障體系。

二、預(yù)期目標(biāo)從對解決國家重大需求的預(yù)期奉獻，在理論、方法等方面預(yù)期取得的進展、突破及其科學(xué)價值，優(yōu)秀人才培養(yǎng)和基地建設(shè)等方面分別論述。1．總體目標(biāo)以實現(xiàn)食品平安保障從被動應(yīng)付向主動保障轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略目標(biāo)，選擇易發(fā)生美拉德反響的高蛋白食品、易產(chǎn)生油脂異構(gòu)化的高油脂食品和易產(chǎn)生胺(氨)類代謝物的發(fā)酵食品等典型加工體系為研究對象，針對造成加工食品中長期存在的重大和潛在危害物誘發(fā)條件、生成演化分子機制、預(yù)測預(yù)警與動態(tài)調(diào)控方法開展根底研究，從分子水平揭示多元危害物或健康不良因子的形成途徑和轉(zhuǎn)化規(guī)律，確定加工食品平安性預(yù)警機制與風(fēng)險等級確定依據(jù)，說明食品加工過程中對目標(biāo)危害物干預(yù)、阻斷與控制的相關(guān)機制；構(gòu)建食品加工過程平安的實時預(yù)測-監(jiān)測預(yù)警-動態(tài)反響分析-調(diào)控優(yōu)化的全過程優(yōu)化與調(diào)控理論體系，解決我國加工食品制造、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定、檢驗檢疫、人群膳食指導(dǎo)等領(lǐng)域涉及食品平安風(fēng)險預(yù)測預(yù)報和防控的關(guān)鍵科學(xué)問題，形成以食品加工全程的平安評價研究為根底、以食品加工過程優(yōu)化理論與控制技術(shù)為核心、以平安控制的食品制造過程的設(shè)計和構(gòu)建為目標(biāo)的“導(dǎo)向預(yù)防〞新理論和技術(shù)體系，為實現(xiàn)食品加工過程平安控制從被動應(yīng)付向主動轉(zhuǎn)變提供科學(xué)與技術(shù)支撐，全面提升我國加工食品平安水平和中國人群健康水平。2．五年預(yù)期目標(biāo)實現(xiàn)加工食品平安性關(guān)鍵科學(xué)問題的重大突破，揭示典型食品制造過程的優(yōu)化調(diào)控機制，實質(zhì)性地提高加工食品平安性預(yù)警與風(fēng)險評估能力，形成耦合式的食品組分-加工方法-危害物關(guān)聯(lián)模型，重組優(yōu)化重要產(chǎn)品的制造途徑，奠定全程優(yōu)化控制食品加工過程的根底，促進食品平安制造平臺的形成。(1) 突破加工食品平安性關(guān)鍵科學(xué)問題：針對10~14種典型食品的加工過程，在分子水平揭示加工過程中組分結(jié)構(gòu)變化與危害物產(chǎn)生關(guān)聯(lián)機制；構(gòu)建適用于食品復(fù)雜反響體系的基于多維色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的多層次潛在危害物分子特征標(biāo)識分析方法和分析模型1~2套；針對16~20種典型危害物，建立食品加工過程危害物生成的化學(xué)動力學(xué)反響機制和關(guān)鍵節(jié)點，形成基于反響熱力學(xué)、反響動力學(xué)或代謝網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)的食品加工過程危害物生成自由基阻斷機制和抗氧化成分抑制機制和方法模型4~6套。在此過程中，系統(tǒng)說明典型加工過程中危害物形成的分子根底和調(diào)控機制，發(fā)現(xiàn)新危害物和潛在危害物的生成途徑和轉(zhuǎn)化規(guī)律，明確食品加工過程中對目標(biāo)危害物干預(yù)、阻斷與控制的關(guān)鍵分子機制，解析食品加工過程中食品組分-加工條件-危害程度的相互作用規(guī)律，提高加工食品平安性預(yù)警和風(fēng)險評估能力，獲得單一和多元危害物生成規(guī)律的動力學(xué)模型，說明以發(fā)酵食品、高蛋白質(zhì)、高油脂加工食品為代表的加工過程中危害物的生成及其調(diào)控機制。(2) 提升食品平安制造檢測預(yù)警能力：突破中近紅外光譜、拉曼光譜、傳感器及生物分析譜等加工過程化物結(jié)構(gòu)信息實時在線檢測技術(shù)；開展8~10種適用于食品體系的在線檢測的環(huán)境友好型納米增敏材料制備方法；研制基于微納效應(yīng)的危害物在線檢測設(shè)備，建立加工過程多源平安嫌疑物形成的食品平安預(yù)警體系；建立國內(nèi)第一個關(guān)于主要食品組分加工過程危害因子分型數(shù)據(jù)庫；建立2~3種典型加工食品體系的多源危害物信息全程監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；針對加工過程中產(chǎn)生的新型潛在危害物研究其在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)運機制，篩選出生物標(biāo)志物和應(yīng)激產(chǎn)物指標(biāo)10~20種；篩選危害物生物損傷機制，完成高靈敏DNA損傷檢測技術(shù)2~3套；完成高靈敏、高通量無標(biāo)記細(xì)胞毒性快速篩查技術(shù)5~10套，獲得5~10個用于評價食品多種毒素復(fù)合效應(yīng)的敏感生物標(biāo)志物；建立暴露評估模型和風(fēng)險表征模型2~3套，獲得2~5個新型熱點危害物的風(fēng)險評估的中國國家數(shù)據(jù)并被國際組織采納。在此過程中，建立高容量危害物分子靶標(biāo)和分型數(shù)據(jù)庫，形成食品加工過程感知網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)食品加工全程監(jiān)控，建立新型和潛在危害物高通量組學(xué)篩查模型，獲得食品中多種危害物協(xié)同作用的高通量毒理學(xué)分析平臺，建立基于暴露評估的我國人群膳食中危害物的風(fēng)險閾值和預(yù)警體系，提升加工食品平安性預(yù)測預(yù)警能力。(3) 奠定食品平安加工全程控制技術(shù)的根底：獲得2~3個關(guān)鍵危害因子產(chǎn)生與消除的預(yù)測和干預(yù)模型；提出2~3個典型食品加工過程的最正確控制策略；建立1~2種基于多尺度多傳感數(shù)據(jù)分析以及多變量統(tǒng)計過程診斷的食品加工過程控制技術(shù)；開發(fā)3~4個典型食品加工過程的系統(tǒng)控制軟件包；完成5~8項針對油炸食品食品加工過程中多元危害物全程控制關(guān)鍵技術(shù)；設(shè)計與優(yōu)化無氨基甲酸乙酯積累的啤酒等傳統(tǒng)發(fā)酵食品制造流程，并應(yīng)用推廣；建立以植物黃酮為核心成分的天然食品添加劑在焙烤食品加工過程中丙烯酰胺阻斷關(guān)鍵技術(shù)3~4項，并形成標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在此過程中，建立交互式多尺度優(yōu)化控制系統(tǒng)，開發(fā)出耦合式的食品組分-加工方法-危害物關(guān)聯(lián)模型，優(yōu)化再造發(fā)酵食品、油炸/烘焙高淀粉體系、加工油脂等重要食品的加工體系，徹底解決末端糖基化衍生物、生物胺、丙烯酰胺、反式脂肪酸、蛋白質(zhì)高級氧化產(chǎn)物等食品中長期存在的重大潛在危害物問題。(4) 形成全程控制的食品平安技術(shù)平臺：通過上述研究，構(gòu)建針對典型食品加工單元過程的食品平安研究平臺，開發(fā)針對食品加工過程產(chǎn)生危害物的毒理學(xué)信息數(shù)據(jù)庫，開展基于多學(xué)科交叉消除導(dǎo)致食品平安的危害物的理論體系，建立針對化學(xué)危害物和生物危害物的單一/多種危害物生成/積累模型與動力學(xué)模擬、潛在危害物毒理學(xué)評估與危害等級分析、食品加工過程在線實時檢測、平安食品加工過程設(shè)計等一系列新技術(shù)，為解決食品加工過程導(dǎo)致的食品平安問題提供理論依據(jù)與技術(shù)參考。(5) 發(fā)表論文200篇(包括在食品平安相關(guān)領(lǐng)域較有影響力的雜志上發(fā)表SCI論文160篇以上，其中影響因子>10的文章3~5篇)；申請創(chuàng)造專利50~60項，出版專著3~5部，制訂食品行業(yè)國際/國內(nèi)平安標(biāo)準(zhǔn)16~18項。(6) 培養(yǎng)40~50名博士，100~120名碩士，新世紀(jì)優(yōu)秀人才4-6人，杰青2-3人，形成一支在國際食品平安和人體健康領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響并具有重要學(xué)術(shù)地位的研究團隊，構(gòu)建支撐食品平安創(chuàng)新研究的國際先進的基地和中心。

三、研究方案1．總體研究思路和工程研究的技術(shù)路線及可行性(1)總體研究思路食品加工過程危害物的產(chǎn)生具有動態(tài)性、實時性、多目標(biāo)性、非線性以及不確定性等復(fù)雜特點，因此在研究認(rèn)識加工過程危害物產(chǎn)生和控制規(guī)律的過程中，必須要正確認(rèn)識和把握這種多層次的復(fù)雜性，才能全面綜合反映眾多危害物與其產(chǎn)生底物以及加工過程之間的互動關(guān)系。然而，過去的研究通常只局限于某一反響或者有限的幾個影響因素進行定量研究，相應(yīng)的研究結(jié)果必然也只能表現(xiàn)為對食品加工過程危害物問題的定性描述或者定量特解，從而難以了解和抓住其內(nèi)在成因與規(guī)律。本工程提出平安食品加工全程控制的概念，以復(fù)雜食品加工體系中各個組分和加工過程進行細(xì)致的解構(gòu)分析為根底，以開展食品加工過程平安的實時預(yù)測-監(jiān)測預(yù)警-動態(tài)反響分析-調(diào)控優(yōu)化的全過程優(yōu)化與調(diào)控理論和技術(shù)體系為目標(biāo)，結(jié)合定向阻斷，控制加工過程危害物形成與轉(zhuǎn)化的外因途徑以及綜合風(fēng)險評估和限制膳食暴露水平的內(nèi)因途徑，組織食品科學(xué)、發(fā)酵工程、分析化學(xué)和毒理學(xué)等優(yōu)勢力量，開展多學(xué)科優(yōu)勢綜合集成研究。通過對復(fù)雜食品加工體系中危害物生成途徑與危害程度的發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識和創(chuàng)新，即發(fā)現(xiàn)危害物在復(fù)雜體系中生成的關(guān)鍵因素、途徑、危害性以及在典型人群膳食中的暴露水平，解析食品制造從原料到產(chǎn)品的加工過程中危害物與食品組分和加工方法互作的機理和規(guī)律，解析食品加工過程中危害物的阻斷、抑制、控制和消除的分子機制，構(gòu)建食品加工過程感知網(wǎng)絡(luò)，通過全程監(jiān)控食品加工過程，獲得加工過程全程重組和優(yōu)化創(chuàng)新策略和食品加工創(chuàng)新模式，建立食品中多元有害物控制的普適制造過程設(shè)計與優(yōu)化模型(圖1)。圖1學(xué)術(shù)思路(2)技術(shù)途徑以各種全面而系統(tǒng)的離線組學(xué)手段和在線實時檢測與預(yù)警手段為主線，選擇易發(fā)生美拉德反響的高蛋白食品、易產(chǎn)生油脂異構(gòu)化的高油脂食品和易產(chǎn)生胺(氨)類代謝物的發(fā)酵食品等典型加工體系為主要對象，由實驗分析手段結(jié)合計算模擬，完成從加工過程危害物生成分子機制、行為效應(yīng)、毒理學(xué)特征、人群暴露水平到加工全過程表征的解析、認(rèn)識與優(yōu)化。利用基于別離(色譜)——結(jié)構(gòu)鑒定(質(zhì)譜)——化學(xué)計量學(xué)數(shù)據(jù)處理方法相組合的高通量組學(xué)分析技術(shù)，說明食品加工過程典型化學(xué)危害物的產(chǎn)生途徑及其行為效應(yīng)，確定控制食品加工過程中有害因子產(chǎn)生的目標(biāo)加工單元、途徑及位點；通過添加自由基阻斷因子、調(diào)控關(guān)鍵酶定向設(shè)計，以及植物活性成分創(chuàng)造競爭性抑制環(huán)境等，研究靶向控制美拉德反響、烷基分子自由基淬滅、阻斷具活性羰基的LPOs與蛋白質(zhì)交聯(lián)、干預(yù)小分子醛類重組等方法，獲得加工食品中多目標(biāo)危害物阻斷、抑制、控制和消除策略，實現(xiàn)加工全過程多元危害物真實生成路徑和控制網(wǎng)絡(luò)的重建。利用微納米技術(shù)、電化學(xué)和光譜學(xué)技術(shù)、多元識別信息融合技術(shù)以及集成智能化全分析系統(tǒng)，構(gòu)建“感知加工〞在線檢測網(wǎng)絡(luò)，建立有害物質(zhì)的產(chǎn)生、積累、消減過程監(jiān)測模式，結(jié)合危害因子分子分型數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對食品加工過程從原料到產(chǎn)品的全程平安性的診斷和預(yù)警。以代謝組學(xué)與計算生物學(xué)方法，構(gòu)建基于基因、細(xì)胞和蛋白質(zhì)水平代謝網(wǎng)絡(luò)的食品平安組學(xué)毒理分析平臺，通過研究加工危害物在人群膳食中的暴露水平，建立基于危害評估的我國人群膳食中危害物的風(fēng)險閾值和預(yù)警技術(shù)體系，為限量標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供數(shù)據(jù)根底和科研依據(jù)。以模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳規(guī)劃方法，建立組分變化狀態(tài)模型、食品品質(zhì)評價模型、單一和多元有害物生成和遷移轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)動力學(xué)及實時預(yù)測模型，預(yù)測控制危害物生成和積累的關(guān)鍵節(jié)點。以發(fā)酵食品、美拉德反響食品體系以及易發(fā)生油脂雙鍵異構(gòu)化食品體系為對象，對食品制造過程進行多層次、多階段、多目標(biāo)及多模式的解構(gòu)分析與反響調(diào)節(jié)，在集成上述食品危害產(chǎn)生機制、抑制途徑、過程控制和優(yōu)化技術(shù)等理論和技術(shù)根底上，研究食品制造單元操作和組分設(shè)計、組裝、優(yōu)化和改造的策略，構(gòu)建全程平安控制的食品制造過程設(shè)計與構(gòu)建體系，并開發(fā)多目標(biāo)多階段食品平安綜合控制優(yōu)化系統(tǒng)，從食品制造角度提升中國食品的平安水平。

(3)取得重大突破的可行性分析1)理論可行性：本工程針對食品平安加工過程中的三個關(guān)鍵科學(xué)問題，即危害物產(chǎn)生途徑和轉(zhuǎn)化規(guī)律的分子根底、加工食品平安性預(yù)警機制與風(fēng)險等級確定依據(jù)和食品平安加工全程優(yōu)化原理與控制策略，以典型食品加工過程為研究對象，分析加工過程中的組分結(jié)構(gòu)變化，揭示食品物理和生物加工過程中危害物形成機制，進行加工過程平安性評價及危害物風(fēng)險評估，建立全程多源平安在線檢測與預(yù)警體系，提出食品平安加工最優(yōu)控制策略，最終獲得基于全程平安控制的食品制造過程，具有充分的理論可行性。本工程預(yù)計可在食品加工過程中危害物形成與消長、危害效應(yīng)評價與危害等級評估、在線檢測與實時預(yù)警、阻斷與抑制、控制與消除等方面取得重大突破。2)技術(shù)可行性：由于對食品平安問題的日益重視，國內(nèi)食品平安及相關(guān)的交叉領(lǐng)域的研究獲得了較大的開展，完全具備了開展食品加工過程平安性研究所需的技術(shù)條件，在典型的食品加工過程及與食品危害物產(chǎn)生相關(guān)的食品加工過程、食品微生物、食品級代謝工程、計算平臺、基因芯片、功能基因組、蛋白質(zhì)組和代謝物組分析平臺等方面都具有了良好的研究條件，已經(jīng)形成了支撐研究內(nèi)容的先進實驗平臺，為解決食品加工過程中典型危害物的形成、積累與調(diào)控等相關(guān)科學(xué)問題奠定了技術(shù)根底。3)研究根底可行性：本工程組織了國內(nèi)從事食品平安加工領(lǐng)域的優(yōu)勢單位，擁有開展本課題研究的所有設(shè)備，包括實時熒光定量PCR儀、HPLC、二維電泳、核磁共振分析儀、LC/MS、GC/MS等。同時本工程的主要研究人員在食品加工過程、食品生物技術(shù)、代謝組學(xué)分析技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)等方面已經(jīng)有堅實的研究積累，在國際國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域均具有一定影響；這支研究隊伍和我國食品行業(yè)的龍頭企業(yè)已經(jīng)形成良好的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，通過根底研究獲得的研究成果有望盡快進入產(chǎn)業(yè)開發(fā)階段。2．創(chuàng)新點和特色(1) 創(chuàng)新點：1)新思路：以實現(xiàn)被動應(yīng)付到主動保障為目標(biāo)，設(shè)計工程總體研究方案。目前國際上開展的食品加工過程平安研究，大多集中在危害物發(fā)現(xiàn)和檢測方法探索方面，關(guān)于危害物控制方面也只主要集中在模擬體系研究、單一危害物的生成機制和阻斷途徑等方面。由于食品體系的復(fù)雜性，導(dǎo)致現(xiàn)有方法無法指導(dǎo)實際食品加工過程中的危害物控制，更無法實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，食品平安控制處于被動應(yīng)付境地。本工程在設(shè)計工程過程中，始終堅持以實現(xiàn)主動保障型加工體系為目標(biāo)，設(shè)計基于模擬和實際體系相結(jié)合的研究對象，全過程動態(tài)解析和優(yōu)化調(diào)控的研究方法，危害物發(fā)現(xiàn)、危害評估和控制并重的研究模式，為實現(xiàn)食品平安控制由被動應(yīng)付向主動保障轉(zhuǎn)變提供科學(xué)技術(shù)根底。2)新途徑：開發(fā)食品加工過程中多種危害物的同時阻斷、抑制、控制和消除的新途徑?，F(xiàn)有文獻報道國內(nèi)食品產(chǎn)品中丙烯酰胺、反式脂肪酸、氨基甲酸乙酯、生物胺和亞硝胺等典型的食品加工過程生成有害物的含量，普遍顯著高于美國、日本和歐洲等國家的同類產(chǎn)品水平。本工程通過設(shè)計基于阻斷生成危害物的化學(xué)/生化反響途徑、抑制危害物生成、控制反響速率/方向以及消除已生成的危害物四個角度，研究食品加工過程中多目標(biāo)危害物同步控制的新途徑，提出針對性、可操作性更強的食品加工過程優(yōu)化控制新策略，在提高食品制造平安水平方面取得重大突破。3)新體系：系列食品產(chǎn)品的平安制造新體系。食品加工過程會產(chǎn)生很多新物質(zhì)，這些物質(zhì)有些是有益于食品品質(zhì)的，但也有些是對人體健康不利的。在目前已有的食品加工體系中，普遍只考慮如何提升產(chǎn)品的風(fēng)味色澤、質(zhì)構(gòu)以及生產(chǎn)效率，很少考慮體系中危害物的控制。從全面提高加工食品平安性并保持食品應(yīng)有品質(zhì)的理念出發(fā)，加工過程產(chǎn)生的所有危害物都應(yīng)該被充分控制，同時不損害食品品質(zhì)。本工程通過設(shè)計基于新監(jiān)測指標(biāo)體系、新工藝條件、新控制體系、新加工和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，建立高蛋白食品、高油脂食品和發(fā)酵食品三類典型食品的平安加工新體系，將惠及國內(nèi)52%的食品加工行業(yè)，大幅提升我國加工食品平安水平，提高我國食品工業(yè)的可持續(xù)開展能力和國際競爭能力。

(2) 特色：1)針對性：特別強調(diào)針對食品加工過程，以三大類食品體系(易發(fā)生美拉德反響的高蛋白食品、易產(chǎn)生油脂異構(gòu)化的高油脂食品和易產(chǎn)生胺(氨)類代謝物的發(fā)酵食品)中普遍存在的五種典型危害物(丙烯酰胺、雜環(huán)胺、晚期糖基化終末產(chǎn)物、反式脂肪酸和氨基甲酸乙酯)為對象，在模擬和實際體系中生成的分子機制、行為效應(yīng)、監(jiān)測預(yù)警和全程優(yōu)化控制方法，結(jié)合風(fēng)險評估，打造系列食品產(chǎn)品的平安制造新體系，從而實現(xiàn)我國加工食品平安從被動應(yīng)付到主動保障。2)前瞻性：根據(jù)我國目前食品平安事件頻發(fā)、特別是食品加工過程領(lǐng)域由于缺乏根底研究而導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)缺失(國際貿(mào)易技術(shù)壁壘)、控制手段有限、國際公司競爭擠壓以及消費者對食品平安問題的心理恐慌等實際情況，將危害物變化規(guī)律、甄別和檢測方法、人群膳食暴露水平、過程優(yōu)化等結(jié)合，開發(fā)多組分危害物同時阻斷、抑制、控制和消除綜合技術(shù)，通過模擬體系與實際體系研究相結(jié)合、單一機制與全過程動態(tài)優(yōu)化相結(jié)合、以及危害物的發(fā)現(xiàn)、評估和控制并重的研究模式為食品平安控制從被動應(yīng)付到主動保障轉(zhuǎn)變提供科學(xué)與技術(shù)根底，具有較強的前瞻性。3)系統(tǒng)性：本工程圍繞食品加工過程中危害物形成機制、檢測評估和干預(yù)控制，從導(dǎo)致加工過程食品危害物產(chǎn)生的物質(zhì)根底、行為效應(yīng)、定向干預(yù)分子機制，到針對不同加工體系系統(tǒng)開展食品加工過程全程模擬和平安控制研究，提出動態(tài)調(diào)控方法，將形成一套完整的加工過程食品危害物防控理論和方法；進一步針對不同危害物以及多種危害物聯(lián)合危害效應(yīng)，系統(tǒng)開展危害物在線實時檢測、在人群中的膳食暴露水平和風(fēng)險等級評估，將為加工食品平安性的預(yù)測預(yù)警提供扎實根底；在加工過程食品平安控制研究中，以為主要研究對象，將過程全局優(yōu)化控制理論與三大食品加工體系中五種典型危害物的阻斷、抑制、控制和消除進行有機結(jié)合，將根底研究與技術(shù)應(yīng)用緊密結(jié)合。整個工程研究融合多學(xué)科交叉優(yōu)勢，通過系統(tǒng)性研究，可使工程獲得的創(chuàng)新理論和方法真正對提升加工食品的平安性發(fā)揮科學(xué)的指導(dǎo)作用。3．課題設(shè)置與各課題間相互關(guān)系圍繞典型食品加工過程中的食品平安問題關(guān)鍵根底科學(xué)問題：(1)危害物產(chǎn)生途徑和轉(zhuǎn)化規(guī)律的分子根底，(2)加工食品平安性預(yù)警機制與風(fēng)險等級確定依據(jù)，(3)食品平安加工全程優(yōu)化原理與控制策略，以對國民經(jīng)濟和社會穩(wěn)定具有重大影響的典型食品加工過程(高脂肪、高蛋白、發(fā)酵食品)為研究對象，以食品加工過程中的發(fā)現(xiàn)認(rèn)識創(chuàng)新為主線，從危害物產(chǎn)生危害物實時監(jiān)測-預(yù)測預(yù)警危害物風(fēng)險評估危害消除動態(tài)反響-調(diào)控優(yōu)化食品平平安程控制控制與優(yōu)化等角度分段設(shè)置6個研究課題(圖2)：課題一：食品加工過程組分結(jié)構(gòu)變化及危害物產(chǎn)生機理課題二：發(fā)酵食品生物危害物的形成機制與消除策略課題三：食品加工全過程多源平安在線檢測與預(yù)警體系課題四：食品加工過程平安性評價及危害物風(fēng)險評估課題五：食品加工過程優(yōu)化理論與控制策略研究課題六：食品平平安程控制的食品制造過程設(shè)計與構(gòu)建圖2課題設(shè)置思路各課題通過解決的科學(xué)問題實現(xiàn)有機關(guān)聯(lián)，通過各自的研究目標(biāo)組成了食品加工過程根底科學(xué)問題的研究網(wǎng)絡(luò)。其中，課題1、2為其它課題提供根本原理，課題3和課題4為其它課題提供方法學(xué)依據(jù)，課題1~4中產(chǎn)生的理論知識在課題5~6中實現(xiàn)最終整合，為構(gòu)建食品平平安程控制的食品制造過程設(shè)計與構(gòu)建提供充分的理論與實踐依據(jù)。課題一：食品加工過程組分結(jié)構(gòu)變化及危害物產(chǎn)生機理主要研究內(nèi)容針對食品加工過程中重要組分結(jié)構(gòu)變化深入解析，探討化學(xué)危害物形成的物質(zhì)根底，基于熱(動)力學(xué)原理和結(jié)構(gòu)生物學(xué)新技術(shù)，研究多元組分交互反響過程及其行為效應(yīng)，分析確定影響危害物形成的關(guān)鍵節(jié)點，探索多種危害物或健康不良因子的形成途徑和變化規(guī)律，從分子水平揭示食品加工過程中多源危害物形成與干預(yù)、阻斷與控制的相關(guān)機制。食品加工過程中組分結(jié)構(gòu)變化和規(guī)律解析研究不同加工單元(熱效應(yīng)、物理場、超高壓等)對食品重要組分(碳水化合物、蛋白質(zhì)、酶及脂肪酸等)結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響，基于多層次分子立體結(jié)構(gòu)(鏈結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象)變化解析，研究脂肪氧化產(chǎn)物活性羰基與蛋白質(zhì)、碳水化合物等多種分子之間的交互作用，探討體系微環(huán)境(團簇效應(yīng)、供/受電子基團、空間位阻)對危害物產(chǎn)生的影響規(guī)律；基于組學(xué)高通量篩選和多維色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，加工過程產(chǎn)生的新化合物，說明雜環(huán)胺、丙烯酰胺、蛋白質(zhì)末端糖基化衍生物等典型有害化合物的主要生成途徑、旁路、中間體結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵前體物質(zhì)，從分子水平上獲得現(xiàn)代食品加工中食品組分的結(jié)構(gòu)變化誘導(dǎo)危害物形成的機制。加工過程中多元化學(xué)危害物的生成途徑及行為效應(yīng)采用現(xiàn)代儀器分析技術(shù)對多目標(biāo)危害物及其各級中間產(chǎn)物進行分子特征標(biāo)識，研究食品加工條件(溫度、水分活度、離子強度、物理場等)對末端羰基衍生物等危害物形成焓變、熵變、反響能級和生成速率的影響，揭示食品加工過程中危害物產(chǎn)生的熱(動)力學(xué)反響機制；結(jié)合碳組標(biāo)記技術(shù)(CAMOLA)和15N2同位素示蹤技術(shù)，跟蹤各級活性中間體碳鏈結(jié)構(gòu)的變化，采用自旋電子共振波譜技術(shù)對危害物生成過程中的活性羰基進行跟蹤監(jiān)測，找出反響過程中危害物形成的關(guān)鍵節(jié)點，描述食品加工過程典型化學(xué)危害物的產(chǎn)生途徑及其行為效應(yīng)。加工過程中危害物定向干預(yù)的分子機制通過添加自由基阻斷因子、調(diào)控關(guān)鍵酶定向設(shè)計，以及植物活性成分創(chuàng)造競爭性抑制環(huán)境等，研究靶向控制美拉德反響、羥基分子自由基淬滅、阻斷具活性羰基的LPOs與蛋白質(zhì)交聯(lián)、干預(yù)小分子醛類重組等方法，并探索建立危害物產(chǎn)生過程中組分與組分相互作用、組分與加工條件的相互作用，確定控制食品加工過程中有害因子產(chǎn)生的目標(biāo)加工單元、途徑及位點，揭示靶向控制、阻斷和降低危害物生成的分子機制。預(yù)期目標(biāo)：針對4~6種代表性食品加工過程，揭示組分和加工過程變化條件下的組分結(jié)構(gòu)變化與危害物產(chǎn)生關(guān)聯(lián)機制；構(gòu)建適用于食品復(fù)雜反響體系的基于多維色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的多層次潛在危害物分子特征標(biāo)識分析方法和分析模型1~2套；針對10~15種典型危害物，建立食品加工過程危害物生成的化學(xué)動力學(xué)反響機制和關(guān)鍵節(jié)點；針對7~8種和潛在危害物，形成基于反響熱力學(xué)和反響動力學(xué)的食品加工過程危害物生成自由基阻斷機制和抗氧化成分抑制機制和方法模型2-3套；在SCI期刊上發(fā)表論文20~25篇，申請專利8~10項，培養(yǎng)6~8名博士研究生，15~20名碩士研究生，出版食品熱加工過程產(chǎn)生的食品平安問題專著1部。主要承擔(dān)單位：華南理工大學(xué)、中科院大連化學(xué)物理研究所課題負(fù)責(zé)人：李琳經(jīng)費比例：1%課題二：發(fā)酵食品生物危害物的形成機制與消除策略主要研究內(nèi)容深入研究食品發(fā)酵過程中關(guān)鍵生物危害物形成的分子根底及其調(diào)控機制。以此為根底，課題針對由于微生物代謝導(dǎo)致的食品平安問題，通過構(gòu)建食品級代謝工程操作體系消除其分子根底，并在不改變微生物群落結(jié)構(gòu)的情況下，實現(xiàn)單個微生物的原位置換，為在不影響食品風(fēng)味的前提下實現(xiàn)的發(fā)酵食品全程平安制造提供理論依據(jù)。食品發(fā)酵過程中生物危害物形成的分子根底及其調(diào)控機制基于對典型食品發(fā)酵過程中關(guān)鍵微生物的全基因組測序結(jié)果，構(gòu)建其全基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)，并通過發(fā)酵過程生理生化特性表征對代謝網(wǎng)絡(luò)模型進行修正，分析與關(guān)鍵生物危害物形成密切相關(guān)的代謝途徑及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。通過RNASeq技術(shù)、iTRAQ等高通量的組學(xué)手段，從碳、氮代謝物阻遏效應(yīng)等全局調(diào)控機制入手，分析發(fā)酵過程關(guān)鍵微生物遺傳背景與典型生物危害物的相互關(guān)系及其關(guān)鍵控制基因，系統(tǒng)說明原料組分、工藝條件和微生物群落結(jié)構(gòu)對發(fā)酵過程典型生物危害物(氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺等)的合成、積累與降解的影響及其調(diào)控機制?；诖x工程技術(shù)的發(fā)酵食品生物危害因子消減策略利用系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)在關(guān)鍵食品微生物基因組中迅速鑒別出基因工程操作必需的元件：野生型質(zhì)粒的復(fù)制起點/相關(guān)蛋白、具不同特性啟動子/終止子體系、密碼子偏愛性、轉(zhuǎn)錄/翻譯調(diào)控因子、抗性或其他可作為篩選表型及其基因，并找出適宜的異源基因轉(zhuǎn)化方法。系統(tǒng)整合上述信息，構(gòu)建無外源基因引入的食品級代謝工程操作體系。根據(jù)系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)確定的改造位點，通過食品級代謝工程操作消除關(guān)鍵生物危害物形成的分子根底，開展出針對傳統(tǒng)發(fā)酵食品微生物的食品級代謝工程方法。食品發(fā)酵過程中微生物群落效應(yīng)與干預(yù)機制在傳統(tǒng)發(fā)酵食品混菌系統(tǒng)中，主要的發(fā)酵過程和生物危害物的產(chǎn)生通常都是由一種微生物主導(dǎo)的。其他的一系列混合微生物雖然不參與主體營養(yǎng)物質(zhì)的代謝，但對于產(chǎn)生特定的風(fēng)味是必不可少的。因此，針對一種或有限的幾種微生物的代謝工程操作，通常無法在提高發(fā)酵食品平安性的根底上保證最終發(fā)酵食品的風(fēng)味。因此，利用噬菌體特異感染技術(shù)、差異性生長區(qū)分、特異底物刺激、微生物群落全微生物別離-耦合技術(shù)開發(fā)一系列能夠?qū)崿F(xiàn)代謝工程菌株-野生型菌株置換的微生物群落操作技術(shù)，在不改變食品風(fēng)味的前提下，顯著提高傳統(tǒng)發(fā)酵食品平安性。預(yù)期目標(biāo)：在基因組水平和代謝網(wǎng)絡(luò)水平系統(tǒng)說明4~6種重要生物危害物及其直接前體在典型發(fā)酵食品制造過程中的形成和積累機制；建立針對6~8種食品發(fā)酵關(guān)鍵微生物的食品級代謝工程體系，通過代謝工程改造有效消除生物危害物積累的分子根底；在盡可能保持傳統(tǒng)發(fā)酵食品風(fēng)味和營養(yǎng)成分不發(fā)生顯著改變的情況下，采用原位置換策略，得到不產(chǎn)生物危害物的傳統(tǒng)發(fā)酵食品混菌發(fā)酵體系；在JournalofAgriculturalandFoodChemistry、FoodMicrobiology、AppliedEnvironmentalMicrobiology、MetabolicEngineering、MolecularSystemsBiology等食品微生物與生物工程類國際權(quán)威SCI期刊上發(fā)表論文25~30篇，申請專利10~12項，培養(yǎng)6~8名博士研究生，15~20名碩士研究生，出版食品生物加工過程產(chǎn)生的食品平安問題專著1部。主要承擔(dān)單位：江南大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：陳堅經(jīng)費比例：22%課題三：食品加工全過程多源平安在線檢測與預(yù)警體系主要研究內(nèi)容本課題以“實時監(jiān)測—診斷—預(yù)警〞為主線，針對加工食品和發(fā)酵食品的有害物質(zhì)的生成、遷移和轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵問題，以微納米技術(shù)和現(xiàn)代分析為危害物識別和信號增強手段，構(gòu)建“感知加工〞在線檢測網(wǎng)絡(luò)，建立有害物質(zhì)的產(chǎn)生、積累、消減過程監(jiān)測模式，結(jié)合危害因子分子分型數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)食品加工的在線自動監(jiān)測與計算機智能控制的完美結(jié)合，實時反映食品加工過程中由原料至產(chǎn)品的品質(zhì)變化，準(zhǔn)確溯源危害因子，動態(tài)反響和預(yù)警平安信息，保障食品質(zhì)量平安。危害因子的識別機理與檢測信號增強方法針對三大類食品加工技術(shù)產(chǎn)生的主要危害因子，采用納米生物傳感、近/中紅外光譜、電化學(xué)分析、免疫技術(shù)、外表增強拉曼等技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代化學(xué)計量學(xué)，探索危害物與快速判別模式，建立有害物質(zhì)的來源快速識別與含量測定模型；設(shè)計并制備新型石墨烯復(fù)合物、肽納米管、多維納米SERS芯片等為代表的信號放大介質(zhì)，提高功能化載體信號增強效率，探索結(jié)構(gòu)特征與與敏感結(jié)構(gòu)的作用機制，構(gòu)筑靈敏的識別與放大界面，降低基體干擾；開展靈敏度高、特異性強的分析方法，微納米尺度上集成和優(yōu)化典型危害因子檢測體系，研制離線、單點檢測設(shè)備。多源在線檢測網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與構(gòu)建采用多元識別信息融合技術(shù)，集成智能化全分析系統(tǒng)，建立性能穩(wěn)定、重現(xiàn)性好的檢測器陣列，兼容性集成傳輸電路，實現(xiàn)高通量的實時檢測分析，構(gòu)建“感知加工〞檢測網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)發(fā)酵體系、高溫肉制品體系以及烘焙體系的危害因子關(guān)鍵控制點，探索提高監(jiān)測效率的有效途徑；監(jiān)控加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生危害因子，開展食品加工過程中平安檢測與監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)平安數(shù)據(jù)實時、在線的檢測與智能分析功能一體化的全分析系統(tǒng)?；谟行畔⑻卣鞒樘崤c集成的監(jiān)測、診斷和預(yù)警系統(tǒng)圍繞典型加工過程中危害因子分子分型根底數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫信息管理系統(tǒng)，建立食品平安敏感性指標(biāo)，構(gòu)建有害物質(zhì)快速鑒定和溯源模型；采用“感知加工〞監(jiān)測與分析系統(tǒng)，海量采集檢測數(shù)據(jù)，利用特征抽提、數(shù)據(jù)融合和模式識別理論，提取并集成有效信息，結(jié)合危害因子數(shù)據(jù)深度開掘體系，及時反映食品加工過程中由原料到產(chǎn)品的品質(zhì)變化，對危害因子進行在線跟蹤，實現(xiàn)智能化監(jiān)測、診斷和預(yù)警；通過反響線路，實現(xiàn)加工全過程的平安控制及產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)化。預(yù)期目標(biāo)：突破中近紅外光譜、拉曼光譜及傳感器、生物分析譜等加工過程化學(xué)物結(jié)構(gòu)信息實時在線檢測技術(shù)；開展8~10種適用于食品體系的在線檢測的環(huán)境友好型納米增敏材料制備方法，合成50~60種新型生物兼容材料；研制基于微納效應(yīng)的氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺、丙烯酰胺、反式脂肪酸的在線檢測設(shè)備；建立國內(nèi)第一個關(guān)于主要食品組分加工過程危害因子分型數(shù)據(jù)庫；建立2~3種典型加工食品體系的多源危害物信息全程監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立加工過程多源平安嫌疑物形成的食品平安預(yù)警體系；在SCI期刊上發(fā)表論文25~30篇，申請專利8~10項，培養(yǎng)6~8名博士研究生，15~20名碩士研究生，出版食品平安新檢測技術(shù)專著1部。主要承擔(dān)單位：天津科技大學(xué)、中國檢驗檢疫科學(xué)研究院、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：孫遠(yuǎn)明經(jīng)費比例：1%課題四：食品加工過程平安性評價及危害物風(fēng)險評估主要研究內(nèi)容食品加工過程中危害物的危害識別及其基于損傷機制的風(fēng)險表征是制定食品限量標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)根底。課題針對食品加工過程中產(chǎn)生的和潛在危害因素，綜合運用組學(xué)和體外替代新技術(shù)，從分子、基因和蛋白質(zhì)三個層面探索毒性物質(zhì)的作用機制，開展生物學(xué)分子標(biāo)志物(包括接觸性和效應(yīng)性)，建立基于毒性通路的中國TT21C(21世紀(jì)毒理學(xué)測試技術(shù))；說明危害物質(zhì)的早期生物效應(yīng)產(chǎn)物與人體暴露水平的關(guān)系，建立化學(xué)危害物的風(fēng)險評估新模型和新理論。識別新型危害物機體應(yīng)激及分子生物標(biāo)志物的建立針對食品加工過程中產(chǎn)生的新型和潛在危害物，建立敏感測試細(xì)胞、大鼠、線蟲等研究模型，探索危害物機體應(yīng)激和內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的形成、轉(zhuǎn)移過程；通過分子流行病學(xué)和代謝組學(xué)手段，研究危害物及其早期羥基化或環(huán)氧化活性代謝物與內(nèi)源性大分子損傷的交互作用，分析和篩選體內(nèi)可能產(chǎn)生的DNA加或血紅蛋白加會物及其應(yīng)激產(chǎn)物，探索危害物的接觸、效應(yīng)及人群易感性分子生物標(biāo)志物；運用現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)，建立毒性物質(zhì)對體外毒性的基因/蛋白質(zhì)/代謝產(chǎn)物表達(dá)譜，獲得毒性損害的相關(guān)基因/蛋白質(zhì)/代謝產(chǎn)物，預(yù)測毒物在生物體內(nèi)遷移轉(zhuǎn)化的代謝規(guī)律?；诮M學(xué)技術(shù)建立的高通量TT21C中國模型以敏感測試細(xì)胞為對象，結(jié)合多種組學(xué)技術(shù)，以DNA-損傷的經(jīng)典毒性通路(如p53-mdm-2和PPAR-受體)，建立典型危害物毒性作用和蛋白標(biāo)志以及細(xì)胞代謝產(chǎn)物之間的聯(lián)系，探索在中國率先應(yīng)用21世紀(jì)毒理學(xué)測試技術(shù)(TT21C)的技術(shù)路線圖；對加工過程中產(chǎn)生的新型危害物，通過分析其誘導(dǎo)敏感測試細(xì)胞的蛋白和代謝物圖譜變化，建立相關(guān)的蛋白組和細(xì)胞毒性數(shù)據(jù)庫；整合代謝組學(xué)與計算生物信息學(xué)，構(gòu)建基于基因、細(xì)胞和蛋白質(zhì)水平代謝網(wǎng)絡(luò)的食品平安組學(xué)毒理分析平臺。新型熱點危害物暴露評估與食品平安風(fēng)險表征開展食品平安風(fēng)險暴露評估理論和方法，重點針對人群膳食中丙烯酰胺、氯丙醇脂肪鹽酸酯、氨基甲酸乙酯等新型國際熱點危害物的污染分布，開發(fā)人體暴露的概率性評估模型閾值通過基準(zhǔn)劑量和暴露評估模型建立風(fēng)險表征模型，定性和定量推斷食源性危害的風(fēng)險等級，提出人群膳食風(fēng)險控制措施，為限量標(biāo)準(zhǔn)的制訂，掌握食源性疾病的變化趨勢和制訂食源性疾病控制對策提供重要依據(jù)。預(yù)期目標(biāo)：針對加工過程中產(chǎn)生的新型潛在危害物研究其在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)運機制，篩選出生物標(biāo)志物和應(yīng)激產(chǎn)物指標(biāo)10～20種。篩選危害物生物損傷機制，完成高靈敏DNA損傷檢測技術(shù)2~3套；提出基于組學(xué)技術(shù)和毒性通路的21世紀(jì)毒理學(xué)測試技術(shù)(TT21C)的中國技術(shù)路線圖，完成高靈敏、高通量無標(biāo)記細(xì)胞毒性快速篩查技術(shù)5~10套，獲得5~10個用于評價食品多種毒素復(fù)合效應(yīng)的敏感生物標(biāo)志物；建立暴露評估模型和風(fēng)險表征模型2~3套，獲得2~5個新型熱點危害物的風(fēng)險評估的中國國家數(shù)據(jù)并被國際組織采納；在SCI期刊上發(fā)表論文20~25篇，申請專利8~10項，培養(yǎng)6~8名博士研究生，15~20名碩士研究生，制訂食品行業(yè)國際/國內(nèi)平安標(biāo)準(zhǔn)16~18項。主要承擔(dān)單位：中國疾控中心、上海交通大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：吳永寧經(jīng)費比例：1%課題五：食品加工過程優(yōu)化理論與控制策略研究主要研究內(nèi)容基于對典型加工過程中食品組分的特定變化規(guī)律和多目標(biāo)危害物的特征辨識方法，建立組分變化、品質(zhì)評價、危害物消長等系統(tǒng)模型，進行模型的魯棒性和容錯性分析，并結(jié)合加工體系中的流變特性、傳熱傳質(zhì)規(guī)律和過程動力學(xué)，確定危害物生成的單目標(biāo)和多目標(biāo)控制函數(shù)。在此根底上，探索在復(fù)雜加工條件下食品組分-加工條件-危害程度的相互作用規(guī)律，開展食品加工過程中危害物的阻斷、抑制、控制和消除策略。單一有害物在食品加工過程中生成規(guī)律的模型化及過程模擬針對典型食品加工過程中危害物的形成，如高溫加工淀粉食品中丙烯酰胺、油炸食品中反式脂肪酸以及高蛋白食品中雜環(huán)胺等，在不同的流變特性、傳熱傳質(zhì)規(guī)律、反響動力學(xué)體系中，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法建立描述危害物的形成與關(guān)鍵變量(如溫度梯度變化、時間動態(tài)遷移、前體及底物濃度分布等)之間的數(shù)學(xué)模型，進行模型參數(shù)的靈敏性和適用性分析，預(yù)測危害物(以丙烯酰胺、反式脂肪酸、雜環(huán)胺為代表)的產(chǎn)生規(guī)律。多元有害物生成和遷移轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)動力學(xué)分析及實時預(yù)測基于食品加工過程中可能存在多種危害物(丙烯酰胺、反式脂肪酸、雜環(huán)胺)同時形成的特點，利用多目標(biāo)動態(tài)系統(tǒng)的特征標(biāo)識法，多尺度關(guān)聯(lián)過程條件與危害物消長，確定各種危害物產(chǎn)生和遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及模式；利用遺傳規(guī)劃建立基于SCP(統(tǒng)計過程控制)和FMECA(失效模式、影響及危害程度分析)方法的系統(tǒng)動力學(xué)模型，研究模型系統(tǒng)辨識方法及參數(shù)估計收斂條件的魯棒性、容錯性，最終獲得可準(zhǔn)確預(yù)測過程條件最大信任度區(qū)間和多元危害物濃度變化的動力學(xué)模型。食品品質(zhì)及關(guān)鍵危害物的多目標(biāo)優(yōu)化與控制策略以建立的食品加工過程中組分變化狀態(tài)模型、食品品質(zhì)評價模型、危害物產(chǎn)生和遷移轉(zhuǎn)化的實時預(yù)測模型為根底，深入解析關(guān)鍵加工參數(shù)對系統(tǒng)模型中食品品質(zhì)表征因子和危害物抑制因子的影響，建立以食品品質(zhì)最正確和危害因子水平最低為優(yōu)化指標(biāo)的多目標(biāo)、多因素函數(shù)，利用具有量子行為的粒子群優(yōu)化算法進行參數(shù)尋優(yōu)，獲得最正確食品加工參數(shù)，確定最優(yōu)控制策略，為最終實現(xiàn)平安風(fēng)險最小化和食品品質(zhì)最正確化奠定理論根底。預(yù)期目標(biāo)：獲得2~3個關(guān)鍵危害因子產(chǎn)生與消除的預(yù)測和干預(yù)模型；提出2~3個典型食品加工過程的最正確控制策略；建立1~2種基于多尺度多傳感數(shù)據(jù)分析以及多變量統(tǒng)計過程診斷的食品加工過程控制技術(shù)；開發(fā)3~4個典型食品加工過程的系統(tǒng)控制軟件包；在SCI期刊上發(fā)表論文20~25篇，申請專利8~10項，培養(yǎng)6~8名博士研究生，15~20名碩士研究生，出版食品平安加工過程理論與技術(shù)專著1部。主要承擔(dān)單位：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、南昌大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：胡小松經(jīng)費比例：1%課題六：食品平平安程控制的食品制造過程設(shè)計與構(gòu)建主要研究內(nèi)容選擇易發(fā)生美拉德反響的高蛋白食品、易產(chǎn)生油脂異構(gòu)化的高油脂食品和易產(chǎn)生胺(氨)類代謝物的發(fā)酵食品等典型加工體系，集成上述課題的研究成果，特別是食品危害產(chǎn)生機制、抑制途徑、過程控制和優(yōu)化技術(shù)等理論和技術(shù)，研究食品制造單元操作流程重構(gòu)、設(shè)計優(yōu)化和定向控制的策略，構(gòu)建全程平安控制的食品制造過程設(shè)計與保障體系。傳統(tǒng)發(fā)酵食品平安制造流程重構(gòu)以消除和降低國內(nèi)大宗傳統(tǒng)發(fā)酵食品(如醬油、黃酒、發(fā)酵蔬菜等)中的典型生物危害物(氨基甲酸乙酯、生物胺等)為目標(biāo)，通過系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)、食品級代謝工程操作體系、微生物群落置換方法等，結(jié)合對主要在研究胺(氨)類及其前體物質(zhì)特征抽提、在線監(jiān)測與過程控制的根底上，應(yīng)用原料代謝物阻遏消除動力學(xué)和食品組分變化狀態(tài)模型評價發(fā)酵產(chǎn)物綜合品質(zhì)，優(yōu)化和建立無/低生物危害物的傳統(tǒng)發(fā)酵食品制造過程關(guān)鍵條件參數(shù)，實現(xiàn)危害物脫除消減與風(fēng)味物保存的綜合優(yōu)化目標(biāo)，形成傳統(tǒng)發(fā)酵食品制造新工藝。食品加工體系美拉德反響全程優(yōu)化與控制基于天然抗氧化成分對美拉德反響及丙烯酰胺前體物質(zhì)生成的阻斷干預(yù)效應(yīng)，以黃酮類食品抗氧化劑(竹葉抗氧化物和茶多酚)為研究對象，選取烤肉制品、油炸和烘焙淀粉類制品作為代表，應(yīng)用危害因子分型數(shù)據(jù)庫實時追蹤加工過程，采用形成/消除動力學(xué)調(diào)控模式，獲得類黃酮在不同食品體系、不同加工過程中抑制美拉德反響危害物形成的主要途徑和關(guān)鍵作用位點，結(jié)合抗氧化組分對上述有害物的抑制效應(yīng)，探討加工單元操作的靶向性設(shè)計及重組，建立多元有害物控制的制造過程設(shè)計與優(yōu)化策略。食品加工油脂異構(gòu)化全程防控工藝構(gòu)建與優(yōu)化以控制油炸食品、糖果、植脂末等常見含氫化油或者精煉油的食品中反式脂肪酸含量為目標(biāo)，針對氫化油鎳催化氫化、精煉油高溫脫臭、高溫反復(fù)油炸等主要產(chǎn)生反式脂肪酸的途徑，通過集成多元危害物的監(jiān)測、診斷和預(yù)警系統(tǒng)，結(jié)合油脂分段結(jié)晶、完全氫化、低溫乳化等組合技術(shù)，探討無/低反式脂肪酸的氫化油和精煉油的制造途徑，建立不同來源油脂原料反式脂肪酸阻斷技術(shù)工藝；通過食品品質(zhì)表征因子模型系統(tǒng)控制技術(shù)，進一步對起酥油、人造奶油、烹調(diào)油等具有特定功能需求的油脂加工進行優(yōu)化與控制，構(gòu)建食品加工中油脂雙鍵異構(gòu)化全程防控工藝。預(yù)期目標(biāo)：完成5~8項針對油炸食品食品加工過程中多元危害物全程控制關(guān)鍵技術(shù)，使起酥油等食品工業(yè)用油脂中的反式脂肪酸含量降低到油脂含量的2%以內(nèi)，使加工食品中的范式脂肪酸含量降低到1%以內(nèi)；設(shè)計與優(yōu)化無氨基甲酸乙酯積累的啤酒等傳統(tǒng)發(fā)酵食品制造流程，使氨基甲酸乙酯含量控制到0.2mol以內(nèi)，并應(yīng)用推廣；mg/kg以內(nèi)，并形成標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；在SCI期刊上發(fā)表論文20~25篇，申請專利8~10項，培養(yǎng)6~8名博士研究生，15~20名碩士研究生，出版食品平安加工全程優(yōu)化理論與實踐專著1部。主要承擔(dān)單位：浙江大學(xué)、江南大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：張英經(jīng)費比例：20%5．總體目標(biāo)與五年目標(biāo)之間的關(guān)系(1)總體目標(biāo)以實現(xiàn)食品平安保障從被動應(yīng)付向主動保障轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略目標(biāo)，選擇易發(fā)生美拉德反響的高蛋白食品、易產(chǎn)生油脂異構(gòu)化的高油脂食品和易產(chǎn)生胺(氨)類代謝物的發(fā)酵食品等典型加工體系為研究對象，針對造成加工食品中長期存在的重大和潛在危害物誘發(fā)條件、生成演化分子機制、預(yù)測預(yù)警與動態(tài)調(diào)控方法開展根底研究，從分子水平揭示多元危害物或健康不良因子的形成途徑和轉(zhuǎn)化規(guī)律，確定加工食品平安性預(yù)警機制與風(fēng)險等級確定依據(jù)，說明食品加工過程中對目標(biāo)危害物干預(yù)、阻斷與控制的相關(guān)機制；構(gòu)建食品加工過程平安的實時預(yù)測-監(jiān)測預(yù)警-動態(tài)反響分析-調(diào)控優(yōu)化的全過程優(yōu)化與調(diào)控理論體系，解決我國加工食品制造、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定、檢驗檢疫、人群膳食指導(dǎo)等領(lǐng)域涉及食品平安風(fēng)險預(yù)測預(yù)報和防控的關(guān)鍵科學(xué)問題，形成以食品加工全程的平安評價研究為根底、以食品加工過程優(yōu)化理論與控制技術(shù)為核心、以平安控制的食品制造過程的設(shè)計和構(gòu)建為目標(biāo)的“導(dǎo)向預(yù)防〞新理論和技術(shù)體系，為實現(xiàn)食品加工過程平安控制從被動應(yīng)付向主動轉(zhuǎn)變提供科學(xué)與技術(shù)支撐，全面提升我國加工食品平安水平和中國人群健康水平。圖3工程總體研究目標(biāo)(2)五年預(yù)期目標(biāo)實現(xiàn)加工食品平安性關(guān)鍵科學(xué)問題的重大突破，揭示典型食品制造過程的優(yōu)化調(diào)控機制，實質(zhì)性地提高加工食品平安性預(yù)警與風(fēng)險評估能力，形成耦合式的食品組分-加工方法-危害物關(guān)聯(lián)模型，重組優(yōu)化重要產(chǎn)品的制造途徑，奠定全程優(yōu)化控制食品加工過程的根底，促進食品平安制造平臺的形成。1) 突破加工食品平安性關(guān)鍵科學(xué)問題：針對10~14種典型食品的加工過程，在分子水平揭示加工過程中組分結(jié)構(gòu)變化與危害物產(chǎn)生關(guān)聯(lián)機制；構(gòu)建適用于食品復(fù)雜反響體系的基于多維色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的多層次潛在危害物分子特征標(biāo)識分析方法和分析模型1~2套；針對16~20種典型危害物，建立食品加工過程危害物生成的化學(xué)動力學(xué)反響機制和關(guān)鍵節(jié)點，形成基于反響熱力學(xué)、反響動力學(xué)或代謝網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)的食品加工過程危害物生成自由基阻斷機制和抗氧化成分抑制機制和方法模型4~6套。在此過程中，系統(tǒng)說明典型加工過程中危害物形成的分子根底和調(diào)控機制，發(fā)現(xiàn)新危害物和潛在危害物的生成途徑和轉(zhuǎn)化規(guī)律，明確食品加工過程中對目標(biāo)危害物干預(yù)、阻斷與控制的關(guān)鍵分子機制，解析食品加工過程中食品組分-加工條件-危害程度的相互作用規(guī)律，提高加工食品平安性預(yù)警和風(fēng)險評估能力，獲得單一和多元危害物生成規(guī)律的動力學(xué)模型，說明以發(fā)酵食品、高蛋白質(zhì)、高油脂加工食品為代表的加工過程中危害物的生成及其調(diào)控機制。2) 提升食品平安制造檢測預(yù)警能力：突破中近紅外光譜、拉曼光譜、傳感器及生物分析譜等加工過程化物結(jié)構(gòu)信息實時在線檢測技術(shù)；開展8~10種適用于食品體系的在線檢測的環(huán)境友好型納米增敏材料制備方法；研制基于微納效應(yīng)的危害物在線檢測設(shè)備，建立加工過程多源平安嫌疑物形成的食品平安預(yù)警體系；建立國內(nèi)第一個關(guān)于主要食品組分加工過程危害因子分型數(shù)據(jù)庫；建立2~3種典型加工食品體系的多源危害物信息全程監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；針對加工過程中產(chǎn)生的新型潛在危害物研究其在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)運機制，篩選出生物標(biāo)志物和應(yīng)激產(chǎn)物指標(biāo)10~20種；篩選危害物生物損傷機制，完成高靈敏DNA損傷檢測技術(shù)2~3套；完成高靈敏、高通量無標(biāo)記細(xì)胞毒性快速篩查技術(shù)5~10套，獲得5~10個用于評價食品多種毒素復(fù)合效應(yīng)的敏感生物標(biāo)志物；建立暴露評估模型和風(fēng)險表征模型2~3套，獲得2~5個新型熱點危害物的風(fēng)險評估的中國國家數(shù)據(jù)并被國際組織采納。在此過程中，建立高容量危害物分子靶標(biāo)和分型數(shù)據(jù)庫，形成食品加工過程感知網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)食品加工全程監(jiān)控，建立新型和潛在危害物高通量組學(xué)篩查模型，獲得食品中多種危害物協(xié)同作用的高通量毒理學(xué)分析平臺，建立基于暴露評估的我國人群膳食中危害物的風(fēng)險閾值和預(yù)警體系，提升加工食品平安性預(yù)測預(yù)警能力。3) 奠定食品平安加工全程控制技術(shù)的根底：獲得2~3個關(guān)鍵危害因子產(chǎn)生與消除的預(yù)測和干預(yù)模型；提出2~3個典型食品加工過程的最正確控制策略；建立1~2種基于多尺度多傳感數(shù)據(jù)分析以及多變量統(tǒng)計過程診斷的食品加工過程控制技術(shù)；開發(fā)3~4個典型食品加工過程的系統(tǒng)控制軟件包；完成5~8項針對油炸食品食品加工過程中多元危害物全程控制關(guān)鍵技術(shù)；設(shè)計與優(yōu)化無氨基甲酸乙酯積累的啤酒等傳統(tǒng)發(fā)酵食品制造流程，并應(yīng)用推廣；建立以植物黃酮為核心成分的天然食品添加劑在焙烤食品加工過程中丙烯酰胺阻斷關(guān)鍵技術(shù)3~4項，并形成標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在此過程中，建立交互式多尺度優(yōu)化控制系統(tǒng)，開發(fā)出耦合式的食品組分-加工方法-危害物關(guān)聯(lián)模型，優(yōu)化再造發(fā)酵食品、油炸/烘焙高淀粉體系、加工油脂等重要食品的加工體系，徹底解決末端糖基化衍生物、生物胺、丙烯酰胺、反式脂肪酸、蛋白質(zhì)高級氧化產(chǎn)物等食品中長期存在的重大潛在危害物問題。4) 形成全程控制的食品平安技術(shù)平臺：通過上述研究，構(gòu)建針對典型食品加工單元過程的食品平安研究平臺，開發(fā)針對食品加工過程產(chǎn)生危害物的毒理學(xué)信息數(shù)據(jù)庫，開展基于多學(xué)科交叉消除導(dǎo)致食品平安的危害物的理論體系，建立針對化學(xué)危害物和生物危害物的單一/多種危害物生成/積累模型與動力學(xué)模擬、潛在危害物毒理學(xué)評估與危害等級分析、食品加工過程在線實時檢測、平安食品加工過程設(shè)計等一系列新技術(shù)，為解決食品加工過程導(dǎo)致的食品平安問題提供理論依據(jù)與技術(shù)參考。5) 發(fā)表論文200篇(包括在食品平安相關(guān)領(lǐng)域較有影響力的雜志上發(fā)表SCI論文160篇以上，其中影響因子>10的文章3~5篇)；申請創(chuàng)造專利50~60項，出版專著3~5部，制訂食品行業(yè)國際/國內(nèi)平安標(biāo)準(zhǔn)16~18項。6) 培養(yǎng)40~50名博士，100~120名碩士，新世紀(jì)優(yōu)秀人才4-6人，杰青2-3人，形成一支在國際食品平安和人體健康領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響并具有重要學(xué)術(shù)地位的研究團隊，構(gòu)建支撐食品平安創(chuàng)新研究的國際先進的基地和中心。

四、年度方案研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)第一年研究不同加工單元對食品重要組分結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響；基于多層次分子立體結(jié)構(gòu)變化解析，研究脂肪氧化產(chǎn)物活性羰基與蛋白質(zhì)、碳水化合物等多種分子之間的交互作用，探討食品復(fù)雜體系的各類微環(huán)境對危害物產(chǎn)生的影響規(guī)律；研究氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺及其前體物質(zhì)積累的動力學(xué)特性；建立氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺及其前體物質(zhì)的快速定量檢測方法；對典型食品生物制造過程中的微生物進行全基因組測序；針對食品加工中產(chǎn)生的主要危害因子，采用納米生物傳感、近/中紅外光譜、電化學(xué)分析、免疫技術(shù)、外表增強拉曼等技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代化學(xué)計量學(xué)，探索危害物與快速判別模式，建立有害物質(zhì)的來源快速識別與含量測定；根據(jù)有害物質(zhì)的理化性質(zhì)及已有毒性實驗資料，選擇適宜敏感測試細(xì)胞；構(gòu)建食品加工過程產(chǎn)生的主要危害物代謝轉(zhuǎn)化規(guī)律研究的人體細(xì)胞培養(yǎng)體系；開展人群膳食丙烯酰胺、氯丙醇脂肪鹽酸酯、氨基甲酸乙酯等危害物的污染監(jiān)測，研究人體暴露量；確定實驗中食品加工危害物的暴露劑量范圍；食品加工過程單一有害物產(chǎn)生遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的檢測分析研究，主要進行模擬體系中單一有害物的檢測分析，以及相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的開發(fā)研究；大宗傳統(tǒng)發(fā)酵制品中氨基甲酸乙酯和生物胺等的形成和抑制機制及關(guān)鍵控制點研究；高溫加工的食品體系中美拉德反響伴生化學(xué)污染物形成與控制的關(guān)鍵節(jié)點研究；研究在植物油鎳催化氫化、精煉油高溫脫臭、高溫反復(fù)油炸等加工過程中阻斷反式脂肪酸產(chǎn)生的關(guān)鍵作用位點和技術(shù)手段。針對4~6種代表性食品加工過程，揭示組分和加工過程變化條件下的組分結(jié)構(gòu)變化與危害物產(chǎn)生關(guān)聯(lián)機制。初步揭示典型食品生物制造過程中典型危害物的生成規(guī)律和積累機制；針對食品加工中產(chǎn)生的主要危害因子，開發(fā)出3-5種半抗原、3-4種人工抗原抗原；開發(fā)出2-3種納米增敏材料制備方法，10-12種新型生物兼容材料；初步建立近/中紅外光譜、拉曼光譜分析技術(shù)和識別模型；初步建立1-2種基于電化學(xué)、光譜等原理的生物傳感技術(shù)；選擇適宜的敏感測試細(xì)胞及暴露劑量范圍；構(gòu)建2-3個不同規(guī)模的、適合加工食品中主要危害物代謝轉(zhuǎn)化規(guī)律研究的人體細(xì)胞培養(yǎng)體系；人群膳食中丙烯酰胺、氯丙醇脂肪鹽酸酯、氨基甲酸乙酯等新型國際熱點危害物的污染監(jiān)測，開發(fā)國家標(biāo)準(zhǔn)方法；完成氯丙醇限量國家標(biāo)準(zhǔn)；建立模擬體系2~3個單一危害物產(chǎn)生消除和遷移轉(zhuǎn)化的實時預(yù)測模型；發(fā)表SCI論文35~40篇，申請專利8-10項，培養(yǎng)博士生6-8人，碩士生10-12人。第二年基于現(xiàn)代別離和分析等技術(shù)，探討雜環(huán)胺、丙烯酰胺、蛋白質(zhì)末端糖基化衍生物等典型有害化合物的主要生成途徑、中間體結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵前體物質(zhì)，從分子水平上獲得現(xiàn)代食品加工中食品組分的結(jié)構(gòu)變化誘導(dǎo)危害物形成的相關(guān)機制和積累規(guī)律；說明真核和原核微生物中與氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺積累密切相關(guān)的氮代謝物阻遏效應(yīng)的分子生物學(xué)根底；構(gòu)建典型食品微生物基因組規(guī)模代謝及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合實際發(fā)酵過程進行修正；研究各種光譜分析、免疫分析、電化學(xué)分析、生物傳感技術(shù)；設(shè)計并制備新型石墨烯復(fù)合物、碳納米管、多維納米SERS芯片等為代表的信號放大介質(zhì)，提高功能化載體信號增強效率，探索結(jié)構(gòu)特征與敏感結(jié)構(gòu)的作用機制，構(gòu)筑靈敏的識別與放大界面，降低基體干擾；利用已構(gòu)建的細(xì)胞模型，對加工食品危害物在人體細(xì)胞內(nèi)的代謝規(guī)律進行研究；不同的暴露劑量下，有害物質(zhì)對細(xì)胞的生物學(xué)擾動情況；研究膳食暴露評估模型，監(jiān)測發(fā)酵酒中氨基甲酸乙酯，根據(jù)MOE提出膳食氨基甲酸乙酯暴露風(fēng)險；食品加工過程單一有害物產(chǎn)生遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的檢測分析研究,主要進行食品體系中單一有害物的檢測分析和食品品質(zhì)檢測分析,并進行相對應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的開發(fā)研究；通過系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)和食品級代謝工程操作體系，研究發(fā)酵食品中生物危害物形成的控制技術(shù)；植物黃酮類食品抗氧化劑抑制和消除美拉德反響伴生危害物的量效、構(gòu)效關(guān)系及抑制動力學(xué)研究；結(jié)合油脂分段結(jié)晶、完全氫化、低溫乳化等組合技術(shù)，探討無/低反式脂肪酸的氫化油和精煉油的制造途徑。構(gòu)建適用于食品復(fù)雜反響體系的基于多維色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的多層次潛在危害物分子特征標(biāo)識分析方法和分析模型1~2套；在分子水平說明食品生物制造過程中典型危害物積累的分子根底及其調(diào)控機制；開發(fā)出2-3種納米增敏材料制備方法；制備出2-3種抗體；建立1-2種免疫分析方法；開發(fā)出5-6種生物敏感材料，建立以現(xiàn)代化學(xué)計量學(xué)為根底的快速識別與含量測定方法2-3種；明確3-5種加工食品危害物在人體細(xì)胞中的代謝規(guī)律。確定能引起細(xì)胞生物學(xué)擾動的劑量范圍及細(xì)胞生物學(xué)擾動情況；建立食品體系1~2個單一危害物產(chǎn)生和遷移轉(zhuǎn)化的實時預(yù)測模型，建立2~3個食品品質(zhì)評價模型；提交氯丙醇〔含氯丙醇脂肪酸酯和甘油三酯水解環(huán)氧化物〕分析技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)；提交發(fā)酵酒中氨基甲酸乙酯監(jiān)測數(shù)據(jù)和限量國家標(biāo)準(zhǔn)草案；發(fā)表SCI論文40~45篇，申請專利10-12項，培養(yǎng)博士生8-10人，碩士生12-15人。第三年研究食品加工條件對末端羰基衍生物等危害物形成焓變、熵變、反響能級和生成速率的影響，揭示食品加工過程中危害物產(chǎn)生的熱(動)力學(xué)反響機制；跟蹤各級活性中間體碳鏈結(jié)構(gòu)的變化，尋找反響過程中危害物形成的關(guān)鍵節(jié)點，深入闡述食品加工過程典型化學(xué)危害物的產(chǎn)生途徑及其行為效應(yīng)；在系統(tǒng)水平說明真核和原核微生物中氮代謝物阻遏效應(yīng)的全局調(diào)控機制；發(fā)現(xiàn)2-3個與氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺積累相關(guān)的全局調(diào)控途徑的分子根底及其調(diào)控機制；構(gòu)建食品平安級微生物代謝工程操作體系；開展靈敏度高、特異性強的分析方法，微納米尺度上集成和優(yōu)化典型危害因子檢測體系，研制離線、單點檢測技術(shù)系統(tǒng)。采用多元識別信息融合技術(shù)，集成智能化全分析系統(tǒng)，建立性能穩(wěn)定、重現(xiàn)性好的檢測器陣列，兼容性集成傳輸電路，實現(xiàn)高通量在線使用的檢測分析方法；利用分子流行病學(xué)和代謝組學(xué)手段分析食品危害物處理濃度和時間對人體細(xì)胞影響；利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)技術(shù)分析有害物質(zhì)對細(xì)胞生命過程的擾動，分析其毒性作用通路及相應(yīng)的生物標(biāo)志物；通過總膳食研究獲得丙烯酰胺、氯丙醇數(shù)據(jù)；食品加工過程多元有害物產(chǎn)生遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的檢測分析研究，主要進行油炸和焙烤食品中多元有害物以及品質(zhì)指標(biāo)的檢測分析，并建立相應(yīng)的動力學(xué)模型；采用微生物群落置換法，干預(yù)傳統(tǒng)發(fā)酵食品中生物危害物形成的技術(shù)研究；應(yīng)用危害因子分型數(shù)據(jù)庫實時追蹤高溫加工過程，采用形成/消除動力學(xué)調(diào)控模式，獲得植物類黃酮在抑制美拉德反響伴生危害物形成的主要途徑和關(guān)鍵作用位點；研究建立不同來源油脂原料的反式脂肪酸阻斷技術(shù)工藝。針對10~15種典型危害物，基于前二年的研究結(jié)果，較好地建立食品加工過程危害物生成的化學(xué)動力學(xué)反響機制及其關(guān)鍵節(jié)點等；在全局水平說明食品生物制造過程中典型危害物積累的分子根底及其調(diào)控機制；開發(fā)4-5納米增敏材料方法，制備出10-15種新型生物兼容材料；開發(fā)出微晶壓電、電化學(xué)、光學(xué)等傳感技術(shù)體系2-3種；研發(fā)多通路、高通量檢測器陣列和兼容性集成傳輸電路1-2套；揭示加工食品危害物對人體細(xì)胞生物大分子的損傷機制，篩選生物標(biāo)志物5－6種；利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)技術(shù)分析有害物質(zhì)的毒性作用通路；提交氯丙醇〔含脂肪酸酯〕和甘油三酯水解環(huán)氧化物監(jiān)測數(shù)據(jù)；建立1~2個油炸食品或焙烤食品組分變化狀態(tài)模型、食品品質(zhì)評價模型、以及1~2個多元危害物產(chǎn)生和遷移轉(zhuǎn)化的實時預(yù)測模型；發(fā)表SCI論文40~45篇，申請專利10-12項，，制訂食品行業(yè)國際/國內(nèi)平安標(biāo)準(zhǔn)4-6項培養(yǎng)博士生8-10人，碩士生12-15人。第四年通過靶向控制美拉德反響、羥基分子自由基淬滅、阻斷具活性羰基的LPOs與蛋白質(zhì)交聯(lián)、干預(yù)小分子醛類重組等方法，探索控制食品加工過程中有害因子產(chǎn)生的目標(biāo)加工單元、途徑及位點，揭示靶向控制、阻斷和降低危害物生成的分子機制；在基因組和全局水平水平說明氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺及其前體物質(zhì)積累的規(guī)律；構(gòu)建可重復(fù)利用的食品平安級食品微生物代謝工程操作體系；研究典型食品生物制造系統(tǒng)中微生物的群落結(jié)構(gòu)及其代謝性能；根據(jù)食品加工過程中的危害因子關(guān)鍵控制點，探索提高監(jiān)測效率的有效途徑；監(jiān)控加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生危害因子，開展食品加工過程中平安檢測與監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)平安數(shù)據(jù)在線使用的檢測與智能分析體系；利用系統(tǒng)生物學(xué)手段進行人體細(xì)胞對食品危害物響應(yīng)的系統(tǒng)生物學(xué)研究；數(shù)據(jù)采集，多變量數(shù)據(jù)分析：分析與引起細(xì)胞變化相關(guān)的經(jīng)典作用通路中相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)表達(dá)及代謝物圖譜變化，潛在生物標(biāo)志物確實定；研究基于細(xì)胞系體外替代技術(shù)建立基準(zhǔn)劑量BMDL模型；食品加工過程多元有害物產(chǎn)生遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究，主要進行焙烤食品和腌制食品中多元有害物以及品質(zhì)指標(biāo)的檢測分析，并建立相應(yīng)的動力學(xué)模型研究應(yīng)用原料代謝物阻遏消除動力學(xué)和食品組分變化狀態(tài)模型評價傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的綜合品質(zhì)；結(jié)合植物類黃酮對美拉德反響伴生危害物的抑制效應(yīng)，探討加工單元操作的靶向性設(shè)計及重組；通過集成多元危害物的監(jiān)測、診斷和預(yù)警系統(tǒng)，以及食品品質(zhì)表征因子模型系統(tǒng)控制技術(shù)，進一步對具有特定功能需求的油脂加工進行優(yōu)化與控制。針對7~8種和潛在的危害物，形成基于反響熱力學(xué)和反響動力學(xué)的食品加工過程危害物生成自由基阻斷機制和抗氧化成分抑制機制和方法模型2-3套；系統(tǒng)說明氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺及其前體物質(zhì)積累的規(guī)律；構(gòu)建食品平安級食品微生物代謝工程操作體系；建立監(jiān)測典型食品加工過程中的危害因子的方法，實現(xiàn)平安數(shù)據(jù)在線使用的檢測與智能分析體系；建立食品加工過程中平安檢測與監(jiān)控信息體系，研制出2-3種平安數(shù)據(jù)快速智能分析體系；篩選出各類應(yīng)激產(chǎn)物6-8種；初步建立相關(guān)的蛋白組和細(xì)胞毒性數(shù)據(jù)庫；初步提出加工食品形成的危害物風(fēng)險評估理論體系，并得到一系列用于分析食品危害物與細(xì)胞毒理學(xué)反響關(guān)系的劑量模型；建立1~2個腌制食品或焙烤食品組分變化狀態(tài)模型、食品品質(zhì)評價模型、以及1~2個多元危害物產(chǎn)生和遷移轉(zhuǎn)化的實時預(yù)測模型；發(fā)表SCI論文40~45篇，申請專利10-12項；制訂食品行業(yè)國際/國內(nèi)平安標(biāo)準(zhǔn)4-6項；培養(yǎng)博士生8-10人，碩士生12-15人；各課題結(jié)合工程研究情況，整理食品平安方面的專著5-6部。第五年在前四年科學(xué)研究的根底上，系統(tǒng)且更加深入地研究典型食品加工過程中危害物形成的分子根底和調(diào)控機制，探討相關(guān)的新危害物和潛在危害物的生成途徑及其在食品加工過程中的轉(zhuǎn)化規(guī)律，闡述這些食品加工過程中對目標(biāo)危害物的干預(yù)、阻斷與控制的關(guān)鍵分子機制，從分子層面上科學(xué)地解析典型食品加工過程中食品組分-加工條件-危害程度的相互作用規(guī)律；利用食品平安可重復(fù)利用的食品平安級食品微生物代謝工程操作體系消除氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺等在食品生物制造過程中的積累；對混菌發(fā)酵體系進行操作，在混菌發(fā)酵過程中消除氨基甲酸乙酯、生物胺、亞硝胺的積累；重構(gòu)2-3種平安性較高的典型混菌生物制造過程工藝；圍繞典型加工過程中危害因子分子分型結(jié)構(gòu)信息，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫信息管理系統(tǒng)，建立食品平安敏感性指標(biāo)，構(gòu)建有害物質(zhì)快速鑒定方法；采集檢測數(shù)據(jù)，利用特征抽提、數(shù)據(jù)融合和模式識別理論，提取并集成有效信息，結(jié)合危害因子數(shù)據(jù)深度開掘體系，及時反映食品加工過程中由原料到產(chǎn)品的品質(zhì)變化，對危害因子進行跟蹤，實現(xiàn)智能化監(jiān)測、診斷和預(yù)警；通過反響線路，實現(xiàn)加工全過程的平安控制及產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)化。代謝標(biāo)示物確實定與定量檢測；危害物毒性作用通路-蛋白質(zhì)標(biāo)志物-細(xì)胞代謝產(chǎn)物之間的關(guān)聯(lián)研究，評價其毒作用模式與人的關(guān)聯(lián)性；對于工程有關(guān)數(shù)據(jù)進行集成，研究中國TT21C技術(shù)路線圖；研究危害識別與膳食暴露評估數(shù)據(jù)整合技術(shù)，研究建立風(fēng)險表征技術(shù)；以食品品質(zhì)和有害物為指標(biāo),建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，并開發(fā)系統(tǒng)優(yōu)化軟件包以及食品加工控制技術(shù)；優(yōu)化和建立無/低生物危害物的傳統(tǒng)發(fā)酵食品制造過程關(guān)鍵條件參數(shù)，形成傳統(tǒng)發(fā)酵食品制造新工藝；建立高溫加工食品中美拉德反響伴生危害物控制的制造過程設(shè)計與優(yōu)化策略；構(gòu)建食品加工中油脂雙鍵異構(gòu)化全程防控工藝。獲得耦合式的食品組分-加工方法-危害物關(guān)聯(lián)模型，建立單一和多元危害物生成規(guī)律的動力學(xué)模型，說明以高蛋白質(zhì)、高油脂加工食品為代表的加工過程中危害物的生成及其調(diào)控機制。重構(gòu)2-3種典型發(fā)酵食品平安生產(chǎn)工藝流程；建立2~3種典型食品加工過程危害因子信息系統(tǒng)；建立2~3種有害物質(zhì)快速鑒定和溯源模型；建立典型食品加工過程的多源危害物信息全程監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、食品平安預(yù)警體系；建立快速、靈敏的代謝標(biāo)示物檢測技術(shù)1-3套；建立基于基因、細(xì)胞和蛋白質(zhì)水平代謝網(wǎng)絡(luò)的食品平安組學(xué)毒理分析平臺，獲得5~10個用于評價食品多種毒素復(fù)合效應(yīng)的敏感生物標(biāo)志物；提出中國TT21C技術(shù)路線圖；開發(fā)3~4個系統(tǒng)優(yōu)化軟件包；建立1~2種基于多尺度多傳感數(shù)據(jù)分析以及多變量統(tǒng)計過程診斷的食品加工過程控制技術(shù)；發(fā)表論文1~3篇；完成針對高油食品及油炸食品加工過程中多元危害物全程控制的關(guān)鍵技術(shù)研究，并得到應(yīng)用推廣；設(shè)計與優(yōu)化無氨基甲酸乙酯積累的啤酒等傳統(tǒng)發(fā)酵食品制造流程，并得到應(yīng)用推廣；建立以植物黃酮為核心成分的天然食品添加劑在焙烤食品加工過程中丙烯酰胺阻斷關(guān)鍵技術(shù)3~4項，并形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)；課題總結(jié)驗收，上報工程和課題相關(guān)的科學(xué)數(shù)據(jù)和成果?！?210〕?古代散文?復(fù)習(xí)思考題一、填空題1．甲骨卜辭、和?易經(jīng)?中的卦、爻辭是我國古代散文的萌芽。2．深于比興、，是先秦散文的突出特點。3．??長于描寫外交辭令。4．?國語?的突出特點是長于。5．“兼愛〞、“非攻〞是思想的核心。6．先秦諸子中，善養(yǎng)“浩然之氣〞。7．先秦諸子中，提出了“言不盡意〞、“得意忘言〞的觀點。8．荀子的??是我國最早以“賦〞名篇的作品。9．?鵩鳥賦?是的騷體賦。10．枚乘的??標(biāo)志著散體賦的正式形成。11．“破釜沉舟〞出自??。12．對偶、辭藻、用典和聲律是的主要特征。13．被魯迅譽為“改造文章的祖師〞。14．“文以氣為主〞、“詩賦欲麗〞是提出的著名觀點。15．?大人先生傳?的作者是。16．嵇康的代表作是??。17．西晉作家中，“善為哀誄之文〞。18．?歸去來兮辭?可以說是辭仕歸隱的宣言書。19．?別賦?、?恨賦?的作者是。20．孔稚圭的??以山靈的口吻，挖苦了“身居江海之上，心存魏闕之下〞的假隱士。21．唐代古文運動發(fā)生在時期，是一次提倡散文、的文體改革運動。22．蘇軾稱“文起八代之衰〞。23．?論佛骨表?是的論說文。24．由于唐代的大量創(chuàng)作，寓言才成為一種獨立的文體。25．魯迅稱晚唐是“一塌糊涂的泥塘里的榮耀和鋒芒〞。26．在韓愈“不平那么鳴〞說的根底上提出了“窮而后工〞的觀點。27．歐陽修的??用21個“也〞字置于句尾，既增加了文章的抒情氣氛，又增強了文章的詠嘆情調(diào)。28．既平易自然又委婉曲折，是散文的風(fēng)格。29．“文理自然、姿態(tài)橫生〞是的主張。30．編選了?唐宋八大家文鈔?。31．清代駢文中興，成就最顯著的作家是。32．是晚明小品文的代表作家。33．是桐城派散文的創(chuàng)始人，并首倡“義法〞說。二、解釋題1、春秋筆法2、古文運動