内容简介
食品科学可以模拟的生命活动及其系统包括品质感知、食物消化、养分吸收、生物合成、生物材料、生物机构和神经系统七个方面。基于现有文献资料和作者的科研工作，本书分七章对相关内容的国内外研究进展进行了归纳整理与分析论述，分别包括：①食品品质仿生评价，主要是对人体味觉、嗅觉、触觉、视觉的模拟学习；②食品仿生预加工，主要是对人体利用口腔加工食物的模拟学习；③食品仿生分解，主要是对人体胃肠消化功能的模拟学习；④食品仿生分离，主要是对人体胃肠吸收功能的模拟学习；⑤食品仿生合成，主要是对动物体关于肉蛋奶等动物性食品合成功能的模拟学习；⑥食品仿生成型，主要是对人体利用手进行食品造型、反刍动物利用大肠进行粪便成型功能的模拟学习；⑦食品装备与材料的仿生设计，主要是对动植物体降阻自洁材料和人体物件抓取结构的模拟。
目录
第一章 绪论
第一节 食品工程仿生学的提出及其基本特征
一、生物的启示
二、食品工程仿生学的提出
三、食品工程仿生学的学科基础与基本性质
第二节 食品工程仿生学的研究方法与研究内容
一、食品工程仿生学的研究方法
二、食品工程仿生学的研究内容
参考文献
第二章 食品品质仿生评价技术
第一节 概述
一、食品品质评价的基本方法
二、人体感觉功能的特征
第二节 食品味道的仿生评价技术
一、味觉
二、模拟味觉的仿生设计
三、多通道、多功能电子舌
四、味觉模拟的障碍
第三节 食品气味的仿生评价技术
一、嗅觉
二、模拟嗅觉的仿生设计
第四节 食品质地的仿生评价技术
一、牙齿对食物的咀嚼
二、对口腔咀嚼加工的仿生设计
三、对食品质地评价仿生设计的思考
参考文献
第三章 食品仿生预加工技术
第一节 人体对食物预加工的过程
一、食物的口腔咀嚼加工过程
二、食物的口腔酶解加工过程
第二节 食物的仿生预加工技术
一、对食物咀嚼碎化过程的仿生设计
二、溶菌酶及其在现代食品工业中的应用
三、唾液淀粉酶及其在现代食品工业中的应用
四、食物预分解的仿生设计
参考文献
第四章 食品仿生分解技术
第一节 动植物对食物的消化分解过程
一、人体的消化系统
二、反刍动物的消化系统
三、白蚁的消化系统
四、食虫植物的消化系统
第二节 人工消化系统的仿生设计
一、动态单室模型的仿生设计
二、动态双室模型的仿生设计
三、动态多室模型的仿生设计
四、反应器及其系统的仿生设计
参考文献
第五章 食品仿生分离技术
第一节 动植物对小分子成分的吸收富集过程
一、肠道对营养成分的吸收过程
二、海带对碘的吸收机制
第二节 食品膜分离过程的仿生设计
一、对肠道正向冲洗自洁功能的仿生设计
二、对肠道反向清洗自洁功能的仿生设计
参考文献
第六章 食品仿生合成技术
第一节 概述
第二节 细胞培养肉
一、细胞培养肉的研究概况
二、细胞培养肉制备的关键技术环节
三、细胞培养肉制备的难点与发展方向
第三节 淀粉的仿生合成
二、ASAP的主要瓶颈
三、由CO2经ASAP合成淀?
参考文献
第七章 食品仿生成型技术
第一节 食品的手工造型和动物粪便的自然成型
一、食品的手工造型
二、动物粪便的自然成型
第二节 食品仿生成型技术
一、厨房食品的机器仿生成型技术
二、各向异性食材的仿生成型技术
参考文献
第八章 食品装备与材料的仿生设计
第一节 概述
第二节 生物体的降阻自洁特性
一、土壤动物体表的减黏、脱附、降阻功能
二、植物表面的脱附自洁功能
第三节 动物体的抓取机构
第四节 食品装备的降阻自洁仿生设计
一、仿生不粘炊具的设计
二、多级针状锥形阵列超疏水表面的仿生设计
第五节 软体机器手的仿生设计
一、国内外研究进展
二、软体机器手的驱动方式
三、柔性手指模块的结构
四、软体机器手的几种常见型号
五、软体机器手的控制系统
第六节 柔喙的仿生设计
一、柔喙头
二、柔喙套件
参考文献
前言/序言
仿生学早已在航空航海、机械制造、生物医学、材料科学等行业的技术创新中得到广泛应用。其实，生命体经过漫长的进化，已经形成了一套极其完善的利用食材制造生物体所需营养素的技术，许多生命活动与现有的食品工业有着异曲同工的效果。近年来，全世界范围内不少科学家开始将仿生学原理应用于食品质量的感官评价、食品原料的生物分解、营养成分的生物合成等。因此，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，代表着未来食品制造业重要的发展趋势。
为了引导人们更为系统、更有目的地研究生命活动，模拟生命过程，创新食品制造技术，该书作者首次提出建立“食品工程仿生学”的建议。学科交叉是科技创新不竭的动力，“食品工程仿生学”就是食品工程与仿生学交叉的产物。本书作者从三个方面概括了“食品工程仿生学”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，重新认识生命现象，重新研究生命活动，尤其是那些从未被触及但与某些食品制造单元密切相关的生命活动；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，开拓全新的仿生研究项目，推动食品制造的原始创新。未来拟开展的主要研究内容包括：模拟口腔加工、食物消化、养分吸收、感官评判、肝脏解毒等生命活动，神经元、运动机构、生物材料等生命系统构成，开展食品预加工、分解、分离、品质评价、有害物降解等关键技术的仿生设计，以及智能控制、食品机械、食品机械材料等硬件系统的仿生设计。
该书第一次系统地论述了“食品工程仿生学”的学术思想，定义了其基本特征，构建了组成框架和研究方法，梳理出主要研究内容。“食品工程仿生学”建立的初衷在于我们从自然界能够学到什么，能否找到推进食品产业更加符合高效、安全、节能、低碳发展趋势的“金钥匙”，但其更大的意义可能在于它会启发生命学家重新审视已有的关于生命活动的研究成果，引发其对未被关注但对食品制?有重要价值的生命活动的研究兴趣。
中国工程院院士 陈坚
2023年10月
