從自然科學基金的角度剖析我國食品科學基礎研究發展現狀與展望

李志蘭

（浙江省自然科學基金委員會，浙江 杭州 310012）

從自然科學基金的角度剖析我國食品科學基礎研究發展現狀與展望

李志蘭

（浙江省自然科學基金委員會，浙江 杭州 310012）

近年來自然科學基金成為我國基礎科學研究的重要資助來源。隨著資助額度和數量的加大，國家和各省/市地方自然科學基金在食品科學基礎研究中發揮著越來越重要的作用。食品工業快速發展對促進我國國民經濟的持續增長具有重要的戰略意義，食品科技的進步為食品工業的技術提升提供了保障。本文通過分析近幾年國家自然科學基金和浙江省自然科學基金在食品科學基礎研究中申請和資助項目情況，了解食品科學基礎研究的資助熱點和研究現狀，并結合目前存在的主要問題和國際食品科學的發展趨勢，初步展望未來發展的方向，旨在為項目申請人和同行專家提供借鑒和參考。

食品；基金；食品科學；項目申請；項目資助

基礎研究既是原始創新的源頭，又是集成創新和引進消化吸收再創新的支撐，當前世界主要國家，都將加強基礎研究作為應對經濟社會快速發展的重要戰略選擇。隨著全球經濟社會格局的持續變革、食品產業科學技術的創新和相關學科之間的交叉融合，食品科學基礎研究也正迎來一個難得的發展機遇期。民以食為天，人們生活水平提高的同時，對食品的要求也越來越高，使得食品科學的作用不斷地擴大和延伸，在國民經濟和社會穩定中發揮著越來越重要的作用［1］。成立于1988年的浙江省自然科學基金委員會持續資助食品科學相關基礎研究，2010年至今4 年累計資助各類自然科學基金項目88 項。2009年，國家自然科學基金委員會生命科學部首次專門設立了食品科學學科，并從2010年開始受理食品科學領域的自然科學基金項目，當年資助項目270 項［2］。隨著近年來對食品科學資助力度的逐漸加大，國家和各省市自然科學基金在食品科學基礎研究中發揮著越來越重要的作用。2014年國家自然科學基金食品科學學科來自全國的申請項目2 100余項，占到生命科學部接收項目總數的9.32%，共資助項目433 項，資助金額超過2.2 億元。同年浙江省自然科學基金食品科學學科來自全省的申請項目91 項，資助項目21 項，資助金額203 萬元。鑒于此，本文結合近年來國家和浙江省自然科學基金食品科學項目申請和資助情況，剖析食品科學的基礎研究現狀，探究未來的主要發展方向，旨在為研究工作者特別是項目申請人和同行評議專家提供一定借鑒和參考，有助于后續自然科學基金的申請與管理工作。

1　食品科學研究與發展現狀

食品科學是應用生物學、化學等基礎科學及工程知識來研究食品的物理、化學及生化性質，以及食品品質劣化原因、加工原理的一門科學。食品科學的進步為食品產業技術提升提供了必要的保障，同時也推進了食品工業的快速、高效發展，以逐漸滿足人們營養與健康的新要求。連續近20 年高速發展的食品工業已經位居中國產業首位，產品產量穩步增長，經濟效益不斷提高。2013年全國規模以上食品工業企業實現主營業務收入首次突破10 萬億元（圖1），同比增長13.9%，增幅比全國工業企業平均水平高出2.7 個百分點，2014年預期達到12 萬億元［3］。食品工業保持的高速穩定增長態勢，在保障人民群眾生活、拉動消費需求增長、穩定經濟社會發展等方面發揮了重要作用。

圖1　近3 年全國食品工業企業主營業務收入統計Fig.1 Main business income statistics for the national food industry enterprises over the last three years

國外的發展經驗告訴我們，現代食品工業發展核心競爭力的提升日益依賴于對前沿核心原始基礎創新成果的掌控，作為食品工業科學基礎和技術支撐的食品科學研究特別是基礎研究就顯得尤為重要，國家和各省市對食品科學基礎研究也越來越重視，加大了科研投入。自然科學基金在食品科學基礎研究中發揮著越來越重要的作用，“十二五”以來，國家和浙江省自然科學基金委員會在食品科學領域的資助項目一直保持著較高的數量。國家自然科學基金委員會2012—2014年與食品科學基礎研究領域相關的資助項目數分別為400、429和433［4］，同期浙江省自然科學基金委員會資助相關項目數分別為24、26和21（表1）。在自然科學基金等項目和資金的資助下，使得我國食品科學基礎研究在實驗室平臺、人才隊伍等方面都取得了顯著進展。實驗室平臺方面，目前擁有1 個國家重點實驗室“食品科學與技術國家重點實驗室”，還有一批省部級重點實驗室“教育部食品營養與安全重點實驗室”、“浙江省食品安全重點實驗室”、“浙江省食品微生物技術重點實驗室”等。人才隊伍方面，我國設有食品類專業的高校200余所，有近400 所高校和科研院所從事食品及相關研究，并已經逐漸形成了一支以中青年人才為主，老中青結合，能基本勝任食品科學基礎研究的技術人才隊伍，其中有中國工程院院士2 人，國家杰出青年科學基金獲得者5 人，以及一批省部級優秀人才。同時也取得了多項食品科學重要成果，特別是在新理論、新方法和新技術方面取得了許多重大突破，迄今獲得了國家科學技術進步或發明獎近20 項，據統計，2013年食品科學領域僅標注國家自然科學基金項目資助論文被美國《科學引文索引》（Science Citation Index，SCI）收錄數達到了847 篇，比2012年提高了28.14%，呈現逐年顯著上升的趨勢。剖析我國食品科學基礎研究與發展現狀，在食品營養與健康、食品貯藏與保鮮、食品精深加工、食品質量與安全等方向均得到了相應發展并取得了長足進步，符合國家中長期科學和技術發展規劃綱要中提及的重點發展領域，已經成為推動食品工業產業發展核心的內在動力，具有重要現實意義［5-6］。

表1　近年來國家和浙江省自然科學基金委員會食品科學基礎研究資助項目統計Table1 Approved projects of basic research in food science funded by National and Zhejiang Provincial Natural Science Foundations of China over the last three years

2　食品科學面臨的挑戰

近年來，食品科學圍繞國家戰略發展需求，依托國家和地方自然科學基金項目等資助，取得了一定的科技進步和基礎理論創新成果，但是相對于目前社會經濟的發展水平，我國食品科學仍然是一個年輕的學科，基礎研究相對薄弱，仍存在著許多亟待解決的問題和挑戰［7-8］。從自然科學基金資助的結構和組成來看，國家和浙江省自然科學基金主要集中在自由探索的面上項目和青年人才基金，對重點項目的支持還十分有限，如2013年資助數量分別為2 項和0 項，2014年略有增長，分別為3 項和2 項（圖2），由此可見曾資助的重點項目的數量與食品工業發展的現狀和食品科學基礎研究的規模不相協調。與其他學科比較分析，食品科學體系建設還不夠完善，許多基礎研究仍比較膚淺，缺乏圍繞相對統一的關鍵科學問題開展系統和持之以恒的深入研究，針對大的基礎科學問題開展的聯合研究較少。如食品營養學雖然在某些領域已經達到或者接近國際先進水平，但是總體水平不高，基金申請項目獲得同行專家的認同度和資助率均較低，而且從申請項目的研究內容來分析，研究多集中在食品中生物活性物質的提取和簡單的活性分析階段，大部分研究還處于跟蹤國外研究的階段，缺乏必要的學術思想創新性和研究深度［9-10］。再如食品檢驗科學中許多研究僅僅停留在檢測技術的應用研發上，而且時常出現同一種技術在不同對象上的重復比較應用，同樣缺乏系統性和研究深度，與食品科學基礎研究的要求不符。

圖2　近年來國家和浙江省自然科學基金委員會食品科學基礎研究資助重點項目統計Fig.2 Approved key program projects of basic research in food science funded by National and Zhejiang Provincial Natural Science Foundations of China over the last three years

高素質、高能力的科研隊伍是開展技術創新、產業提升的基本保障和重要基礎，食品科學也不例外［11］。目前我國在食品科學領域的人才隊伍建設雖已經初具規模，從事食品科技研究的人數達到了5萬余人，但是優秀學術帶頭人和學術骨干力量仍很薄弱，缺乏大師級和國際高知名度的科學家以及引領國際前沿的高素質研究創新團隊，尤其是從事食品科學基礎研究的人才更加匱乏，各個層次的人才隊伍現狀與食品科學的重要性和食品工業目前的地位極不相稱。此外，面對日益增強的全球經濟和科技一體化趨勢，我國食品科學的國際影響力和學術地位雖然得到了一定的提升，但是食品科學領域的學者與國際組織和國外大學相關同行的交流還不夠，仍缺少在國際舞臺的競爭力。

3　食品科學的發展趨勢

作為一門交叉學科，食品科學融合了生物學、化學、物理學、營養學、微生物學、農學等學科的理論和方法，研究包括了從食品原料的生產、處理、加工、運輸到銷售和最終消費等各個方面，這也符合作為覆蓋從農田到餐桌全產業鏈的食品工業產業的特點［12］。根據國家自然科學基金委員會對于食品科學學科最早的申請代碼設置，食品科學基礎研究包括食品科學基礎、食品加工學基礎和食品加工技術，分別對應于申請代碼C2001、C2002和C2003［13］。隨著國際科技發展及各學科交叉融合，食品科學體系逐漸完善，結構劃分越來越細致，我國食品科學基礎研究目前也逐漸形成了食品原料學、食品生物化學、食品發酵與釀造學、食品營養學、食品加工學、食品貯運保鮮學和食品安全學等分支方向，分別對應于國家自然科學基金項目相應的申請代碼（C2001～C2007）。展望今后相當長一段時期，食品科學基礎研究仍將繼續呈現持續快速的增長態勢。

剖析國際食品科學的發展趨勢，概括起來有五個方面：一是研究更加趨向于多種基礎學科和新興技術的交叉融合，如食品原料改善與加工過程中現代納米技術、生物技術、數學與計算機技術以及材料科學等的引入［14-17］。以納米技術在食品中的應用與基礎研究為例，涉及納米包裝材料、納米食品加工以及納米檢測技術等諸多方面，每一個方向結合自身的特點，通過機制探究和共性關鍵科學問題的研究，不斷提升納米技術和食品科學的交融，以基礎研究促進實踐應用的發展，取得了較好的成績［18-20］。二是食品安全對社會經濟發展的影響不斷擴大，消費者對食品安全問題也日益關注，相關研究已經成為全球的共識，涉及風險評估、安全檢測與評價、過程控制、溯源預警以及各自的相應支撐理論研究［21-22］。以風險評估為例，作為一種對科學信息及其不確定信息進行組織和系統研究的一種方法，用以回答有關健康因素危險性的具體問題，這也是既食品鏈中廣泛引入食品衛生質量管理體系與管理制度和在食品企業推廣應用危害分析與關鍵控制點質量保證體系后的第三次食品安全管理高潮，通過對危害識別、危害特性描述、暴露評估以及風險特征描述等的相關理論和方法研究，為食品安全監督和預警體系建立奠定必要的基礎［23］。三是食品組分之間結構功能與互作特性的深入整體研究成為食品全產業鏈中的重要內容，這有助于深入探究蛋白質、脂肪等單一物質在食品這樣一個復雜體系內的變化，從而為相應的控制方法和理論提供基礎支撐［24-25］。以蛋白質為例，傳統的研究關注于蛋白質自身的結構特性解析和功能分析研究，但是眾所周知，蛋白質進入消化道，通過微生物和酶的作用轉變為其他物質，涉及到蛋白質與其他物質之間的復雜互作，這一方向的深入探究對于了解和探究消化與吸收的代謝機制，進一步充實和完善營養生物學理論以確保人類健康具有重要的意義。四是食品原料特性的研究及其貯藏保鮮理論的豐富逐漸成為食品科學基礎的熱點，從食品原料本身的表觀品質變化研究轉化為品質的形成機制解析，減少食品損耗。發達國家非常重視農產品保鮮加工業，70%農業總投資用于農產品采后保鮮與貯藏，以保證農產品附加值的實現和資源的充分利用［26-27］。據統計，我國目前由于貯藏保鮮過程引起的食物損失比例平均約為20%，如何通過理論支撐開發新的手段和技術，減少這部分食物的浪費同樣具有重要現實意義。五是借助于細胞和小鼠、大鼠、斑馬魚等動物模型，包括功能食品、強化食品、保健食品等在內的食品營養學基礎研究已成為食品科學的重要分支，旨在提高人們的健康水平［28-29］。以生物活性物質和營養素為例，隨著技術和方法的進步，已經深入到分子營養學水平，研究這些物質對基因和蛋白質表達的調控作用及調控機制，研究這些物質與基因、蛋白質等大分子之間的互作以及與機體自身營養代謝的關系，最終通過基礎理論和應用基礎理論研究的突破促進該領域和方向的發展［30］。

立足國家和食品工業產業對食品科學的重大戰略需求，結合國際食品科學的發展趨勢和我國目前研究現狀，優先支持具有重大科學意義和價值的基礎研究，充分利用現有的已取得的理論和技術成就，融合生物技術、納米技術、信息學和工程學等，逐漸形成可以為食品全產業鏈提供科學基礎的食品科學體系，促進食品工業整體科技水平進入世界前列。從自然科學基金的角度出發，食品科學在科學研究方法和思想上需要進一步加強學科交叉、需要妥善處理國際前沿趨勢與本土需求特色、需要科學對待研究熱點和冷門，今后將重點圍繞食品加工過程中的生物學基礎，貯藏與保鮮相關機制以及食品加工過程中有害物質的產生、遷移及其控制等開展相關基礎研究，優先發展的基礎研究方向和趨勢建議主要包括食品加工過程中組分結構變化及相互作用的分子機制研究；食品貯運中的品質生物學及對外源因子的應答機制研究；動物源性食品的保鮮（保活）生理生化機制研究；食品組分變化機制及其對食品安全性和人體健康的影響規律研究；食品組分變化調控策略及食品加工全程優化與控制技術研究；食品組分分離相關基礎研究及食品功能分析；食品的品質形成與調控機制研究以及食品及其加工過程中污染物檢測技術和其毒害機制相關基礎研究等。此外，針對食品、營養與健康之間的關系、食品包裝的潛在安全性問題及其依托基礎理論開展交叉研究，促進學科之間的交叉和優勢互補。

食品科學在世界上特別是美國、加拿大、日本等發達國家整個學科門類中占據著較高的學術地位，也是國民經濟的重要組成部分，同樣，發展食品科學對我國食品全產業鏈體系構建及價值鏈提升具有重要的意義。當然，食品科學的發展是一項系統工程，特別是所依托的我國食品工業產業目前仍面臨著復雜多變的戰略環境，未來食品科學將有著新的更大挑戰，但同時也具有更大的發展機遇。這就要求我們在國家和各省市自然科學基金的資助下，主動推進食品科學自身的縱深拓展，積極協調食品科學發展前沿與社會經濟發展需求之間的問題，努力避免食品科學基礎研究帶給人們的“無關鍵基礎問題”和“無重大科學問題”等感覺，最終實現我國食品科學基礎研究體系的全面快速發展。

［1］ 國家自然科學基金委員會， 中國科學院. 未來10年中國學科發展戰略： 農業科學［M］. 北京： 科學出版社， 2012： 265-295.

［2］ 楊新泉， 江正強， 楊震峰， 等. 2010年度食品科學學科國家自然科學基金項目申請和資助情況分析［J］. 食品科學， 2010， 31（17）： 1-9.

［3］ 賈敬敦， 蔣丹平， 陳昆松. 食品產業科技創新發展戰略［M］. 北京： 化學工業出版社， 2013： 1-32.

［4］ 楊新泉， 彭喜春， 陳兆波， 等. 2011年度食品科學學科國家自然科學基金項目申請和資助情況分析［J］. 食品科學， 2011， 32（23）： 1-14.

［5］ 國家自然科學基金委員會. 2013年度國家自然科學基金項目指南［M］.北京： 科學出版社， 2013： 28-29.

［6］ 國家自然科學基金委員會. 2014年度國家自然科學基金項目指南［M］.北京： 科學出版社， 2014： 28.

［7］ 楊新泉， 曹小紅， 江正強， 等. 加強國家自然科學基金對我國食品科學基礎研究的資助［J］. 中國科學基金， 2010， 24（3）： 154-158.

［8］ 孫寶國， 曹雁平， 李健， 等. 食品科學研究前沿動態［J］. 食品科學技術學報， 2014， 32（2）： 1-11.

［9］ 楊新泉， 呂淑梅， 彭喜春， 等. 從基金申請和資助情況分析我國食品營養學基礎研究發展狀況［J］. 中國食品學報， 2012， 12（1）： 1-9.

［10］ 高瑞昌， 謝建華， 任紅艷， 等. 我國食品加工學領域基礎研究現狀和發展趨勢［J］. 中國食品學報， 2013， 13（12）： 1-11.

［11］ 王維堅， 張一， 余平. 食品科學與工程專業人才培養方案的研究與實踐［J］. 吉林工商學院學報， 2012， 28（2）： 113-115.

［12］ AMSEL L， HIRSCH L. Food science and security［M］. New York：Nova Science Publishers Inc， 2009： 1-25.

［13］ 國家自然科學基金委員會. 2010年度國家自然科學基金項目指南［M］.北京： 科學出版社， 2010： 28.

［14］ 陳丹丹， 辛嘉英， 張蘭軒， 等. 納米金在食品安全檢測中的應用［J］.食品科學， 2014， 35（7）： 247-251.

［15］ NEETHIRAJAN S， JAYAS D S. Nanotechnology for the food and bioprocessing industries［J］. Food and Bioprocess Technology， 2011，4（1）: 39-47.

［16］ VERZEGNASSI L， CHASTELLAIN F. Safety of food and beverages: promotional material［J］. Encyclopedia of Food Safety， 2014， 3（3）: 402-412.

［17］ AGHBASHLO M， HOSSEINPOUR S， GHASEMI-VARNAMKHASTI M. Computer vision technology for real-time food quality assurance during drying process［J］. Trends in Food Science & Technology， 2014，39（1）: 76-84.

［18］ MORRIS V J. Food technologies: nanotechnology and food safety［J］. Encyclopedia of Food Safety， 2014， 3（2）: 208-210.

［19］ TAKEUCHI M T， KOJIMA M， LUETZOW M. State of the art on the initiatives and activities relevant to risk assessment and risk management of nanotechnologies in the food and agriculture sectors［J］. Food Research International， 2014， 64（1）: 976-981.

［20］ CUSHEN M， KERRY J， MORRIS M， et al. Nanotechnologies in the food industry-recent developments， risks and regulation［J］. Trends in Food Science & Technology， 2012， 24（1）: 30-46.

［21］ SOARES K， GARC?A-D?EZ J， ESTEVES A， et al. Evaluation of food safety training on hygienic conditions in food establishments［J］. Food Control， 2013， 34（2）: 613-618.

［22］ WHITING R C. What risk assessments can tell us about setting criteria［J］. Food Control， 2011， 22（9）: 1525-1528.

［23］ CREVEL R W R， BAUMERT J L， BAKA A， et al. Development and evolution of risk assessment for food allergens［J］. Food and Chemical Toxicology， 2014， 67（1）: 262-276.

［24］ LAPARRA J M， SANZ Y. Interactions of gut microbiota with functional food components and nutraceuticals［J］. Pharmacological Research， 2010， 61（3）: 219-225.

［25］ LV Chenyan， BAI Yufei， YANG Senpei， et al. NADH induces iron release from pea seed ferritin: a model for interaction between coenzyme and protein components in foodstuffs［J］. Food Chemistry，2013， 141（4）: 3851-3858.

［26］ HELDMAN D R. Food preservation process design［M］. New York: Springer US， 2011: 685-689.

［27］ KAALE L D， EIKEVIK T M. The development of ice crystals in food products during the super-chilling process and following storage， a review［J］. Trends in Food Science & Technology， 2014，39（2）: 91-103.

［28］ YANG Gui， GENG Xiaorui， SONG Jiangping， et al. Insulin-like growth factor 2 enhances regulatory T-cell functions and suppresses food allergy in an experimental model［J］. Journal of Allergy and Clinical Immunology， 2014， 133（6）: 1702-1708.

［29］ VICKERS S P， CLIFTON P G. Animal models to explore the effects of CNS drugs on food intake and energy expenditure［J］. Neuropharmacology， 2012， 63（1）: 124-131.

［30］ BOUCHARD C， ORDOVAS J M. Fundamentals of nutrigenetics and nutrigenomics［J］. Progress in Molecular Biology and Translational Science， 2012， 108（1）: 1-15.

Present Situation and Future Development of Basic Research in Food Science from the View of Natural Science Funding

LI Zhilan
（Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China， Hangzhou 310012， China）

The Natural Science Foundation has been the important funding source for basic science studies in China. With increases in the amount of funding awarded and the number of funded projects， the National and Provincial Natural Science Foundations of China play increasingly important roles in the basic research in food science. The rapid development of the food industry has emphasized the important strategic significance of promoting the sustained growth of our national economy. It has been proved that the progress in food science is the technical guarantee to upgrade the food industry. In view of this， the applications and approved projects in food science are discussed based on the national and Zhejiang provincial statistical data in the last three years. The main approval fields and current situations of basic research in food science are also presented in the present review. In addition， the corresponding future research areas are discussed deeply with respect to the present main problems and the international development trends in the field of food science. This article can provide necessary

for researcher project applicants and peer-review experts.

food； foundation； food science； project application； project approval

TS20

A

1002-6630（2015）03-0285-04

10.7506/spkx1002-6630-201503053

2014-12-17

李志蘭（1978—），女，副研究員，博士，研究方向為科技管理。E-mail：zhilanli@zjinfo.gov.cn