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食品工程仿生学及其研究框架(4)
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摘要:5)模拟肝脏解毒,进行食品有害物降解技术的仿生设计。 肝脏对来自体内和体外的许多非营养性物质如各种药物、 毒物以及体内某些代谢产物,具有生物
5)模拟肝脏解毒,进行食品有害物降解技术的仿生设计。 肝脏对来自体内和体外的许多非营养性物质如各种药物、 毒物以及体内某些代谢产物,具有生物转化作用。通过新陈代谢将它们彻底分解或以原形排出体外,这种作用也被称作“解毒功能”。因此,对于肝脏解毒的模拟,有可能会形成食品有害物降解技术的创新设计。
6)模拟肠道儒动,进行食品成型技术的仿生设计。羊粪的大小与形状如此一致,牛粪的造型精致至极, 而其在如此短的结肠中实现如此复杂的均衡分割、精致成型、完美包衣,是目前食品工业和制药工业遥不可及之事, 应当对食品成型技术的创新有启迪作用。
7)模拟生物机构, 进行食品机械的仿生设计。 许多昆虫动物, 由于其结构独特的非光滑表面,呈现出非常好的自洁特性。 在农业机械中,有学者为了减小潮湿土壤对犁铧造成的吸附阻力,模拟昆虫的非光滑表面, 设计出一系列减粘脱附新技术[8]。在食品装备或者厨房器具设计中也可以产生更多新的设计思想。
8)模拟生物材料构成, 进行食品机械材料的仿生设计。例如,模拟胃黏膜(液)抗盐酸及消化液其它成分腐蚀的机理,进行防腐材料的开发;模拟荷叶的表面结构, 进行食品装备内壁自洁涂层的设计。
9)模拟神经元, 进行食品制造过程智能控制技术的仿生设计。 研究神经元对营养成分的合成、加工与吸收等过程的识别、判断、控制技术,建立新的算法,设计更为精巧的控制系统,对于加速食品智能制造产业的发展有很好的价值。
10)食品和食品原料的模拟合成研究[23,33]。所有生物都直接或间接地从光合作用中获得能量和养料。 仿生学的发展对人工模拟这个过程合成食物资源有很大的意义。 另外,海味食品、甜味剂等的模拟合成已逐渐得到重视。
6 结论与展望
“食品工程仿生学”的建立是生命科学以新的视角支撑工程技术发展的又一范例, 对食品工业的创新与发展会产生深远的、变革性的影响,同时也会使人们对生命活动产生新的认识。 由于这是一个别开生面的新课题,其内涵极其丰富,笔者谨希望此文对于该学科的形成与发展起到一个抛砖引玉的作用。
在人才培养上,作为一个交叉学科,针对研究生开设“食品工程仿生学”课程或者专题讲座,培养研究生利用生命科学的研究成果、 仿生学的研究思路,进行食品工程技术创新的意识和能力。
在科学研究上, 需要强化食品工程仿生学研究的试验平台建设, 支撑开展食物消化、 养分吸收、口腔加工、感官评判、肝脏解毒、神经元、运动机构、 生物材料等生命活动及其系统构成模拟的研究工作,促进食品工程的技术创新。
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文章来源:《生命科学仪器》 网址: http://www.smkxyq.cn/qikandaodu/2021/0112/390.html