李兆豐，劉炎峻，徐勇將，王 靜，陳 堅，劉元法,5,*

（1.江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122；2.江南大學 糧食發(fā)酵與食品生物制造國家工程研究中心，江蘇 無錫 214122；3.北京工商大學食品與健康學院，北京 100048；4.江南大學未來食品科學中心，江蘇 無錫 214122；5.白馬未來食品研究院，江蘇 南京 211225）

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術的不斷突破和廣泛應用，全球正在經(jīng)歷一場顛覆性的數(shù)字革命，改變著人類生產(chǎn)生活方式、各國經(jīng)濟社會發(fā)展、全球治理體系和人類文明進程。數(shù)字化經(jīng)濟已經(jīng)是事關國家發(fā)展大局的戰(zhàn)略選擇。目前，美國2020年數(shù)字經(jīng)濟已達到13.6萬億 美元，數(shù)字化轉(zhuǎn)型布局起步較早，其數(shù)字經(jīng)濟在國內(nèi)經(jīng)濟中占據(jù)主導地位，約占GDP的60%以上。而中國數(shù)字經(jīng)濟雖然發(fā)展迅速（2020年數(shù)字經(jīng)濟增速9.6%），但數(shù)字經(jīng)濟以5.4萬億 美元的規(guī)模位居第二，數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模占中國國內(nèi)生產(chǎn)總值比重約40%，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型亟待穩(wěn)步推進。

食品行業(yè)作為國民經(jīng)濟重要支柱產(chǎn)業(yè)和保障民生的基礎產(chǎn)業(yè)，其中數(shù)字化食品也已經(jīng)成為其未來發(fā)展模式的必要趨勢。我國的食品產(chǎn)業(yè)也進入高質(zhì)量發(fā)展階段，食品消費正由生存型消費向健康型、享受型消費轉(zhuǎn)變，由吃飽、吃好向保障食品安全、健康、滿足食品消費多樣化轉(zhuǎn)變，成為目前食品行業(yè)相關工作者的首要任務。目前，中國的數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)主要體現(xiàn)在食品制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級與現(xiàn)代食品安全檢測方面。其中，食品個性化設計也在逐步數(shù)字化。例如，食品領域的3D打印技術作為一種新興的食品加工技術，集成了數(shù)字化和食品加工等多種技術，具有節(jié)約原料成本、產(chǎn)品造型豐富和個性化營養(yǎng)定制等獨特優(yōu)點，可以根據(jù)配方和營養(yǎng)成分的不同，對食品組分進行優(yōu)化以制造出可滿足不同人群需求的健康食品等。隨著工業(yè)4.0的推動，涉及飲料、乳制品等領域的食品制造業(yè)已經(jīng)逐步開始智能數(shù)字化，食品生產(chǎn)自動化及智能化成為企業(yè)控制運營成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量、確保產(chǎn)品安全以及靈活地適應消費多樣化需求等的重要技術手段之一，但是數(shù)字化程度僅僅局限于部分關鍵鏈條。此外，目前已有多個食品專業(yè)機構(gòu)發(fā)起并建立了基于大數(shù)據(jù)分析的食品安全信息平臺，作為推進大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術在食品安全監(jiān)管領域的信息化平臺，如何實現(xiàn)最大程度的數(shù)字化和數(shù)據(jù)公開化，實施智慧監(jiān)管，逐步實現(xiàn)食品安全數(shù)字化監(jiān)管和安全信息的數(shù)據(jù)流共享，也是食品行業(yè)正在穩(wěn)步推進的方向之一。除食品制造和食品監(jiān)管之外，食品營銷、食品供應等多數(shù)食品領域中的數(shù)字化食品均已在穩(wěn)步發(fā)展。例如，食品企業(yè)通過在線食品選擇、套餐配搭、食品配送應用程序來用于零售服務和飲食干預，并根據(jù)個人需求進行個性化需求設計。這種數(shù)字化食品零售服務通過擴大對消費者的食品供應，進一步影響飲食習慣并調(diào)整商業(yè)模式。

盡管數(shù)字化食品的發(fā)展已經(jīng)成為食品行業(yè)的發(fā)展趨勢，但是數(shù)字化食品的發(fā)展也面臨著新機遇與挑戰(zhàn)。因此，本文綜述了數(shù)字化食品在食品領域的研究進展與關鍵技術，并展望了其在食品行業(yè)的未來發(fā)展趨勢。加速數(shù)字化食品成為未來食品的重要工業(yè)制造與發(fā)展模式，推進食品產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，將對食品行業(yè)所有部門的發(fā)展升級產(chǎn)生越來越大的影響，也將重新塑造食品行業(yè)的核心競爭力。

1 數(shù)字化食品概念與內(nèi)涵

1.1 數(shù)字化食品概念

數(shù)字化食品是順應時代發(fā)展基于推進數(shù)字化進程所產(chǎn)生出來的一種產(chǎn)品類型，是數(shù)字轉(zhuǎn)型的產(chǎn)物，反映了消費者對便利服務的持續(xù)需求。數(shù)字化的特點是以數(shù)字信號的方式關聯(lián)、使用，或存儲數(shù)據(jù)或信息。數(shù)字化食品目前被認為是利用人工智能等數(shù)字化技術，通過人類營養(yǎng)健康需要、食品原料物性等數(shù)據(jù)化，借助食品生物合成、食品重組、增材制造、智能化加工、智慧化包裝等食品加工相關技術產(chǎn)生，具備精準或定制化制造和供給的典型特征。數(shù)字化食品的產(chǎn)業(yè)模式是以數(shù)字知識和信息為關鍵生產(chǎn)要素，以數(shù)字技術為核心驅(qū)動力，以現(xiàn)代信息平臺為重要載體，通過數(shù)字技術與實體食品企業(yè)的深度融合來升級革新整個食品產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展模式。

1.2 數(shù)字化食品特征

數(shù)字化食品已經(jīng)被認為是食品產(chǎn)業(yè)主體、消費、產(chǎn)業(yè)監(jiān)管通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型來相互融合的新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)。數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目的，正是為了通過對食品生產(chǎn)/加工/監(jiān)管/消費全鏈條的數(shù)據(jù)流進行有效利用和整合分析，基于開放的數(shù)據(jù)生態(tài)體系，使得食品產(chǎn)業(yè)的數(shù)字價值充分釋放，來最大限度地滿足消費者需求和食品行業(yè)標準。數(shù)字化食品以原料來源、消費者愛好與個性需求、食品檢測等全方位收集與整合的大數(shù)據(jù)為核心，通過食品數(shù)據(jù)資源的有效利用以及開放的數(shù)據(jù)生態(tài)體系使得數(shù)字價值充分釋放，來驅(qū)動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級和新食品業(yè)態(tài)的培育發(fā)展。因此，數(shù)字化食品的發(fā)展依賴于推動數(shù)字化發(fā)展的幾項關鍵技術，例如物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈技術、人工智能、大數(shù)據(jù)及云計算等技術，同時也是食品企業(yè)、食品消費/物流/監(jiān)管系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。

與其他物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的是，數(shù)字化食品的生產(chǎn)有額外的具體需求。由于原材料的可變性，加工-生產(chǎn)-運輸過程中都必須考慮食品的化學、物理或生物特性；而由于食物攝入的營養(yǎng)性與安全性，食品生產(chǎn)過程中同樣必須考慮到消費者的健康需求，這些足以使食品行業(yè)在產(chǎn)品設計開發(fā)、加工制造、儲運流通過程中的每項決策發(fā)生改變或改進（圖1）。

圖1 數(shù)字化食品的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及其技術基礎Fig.1 Industrial structure and technical basis of digital foods

中國食品領域目前存在很多不足，特別是企業(yè)所提供的產(chǎn)品和服務不能有效滿足消費者需求（如健康需求）、產(chǎn)品形式單一、健康食品產(chǎn)業(yè)亂象、產(chǎn)能與有效供給的不對稱、食品安全頻發(fā)等等。對此，數(shù)字化食品的轉(zhuǎn)型是食品行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑。研究證明，某些傳統(tǒng)食品產(chǎn)業(yè)通過實施智能制造試點示范項目，建設具有較高水平的數(shù)字化車間，生產(chǎn)效率平均提升37.6%、能源利用率平均提升16.1%、運營成本平均降低21.2%、產(chǎn)品研制周期平均縮短30.8%、產(chǎn)品不良率平均降低25.6%。根據(jù)2017年世界經(jīng)濟論壇的數(shù)據(jù)，數(shù)字化食品的物流數(shù)字化轉(zhuǎn)型使物流服務業(yè)成本降低34.2%、營收增加33.6%，通過物流網(wǎng)、5G等技術能提升供應鏈透明化程度，減少腐爛變質(zhì)，擴大運輸半徑，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)果蔬、畜禽、水產(chǎn)等生鮮食品和食材原料供給，確保整個冷鏈物流的可控、可防、可追溯。此外，值得注意的是，由于不健康的飲食導致全世界每年高達五分之一的人類過早死亡。這些不健康的飲食攝入很大程度上取決于食品產(chǎn)品設計、生產(chǎn)和運輸過程中產(chǎn)生的安全和健康問題。《健康中國2030規(guī)劃綱要》指出，“全面推進健康中國建設，堅持預防為主的方針，深入實施健康中國行動，完善國民健康促進政策”。數(shù)字化食品的個性化特征可以有效推進食品的健康化進程，其數(shù)字化特征可以完整監(jiān)控食品安全問題，從而改善國家公民身體素質(zhì)。因此，數(shù)字化食品的轉(zhuǎn)型將是轉(zhuǎn)變我國食品行業(yè)發(fā)展方式、推動食品行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和保障人民健康的重要途徑。

2 數(shù)字化食品的技術基礎

數(shù)字化食品的產(chǎn)生中，信息化技術能夠為數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術、產(chǎn)品、服務等方面的支持。此外，基于上述大數(shù)據(jù)管理和分析的數(shù)字化食品的加工技術，例如食品合成生物學、食品重組科學、增材制造、智能化加工包裝等技術，在信息化技術高速發(fā)展的趨勢下，在食品工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的驅(qū)動作用。

2.1 數(shù)字化食品的信息化技術

新一代信息技術作為國家確立的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，主要包括下一代通信網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、新型平板顯示、高性能集成電路和以云計算為代表的高端軟件。目前，第五代移動通信技術（5G）、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興信息技術正在全球范圍內(nèi)引發(fā)新一輪科技革命。目前最新的5G具有高速率、低延時和大連接的特點，為數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)提供了更快的數(shù)據(jù)傳輸能力。云計算技術的成熟為后端透明化的超大規(guī)模數(shù)據(jù)處理提供了基礎設施。大數(shù)據(jù)、深度學習技術的出現(xiàn)加速了人工智能的跨越式發(fā)展。信息化技術在數(shù)字化食品領域的不斷應用與融合正在加速食品行業(yè)技術的積累和擴散，通過食品供應鏈體系使各方能夠捕捉、追蹤、共享數(shù)據(jù)，為食品產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化發(fā)展提供堅實基礎，推動食品產(chǎn)業(yè)向智慧化轉(zhuǎn)型升級。隨著新一代信息技術深入應用于食品領域，數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)將擁有更大的技術創(chuàng)新和應用空間，主要體現(xiàn)在：創(chuàng)新信息服務模式，推動產(chǎn)品供需平衡；推進全供應鏈信息管理，支持食品加工智能化；開展智能信息分析，提升精準營養(yǎng)制造能力。

2.1.1 大數(shù)據(jù)與智能化

大數(shù)據(jù)是指來源眾多、類型多樣、大而復雜、具有潛在價值但難以在期望時間內(nèi)處理和分析的數(shù)據(jù)集。作為數(shù)字化時代的新型戰(zhàn)略資源，大數(shù)據(jù)正在改變著食品工業(yè)的加工和生產(chǎn)方式，而食品組學和營養(yǎng)組學技術的發(fā)展為數(shù)字化食品提供了收集更多數(shù)據(jù)的能力。其中食品組學是一種綜合性的分析手段，涵蓋了食品及營養(yǎng)相關的所有研究領域及其使用的研究工具，特別是基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學和代謝組學等。隨著科學技術的飛速發(fā)展，食品組學研究邁入新時代，能夠用于研究和收集食品制造全過程的質(zhì)量、安全、營養(yǎng)數(shù)據(jù)，如食品物性數(shù)據(jù)、營養(yǎng)體征數(shù)據(jù)等，為食品生產(chǎn)的數(shù)字化奠定技術基礎。

基于多組學技術提供的大數(shù)據(jù)分析，食品供應鏈智能化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設也能為數(shù)字化食品提供更多精準信息。應用集成數(shù)據(jù)方法和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可以提高食品系統(tǒng)的資源使用效率，包括食品加工、安全、質(zhì)量控制和進行系統(tǒng)檢測等。在此基礎上進行系統(tǒng)優(yōu)化和管理決策，有助于優(yōu)化食品加工過程并實現(xiàn)回收利用，減少在制造過程中以及之后的浪費。此外，除了食品制造，數(shù)字化食品的物流過程中溫度控制、監(jiān)控、檢測的全過程信息整合等，同樣產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)管理將使流程標準化、智能化，才能規(guī)?；靥幚睚嫶蟮奈锪魇袌?。食品大數(shù)據(jù)管理作為一種操作概念，可以實現(xiàn)“循環(huán)經(jīng)濟”，充分利用廢物流。在食品生產(chǎn)制造的數(shù)字化與智能化升級過程中，簡單、透明的食品大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對于食品及其配料的科學營養(yǎng)搭配、無縫供應發(fā)揮著至關重要的作用。

2.1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術是指通過二維碼識讀設備、射頻識別裝置、紅外線供應器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)進行連接，通過傳播媒介開展信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心，可在物品之間對用戶端進行延伸和擴展。物聯(lián)網(wǎng)主要包括射頻識別和無線傳感網(wǎng)絡等關鍵技術，具有智能的管理系統(tǒng)和強大的運算能力兩個特點，是繼互聯(lián)網(wǎng)、計算機和移動通信網(wǎng)之后，第三次信息產(chǎn)業(yè)革命的產(chǎn)物，具有廣闊的發(fā)展前景。在數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)中，物聯(lián)網(wǎng)技術日益發(fā)揮著關鍵的功能和作用。首先，物聯(lián)網(wǎng)技術可在食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息獲取和生產(chǎn)控制中扮演重要角色，包括食品原料溯源系統(tǒng)和食品生產(chǎn)物聯(lián)控制系統(tǒng)等。其中食品溯源系統(tǒng)可借助射頻識別技術和移動二維碼技術對食品不同環(huán)節(jié)的相關數(shù)據(jù)信息提供上傳和下載，從而便于消費者查詢食品相關信息。

在智能供應鏈中，基于先進傳感器和網(wǎng)絡的物聯(lián)網(wǎng)技術的供應鏈全程監(jiān)控，生鮮食品供應鏈過程通過溫度、濕度和振動等信息采集和微環(huán)境控制以及運輸/配送節(jié)點和路徑優(yōu)化，將供應流程進行標準化與智能化，以便實現(xiàn)龐大的智能供應。此外，該系統(tǒng)還能夠?qū)κ称飞a(chǎn)過程進行嚴格的安全監(jiān)督，使企業(yè)必須按照平臺制定的標準生產(chǎn)食品，為數(shù)字化食品的精準制造提供安全保障。其次，借助物聯(lián)網(wǎng)技術，可以同步處理食品流通過程的數(shù)據(jù)信息，在服務器接受數(shù)據(jù)的同時對其進行更改和分析，并能夠在遠端數(shù)據(jù)庫提供下載。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術可助力數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高效聯(lián)通，為市場提供更安全、可靠的生產(chǎn)操控系統(tǒng)及產(chǎn)品。

2.1.3 區(qū)塊鏈技術

供應鏈是指圍繞核心企業(yè)，從配套零件、制成中間產(chǎn)品到最終產(chǎn)品，最后由銷售網(wǎng)絡把產(chǎn)品送到消費者手中的，將供應商、制造商、分銷商和最終用戶連成一個整體的功能網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。隨著電子商務的發(fā)展及營銷業(yè)態(tài)的變革，食品供應鏈體系已經(jīng)演化為一個具有多重復雜因素且相互依存的網(wǎng)絡體系，新技術和新工藝被不斷應用于食品供應鏈體系中。區(qū)塊鏈技術開創(chuàng)了數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)的新時代，既有利于保障和改善食品安全狀況，提高信息的透明度，也有利于提高溯源的效率，降低企業(yè)成本。

區(qū)塊鏈技術可被理解為是一種去中心化的分布式賬本數(shù)據(jù)庫。在區(qū)塊鏈中，信息或記錄被放在一個個區(qū)塊中，然后以密碼簽名的方式“鏈接”到下一個區(qū)塊。這些區(qū)塊鏈在系統(tǒng)的每一個節(jié)點都有完整拷貝，并帶有可追溯的時間記錄。因此，區(qū)塊鏈技術天然地符合供應鏈管理的需求，其鏈式結(jié)構(gòu)與供應鏈中產(chǎn)品流轉(zhuǎn)的形式有相似之處。充分利用區(qū)塊鏈本身分布式架構(gòu)帶來的公信力、不可篡改性、非對稱加密體系保證的透明性、聚類成天然可信大數(shù)據(jù)、連續(xù)數(shù)據(jù)作為風險控制依據(jù)所帶來的可溯源性等優(yōu)勢，可以針對性地解決目前食品溯源、食品安全、食品質(zhì)量控制等面臨的問題，成為數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)的顛覆性技術。例如，區(qū)塊鏈技術的應用，使得電商可以從原料到貨運到派送等環(huán)節(jié)中各種設備自動化采集的信息實現(xiàn)完整溯源，以區(qū)塊鏈所具有的不可篡改和時間戳的存在性證明等特質(zhì)支持產(chǎn)品的溯源防偽。

2.2 數(shù)字化食品的加工技術

數(shù)字化食品的加工技術基礎包括食品合成生物學、食品重組科學、增材制造、智能化加工包裝等。食品合成生物學是在傳統(tǒng)食品制造技術基礎上，采用合成生物學技術，特別是食品微生物基因組設計與組裝、食品組分合成途徑設計與構(gòu)建，創(chuàng)建具有食品工業(yè)應用能力的人工細胞，將可再生原料轉(zhuǎn)化為重要食品組分、功能性食品添加劑和營養(yǎng)化學品，以解決食品原料和生產(chǎn)方式過程中存在不可持續(xù)的問題，實現(xiàn)更安全、更營養(yǎng)、更健康和可持續(xù)的食品獲取方式。食品合成生物學能夠基于食品營養(yǎng)、人體健康、食品制造大數(shù)據(jù)，靶向生產(chǎn)精準營養(yǎng)與個性化食品，有助于解決未來食品面臨的重大挑戰(zhàn)。

食品重組科學主要可分為擠壓質(zhì)構(gòu)重組技術和生物質(zhì)構(gòu)重組技術，是改善食品口感、提高營養(yǎng)價值和經(jīng)濟效益的重要手段。其中擠壓質(zhì)構(gòu)重組技術是通過機械混合、揉搓、剪切、高壓等物理或化學作用，賦予食物原料新的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)。根據(jù)擠壓產(chǎn)品的最終形態(tài)，擠壓技術可分為擠壓膨化、擠壓蒸煮和擠壓組織化。而生物質(zhì)構(gòu)重組技術則是采用生物手段即重組酶的作用，實現(xiàn)食品性能的優(yōu)化。例如谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶可改善肉制品、乳制品、植物蛋白制品等食品的凝膠強度，脂肪酶可將天然的脂肪或脂肪酸進行改性重新構(gòu)建，得到特殊性能的結(jié)構(gòu)脂質(zhì)。食品重組科學技術是數(shù)字化食品加工的重要手段之一。

增材制造也可被稱為3D打印，是20世紀80年代誕生的一項革命性技術。由于具有產(chǎn)品無需組裝、生產(chǎn)成本低、制造周期短和可自定義產(chǎn)品形狀等優(yōu)勢，該技術在近年得到了快速發(fā)展。3D打印在食品領域中的應用有許多優(yōu)點，如定制化食品設計、個性化和數(shù)字化營養(yǎng)定制、簡化食品供應鏈和拓寬食品原料來源等。由于3D打印技術能夠在成分、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地和口味上創(chuàng)造出更多樣的食品，在未來食品工業(yè)數(shù)字化發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢中將發(fā)揮更大的作用。

智能化加工/包裝主要體現(xiàn)在工業(yè)機器人在食品產(chǎn)業(yè)中的廣泛使用，覆蓋了食品原料預處理、食品加工、食品包裝與物流等領域。隨著數(shù)字化生產(chǎn)的發(fā)展以及模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等技術的進一步應用，工業(yè)機器人控制系統(tǒng)正在向基于信息技術的開放型控制器演變，以實現(xiàn)標準化及網(wǎng)絡化。同時，器件的集成度也在不斷提高，并采用模塊化結(jié)構(gòu)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性，使生產(chǎn)流程更加高效快捷。智能化加工/包裝在數(shù)字化食品工業(yè)時代有望得到更快的發(fā)展，實現(xiàn)食品行業(yè)供應鏈的全覆蓋，打造智能廚房、智慧工廠制造系統(tǒng)，推動食品生產(chǎn)和食品企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

3 數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)字化食品的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級是食品行業(yè)健康發(fā)展的必要需求，也是順應國家時代發(fā)展的需求?！笆奈濉币?guī)劃綱要中明確提出，需要促進數(shù)字技術與實體經(jīng)濟深度融合，催生新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式，充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)和豐富應用場景優(yōu)勢，促進數(shù)字技術與實體經(jīng)濟深度融合。數(shù)字化經(jīng)濟已經(jīng)是事關國家發(fā)展大局的戰(zhàn)略選擇。目前，美國由于數(shù)字化轉(zhuǎn)型布局起步較早，其數(shù)字經(jīng)濟在國內(nèi)經(jīng)濟中占據(jù)主導地位，約占GDP的60%以上。而中國數(shù)字經(jīng)濟雖然發(fā)展迅速（2020年數(shù)字經(jīng)濟增速9.6%），但數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模占中國國內(nèi)生產(chǎn)總值比重約40%，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型亟待穩(wěn)步推進。

3.1 數(shù)字化食品的加工與安全監(jiān)管

目前在數(shù)字化革命的大背景下，中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展迅速的同時，其中數(shù)字化食品也在穩(wěn)步發(fā)展。食品企業(yè)利用區(qū)塊鏈食品溯源結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和遙感信息等技術，已經(jīng)開始通過感知設備、通訊網(wǎng)絡射頻識別、防偽標簽和二維碼等設備為產(chǎn)品建立食品溯源的全程數(shù)字化。依托于大數(shù)據(jù)和人工智能的數(shù)據(jù)驅(qū)動及智能化安全制造，食品企業(yè)的部分產(chǎn)業(yè)鏈開始數(shù)字化與智能化，用于食品企業(yè)控制運營成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量、確保產(chǎn)品安全以及靈活地適應消費多樣化需求，但是數(shù)字化程度目前僅限于部分關鍵鏈條?；跀?shù)字化技術的3D打印手段已經(jīng)開始被用作食品的個性化設計，根據(jù)配方和營養(yǎng)成分的不同，對食品組分進行優(yōu)化以制造出可滿足不同人群需求的健康食品，具有節(jié)約原料成本、產(chǎn)品造型豐富和個性化營養(yǎng)定制、極易滿足人體健康需求等優(yōu)點。

3.2 數(shù)字化食品的食品營銷與公共衛(wèi)生

數(shù)字化食品的發(fā)展不僅影響了食品加工與食品安全監(jiān)管領域的發(fā)展，也在加速改變著公共衛(wèi)生領域。原料屬性、價格、供應商、產(chǎn)品屬性、營銷和監(jiān)管、可及性、可承受性、便利性和可取性等食品環(huán)境的數(shù)字化，已經(jīng)促使新的食品買賣形式（如在線雜貨購物）、食物供應（在線食品配送）的出現(xiàn)?；谏缃幻襟w或電商的數(shù)字食品營銷可以影響消費者的食品選擇、偏好和消費。需要特別指出的是，目前在線食品配送平臺使用密集的營銷策略，如廣告、折扣、免費配送和套餐（折扣食品、超加工食品或飲料）、服務時間的單項或組合策略，其中折扣食品或飲料的組合主要針對不健康的膳食，這也負面影響到了大眾的消費習慣，這種健康問題亟待解決。而相反的是，如果利用這些基于大數(shù)據(jù)的營銷策略，根據(jù)消費者的生理特征，分析并倡導消費者食用相應的適合的食品，這也可以正面改變了大眾的消費習慣和公民身體素質(zhì)。在此過程中，人工智能技術和實時分析等信息化技術則幫助食品公司快速分析并通過數(shù)字化設計食品來響應人群的需求，在促進合理消費、健康飲食和避免食品浪費方面發(fā)揮著關鍵作用。

3.3 數(shù)字化食品的產(chǎn)業(yè)體系建立

值得注意的是，除了大數(shù)據(jù)技術的支持，這種數(shù)字化食品體系的建立需要通過食品產(chǎn)業(yè)鏈上的各方（農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地/養(yǎng)殖基地、原料加工企業(yè)、食品加工企業(yè)、流通企業(yè)、零售企業(yè)、終端食品消費者、食品監(jiān)管部門）參與才能完全實現(xiàn)。在此過程中，食品監(jiān)管部門全程監(jiān)控食品生產(chǎn)的過程，可以更加精準地監(jiān)控食品加工和運輸過程中的安全因素；食品企業(yè)則通過了解消費者的食品選擇、偏好和消費、原料屬性，來確定加工工藝和條件，以滿足消費者/監(jiān)管體系等對產(chǎn)品的需求；消費者更可以通過提出自己的需求愛好來得到相應的數(shù)字化食品。數(shù)字化食品的以上場景的實現(xiàn)，必須依賴于以數(shù)字技術強化實體經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，來保證食品行業(yè)快速發(fā)展升級。工信部等八部門聯(lián)合發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年70%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡化。得益于國家戰(zhàn)略的超前部署，數(shù)字中國的快速發(fā)展將極大提升食品企業(yè)對數(shù)字化食品的信任度和參與度。

4 數(shù)字化食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)

4.1 數(shù)字化食品的機遇

中國的數(shù)字化革命雖然起步較慢，但是進程迅速，中國正在成為全世界數(shù)字化轉(zhuǎn)型的領軍者，為中國經(jīng)濟增長帶來新的動力。國家第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要明確指出加快數(shù)字化發(fā)展，建設數(shù)字中國，打造數(shù)字經(jīng)濟新優(yōu)勢，營造良好數(shù)字生態(tài)。在雙循環(huán)和新消費時代下，食品及加工行業(yè)從生產(chǎn)到銷售整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展模式正在發(fā)生深刻變革，通過推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術與食品領域的深度融合，發(fā)展現(xiàn)代食品供應鏈、食品加工/生產(chǎn)/物流/經(jīng)營/管理的數(shù)字化改造，將為食品產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移/更新/革命帶來創(chuàng)新/制造/加工/供應的新機會。目前數(shù)字化食品已經(jīng)開始穩(wěn)步發(fā)展，從數(shù)字化食品的戰(zhàn)略取向和發(fā)展途徑來看，盡管對軟件、數(shù)據(jù)庫等基礎基座方面的核心技術掌控力度仍然不夠，但是中國擁有巨大的原料來源、市場和完整的食品工業(yè)體系，并且擁有充滿活力的數(shù)字化創(chuàng)新場景，比如5G、人工智能和移動支付，中國的數(shù)字化食品正在成為全世界數(shù)字化食品轉(zhuǎn)型的領軍者。食品制造中數(shù)字化的參與也將使得生產(chǎn)/制造/加工方向和手段更加靈活和柔性，從而提升產(chǎn)品價值和管理可控性。高度個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品特征也可以重新塑造食品行業(yè)的核心競爭力。推進數(shù)字化食品的建設將助力食品全鏈條的全面升級。最重要的是，亟需通過數(shù)字化食品的生產(chǎn)、物流、監(jiān)管和零售的產(chǎn)品服務升級來解決我們國家面臨的食品安全和食品健康問題。

4.2 數(shù)字化食品的挑戰(zhàn)

數(shù)字化食品生產(chǎn)和零售服務在解決食品安全和食品健康問題上具備極其重要的作用，通過更為科學地設計和準備食物來支持消費大眾的健康飲食。但是如何確保商家在利潤獲取和健康提倡方面做合適且道德的選擇，是需要解決的挑戰(zhàn)之一。雖然目前多數(shù)食品企業(yè)可以意識到數(shù)字化食品的轉(zhuǎn)型和信息化建設的重要性，但數(shù)字化食品的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)升級的過程較為依賴信息技術等專業(yè)技術，部分企業(yè)的轉(zhuǎn)型基礎和信息化建設基礎較差，難以支撐在轉(zhuǎn)型過程中企業(yè)業(yè)務的快速發(fā)展。數(shù)字化發(fā)展從企業(yè)與消費者的主觀和客觀上均存在較大差異，主觀認為較為先進，客觀上感覺較為遙遠，實施起來短期效益無法達到預期的效果。食物營養(yǎng)與安全是民生的永恒主題。保障食品數(shù)量和質(zhì)量是最大的民生工程。探索建立適合我國國情的數(shù)字化食品發(fā)展模式，特別是傳統(tǒng)食品行業(yè)，如何快速高效得適應系統(tǒng)數(shù)字化升級或改造、充分調(diào)動企業(yè)積極性、減少轉(zhuǎn)型風險，是數(shù)字化食品發(fā)展亟待需要解決的問題。

正如以上所提及的，數(shù)字化食品體系的建立需要通過食品產(chǎn)業(yè)鏈上的各方（農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地/養(yǎng)殖基地、原料加工企業(yè)、食品加工企業(yè)、流通企業(yè)、零售企業(yè)、終端食品消費者、食品監(jiān)管部門）參與才能完全實現(xiàn)。目前中國的數(shù)字化食品的轉(zhuǎn)型尚缺乏整體戰(zhàn)略規(guī)劃。數(shù)字化食品達到預期效果之前，需要對食品全鏈條進行大量的研究和數(shù)據(jù)收集、處理，除了工作量巨大，如何保證并驗證數(shù)據(jù)趨向性的科學性和正確性，也是數(shù)字化食品的穩(wěn)步發(fā)展需要解決的問題。這也意味著，食品行業(yè)需要更多的食品科學與營養(yǎng)學領域的專業(yè)人員，解決和審查食品評估時的準確性。此外，由于數(shù)字化食品中的數(shù)據(jù)的資產(chǎn)屬性，生產(chǎn)企業(yè)、食品物流企業(yè)、食品商貿(mào)企業(yè)、信息技術科技企業(yè)需要做到數(shù)據(jù)和服務器的本地化，保護中國的食品領域的本土數(shù)字市場，提升自我競爭力和戰(zhàn)略自主性。

5 結(jié) 語

數(shù)字化食品的發(fā)展逐漸已經(jīng)成為食品行業(yè)的發(fā)展趨勢，是未來食品發(fā)展的重要工業(yè)制造模式，同時數(shù)字化食品的發(fā)展也面臨著機遇與挑戰(zhàn)。作為食品產(chǎn)業(yè)主體、消費、產(chǎn)業(yè)監(jiān)管通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型來相互融合的新產(chǎn)業(yè)新模式新業(yè)態(tài)，數(shù)字化食品的發(fā)展將對食品行業(yè)的所有部門的發(fā)展升級產(chǎn)生越來越大的影響，也將重新塑造食品行業(yè)的核心競爭力。