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科研进展|美国俄亥俄州立大学、埃塞俄比亚农业研究所、吉林大学科研新突破

2026-11-10 16:08 阅读 102

Scentronic:借助 AI 实现气味远程分享和传送的嗅觉交互设备

《Science》子刊《Science Advances》(Q1,中科院1区Top,IF: 13.9)发表题为“Scentronic: An artificial intelligence–assisted olfactory interface for remote odor sharing and transmission”的研究性论文。

你有没有想过,有一天我们不仅可以通过手机分享照片、声音和视频,还能把咖啡的香气、橙子的清香甚至美食的味道传递给远方的朋友?随着人工智能与传感技术的发展,这一设想正在逐渐走向现实。

近日,美国俄亥俄州立大学等机构的研究人员发表了一项研究,开发了一种名为“Scentronic”的人工智能辅助嗅觉交互系统,实现了气味的数字化识别、远程传输与可控释放,为食品风味感知、远程感官交互和虚拟现实应用提供了新的技术思路。

这套系统主要由电子鼻、人工智能识别算法和可穿戴气味释放装置组成。电子鼻利用6个金属氧化物气体传感器捕捉食品释放的挥发性有机化合物(VOCs),通过分析不同传感器的响应特征,建立气味的数字化信息。随后,人工智能模型对这些信息进行识别,并通过互联网向远端设备发送控制指令,由压电雾化装置释放预先储存的相应气味。

当然,目前该系统仍处于技术验证阶段,能够识别和释放的气味种类有限,主要依靠预装气味通道实现类别层面的模拟,尚无法精确还原食品复杂的挥发性成分组成。未来,随着高灵敏度传感器、人工智能算法和多通道气味释放技术不断完善,这类系统有望应用于食品风味交互、虚拟品鉴、感官科学研究及远程健康监测等领域,为食品数字化感知开辟新的方向。

来源 | 《Science Advances》

人工智能在可持续食品产品开发与生命周期管理中的应用

埃塞俄比亚农业研究所库卢姆萨农业研究中心食品科学与技术的Melaku Tafese Awulachew及其团队在《Trends in Food Science & Technology》期刊上发表了题为《Artificial intelligence in sustainable food product development and lifecycle management》的综述性论文(一区·IF:17.4)。

该综述系统梳理了人工智能在可持续食品产品开发与生命周期管理中的应用,指出模型精度并不等于工厂里的可靠运行,也不等于可测量的可持续效益。

作者提出一个贯穿配方设计、加工、包装流通、消费到回收利用的证据分级生命周期框架,要求技术验证、外部独立验证、现场运行测试与生命周期可持续性评估层层把关,并给出可量化的最低报告指标与优先研究方向。

为了让可持续性声明经得起检验,作者列出一套最低报告指标:能耗与水耗按每千克可销售产品计量并给出仪表测量的基准对照,气候影响以每功能单位的二氧化碳当量计,食物损失需区分可食用损失与副产物回收,安全质量指标要包含敏感性与假阳性率,此外还要计入总拥有成本和每次推理的计算能耗。研究路径分四步走:先建立可复现数据集与外部验证,再检验跨场地、跨季节、跨基质的稳定性,然后在有记录的基准下量化运行和环境结果,最后评估可负担性与长期维护,并要求把阴性结果与改进结果一并报告。

  来源 | 《Trends in Food Science & Technology》

从果园到餐桌:甜樱桃中 14 种农药的降解、代谢、加工效应与风险评估探究

山东省农业科学院质标所农产品风险因子智能感知与预警团队在一区期刊《Food Chemistry: X》(IF=9.2)上在线发表了题为“From orchard to table: Insight into the dissipation, metabolism, processing and risk assessment of 14 pesticides in sweet cherry”的研究论文,系统揭示14种常用农药在樱桃从果园种植到加工消费全链条的残留变化规律与膳食风险。

研究构建了覆盖“果园-加工-餐桌”全流程的残留分析体系:田间层面研究绘制14种常用农药的消解动力学谱系,证实其消解均遵循一级动力学规律,半衰期跨度3.11–21.66天,明确氟吡菌酰胺、吡唑醚菌酯等高持留性药剂的残留基线特征;精准解析甲基硫菌灵向多菌灵、噻虫嗪向噻虫胺的原位代谢转化通路,刻画代谢物“累积—消减”的时序动态特征。加工环节定量解析不同工艺的残留调控效应,阐明水洗除残的时效机制,揭示干制过程残留浓缩规律,证实烘箱干制浓缩强度显著高于微波干制。基于全链条残留数据开展精细化人群膳食暴露评估,验证儿童与成人急、慢性摄入风险均处于安全阈值内。

质标所为论文第一通讯单位,崔凯博士为论文第一作者,董崭副研究员为论文的通讯作者,该研究得到国家自然科学基金(32402429)、山东省自然科学基金(ZR2023QC142)和山东省农业科学院农业科技创新工程项目(CXGC2025C06)的资助。

 来源 |《Food Chemistry: X》

基于金属-多酚网络的酪蛋白酸钠-EGCG-Fe³⁺复合物的制备及其在高内相乳液递送系统中的应用

浙江工业大学食品科学与工程学院食品天然产物与营养健康团队田宝明、王舰等在食品领域国际顶级期刊《Food Chemistry》(中科院一区,IF=10.4)上在线发表题为 “Fabrication of sodium caseinate-EGCG-Fe³⁺ complexes based on metal-phenolic network and their application in high internal phase emulsion delivery systems” 的研究论文。研究获得浙江省“尖兵”“领雁”重点研发计划(2023C02040 & 2025C04030 & 2026C04015 &2022C04036)等项目资助。

该研究创新性地利用表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)与Fe³⁺构建金属-多酚网络(MPNs),对酪蛋白酸钠(SC)进行功能化改性,并成功应用于高内相乳液(HIPEs)递送系统,显著提升了脂溶性活性物质(β-胡萝卜素)的稳定性和生物可及性。HIPEs在功能性食品递送领域潜力巨大,但传统单一蛋白或多酚复合物在界面稳定性和环境抗逆性上存在局限。如何利用食品级材料构建更稳固的三维网络结构,以提升载体对敏感营养素的保护能力,是当前食品胶体领域的研究热点。

MPNs因其动态可逆的配位特性备受关注,但其在SC基HIPEs中的调控机制仍待深入探索。研究成功构建了SC-EGCG-Fe³⁺三元复合物。该复合物通过氢键、金属-多酚配位和静电相互作用自发组装成三维网络,诱导蛋白质去折叠并显著改善界面功能。在酸性和中性条件下,SC-EGCG-Fe³⁺稳定的HIPEs均表现出最强的凝胶行为和优异的热稳定性。该体系显著增强了包封的β-胡萝卜素的热稳定性,并在体外消化中展现出pH依赖的缓释特性。在中性条件下,该体系将β-胡萝卜素的生物可及性提升至56.1%,显著优于单一SC和SC-EGCG体系。

    来源 |《Food Chemistry》

牦牛骨胶原副产物的高值化利用:靶向 MMP-1 的抗衰老肽的计算筛选与实验验证

吉林大学生命科学学院韩葳葳和李婉南研究团队在国际食品Top期刊《npj Science of Food》 (Q1,IF:9.6)发表题为“Valorization of yak bone collagen byproducts: computational screening and experimental validation of anti-aging peptides targeting MMP-1” 的研究性论文。吉林大学生命科学学院博士研究生刘宇阳为论文第一作者,李婉南教授、韩葳葳教授为通讯作者。

牦牛骨是富含胶原蛋白的食品加工副产物,但传统活性肽筛选依赖酶解、分离纯化及逐级实验验证,存在周期较长、筛选效率有限等问题。针对这一挑战,研究团队将蛋白质语言模型、深度学习、虚拟酶解、分子动力学模拟与生物学实验相结合,构建了抗衰老候选肽的智能筛选与验证体系。

研究建立的AgeAttnMLP模型在常规五折交叉验证中取得0.891的AUC,并筛选获得3条具有潜在抗衰老活性的胶原源肽。其中,GEPGAPGE表现出较好的MMP-1抑制活性,GPSGEPGTA在秀丽隐杆线虫实验中展现出显著的寿命延长效果。研究为牦牛骨胶原资源的高值化利用及食源性功能肽的开发提供了新的研究思路。

来源 |《npj Science of Food》

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