植物基替代蛋白、功能性多糖、低升糖指数食品、植物蛋白饮料……近年来，人工智能正加速食品工业的创新步伐，悄然重塑人们的餐桌。但把实验室里的一个配方、一项工艺变成货架上的一瓶饮料、一包饼干，中间还横亘着一道名为“中试”的关。

2022年，嘉善祥符荡畔，由浙江大学长三角智慧绿洲创新中心未来食品实验室建设的食品生物合成与智能制造中试平台正式落地。作为国内领先的基于数字孪生技术的柔性智能食品中试平台，它已为60多家企业及科研机构提供技术赋能，累计完成中试服务150多次。

走进这一中试平台，记者首先看到的是大小不同的不锈钢罐体和密布的管道，与传统食品车间相似。这时，工作人员递过来一个AR头显设备，记者戴上后，一张原本看不见的“网”变得清晰可见——数字孪生系统里，每个食品生产功能单元都在屏幕上清晰可辨，随着记者脚步移动，各个生产功能单元的状态，如阀门开合、温度升降等参数都一一显示。

中试实验中，这些数据的变化，是影响食品口感、风味、稳定性及营养成分保留的核心变量，但在传统中试生产模式中，往往难以捕捉。

“传统做中试，几百升物料进了密封罐体，就像进了黑箱，你不知道里面发生了什么。”邱爽是未来食品实验室“慢糖烘焙粉”项目的研发负责人，他与团队利用谷物麸皮等副产物，通过复合植物大分子智能重组技术，开发出一款高膳食纤维植物蛋白原料，用来制作低升糖指数的烘焙面点。而3年前，他们研发的膳食纤维原料就曾在这个平台中试。

“中试环节不同于实验室研发，实验室小试阶段每一步都可以观察、取样、调整。”邱爽说，“一旦上了中试产线，生产材料放大几十上百倍，在封闭状态下，很难辨别哪个环节会出问题。”

要解决问题，关键在于数据的收集与分析。食品工艺数据高度依赖真实生产环境，且涉及配方保密、工艺稳定性等多重因素。

在中试平台，每个功能单元设备上都布满了传感器，还留出了取样口。温度、压力、流量、pH值、电导率……这些数据以秒级频率实时采集，上传至云端服务器，在数字孪生系统中同步映射，研发人员也可以随时从取样口抽出中间品，同步进行实验室检测，与在线数据相互校验。“这就像给黑箱装上了透明的墙，生产的每一步，我们都能看见、都能追溯。”邱爽说。

未来食品实验室研究人员正使用柔性智能食品中试产线，查看产品水解参数。 受访者供图

数据有了，生产也更灵活了。食品行业有一个长期存在的痛点：消费端越来越个性化，而生产端却是“一条产线只能做一个产品”的刚性模式。对于中试环节而言，这意味着每一款新产品都可能需要重新搭建一条试验线，导致成本高、周期长、效率低。而在这个中试平台里，记者看到了另一种解决方案。现场，多功能萃取、超声波降解、酶解、膜浓缩、离心分离、无菌灌装等近20个功能单元，像积木一样分布在湿区和干区。把这些“积木”连接起来的，是一套被称为“阀阵”的智能管道控制系统。

记者看到，与普通管道不同，这里的管道交汇到一处，管道连接处布满了密密麻麻的阀门，它们由中控系统统一调度。

“你可以把‘阀阵’理解成一个交通枢纽。”浙江大学长三角智慧绿洲创新中心副主任、未来食品实验室主任刘东红教授告诉记者，传统的中试线功能单一，换个产品可能需要人工重新接管、清洗，费时费力。有了“阀阵”，可以实现多条工艺路线的自动切换和灵活调整，提取、酶解、澄清、灭菌、浓缩、干燥等单元也可以自由组合、串联或并联。

这就是这一中试平台的另一核心特质：柔性。提取甜瓜汁，可以走萃取单元；做植物蛋白饮料，可能需要酶解加膜过滤；要研发一款功能性多糖，又要换另一套组合。眼下，该平台可灵活满足液体、凝胶、粉剂、颗粒、微胶囊等多种形态产品的中试需求。

这种“柔性”带来的直接效益是效率的提升。未来食品实验室“双梨汁”项目负责人范恩宇研发了一款以云和雪梨和贵州刺梨为原料的复合果汁，从原料进罐到成品灌装，在这条中试线上，只需用到5个模块组合，全程通过密封管道生产，半天就能生产一批。

平台的智能升级并未止步。刘东红教授团队正探索让该中试平台从“智能控制”向“工艺智能体”进化。“传统的控制系统只能按照预设曲线被动执行，而工艺智能体能够根据原料性状的波动和目标品质的要求，自主迭代工艺参数、实时优化调控路径。”刘东红说。目前这种“自适应控制”，在提取工艺段已经基本实现。

截至目前，该平台已孵化出慢棠饱饱沙琪玛、甜瓜牛奶、雪梨气泡汁、麦糟蛋白酥饼、大米植物乳等多款创新产品。刘东红说：“未来的食品工厂，一定是数据驱动的、柔性的、智能的。未来食品，正用算法来‘调味’。”