小麦粉加工链中微生物危害动态建模与风险评估方法

20250110

农、林、牧、渔业

方法相对成熟，已经过实验验证。

与大宗粮油企业合作，开展中试，逐步优化方法，最终落地应用。

仅限国内转让

预期实现节粮减损。

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

小麦是世界第二大粮食作物，我国是全球小麦生产第一大国，但是产后商品化处理技术与小麦生产规模不相匹配，一定程度制约了经济效益提升。同时，粮食品质会受到物理性、化学性及生物性危害物的影响，直接影响身体健康以及消费信心。食品安全微生物风险评估对防控粮食有害微生物生长代谢具有重要意义。目前，科学模拟微生物的动态变化是微生物风险评估面临的一个难题，特别是模拟微生物从“农田到餐桌”，包括贮藏、加工进入到消费环节整个复杂过程中的动态行为。其中，粮食加工链微生物含量变化具有两种主要动态特性：不确定性，受到内在或外在实际随机因素影响；混杂特性，微生物在各环节下连续性生长与环节间离散性转移并存。考虑到已有方法在处理以上两种特性方面的局限性，本研究聚焦小麦加工链，以“风险防控”为导向，将智能信息技术融入食品安全微生物风险评估，开展“建模-预测-评估”一体化的不同加工场景生物性危害动态建模与风险评估方法研究，分“理想仓储-复杂仓储-全加工链”三个层次展开: （1） 理想仓储环境下小麦生物性危害动态建模与风险评估 考虑理想仓储环境下小麦微生物生长受到的外界客观干扰，将其添加到预测微生物学三级模型中，以描述理想仓储环境中小麦微生物生长动态变化。 基于蒙特卡洛仿真和概率可达性技术构建微生物短期风险量化指标“危害度”，以处理外界干扰，提出小麦理想仓储过程微生物风险评估算法。 （2） 复杂仓储环境下小麦生物性危害动态建模与风险评估 考虑复杂仓储环境下小麦微生物实际生长受到的三源不确定因素干扰，包括产品间内在或外部差异，难以察觉的动态环境差别以及直接或间接的测量误差，将维纳过程与单步动力学分析方法集成，以描述复杂仓储环境中小麦微生物生长动态变化。 基于退化阈值故障机制构建微生物长期风险量化指标“剩余安全寿命”，以处理不确定性加速累积效应,提出小麦复杂仓储过程微生物风险评估算法。 （3） 小麦加工链中生物性危害动态建模与风险评估 考虑小麦加工链中微生物含量变化的混杂特性，通过连续子系统和离散子系统相互作用建立随机混杂动态模型，以描述小麦加工链中微生物动态变化。 基于系统概率可达技术和风险模态假设计算微生物风险量化指标“危害度”，从系统层面关注小麦加工链微生物风险的整体状态，提出小麦加工过程微生物风险评估算法。 本成果围绕“微生物风险智能分析”问题开展研究，符合智慧农业发展和食品安全严格管控需求，具有重要的理论意义和工程价值。