Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
食品安全关乎国计民生，对社会经济稳健发展和人类健康至关重要。随着食品工业的快速发展与全球化趋势的加速推进，食品安全问题愈发严峻，成为亟待全球共同应对的重大议题。随着科技的飞速进步，以人工智能（AI）为代表的新兴技术在食品安全领域的应用日益广泛，展现出巨大的潜力与价值。AI以其强大的数据处理能力、精准的模式识别与预测分析功能，为食品安全问题预测与监管提供了强有力的技术支持，有效提升了食品安全管理的效率与精确度。AI实现了食品病原体检测与鉴定、新鲜度评估、保质期预测、食品掺假识别及食品安全预警等。
文章综述AI在食品安全领域的研究进展。主要介绍AI在食品安全风险因素检测中的应用，尤其聚焦在食品中的微生物污染检测。同时，系统总结AI在食品质量安全评估中的应用，包括食品掺假识别、货架期预测及食品标签真实性检验。此外，阐述AI在食品安全监管中的应用，即食品安全预警系统的构建和食品安全追溯技术的智能化，并讨论当前AI在食品安全领域应用中面临的局限性和未来应用前景，旨在为保障公众健康，促进食品产业健康发展提供支撑。
1
食品安全领域常用的人工智能技术
AI是一门利用计算机模拟人类智能行为科学的统称，包括训练计算机使其能够完成自主学习、判断和决策等人类智能活动的相关技术和方法。该领域涵盖多个子领域，包括机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉、机器人技术和认知计算等。在食品安全领域，机器学习、深度学习及计算机视觉已成为最常见且至关重要的AI技术（图1）。
1）
机器学习
机器学习是一种能够自动从数据中汲取信息、提取关键特征，并据此进行预测、决策或执行特定任务的系统。机器学习的核心目标在于赋予计算机一定程度上自主学习能力，并从数据中获得知识，设定目标并降低决策过程中的风险。
2）
深度学习
深度学习是一种由多个处理层组成的模型，每一层能够以不同的抽象层次对数据进行表示和构建。此模型实现了对食品样本的自动识别和分类，减少了人为干预，从而确保了极小的误差范围。
3）
计算机视觉
计算机视觉技术是指计算机生成并分析真实场景图像，以获取信息或控制过程，是一种快速、经济、稳定且非接触式的检测方法。这种非破坏性且非化学性的检测系统能够消除直接人为干预，而食品工业对此类系统的需求远比其它行业更为迫切，这是因为食品工业直接关乎人类健康。
2
人工智能在食品安全领域的应用
1）
AI在食品安全风险因素检测的应用
实现了污染物来源鉴定，病原体快速识别，显著提升了毒素检测与农药残留检测的灵敏度和准确性，有效克服了传统检测方法的局限性，提高了检测的速度与准确性。
2）
AI在食品质量安全评估领域的应用
AI技术有效实现了对食品新鲜度、掺假及货架期的精确预测，并能验证食品标签的真实性。不仅保障了食品安全，提升了食品品质，还促进了食品工业的可持续发展，为食品安全提供了坚实的技术支持。
3）
AI在食品安全监管领域的应用
实现了食品安全风险早期预警、食品及其包装安全智能监管。通过与区块链的结合，提升了食品供应链全程可追溯性和透明度，同时大幅提高了监督和管理效率。AI促进了食品安全监管向智能化、高效化转型，有助于提升监管的精准度，强化风险预警与应急处置能力，并提供智能化的决策支持，从而助力构建更加全面、安全、可靠的食品安全监管体系。
3
展望
AI在食品安全领域的应用前景十分广阔，有望为保障公众健康和促进食品产业健康发展提供强有力的技术支持。然而，当前食品安全领域缺乏一个适用于各种场景的统一模型。未来应综合评估算法的各项性能指标，如计算成本、复杂性和可靠性，以确定特定应用的最佳算法。同时，数据采集、质量控制和真实性评估的标准化程序缺失，仍是该领域发展的瓶颈。针对数据集，未来应整合多种仪器技术以训练模型。此外，增强模型的可解释性，有助于更深入理解AI在预测和管理食品安全风险中的作用。由于数据共享和合作研发的不足，因此食品安全领域的AI技术在商业化进程中相对滞后。未来应着重应用数据隐私保护方法，提升数据标准化水平，并构建合作生态系统，以推动AI在食品安全领域的创新应用。期待通过AI技术迭代与创新，不断突破现有瓶颈，为食品安全保障提供更加智能、高效、全面的解决方案，共同推动食品安全领域的可持续发展，为公众健康福祉保驾护航。
作者简介
Author profile _
左敏 教授
孔建磊 副教授
左敏，教授，博士生导师，北京学者，国务院特殊津贴专家，现任北京物资学院院长。长期致力于食品品质安全大数据、农产品智能预警追溯等交叉领域研究。主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题等项目30余项，出版学术著作5部，参编国家标准及行业标准8项，授权国家发明专利37项、发表学术论文150余篇。荣获北京市教育教学成果奖一等奖、中国物流与采购联合会科技进步一等奖等。
孔建磊，副教授，博士生导师，北京市科技新星，现任北京工商大学农产品质量安全追溯技术及应用国家工程研究中心办公室主任。主要从事农产品供应链质量安全的数字智能建模及分析研究，主持国家自然科学基金面上项目及青年项目、国家重点研发计划子课题等，发表论文70余篇，入选“ESI热点论文”11篇、“ESI高被引论文”23篇，授权国家发明专利11项、软件著作权90余项，获中国副食流通协会“三十年食品行业学术研究贡献奖”。
本文转载自“中国食品学报”微信公众号，原标题“北京物资学院左敏教授等 | 人工智能在食品安全中的最新应用及进展”。转载仅用于学术分享，若有侵权，请后台留言联系修改或删除！
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