目 录

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项目摘要

一． 项目背景

二． 团队介绍

三． 应用场景

四． 产品功能

五． 项目创新点

项目摘要

  中国拥有庞大的肉类消费市场，人类对肉制品过度消费供需缺口不断增大，饲养家畜导致环境负担过重肉类食品安全以及动物福利等问题逐渐突出，植物蛋白肉产品将具有广阔的市场前景，消费潜力巨大，植物蛋白肉的发展受到世界各国的高度重视。而目前我国植物蛋白肉市场尚未成熟，市场潜力尚有待挖掘。

  有数据显示，2018年全球肉类替代品市场约为310亿人民币，预计将每年以68%的复合增长率增长，到2023年将达到440亿元。2019年全球植物性植物蛋白肉的市场规模约为121亿美元，预计每年将以15.0%的复合增长率增长。根据科尔尼全球管理咨询公司的最新报告显示，到2040年全球“植物蛋白肉”的市场份额将达到60%，其中25%将是以植物基替代品为主的植物蛋白肉。

  本项目依托于郑州萨利科技有限公司，目前研发团队核心成员有十人，来自于食工、化工、计通学院的多个专业。基于HarmonyOS的植物基蛋白肉智能定制系统是一套综合性的服务平台，项目从2020年6月开展至今，进行了植物蛋白肉产品研发，产品在质构、外观、口感、营养方面均能较好的模拟动物肉；借助鸿蒙应用开发者搭建鸿蒙App服务平台，实现产品到用户的无缝对接；基于食品营养学来科学搭建人体营养需求评测系统，并依托鸿蒙应用程序建立数据采集前端，根据用户个人信息库进行解析，智能推荐产品实现个性化定制；自主改装设计3D食品打印机实现快速高效生产与质构模拟。目前已推出植培鸡块、红烧素肉产品，在未来，会陆续推出针对不同人群的产品配方，完善配方数据库。

1. 项目背景

  近年来，粮食与食品安全问题日益显现，且受动物疫病、国际贸易局势等因素影响，我国传统养殖肉制品供给缺口日益增大。作为替代与补充肉类，植物蛋白肉的出现则可以较好地解决此类问题。与传统肉制品相比，植物蛋白肉在健康营养、食用安全、供给稳定、环境保护等方面具有显著优势。

  基于HarmonyOS的植物基蛋白肉智能定制系统是一套综合性的服务平台。目前我们熟知的植物蛋白肉品牌有Beyond Meat、Impossible Foods、嘉植肴。他们或具有自己的服务平台、或具有快速成型技术，但是他们并没有将服务平台、智能配方推荐和快速成型技术三者有机地结合起来。本项目产品可以面向不同需求的客户，借助前端由调查问卷和用户浏览记录综合得出的信息经小程序发送给后台，后台通过数据计算将得出来的用户个人数据进行综合分析，提供智能配方的推荐为客户提供个性化定制产品服务而且系统平台可以作为客户的专属管理师，对鸿蒙应用人体评测数据采集前端所收集的用户信息进行数据分析，提供个人营养健康需求分析数据表，让客户详细了解个人的健康数据，为客户提出科学合理的配方建议。在项目的实际生产中，引入3D食品打印技术，实现高效生产、外形定制、肉蛋白三维结构模拟，并对其中的营养配比方案进行可控的管理，更加智能，便捷。

  本项目产品不仅可以满足不同人群食物健康与营养方面日益增长的需求，且实现了数字化与智能化的平台的结合，具有较强的竞争优势。

2. 团队介绍

团队名称：植源性蛋白肉研究团队

团队宗旨：为每一位消费者提供专属性配方方案。

郝翊辰，项目负责人，在项目中进行食品加工技术研究、蛋白质主体与脂肪配方设计。

曹旭阳，在项目中负责食品营养的计算与设计、服务平台设计。

韩瑞杰，在项目中负责服务平台页面设计、销售预测与未来市场的分析。

杨晓军，在项目中负责食品机械与加工技术研究、食品添加剂与安全检测、协助研发部门进行工艺改进。

郑鹏举，在项目中负责营养评测系统搭建、目标人群需求分析。

朱容慧，在项目中负责设计正交实验、研究食品添加剂与安全检测、蛋白质主体与脂肪配方设计。

任承雨，在项目中负责研究食品添加剂与安全检测。

赵祯博，在项目中负责市场调研。

3. 应用场景

  本项目主要通过营养评测系统，根据用户提交的信息，进行自动定制配比，并进行配方推荐，或用户也可通过我们的商城进行快速的下单服务。
我们的产品主要用于素食餐厅，减肥训练营，清真餐馆，肯德基、麦当郎等汉堡店，还以半熟食产品投放入超市的肉食区域进行售卖，我们还与美团、饿了吗等有合作，用户也根据需求进行外卖配送服务。作为仿生猪肉产品，我们主要为普通人群进行售卖和特殊人群实现智能定制化服务，让每一位用户能够绿色健康饮食。

4. 产品功能

  软件方面：本项目基于HarmonyOS搭建了前端平台；将收集到的数据集通过Anaconda Navigator进行分析，并筛选出高质量的数据进行数据集的构建；利用FNN神经网络算法实现智能化营养搭配推荐；为肥胖人群、糖尿病患者、特殊病患、素食主义者研究出一款基于FNN神经网络算法的智能化营养搭配推荐产品。用户可通过填写调查问卷，定制符合自己身体需求的个性化配方人造肉，也可在商场购买普通人造肉产品。在社区用户之间可以进行日常交流。在个人中心用户可对产品进行问题反馈，也可实时查询购买产品的物流信息。

  硬件方面：本项目使用专属食品级3D打印机，通过arduino控制板上外接5g网络通信模块，实现打印机控制端接收后端信息。3D打印机全自动化进行人造肉的打印。

  部分前端代码：

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5. 项目创新点

（1）借助HarmonyOS搭建服务平台，建立人体健康评测数据库

  此服务平台可以采集用户信息，并且提供购买产品的商城，不断在商城中上线新产品，优化服务，实现产品到用户之间的无缝对接。

（2）基于食品营养学科学搭建人体营养需求评测系统

  虽然市面上已有植培蛋白代替动物肉的产品，但未接受定制服务。根据采集的用户个人信息，年龄、体重等会建立个人营养专家库，将用户的个人特征以及适宜的配方进行分类，使用FNN神经网络算法对配方进行自动配比，根据用户的营养、口味、外形包装需求来定制专属于用户个人的植物蛋白肉，满足消费者差异化需求。

（3）满足人体营养需求的配方设计

  通过系统生物学和大数据分析手段，解析不同食品营养组分、加工方式、膳食模式等与人体健康关系，设计符合人体营养健康的植物蛋白肉配方。采用大豆蛋白与玉米淀粉相结合的设计配方，两种食物同食可以起到蛋白质互补作用，配方中选择将玉米淀粉和大豆蛋白将二者混合配比以可达到肉类蛋白的水平。

（4）将3D食品打印技术引入植物蛋白肉的生产过程

  针对于植物蛋白肉纹理的模拟问题，我们设计了食物打印机双螺杆挤压机，并通过改变喷嘴来调整肉内纤维束的粗细，从而模拟出不同种类肉的口感。它的操作步骤相对较为简单，只需要将混合的食材放入机器中，通过控制触摸屏上的按钮便可进行操控。
  先通过计算机三维建模软件进行建模,保存为STL格式，再将建成的三维模型导入Simplify 3D软件中“分区”成逐层的截面, 即进行切片处理, 从而指导打印机逐层打印，规划打印路径。3D食物打印机打印过程是:打印机通过读取文件中的横截面信息,用粘稠状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面依次粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的植物蛋白肉。

（5）采用COMSOL仿真，探究不同工艺对植物蛋白肉口感的影响

  采用COMSOL多物理场仿真软件流体模块对实体进行仿真，计算得出螺杆转速、机筒温度、实验材料含水量等其中函数相关性关系，完善实验配方。通过仿真确定适合的植物蛋白肉主体理化性质及完整的加工工艺流程，从而改进植物蛋白肉食物在物理性状方面的不足，具体探究工艺对在口感、外观等方面的影响。

  采用Recurdyn软件的相关模块，在设置约束条件、施加运动关系后，对双螺杆机构进行分析，分析双螺杆挤出机在未添加植物蛋白肉主体时的运动状态、添加植物蛋白肉主体时相应机构的受力情况，确定机构运行的合理性及受力情况下的安全性。

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