乳业是关系国计民生的重要产业，也是“健康中国”战略的实践载体。党和国家高度重视乳业发展，在乳业界共同努力下，无论在奶牛养殖、原料乳质量、加工技术与装备、营养与健康等方面都取得了令世人瞩目的成就，但是我们也清醒认识到，经历多年稳定发展后，我国乳业进入了深度调整期。2024年，全国人均奶类消费量为41.5公斤，同比下降5.6%;全国牛奶总产量为4079万吨，同比下降 2.8%;生鲜乳均价为3.32元/公斤，节本增效压力仍在持续。规模以上企业乳制品总产量2962万吨，同比下降1.86%;乳品深加工产值仅占全行业总产值的15%，乳清蛋白、乳铁蛋白等关键基料仍然高度依赖进口，产业结构矛盾依然突出。
尽管面临诸多挑战，中国乳业始终在积极寻求突破与转型，科技创新已成为驱动中国乳业高质量发展的核心引擎，其中包括：自主培育的奶牛单产水平大幅提升，奶牛全生命周期精准营养管理体系日趋成熟，部分优质牧场已达到全球领先水平;膜分离除菌、脂肪定向酶解增香、乳糖高效转化GOS、益生菌稳态化等技术的应用，实现了产品风味与营养的双重提升;中国自主知识产权菌种成功突围，乳铁蛋白、β-酪蛋白、2'-岩藻糖基乳糖等核心配料实现了国产化;营养健康导向日益凸显，调节肠道健康、平稳餐后血糖等多款功能型乳制品上市;高速无菌罐装机实现了国产化突破，人工智能技术赋能全链路，AI+落地生根;绿色可持续发展贯穿全行业，减碳体系已见雏形，种养结合的生态循环模式全面推广，零碳工厂、零碳产品破茧而出。
在科技创新赋能下，中国乳业展现出了强大的韧性和发展潜力。为树立乳业创新升级的成功典范，助力中国乳业的高质量发展，中国乳制品工业协会组织行业专家，通过成果征集、文献分析、产业调研等方式，系统梳理了2024年度我国乳业科技创新十大成果，特发布如下：
一、种公牛自主培育取得突破，握住优质种源命脉
种业是乳业发展的核心，直接决定生产效率、乳品质量和产业安全，优质种公牛作为乳业“芯片”，国内多家龙头乳企十分重视“中国牛”培育工作，建立了高产优质奶牛育种技术体系，提升奶牛生产性能，加速牛群迭代改良。国家乳业技术创新中心与内蒙古优然牧业联合攻关，全球首次研制成功牛功能拓展新型胚胎干细胞，打破了“高产、长寿、抗病”奶牛基因组检测技术长期被国外垄断境况，成功研发出“育种1号芯片”，提升奶牛群体生产性能5%以上;君乐宝旗下品元公司拥有万头核心育种场5个，核心群6950头。TPI(总性能指数)≥3000的种公牛达109头，最高成绩3445;产奶量预期传递力(PTAM)≥1500的种公牛达19头，最高成绩2690，排名世界第一;蒙牛旗下现代牧业拥有国家级核心育种场2座，核心牛群3.3万头，已自主培育优秀种公牛30头，种公牛(351HO24802)的遗传评估成绩净价值(NM$)达到954$，荣膺最新公布的国内采精公牛榜首。高效育种技术体系的建立与优质种质资源的迭代，有效降低了养殖成本、提高了牧场经济效益，增强了我国乳业在全球育种领域的影响力。
二、生物强化技术日趋成熟，攻克DHA和褪黑素高效富集技术
DHA俗称“脑黄金”，是脑神经和视神经发育不可缺少的物质，褪黑素具有改善睡眠、调节生物钟和抗氧化的作用。通过生物强化技术富集DHA和褪黑素等特定活性成分，具有更高的生物利用度、安全性和稳定性，且解决了产品口感和风味不良等问题，相关产品得到了市场的检验与消费者的好评。其中，国家乳业技术创新中心联合中国农业大学揭示了DHA在体内降解的关键因素，通过界面靶向调控技术，构建了DHA过瘤胃稳定载体，使DHA过瘤胃通过率从30%提高到95%;通过添加无菌在线充氮工艺，降低了原生DHA乳的溶氧量，实现了DHA乳在加工及贮藏中的稳态化保持，伊利集团相关产品中DHA含量达到 20mg/100mL以上，是直接添加强化DHA产品的4~5倍，达到国际领先水平;北京三元开拓了“奶牛饲育创新+检测技术开发+功能乳品研发+临床医学循证”产品创新模式，开发了高褪黑素奶牛核心育种群和特色种公牛，提高了原料乳中原生褪黑素含量，达到12500pg/盒，是普通纯牛奶的10倍以上。特定活性成分的生物强化技术为乳品营养升级开辟了新方向，带动了乳品上下游的技术协同与产业升级。
三、低热杀菌技术持续创新，实现牛奶风味与营养双提升
牛奶中富含活性蛋白等热敏性营养素，高热强度的杀菌方式可以杀灭微生物保障安全性，却会导致部分热敏性营养素的破坏，同时造成风味的变化。我国乳企一直聚焦传统巴氏杀菌、超高温瞬时灭菌及膜过滤除菌等技术革新，创新实现了低热杀菌关键技术的突破。君乐宝采用0.09秒超瞬时杀菌技术，蒙牛乳业、三元食品建立了蒸汽浸入式超高温瞬时灭菌系统，保留超过90%的活性蛋白;伊利集团构建了“双重物理除菌+72℃巴氏杀菌”复合技术体系，鲜牛奶保质期达15天，乳铁蛋白≥65mg/L、免疫球蛋白≥230mg/L、乳过氧化物酶≥2500U/L，相关成果达到国际领先水平;三元鲜牛奶产品采用72℃巴氏杀菌工艺生产，与更高温度的巴氏杀菌工艺相比，乳铁蛋白及免疫球蛋白含量大幅提升，乳过氧化物酶达2000U/L。低热杀菌技术的应用推广，提升了牛奶的风味与营养保留水平，为消费者提供了更安全、更营养、更鲜活的乳制品。
四、乳铁蛋白分离技术稳拓新域，有效增强产业韧性
乳铁蛋白是婴幼儿配方乳粉中的重要功能基料，然而乳铁蛋白长期依赖进口，价格高昂。针对牛乳中乳铁蛋白含量低、高效分离难且受热失活的问题，飞鹤乳业、伊利集团、蒙牛乳业均进行了专项攻关，相关技术取得了重大突破，所制备的乳铁蛋白原料在工艺得率、纯度、活性等方面均达到国际先进水平。飞鹤乳业建成了国内首条乳铁蛋白规模化生产线，建立了乳铁蛋白离子交换层析纯化和真空冷冻干燥工艺，走出了高成本、高品质技术路线;已具备处理600吨脱脂奶的乳铁蛋白生产能力，年产乳铁蛋白12吨，原料自给率超过30%。伊利集团采用离子交换色谱集成膜分离技术，突破了牛奶中高效分离乳铁蛋白的技术瓶颈;构建了乳铁蛋白活性结构的非变性质谱分析方法，填补了乳铁蛋白原料活性评价方法的空白;研发了乳铁蛋白定向保护与无菌添加技术，实现灭菌乳中乳铁蛋白保留率由原来的10%提高到了90%以上，开发了国际首款常温活性乳铁蛋白纯牛奶产品。蒙牛乳业同步实现了乳铁蛋白的规模化制备，蛋白得率提高至75%以上，纯度稳定在95%以上。此外，多家乳企均在乳品深加工领域加快布局，脱盐乳清粉、胶束酪蛋白、β-酪蛋白等乳蛋白逐级分离技术实现了单点突破，扭转了高附加值乳蛋白原料完全依赖进口的被动局面，有效增强了我国乳业的产业韧性。
五、国产发酵剂成功突围，中国乳业用上“中国菌”
发酵剂是发酵乳产品的技术核心，赋予产品独特的风味和质地。发酵剂依赖进口问题一直困扰乳业界，成为制约中国乳业市场竞争力和效益提升的瓶颈。近年来，多家乳企联合科研院所围绕发酵剂开展了全面系统的创新研究。伊利每益添产品中的副干酪乳酪杆菌K56，分离自中国健康婴幼儿肠道，创新运用菌酶协同技术和发酵工艺优化，使产品形成独特风味和600亿/100mL高活菌数;蒙牛优益C产品应用的副干酪乳酪杆菌PC-01，分离自我国藏区自然发酵的酸牦牛奶，运用高纯度浓缩技术实现500亿/100mL高活菌数，获得了中国专利银奖;光明噜渴酸奶产品中使用的复合发酵剂，分离自新疆的传统发酵乳，赋予产品清新爽口的口感。和益源联合中国农业大学，开发了靶向菌株功能基因的高通量筛选技术，攻克了弱后酸、高产酸和高产胞外多糖等菌株的高密度发酵和冻干技术，发酵剂产品在多家乳制品企业应用：分离自云南传统发酵乳制品的高产粘菌株，应用于君乐宝简醇酸奶产品;分离自内蒙古草原传统发酵乳的匀速产酸菌株，适配于高脂发酵体系，应用于兰格格奶皮子酸奶产品。国产发酵剂菌株的成功突围，打破了我国乳业对进口菌株的依赖，推动了具有中国特色风味的发酵乳产品创新。
六、食药同源融入乳品创新，开启精准营养新纪元
随着国民健康消费需求持续升级，功能型乳制品已成为改善国民健康、降低医疗负担的重要途径。食药同源资源的开发正掀起功能性食品产业变革浪潮，多家乳品企业从传统中医药中汲取智慧，形成从古籍挖掘、功效成分提取到临床转化的完整研发链条，开发融合食药同源理念的精准营养产品。国家乳业技术创新中心联合伊利集团创新开发出乳提药食同源技术，使得姜酚、枸杞多糖、黄精多糖等关键功效成分萃取效率提升10倍以上;建立了行业首个食药同源功效原料信息数据库，创新食药同源循证营养体系和食药同源原料指纹图谱技术，实现了80余种原料功能及安全品质的高效控制;研究成果已在欣活系列奶粉、轻慕红参焕活奶粉、舒化安糖健和养胃牛奶8款产品中应用，确证了4种产品在促进心血管健康和血糖健康、增加睡眠质量方面具有显著效果，临床有效率达80%以上，产品累计销售额突破8亿元。蒙牛乳业在食药同源融合乳品创新方面积极探索，已形成“挖掘筛选—工艺创新—临床验证”的全链条新范式，筛选出青钱柳叶、桑叶提取物与苦瓜肽作为功能基料，创新开发了低GI的安糖盾奶粉。食药同源原料在功能型乳制品中的应用，体现了现代乳制品科技与中医药智慧的深度融合，开启了乳制品精准营养的新纪元。
七、人工智能赋能乳业升级，推动全产业链效率提升
在数字技术与实体经济深度融合的浪潮中，中国乳业正经历着一场由人工智能(AI)驱动的深刻变革。AI技术不仅重塑了乳企的生产模式，更推动了行业向高端化、智能化、绿色化方向迈进。伊利集团、飞鹤乳业、蒙牛乳业等单位正以AI为纽带，串联起“从一棵草到一杯奶”的全产业链，在乳业AI+领域取得了多项重大突破：在智慧牧场研究中，多家单位协同开发的智慧牧场方案，有效提升牧场全流程监控和远程智能化控制能力，累计增加原奶产销量94.8万吨、收入51.4亿元、利润7.2亿元、节支总额1.0亿元;伊利集团开发的原料全链条调配体系，助力原奶从牧场到工厂的高效转运，24小时到厂及时率提升至98%，同时运输成本降低了13.5%，结合AI智能定量预测技术，搭建科学配方设计平台，将产品开发周期缩短50%以上，开发巧乐兹小V筒、威化牛奶冰淇淋等20款新品研发，累计创造7.29亿元销售额;飞鹤乳业开发的“千眼系统”，锚定婴配粉生产全流程，实现产品在线毫秒级监控，推动了整个行业从传统抽检向实时质检的转变，保障婴配粉加工安全水平;蒙牛乳业利用AI分析消费者偏好和市场趋势，为产品研发和营销策略制定提供数据支持。2024年度是中国乳业的AI元年，为中国乳业在全球竞争中抢占制高点提供了强劲动能。
八、高速无菌灌装技术取得突破，勇闯乳品高端装备新赛道
在工业4.0与智能制造浪潮推动下，我国乳制品产业面临生产效率和产品品质同步提升的挑战。无菌灌装是乳品加工的重要环节，传统灌装线进行高速灌装存在泡沫控制难、产线适配性单一、人工干预易引发微生物污染等瓶颈问题，亟需通过智能化升级实现高效无菌灌装的技术迭代。杭州中亚机械股份有限公司联合浙江大学通过自主创新，突破高速动态密封材料稳定性与灭菌剂高效利用技术、毫秒级多模态瓶型规格精准识别技术，多参数耦合自适应灌装算法，同时攻克无菌环境长效保持、含气/非含气液体同步处理、果粒悬浮物均质化灌装等复合型技术壁垒，研发出兼容含气/不含气/含果粒多品类、200~1250mL全容量覆盖的高速柔性无菌灌装生产线。整机杀菌效率达SE≥6，杀菌剂耗量降低40%~50%，实现36000瓶/h(含气)与54000瓶/h(不含气)超高速生产，灌装精度达到0.5 mL，无菌环境持续保持超168小时，较传统设备占地面积缩小25%，能效提升超30%，关键指标全面达到国外同类设备水平。该成果打破了欧美企业在高速无菌灌装领域的垄断，使国产同类设备首次实现进口替代，有效增强了我国在乳品高端装备领域的全球竞争力。
九、母乳低聚糖合成技术取得突破，自主研发产品获批
母乳低聚糖(HMOs)是母乳中的重要成分之一，其肠道健康、免疫调节的功能备受关注，然而牛乳和羊乳中的类HMOs含量极低且组成不同，难以通过牛羊乳直接获得，突破HMO生产技术成为我国乳业升级的“卡脖子”问题。虹摹生物科技有限公司突破了HMOs的生物合成技术，采用微生物底盘，通过定向进化技术优化了关键酶活性，大大提高糖基转移酶效率，并采用多级膜分离耦合色谱技术，解决了HMOs与发酵副产物分离的难题，成功构建出高产2'-岩藻糖基乳糖(2'-FL)的微生物细胞工厂，产品纯度≥99%，于2023年10月获国家卫健委审批，2024年8月通过美国FDA GRAS认证，乳糖-N-新四糖(LNnT)也成功获得卫健委审批，成为中国首家及唯一同时通过2'-FL、LNnT卫健委审批的企业，助力实现我国HMOs的规模化生产体系的商业化落地。该技术不仅是单一原料的突破，更是中国功能食品基料从“仿制跟踪”到“原创引领”的转折点，通过菌种构建、发酵工艺到纯化技术的全链条技术革新，重新定义了乳品行业价值链、塑造了功能基料供应格局，为创新升级精准营养大健康产业助力。
十、数智化工厂破茧而出，树立智能制造“中国坐标”
在乳业市场竞争和消费升级的推动下，传统生产模式难以满足高效精准的质量控制需求。为此，蒙牛乳业、伊利集团等乳企纷纷引入人工智能技术，构建智能化生产体系，推动乳业制造向自动化、数字化、智能化转型。蒙牛乳业宁夏灵武工厂以全链条数智化与绿色低碳为核心，通过5G、AI及物联网技术集成，构建覆盖“智慧生产、能源、物流”等六大平台的智能化体系，其“算法指挥生产”模式输出1270项技术专利，带动宁夏形成“种养加”一体化产业集群，实现交付周期缩短55%、经营成本降低32%、人均效能提升20倍，成功入选世界经济论坛全球首家液态奶“灯塔工厂”。伊利集团金泽工厂引入MES、WMS系统及AGV智能物流，原料入库效率提升40%;部署SCADA系统，设备综合效率提升30%;应用生产工艺数字孪生模型，能耗降低15%，年节约成本超2000万元;自主研发了EBR系统，实现生产数据100%可追溯，关键质量参数实时监控率100%，追溯查询响应时间小于0.5秒，人均产能提升65%，订单交付周期缩短40%，实现了全流程数字化升级。智能化生产体系解决了传统乳业高能耗、低效率、质量管控难等痛点，树立了乳业从“规模扩张”向“智能引领”跨越的标杆，标志着中国乳业正式进入“算法提升品质、数据驱动价值”的新时代。
展望
我国政府始终高度重视乳业发展，出台了诸如《关于推进奶业振兴保障乳品质量安全的意见》《“十四五”奶牛竞争力提升行动方案》《国产婴幼儿配方乳粉提升行动方案》等系列政策，为乳业健康发展提供了政策保障，随着我国经济发展与人民生活水平的提高，我国乳品消费空间巨大，《国民营养计划(2017—2030年)》提出，到2030年我国人均奶类消费量达50kg的目标。面对当今乳业的结构性矛盾，科技创新是驱动我国乳业高质量持续发展的核心引擎已成为行业共识。
总结2024年度我国乳业科技创新，亮点多、效果好，令人振奋，从单点突破迈向全产业链协同发展，在奶牛品种培育、原料乳营养和安全品质提升、新型乳品加工技术、功能型乳制品开发、智能制造与绿色发展等领域均取得突破，为2024年乳业稳定发展发挥了重要作用。本文凝练的十大科技成果仅是众多科技创新的代表。
为了加快乳业新质生产力发展，促进产业升级，需要政府引导、企业主导、科技支撑、市场驱动等多方协同，强化顶层设计，加大研发投入与协同创新，构建政府、企业、科研机构等一体化创新生态，推动科技创新与产业发展深度融合，提升国民健康，实现从“乳业大国”向“乳业强国”的转变。期待乳业同仁继续坚持科技创新引领行业发展理念，加大科技投入，重点围绕“高效生产、精准营养、绿色低碳、智能制造”方向展开，形成全产业链技术突破，包括智能化与生物技术在奶牛养殖方面的应用，突破育种技术，缩短育种周期，提高母犊率;围绕“营养提升—活性保留—绿色生产”持续提升原料乳质量，通过活性物质保护、功能性成分和风味物质定向调控提升原料乳的营养品质;乳品加工工艺革新与精准营养定制，开发新型低温精准杀菌技术、活性物质稳态化技术、定向发酵育种等技术，以营养健康导向为目标，开发特定人群精准营养乳制品;突破乳品深加工技术，攻关乳基配料高值化提取技术，实现生乳全组分逐级分离、酪蛋白综合利用，提升乳品附加值和产业韧性;持续提升智能制造水平，提高国产化率，构建人工智能、数字孪生等联合应用技术，形成更加智慧的乳业产业链;进一步提升绿色低碳技术水平，攻关低碳养殖、粪污资源化利用、环保包装等绿色低碳技术，助力乳业实现“双碳”目标。此外，合成生物学可能给乳业发展带来颠覆性变革，或将重塑整个产业格局，对乳业发展既是机遇又是挑战。无论遇到什么，我们坚信“中国乳业的明天将更好”。
责任编辑：吴运竑
