近几十年来，随着加热、发酵、脱水和冷冻等食品加工技术的加快速度进行发展，食品制造业进入了一个新时代。在给大众带来便利的同时，人们也对这些技术在食品生产中的密集应用产生了一些担忧和不信任。随着各种新型技术的逐步出现和大规模应用，质量控制和分析技术的研究也应跟上时代的发展步伐，以适应发展的需要。传统的质量控制过程涉及样品的破坏和接触，通常由人工进行，耗时耗力。在某些情况下，还需要对样品进行切片和稀释等预处理。此外，传统的评估方法和设备没办法实现现场过程分析。因此，迫切地需要一种非破坏性和非接触式工具来进行快速高效的现场分析。
一些非破坏性的快速检测技术，包括光谱技术和计算机视觉技术，目前已大范围的应用于饮食业。在光谱学技术中，太赫兹时域光谱学在研究分子振动方面表现出独特的性能。太赫兹光谱区域介于0.1-10 THz之间，是电磁波谱红外区域和微波区域之间的空隙，同时，太赫兹光谱能够穿透固体样品并呈现其内部信息，是X射线等危险技术的理想替代品。因此，太赫兹光谱已被大范围的应用于所有的领域，如异物检测、毒性检测、微生物检测、掺假检测。由于其独特的性质，太赫兹波对极性化合物高度敏感，包括水、乙醇、氨和硫化氢。相比之下，干燥、非极性和非金属固体在波段内显得透明。基于这一点，它被认为完全适用于现场加工分析，如脱水和发酵。同时，我们也回顾太赫兹光谱在相关领域的应用研究大多分布在在异物检测、掺假和微生物繁殖上。然而，关于太赫兹光谱在食品制造和保存过程的实时评估中的应用，目前尚见文献有限。因此，本综述旨在填补这一空白，全面系统地综述太赫兹时域光谱成像（THz-TDS）在发酵、脱水、冷冻、贮藏等食品制造和保存过程实时分析中的应用。
因此，本综述系统地阐述了近年来在发酵、脱水、冷冻和贮藏食品加工中实施THz-TDS的研究成果，并讨论了当前的局限性和未来展望。其中，脱水和贮藏是常常使用THz-TDS分析质量参数的两个过程，主要是在水分含量变化方面。除此之外，它检测硫化氢和氨等极性物质存在的能力揭示了分析发酵过程的潜力。然而，这种技术的普遍性目前受到一些缺点的限制，例如成本高、水扰动大、穿透深度有限。未来，迫切地需要在异常温度下对经济型THz-TDS进行仔细的检测环境的创新。此外，开发合适的预处理方法和算法以减少结构损坏对太赫兹传输的影响，有助于降低设备的过度灵敏度。
图1. THz-TDS操作系统的基本设置及其在三种检测模式下的详细原理图；（a）THz-TDS基本设置的说明，（b）传输模式下的基波THz-TDS,（c）反射模式下的基波THz-TDS和（d）ATR模式下的基波THz-TDS。
图4. THz-TDS监测的小麦籽粒发芽进度示意图；（a）小麦籽粒结构，（b）小麦籽粒36 h发芽的前5个PC评分和（c）发芽时间分别为0、6、12、18、24、36和48 h的第5个分数图像。
图5. 利用 THz-TDS 对组织冷冻进行体外 TPS 测量的冷冻深度监测示意图；(a) 实验工作流程示意图，(b) 处理过程中的 THz 信号分析和 (c) 冷冻深度估算。
图6. 在反射模式下获得的小麦不同霉变阶段的正常图像与 THz-TDS 图像；（a）指正常，（b）指轻微霉变，（c）指中度霉变，（d）指严重霉变。
孙大文（Da-Wen Sun），男，广东省潮州人，欧洲历史上唯一的华侨华人 “六院院士” ，中国致公党第十四/十五届中央委员，中国侨联特聘专家，国务院侨务办公室专家咨询委员会委员，全国政协特邀海外列席代表和海外列席组召集人（2012）。欧洲科学院（欧洲人文和自然科学院）（Academia Europaea）院士，爱尔兰皇家科学院（Royal Irish Academy）院士，波兰科学院（Polska Akademia Nauk）外籍院士，国际食品科学院（IAFoST）院士，国际农业与生物系统工程科学院（iAABE）院士，国际制冷科学院院士。施普林格国际著名期刊《食品与生物加工技术》（Food and Bioprocess Technology）创刊者和主编（2008年创刊时即被SCI收录，第二年进入SCI一区， 现影响因子=5.8）、泰勒弗朗西斯集团《现代食品工程》 (Contemporary Food Engineering) 系列丛书创始主编、国际农业工程委员会（CIGR）主席（2013-2014）和荣誉主席、国际农业与生物系统工程科学院（iAABE）创院院长。现任华南理工大学教授，博导，现代食品工程研究中心主任；广东省农产品智能冷链物流装备工程实验室主任、广东省冷链食品智能感知与过程控制工程技术研究中心主任、广东省现代食品工程国际科学技术合作基地主任、广东省食品智能质控与过程技术装备国际暨港澳台合作创新平台主任、广东省现代农业（农产品无损检测及精深加工）产业技术研发中心主任、广东省农产品品质智能感知与精准控制现代农业科学技术创新中心主任、广东省农产品保鲜物流共性关键研发技术创新团队首席科学家、广州市农产品智能感知与品质控制重点实验室主任；爱尔兰国立都柏林大学（UCD）食品和生物系统工程终身教授。
荣获国际农业与生物系统工程委员会（CIGR）杰出奖，英国皇家机械工程师学会“食品工程师年度人物”，凤凰卫视“影响世界华人大奖”，国际食品保护协会“冷冻食品基金会冷冻研究奖”，国际工程与食品协会终身成就奖，“CIGR荣誉主席”等多项国际大奖， 2015年至2023年连续九年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”称号,并位居美国斯坦福大学“全球前2％科学家”排名中国食品科学与工程入选的三百多位学者名单的第一位。
在世界著名杂志和国际会议上共发表了1000多篇论文，其中，以通讯作者发表并被SCI收录的期刊论文超过700篇，出版专著17部，Web of Science统计的学术h指数为119，SCOPUS统计的学术h指数为129，Google Scholar 统计的学术h指数为152。尤其是在高光谱成像、计算机视觉、真空冷却、超声波辅助冷冻和CFD模拟等方面的论文慢慢的变成了其他研究者的经典参考文献。71篇论文入选ESI农学“高被引论文”，全球排名第一位（2020.01）。2015年至2023年连续九年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”称号，并位居美国斯坦福大学“全球前2％科学家”排名中国食品科学与工程入选的三百多位学者名单的第一位。
2011年底起回到华南理工大学工作以来，迄今为止（2023年07月）在Web of Science网站上可以检索到的文章中，共有342篇是以华南理工大学食品科学与工程学院作为第一作者单位的论文，其中高被引论文50篇，JCR一区论文285篇，影响因子大于6的131篇。高被引论文数占华南理工大学全校和食品科学与工程学院的占比分别是11%和70%。其中2篇入选中国百篇最具影响国际学术论文，为华南理工大学唯一入选的两篇论文。
主持国家“十二五”科技支撑计划项目，国家“十三五”重点研发专项，国家国际科学技术合作专项，国家自然科学基金，东西部合作重点项目，广东省科技厅，农业农村厅，教育厅等科技计划项目，广州市科技计划项目，企业合作项目等四十多项。授权中国发明专利77件，美英日等发明专利10件，申请国际PCT专利9项。2019年至2023年共为华南理工大学培养科睿唯安全球“高被引科学家”9人次。荣获2014年度广东省科技奖一等奖（排名第二），2016年度教育部科技进步奖二等奖（排名第一），2016年度广东省科技奖三等奖（排名第一）, 2018年度中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖（排名第二），2018年度广东省科技进步奖一等奖（排名第一），2020年度安徽省科技进步奖二等奖（排名第三）。