在跨界融合的大趨勢下，科技創(chuàng)新成果層出不窮，正深刻地影響著食品科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。近日，由中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會主辦，《中國食品學(xué)報》承辦的“2022食品科學(xué)前沿熱點問題論壇”在線舉辦。來自業(yè)界的權(quán)威學(xué)者、科研一線的青年學(xué)者聚焦食品科技前沿、食品營養(yǎng)與健康等議題，提出前瞻性和創(chuàng)新性的科學(xué)研究思路。此次論壇由中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會名譽副理事長、《中國食品學(xué)報》編委會副主任羅云波和西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院院長張宇昊共同主持。

夯實基礎(chǔ) 植物蛋白領(lǐng)域研究水平全球領(lǐng)跑

在“大食物觀”的指引下發(fā)展植物蛋白產(chǎn)業(yè)，通過食品加工技術(shù)實現(xiàn)植物蛋白原料的高值化利用，對保障蛋白質(zhì)高效供給和人民健康具有重要意義。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品植物蛋白結(jié)構(gòu)與功能調(diào)控創(chuàng)新團隊首席科學(xué)家王強研究員介紹了高水分擠壓植物基肉制品研究進展。王強介紹高水分擠壓技術(shù)在制備具有類似動物肉纖維結(jié)構(gòu)和質(zhì)地的新型植物基肉制品方面優(yōu)勢明顯，但一直以來受限于關(guān)鍵核心裝備的研發(fā)。在國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金和國家農(nóng)業(yè)創(chuàng)新工程項目重點任務(wù)等項目的支持下，經(jīng)過多年的不懈努力，從理論研究、技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)品創(chuàng)制三個方面取得了重要的研究進展：一是在基礎(chǔ)理論研究方面，揭示了高水分擠壓過程中蛋白質(zhì)多尺度結(jié)構(gòu)變化與纖維結(jié)構(gòu)形成機理。二是在關(guān)鍵工藝技術(shù)和裝備方面，明確了不同植物蛋白高水分擠壓特性。同時，高水分擠壓工藝改進結(jié)合關(guān)鍵部件創(chuàng)新，讓高水分擠壓花生蛋白與動物肉的質(zhì)地接近。三是探索了高水分擠壓法制備植物基肉制品的路徑，實現(xiàn)在線一次性完成熟化、拉絲等集成工序，有效改善了高水分擠壓植物基肉制品風味問題。文獻檢索發(fā)現(xiàn)，王強團隊在植物蛋白擠壓研究領(lǐng)域發(fā)表論文數(shù)量占國內(nèi)總發(fā)文量的52%，全球發(fā)文總量的6%，被引次數(shù)500余次，在植物蛋白擠壓研究領(lǐng)域處于全球領(lǐng)跑水平。

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院糧食工程系副主任隋曉楠系統(tǒng)介紹了大豆蛋白基高濕擠壓植物肉制品的研究進展。隋曉楠談到，在肉類替代品的配方中進行多種蛋白和其他添加物復(fù)配，已是趨勢所在。我國是世界上最大的大豆加工和消費國，大豆蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白原料，而高濕擠壓技術(shù)是植物肉制品的主要加工技術(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，質(zhì)構(gòu)和風味是植物肉制品制備的關(guān)鍵因素。在隋曉楠看來，要滿足“中國胃”，就要有“中國味”。植物肉制品將出現(xiàn)肉丁、肉末、肉片等多種形式，同時可以使用炒、燉、燜、煮、炸、鹵等中式烹飪手段進行烹飪。針對我國植物肉制品產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，可利用魔芋、植物脂肪等來模擬動物脂肪、肌肉等動物肉類的重要成分，開發(fā)“整肉”替代產(chǎn)品。

另辟蹊徑 用系統(tǒng)思維打開新路徑

膳食纖維曾被認為是一種“無營養(yǎng)物質(zhì)”而長期得不到足夠的重視。然而，隨著營養(yǎng)學(xué)和相關(guān)科學(xué)的深入發(fā)展，研究者逐漸發(fā)現(xiàn)膳食纖維具有相當重要的生理作用。在膳食日趨精細化的今天，膳食纖維的健康作用更加凸顯。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生院常務(wù)副院長李斌從物性學(xué)角度深入研究了膳食纖維操控技術(shù)如何調(diào)節(jié)食品的健康品質(zhì)。他以全谷物為例，介紹了復(fù)雜組分下的膳食纖維營養(yǎng)效應(yīng)。全谷物中膳食纖維、酚類化合物、淀粉類型等組分被證實與其健康效應(yīng)存在關(guān)聯(lián)，但近年來普遍認為全谷物的健康效益與其在體內(nèi)的累加和協(xié)同作用有關(guān)?！笆称纷鳛槎嘟M分、多尺度、多相復(fù)雜體系，攝入后消化吸收及健康效應(yīng)一方面受到組分的影響，也同時必然受到食團、食糜中組分尺度、相態(tài)等物性的影響，但該方面目前的研究幾乎未被關(guān)注。未來，還需進一步完善膳食纖維的物性營養(yǎng)學(xué)研究?！崩畋笳f。

皮克林（Pickering）乳液成為近幾年的研究熱點。西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院院長張宇昊介紹了熱促穩(wěn)定Pickering乳液的構(gòu)建及包埋番茄紅素異構(gòu)化中的應(yīng)用情況。張宇昊介紹，微凝膠乳液主要依靠非共價鍵維系穩(wěn)定性。一旦加熱，非共價鍵很容易被破壞，分子劇烈運動會導(dǎo)致乳液的穩(wěn)定性下降?？萍脊ぷ髡呦Ｍ业揭环N具有熱促穩(wěn)定蛋白，在加熱后會逐漸形成黏彈性膜，以增加食品加工過程中的適應(yīng)性。篩選發(fā)現(xiàn)，肌原纖維蛋白是一個很好的熱誘導(dǎo)凝膠蛋白。在研究中，初步構(gòu)建了微凝膠肌原纖維蛋白Pickering乳液體系，并初步研究了其在包埋番茄紅素體系中的應(yīng)用?！皹?gòu)建熱促穩(wěn)定體系，并把它應(yīng)用在番茄紅素包埋異構(gòu)化過程中，這為乳液進一步在食品體系的落地，提供了一個相應(yīng)的理論指導(dǎo)和應(yīng)用場景?！睆堄铌徽f。

以合成生物學(xué)途徑來制造食品功能成分，正成為食品科研領(lǐng)域的研究熱門。江南大學(xué)未來食品科學(xué)中心副主任周景文介紹，基于組學(xué)的系統(tǒng)生物學(xué)，微流控、孔板的高通量篩選，為植物天然產(chǎn)物合成途徑發(fā)現(xiàn)提供了極大的便利。而整合酶挖掘與改造、梯度強度啟動子、高拷貝整合、高通量篩選及發(fā)酵優(yōu)化，使發(fā)酵法生產(chǎn)植物天然產(chǎn)物的成本顯著低于植物提取法和化學(xué)合成法。他舉例說，白藜蘆醇是一種存在于葡萄、花生和虎杖中的多酚，具有抗衰老等作用，廣泛應(yīng)用于化妝品、保健食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域。此前，微生物合成白藜蘆醇最高產(chǎn)量達到12.4克/升。而多拷貝整合高效合成白藜蘆醇，5升罐白藜蘆醇胞外積累量可達到22.5克/升。“從事這些研究的初衷就是希望通過利用廉價易得的碳源、無機鹽合成高附加值食品功能成分。”周景文說。

此外，隨著技術(shù)和人才的集聚，細胞培養(yǎng)肉產(chǎn)業(yè)向好。2021年，細胞培養(yǎng)肉領(lǐng)域的創(chuàng)新活動仍在持續(xù)快速開展。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院副教授丁世杰介紹了細胞培養(yǎng)肉創(chuàng)制及核心技術(shù)進展。丁世杰談到，作為一種新型的肉類蛋白生產(chǎn)方式，細胞培養(yǎng)肉技術(shù)可以大幅減少肉品生產(chǎn)周期，全程工業(yè)化生產(chǎn)，肉品質(zhì)量可控、綠色高效。在細胞培養(yǎng)肉技術(shù)的研究中，關(guān)鍵在于使用什么樣的干細胞作為種子細胞，如何在體外獲得大量有功能的肌肉干細胞。他表示，制備優(yōu)化可用于大規(guī)模生產(chǎn)的種子細胞，細胞要易于獲取，且能夠在體外持續(xù)增殖并有較高的肌管分化效率；在培養(yǎng)過程中，細胞的基因組要相對穩(wěn)定。研究團隊在細胞培養(yǎng)放大工藝中，利用微載體，成功放大培養(yǎng)了肌肉干細胞和間充質(zhì)干細胞。國內(nèi)細胞培養(yǎng)肉進入百升級生物反應(yīng)器試生產(chǎn)階段。

健康為基 研發(fā)還需真正滿足消費需求

吃什么很重要，什么時候吃也不容忽視。從目前來看，飲食節(jié)律正成為營養(yǎng)領(lǐng)域的研究熱點。西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院教授劉志剛介紹了如何通過調(diào)節(jié)飲食節(jié)律，改善衰老相關(guān)認知功能障礙的腸腦軸機制研究進展。

劉志剛介紹，生物鐘主要指通過大腦中的視交叉上核，控制每日進食、禁食周期。晝夜節(jié)律系統(tǒng)由位于下丘腦視交叉上核的中央時鐘和位于身體各器官的一系列外圍時鐘組成。將清醒、睡眠周期、飲食模式和鍛煉計劃與某些晝夜節(jié)律階段對齊，會導(dǎo)致有益的代謝結(jié)果，而錯位則會加劇或?qū)е麓x紊亂。中央時鐘主要受光調(diào)節(jié)，而外圍時鐘主要受中央時鐘和外部因素調(diào)節(jié)，例如進餐時間和構(gòu)成、身體活動和睡眠方式。胃、腸上皮細胞、肝臟、脂肪細胞、胰腺和肌肉組織中的外周生物鐘主要受飲食攝入影響。有研究發(fā)現(xiàn)，間歇性禁食通過腸腦軸改善衰老相關(guān)認知障礙。劉志剛指出，國內(nèi)外一系列研究已證實，調(diào)節(jié)飲食節(jié)律，可有效改善衰老相關(guān)認知功能障礙。多系統(tǒng)互作是未來一個關(guān)鍵的研究方向。

食物過敏是全球性重大的食品安全問題之一，越來越多科研工作者正致力研究如何破解這一難題。南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室教授李欣將對食物過敏研究聚焦在免疫耐受上。李欣表示，食物過敏是部分人群對某些食物產(chǎn)生的一種過度防御的免疫反應(yīng)。食物中特定成分可使機體實現(xiàn)對過敏原的免疫耐受，為解決食物過敏問題提供了新思路。在李欣看來，營養(yǎng)是免疫的基礎(chǔ)，而免疫力的高低又改變著人體對營養(yǎng)的需要量。例如，維生素在機體內(nèi)含量很少，但對機體的新陳代謝和維持健康具有重要作用。“免疫耐受是新方向，相對于特異性抗體和免疫治療等方案，是一種更為安全有效的方式，但是免疫耐受的方案還需優(yōu)化和驗證。”李欣說。

減鹽是大勢所趨，但如何減才能真正適應(yīng)市場的需要，卻是業(yè)內(nèi)面臨的真正挑戰(zhàn)。IFF Nourish中國區(qū)研發(fā)總監(jiān)史燮志分享了不同消費者對鈉的認知情況及健康減鹽技術(shù)創(chuàng)新的科學(xué)實踐。史燮志介紹，從市場調(diào)研情況來看，中國消費者對鈉攝入量的認知還有很大差異，79%的消費者并不認為自己攝入過多鈉鹽，特別是50%以上的老年人對減鹽的關(guān)注明顯低于年輕人。另一個嚴峻的情況是加工食品用鹽占食鹽消費比重不斷增大。目前，全球主要食品生產(chǎn)企業(yè)正在積極進行減鹽，然而減鹽存在多重技術(shù)挑戰(zhàn)。史燮志舉例說，在肉制品應(yīng)用減鹽項目中，應(yīng)用超高壓技術(shù)可以使和蛋白結(jié)合的一部分鈉離子被釋放出來。這些蛋白質(zhì)之所以被釋放出來，主要是因為蛋白質(zhì)核心疏水性發(fā)生了改變，再加上其三級結(jié)構(gòu)受到了損壞，從而形成了熔球態(tài)。當這些釋放的鈉離子回歸到肉制品中，肉制品的咸味感自然就會增加。又如“一鍵修咸”工具，當減鹽幅度上升，需要添加帶鹽產(chǎn)品如氯化鉀時，使用此方法可以幫助薯片減鹽高達35%，其中主要應(yīng)用了風味遮蔽技術(shù)，對氯化鉀口味進行靶向遮蔽。

（編輯 李闖）

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