新形勢下的食品資源與數據庫

中國食品科學技術學會第十四屆年會暨第九屆中美食品業(yè)高層論壇期間，首次舉辦了“新形勢下的食品資源與數據庫研討會”分論壇受到與會代表的關注與好評。論壇由中國食品科學技術學會副理事長、天津科技大學副校長路福平教授主持。江南大學副校長陳衛(wèi)教授，北京食品營養(yǎng)源研究所張燕博士，中國疾病預防控制中心營養(yǎng)與健康所霍軍生研究員，酶高效表達國家工程實驗室副主任、天津科技大學王正祥教授，中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心副主任姚粟研究員，北京工商大學食品學院黃明泉教授以及廣東微生物所陳謀通博士與會，并就該主題下各自研究領域所取得的最新成果和與會代表予以分享。

微生物菌種庫的構建對國計民生具有重要意義

江南大學陳衛(wèi)教授在會議中提到微生物菌種庫構建的重要性表現在五個方面：

第一，保護生物多樣性，因為微生物是生物多樣性的重要組成部分。

第二，保護國家資源，微生物資源是國家戰(zhàn)略性生物資源之一。

第三，工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥和環(huán)境等微生物學研究、生物技術研究及微生物產業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要物質基礎。

第四，是支撐微生物科技進步與創(chuàng)新的重要科技基礎條件。

第五，構建微生物菌種庫也與國民食品、健康、生存環(huán)境及國家安全密切相關。

隨后，陳教授介紹了其課題組目前在益生菌資源庫建設方面所開展的工作以及已取得的階段性成果。他介紹，對于益生菌資源庫建設是按照樣品采集—宏基因組分析-分離純化-16SrDNA序列測序（建立一級菌種庫），對一級菌種庫中的微生物按照特性的不同進行篩分形成二級菌種庫，通過全基因組測序功能解析形成三級菌種庫，利用“3+2”樣品、菌種庫方案形成專利菌庫。

特殊醫(yī)學用途配方食品功能更趨合理

特殊醫(yī)學用途配方食品（foods for special medical purpose，FSMP）是為了滿足進食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或特定疾病狀態(tài)人群對營養(yǎng)素或膳食的特殊需要，專門加工配制而成的配方食品。北京食品營養(yǎng)源研究所張燕博士介紹稱，該類產品必須在醫(yī)生或臨床營養(yǎng)師指導下，單獨食用或與其他食品配合食用。當前，FSMP食品主要以液體、口服的形式存在，以適用于10歲以上人群的居多，專門針對老年人的相對較少；在產品應用方面，主要集中在創(chuàng)傷、手術類，胃腸道疾病，糖尿病，腎病等相關產品較多。最后，她對未來臨床營養(yǎng)的趨勢進行預測：

第一，腸外與腸內聯合應用向腸內營養(yǎng)的支持方式轉化，腸內益生菌可以降低結腸常駐菌落的致病性。

第二，提高營養(yǎng)物質，滿足蛋白質、維生素和微量元素的需要，而不必滿足熱量的需要。

第三，利用營養(yǎng)物達到藥物的效果而不單是營養(yǎng)作用（n-3脂肪酸，VE）。

第四，在擇期手術前開始營養(yǎng)支持，進行預防性營養(yǎng)。

食物應滿足營養(yǎng)健康的發(fā)展趨勢與資源構建

中國疾病預防控制中心營養(yǎng)與健康所霍軍生研究員在報告中指出，食物與人類相互依存，伴隨演化，食物演化表現出保守型和疊加性；人們通過烹飪和發(fā)酵進行食物體外消化，在此過程中，食物成分被重塑；發(fā)展性焦慮和食品安全感低下，食物自然主義興起，同時營養(yǎng)健康食品產業(yè)迅猛發(fā)展；食物新體系構架具有一定預期性，但總體不確定。他認為，膳食營養(yǎng)指南已趨向全球共識；膳食營養(yǎng)素推薦攝入量（DRIs： AMDR，RNI，AI，PI-CD，UL）國家和地區(qū)趨同；特殊人群、不同健康狀況、表型差別人群的DRIs和膳食營養(yǎng)指南尚待發(fā)展。

構建食品酶庫對食品資源開發(fā)與利用具有重要意義

食品資源開發(fā)利用的一個重要目的就是形成食品。而酶在其中發(fā)揮了重要的作用，酶促反應是生命呈現的一個物質基礎，具有反應條件溫和，表達高效和反應特異性的特點。據酶高效表達國家工程實驗室副主任、天津科技大學王正祥教授介紹，隨著科技的進步，酶促反應的利用已經不局限于發(fā)酵食品，在促進糖轉化成糖酸等化工和醫(yī)藥、化妝品甚至是基礎建設等領域都發(fā)揮了重要的作用。尤其是在食品領域，酶促反應是食品資源的一個重要手段，也是食品資源根本性共性的物質基礎，但是目前使用的大量酶系，大部分是購買商品酶，而商品酶的建立不是依據我們自身的需求。有鑒于此，構建食品酶庫的重要意義就尤為突出。

我國食品用微生物菌種名單、數量及種類有待完善

食品用微生物菌種（Microbial Food culture，MFC）是應用于食品生產的活的細菌、酵母和霉菌，由一種或多種微生物菌種和/或菌株組成，同時還包括進行發(fā)酵的培養(yǎng)基和菌種生存、儲存、標準化以及在促進其在食品生產過程中的應用成分。MFC分為兩類：一類是具有工藝作用的微生物菌種，即發(fā)酵劑菌種；另一類是具有功能作用即可給予宿主健康益處的微生物菌種，即益生菌。中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心副主任姚粟研究員介紹稱，食品用微生物菌種的認定原則主要遵從于以下幾個方面：

第一，微生物菌種存在于發(fā)酵食品工藝流程中發(fā)揮有益于發(fā)酵的功能。

第二，菌種應有明確的應用領域。

第三，菌種應有明確的分類學地位和科學的名稱。

第四，菌種應有確切的安全使用歷史。

第五，無致病性和機會性感染風險，無有毒代謝物、毒力因子和抗生素抗性等。

在國內外食品用微生物菌種名單管理方面，她介紹，與國外相比較，我國使用食品用菌種歷史悠久，資源多樣性豐富，但目前名單菌種數量和種類較少，且大多應用于乳制品發(fā)酵，缺少傳統發(fā)酵食品用菌種，不能充分反映我國食品用微生物菌種的狀況。截止到2017年我國衛(wèi)計委公布可直接使用的菌種共35種。在2010年衛(wèi)生部制定的《可用于食品的菌種名單》中規(guī)定，傳統上用于食品生產加工的菌種允許繼續(xù)使用，名單以外的、新菌種按照《新資源食品管理辦法》執(zhí)行。她建議，提出我國傳統發(fā)酵食品用菌種名單，并描述其應用領域，包括白酒、茶、醬油、醋、腐乳、泡菜、發(fā)酵面制品等；其二，具有長期使用歷史的食品用微生物菌種不應具有致病性、毒力和耐藥性安全風險，如發(fā)現安全性風險，需要進行安全性評估；其三，及時跟蹤食品用微生物菌種的分類地位變遷，確保分類名稱科學有效；最后，她建議我國傳統發(fā)酵食品用菌種名單應動態(tài)更新，不斷完善名單中菌種的種類、數量、應用領域和功能特性。

建立白酒風味物質數據庫對白酒成分的深入研究具有重要意義

白酒作為世界七大蒸餾酒之一，為我國特有的酒種。近年來，隨著傳統食品工業(yè)化進程的加速，中國科技工作者對白酒的研究進一步加深。北京工商大學食品學院黃明泉教授在報告中介紹了中國白酒風味物質的構建與應用。據介紹，酒類風味分析技術與風味物質的提取手段隨著科技的不斷進步，為白酒發(fā)酵過程中群體微生物組學研究、微生物的風味代謝機制以及功能微生物定向選育等工作奠定了堅實的基礎。

目前在白酒中已發(fā)現的酸類、醇類以及酮類等風味組分達到了1874種。在酒中風味成分的定性方面，黃教授介紹，上世紀90年代，多數學者采用標準品比對和質譜檢測兩種定性手段；21世紀以來，學者們采用了更多的定性手段，如標準品比對、MS、嗅聞技術、RI對比等。這其中兩個關鍵的定性手段就是譜庫檢索和標準品比對。而由于中國白酒的特殊性，目前最常用的NIST譜庫無法滿足白酒類成分的定向分析，表現在由于分析條件的差異，譜庫中的標準質譜圖與白酒中揮發(fā)性成分的離子碎片圖差異較大；針對“酒成分分析”常用的“FFAP”色譜柱條件下的“保留指數”數據很少；有些白酒的風味成分質譜圖NIST譜庫中沒有收錄三個方面。因此，他提出，建立白酒風味物質數據庫對白酒成分的深入研究具有重要意義。該課題組利用含有白酒中的揮發(fā)性成分的理化信息包括：質譜-離子碎片圖、具有在“FFAP”色譜柱和“HP-5”色譜柱條件下白酒中所含揮發(fā)性成分的“保留指數”數據和標準品庫以針對白酒中揮發(fā)性化合物實現快速、準確地定性，提高定性分析準確性、提高效率，并首次在中國白酒中發(fā)現乳酸丙酯。

食源性單增李斯特菌風險識別數據庫和菌種資源庫為我國食品安全相關標準的制定提供重要的數據基礎

近10年來，從我國的食品中毒案例統計情況來看，微生物的安全中毒事件60%由微生物引起，死于食物中毒的兒童，70%也是由致病微生物引起，所以微生物污染是食品安全的主要的威脅。廣東微生物所陳謀通博士介紹稱，從發(fā)達國家食品安全問題的演變歷程來看，突發(fā)性的致病菌污染食品事件已經成為食品安全的關注點。隨著我國逐步步入中等發(fā)達國家的水平，突發(fā)性致病菌的污染引發(fā)的食物中毒也將一一出現。食源性致病微生物的防控工作任重道遠。其中，單細胞增生李斯特菌分布范圍廣，適應能力強，易感人群多。可以引起敗血癥、腦膜炎等疾病，致病率高達20%～30%，是非常重要和常見的食源性致病菌。

目前，包括國際食品法典委員會在內的權威機構與組織普遍對即食食品進行限量標準。但是隨著大數據時代的到來，我國食品微生物安全領域暴露出一些問題，表現在：第一，風險不明導致重大隱患未及時發(fā)現；第二，食源性致病菌科學大數據庫亟待構建；第三，重點行業(yè)亟待建立食品微生物安全控制技術與工藝。

廣東微生物所近年來的研究發(fā)現，我國43個城市或地區(qū)4300份食品樣品總污染率為16.48%，90.7%陽性樣品污染水平低于110MPN/g。華南四省分離株血清組I.1（1/2a-3a）比例為48.3%，II.2（1/2c-3c）為14.0%，II.1（4b-4d-4c）為4.9%，II.2（1/2b-3b-7）為28.1%，血清組III（4a-4c）為4.7%。華南四省分離株84.7%攜帶九大毒力因子，具有潛在致病性；且β-內酰胺類、喹諾酮類抗生素耐藥較為嚴重，多藥耐藥性菌株占5.6%。金針菇產品的單增李斯特菌污染率較高，為55.98%。搔菌機械刀頭可能是單增李斯特菌污染金針菇的主要源頭。血清組I.1和II.2是市售食用菌和金針菇生產廠的主要血清型，且ST8和ST87是污染金針菇生產廠的主要血清型，且ST8和ST87是污染金針菇產品的優(yōu)勢ST型。目前已初步建立食源性單增李斯特菌風險識別數據庫和保藏量為2873株的菌種資源庫，為我國食源性單增李斯特菌科學數據庫和相關標準制定提供了數據基礎。

綠色加工引領食品工業(yè)新發(fā)展

面對資源、能源及環(huán)境約束日益嚴峻的形勢，傳統的食品加工生產方式正經歷深刻的變化，以綠色、高效、快捷為導向的全產業(yè)鏈食品綠色加工和質量控制技術，成為食品界關注的焦點。本次年會期間，來自江南大學食品學院的夏文水教授及華南理工大學食品科學與工程學院院長曾新安教授共同主持的“食品綠色加工與產業(yè)鏈創(chuàng)新”專題，備受關注。會議針對現代食品綠色加工與低碳制造技術的創(chuàng)新發(fā)展，以及以資源統籌、過程跟蹤、廢物增值、安全管控為核心的食品全產業(yè)鏈可持續(xù)發(fā)展等內容進行深入探討，為我國食品加工制造業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。

食品物理加工給傳統食品工業(yè)帶來新思路

江蘇大學食品與生物工程學院馬海樂教授在報告中指出，食品物理加工是指利用現代聲學、光學、電學、磁學、力學等物理學方法改進傳統食品加工技術的涉及多個學科交叉的一類新技術，1990年到2013年在食品類中文期刊發(fā)表的關于食品物理加工技術研究論文數量，已成為傳統食品工業(yè)中新的學術研究領域。

馬海樂教授通過多年的研究，建立了低功耗、高場強、多模式超聲波設備設計的基本方法和準則，按照工業(yè)化原型機的設計要求，研制出15種可以實現多種工作模式的實驗室超聲波設備。在實際應用中實現了菜籽粕蛋白的綠色提取，與傳統堿提相比，超聲堿提的蛋白質量及提取率大幅提升。在菜籽粕活性多肽的超聲輔助酶解研究中，通過蛋白超聲預處理、酶超聲預處理、酶解過程超聲強化，提升了菜籽多肽得率及菜籽多肽的降血壓活性。在菜籽餅粕多肽制備技術的產業(yè)化應用方面，建立的聚能式超聲輔助酶解制備功能多肽的生產線，實現了菜籽多肽的規(guī)?；a，開創(chuàng)了菜籽餅粕食用化開發(fā)的先河。

脈沖電場與超高壓加工方式讓低溫快速、非熱滅菌不是夢

華南理工大學食品科學與工程學院院長曾新安教授主要就細胞膜脂質調控脈沖電場低溫滅菌技術進行了精彩的報告，他指出脈沖電場是將電場強度很高持續(xù)時間很短的高電壓脈沖作用于電極間的物料，以殺滅物料中的微生物或進行改性與強化處理的一種新型物理場處理技術。根據其作用原理分為及平行平板電極。同軸式脈沖電場能量高，場強大，處理量小，主要用于滅菌；而平行平板電極由于場強中等，處理量大，主要用于提取、加工等。由于高壓電脈沖具有傳遞快速、均勻、處理時間短、產熱少等優(yōu)點，能克服食品熱加工或化工單元操作可能帶來的多種損害，在食品的低溫滅菌方面具有重要的應用。

中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院副院長廖小軍教授總結了食品非熱加工的主要加工手段，并對其中的超高壓技術研究及應用情況做了詳細的匯報。他將超高壓概括為五個方面：一是具有殺菌效果；二是在殺菌的過程中，能夠提升或者保持食品品質；三是用于食品質構的修飾；四是促進傳質；五是加速反應。廖教授長期從事果蔬加工的研究，總結出目前我國果汁銷售量停滯不前的主要原因是果汁過度加工，原有味道被破壞；加工技術缺乏創(chuàng)新，殺菌以高溫為主；生產模式單一；鑒偽技術缺乏。因此，果汁加工出現一個新的態(tài)勢，從傳統的還原果汁向NFC果汁，熱殺菌的果汁向非熱殺菌的果汁，常溫果汁向冷藏果汁，營養(yǎng)性果汁向功能性果汁轉變的果蔬汁4.0時代，未來果蔬加工將向工藝最少化、殺菌非熱化、物流冷鏈化和標簽清潔化趨勢發(fā)展。

微射流、過熱蒸汽和脂質體技術賦予行業(yè)創(chuàng)新可能

南昌大學食品學院院長劉成梅教授及其團隊對微射流、過熱蒸汽和脂質體在食品加工中的應用進行了大量的研究。微射流是一種食品大分子的新型物理改性手段，利用微射流誘導食品大分子發(fā)生結構和功能性質變化，來研究兩者之間的關系。

第一，通過微射流誘導多酚氧化酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶等發(fā)生酶學性質和構象變化，構建兩者之間的關系，為酶學性質研究，以及酶在食品上的應用提供理論基礎。

第二，利用微射流處理β-乳球蛋白，研究其分子構象和致敏性的變化，構建兩者之間的關系，為探討β-乳球蛋白的過敏機理以及降低其過敏性提供新的思路和方法。

第三，利用微射流誘導果膠發(fā)生分子結構變化，為其作為解析果膠大分子結構的新降解手段提供理論參考，為解釋其處理后果膠功能性質的改變提供理論依據，為深入研究其他降解手段的降解本質提供理論借鑒。

第四，利用微射流處理改性膳食纖維，有效解決天然膳食纖維結構致密、口感粗劣、可溶性成分含量低等缺陷。

過熱蒸汽具有熱效能高，熱焓高，氧化損失小等優(yōu)點，因其可控溫度寬（100～1000℃以上），壓力操作范圍廣（低壓、常壓、高壓），加工形式多樣（沖擊、氣流、流化床等），而成為食品加工新興技術?？捎糜谑称犯稍?、滅菌、脫臭、提取、漂燙、焙烤、煎炸、鈍酶等。劉教授及其團隊將過熱蒸汽應用于穩(wěn)定態(tài)輕碾米的制備和淀粉物理改性，克服了米粒受熱易爆腰的難題，提高了米粒的品質、營養(yǎng)價值，延長了儲藏期。在脂質體的應用方面，研究了新型食品運載體系（納米脂質體、賦劑型乳液、納米乳液、蛋白納米粒、混合膠體粒子、水凝膠微粒等）的制備技術、修飾技術和形成機理。對所制備的營養(yǎng)物運載體系的緩釋性能、體外消化、生理功能和生物利用度進行系統研究，旨在開發(fā)新型納米營養(yǎng)物，實現營養(yǎng)物的靶向輸送和高生物利用度。

豐富綠色食品是未來發(fā)展方向

上海交通大學農業(yè)與生物學院Harold Corke教授暢談了豐富綠色谷物的美好未來，他分析未來在農業(yè)方面將依靠大數據手段在主導作物的生產中發(fā)揮精準的作用。水資源、農藥、化肥等的使用將極大改善，自動化的設備將變的更小、更便宜、更多樣化，機器人將執(zhí)行除草，甚至害蟲控制等任務。在多組學研究方面，通過大量的基因組合測序數據對復雜性狀遺傳學的理解更加深刻，作物改良將集中在基因型與環(huán)境相互作用的質量和管理上。在個性化飲食、區(qū)域特色食品方面，低脂肪、低糖、低鹽、高纖維的食品將更加廣泛，抗氧化劑和乳酸菌將用于越來越多的產品中，公眾教育也將更加到位。在微生物組防治感染的生態(tài)學研究方面，腸道菌群的研究將主導未來25年的營養(yǎng)研究。在環(huán)境、可持續(xù)性和供應鏈方面，糧食、肉類和生物燃料的集約農業(yè)將納入更可持續(xù)發(fā)展的框架，各國將就大規(guī)模農業(yè)生產的適宜性作出決定，進一步發(fā)展供應鏈安全管理技術。同時，中國的“一帶一路”計劃將成為支撐技術的主要動力。

浙江大學馥莉食品研究員執(zhí)行院長劉東紅教授指出，植物化學素通常認為是從植物中獲取的影響健康但非基本營養(yǎng)素的化學物質，也稱為天然產物或次生代謝物。研究證實植物化學素有利于抗癌、心血管疾病、糖尿病、炎癥、傳染病、精神病、痙攣、潰瘍、骨骼等。超聲波技術作為一種受人關注的新型加工技術在食品工業(yè)中的應用越來越廣泛，其在中國特色植物資源化學素提取、降解改性領域擁有其獨特的效應和優(yōu)勢，具有高效、低耗、低污染、方便等特點，在未來的研究中如何精確定向控制加工過程與產物、均衡能量的傳輸需要更多的研究。

江南大學食品學院的孟宗老師對大宗食用油適度加工技術和零反式食品專用油的加工技術兩個方面進行論述。各植物油在脂肪酸組成比例、有益活性成分、脂代謝等方面有各自的優(yōu)劣勢，但從綜合角度考慮，應該重視油脂加工的技術創(chuàng)新，提高油脂產品的品質，保障油脂營養(yǎng)特征。其課題組與企業(yè)合作開發(fā)了一個包括原料的控制脫膠、脫鱗、適度精煉以及保存技術，產品中不需要添加抗氧化劑、TBHQ、BHA等，通過保留大豆油里面天然的維生素E來保證產品的品質，提高其穩(wěn)定性。目前已經工業(yè)化生產，其反式脂肪酸含量低于0.3%，可以稱為零反式脂肪酸的大豆油。