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蒸夫子邀您观看:未来食品,“营养”美好生活
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2023-07-25 | 122 次浏览 | 分享到:

未来食品基于生物科技和生物产业,正在向更丰富的生物资源拓展,向植物动物微生物要热量、要蛋白。未来食品的发展趋势是食品技术、生物技术和信息技术的高度融合。

  

  习近平总书记在中央农村工作会议上的重要讲话中强调:“要树立大食物观,构建多元化食物供给体系,多途径开发食物来源。”民以食为天。随着经济社会快速发展,人民生活水平不断提高,我国的食品消费已经从吃得饱转向吃得好,越来越追求吃得健康、吃得快乐。同时,人口增长、气候变化以及资源、环境、公共健康等诸多复杂因素,对未来食品的可持续供给和营养健康提出巨大挑战。

  “大食物观”为未来食品科技与产业高质量发展明确了方向。深刻掌握食物结构变化趋势、满足人民需求,要在数量上保障食物供给,在质量上提升食品的功能与营养,改变完全依赖种植养殖的传统食物供给模式,全方位、多途径开发食物资源,实现食物来源多元化。未来食品基于生物科技和生物产业,正在向更丰富的生物资源拓展,向植物动物微生物要热量、要蛋白。

  发展更营养美味、更安全可持续的未来食品

  人类未来的食物和今天相比会有怎样的不同?这是百姓关心的问题,也是科学家不懈探索的课题。未来食品是对传统食品、现代食品的发展,体现着未来生产方法和生活方式的改变,主要任务是解决食物供给和质量、食品安全和营养、饮食方式和精神享受等问题。从科学发展的角度来看,以合成生物学、物联网、人工智能、增材制造、纳米技术等为技术基础,未来食品将会更安全、更营养、更美味、更可持续。

  作为一项高技术产业,未来食品的发展趋势是食品技术(FT)、生物技术(BT)和信息技术(IT)的高度融合。与今天的食品产业相比,未来食品产业主要有三大特点。

  一是变革传统食品工业的制造模式。不同于种植养殖,未来食品可以通过食品和生物技术的结合,以工业化车间生产模式制造肉、蛋、奶、油等食品,使食品生产模式更为高效、绿色、可持续。比如,以大豆等植物蛋白为原料,经过挤压和组织化得到植物蛋白肉,或者从动物身上提取成肌干细胞,扩增培养成肌肉细胞,进而分化成肌肉纤维,形成细胞培养肉。这些技术正在逐渐成熟。

  二是使人更健康,也使地球更健康。合理的饮食结构对我们的健康至关重要,不良膳食可能导致健康问题。医学研究表明,食物结构中加入一定的植物蛋白替代动物蛋白,有益身体健康。植物蛋白替代动物蛋白,正是未来食品代表性的发展方向。与传统畜禽养殖获取动物蛋白方式不同,未来食品采用植物、微生物等方式获取蛋白,产生温室气体少,占用耕地面积小,在资源消耗和环境影响等方面更加高效环保,让地球更健康。

  三是能够应对人类面临的食物挑战。据联合国相关统计数据,到2050年全球对蛋白质的需求量将有大幅增加。因此,提高食品蛋白生产效率、寻求替代蛋白,成为未来食品的重要课题。动物细胞培养、微生物发酵生产和植物培育获得的蛋白,不仅在生产效率方面具有显著优势,而且更容易满足不同食品蛋白功能和性质的需求。

  通过科技创新,探索未来食品新可能

  未来食品在基础研究与前沿技术创新、关键共性技术开发、系统化产品制造、产业链技术集成等方面前景广阔,并已取得一定成果。植物基食品和替代蛋白是其中的典型代表,折射出食品科技创新和未来食品产业发展的重要趋势。

  植物基食品是以植物原料或其制品为蛋白质、脂肪等的来源,添加或不添加其他配料制成的具有类似动物食品质构、风味、形态等特征的食品。通俗地说,就是以大豆、豌豆、小麦等植物为主要原料,通过加工,制成和肉、蛋、奶等有着相似口感味道的新型食品。植物基食品可分为植物基肉制品、植物基乳制品、植物基蛋制品等。人们熟悉的素鸡、素鸭等传统素食食品,就是植物基肉制品的初级形态。不过,植物基食品在降低饱和脂肪酸和胆固醇摄入、提供优质蛋白等营养功能上,与传统素食食品相比存在显著区别。近年来,植物基肉制品在汉堡馅料中得到应用,国内企业也联合科研机构推出了符合中国人口味的整块植物牛肉、猪肉等产品,其形态、风味、口感都更接近传统肉制品。市场上的燕麦奶、巴旦木奶等产品,则是典型的植物基乳制品,具有低热量、低脂肪和高膳食纤维的特点。

  随着设计与制造技术不断取得突破,特别是合成生物学技术和先进制造装备的应用,植物基食品将变得更有营养、更有益健康。以植物肉为例,通过改变植物蛋白质的结构特性,添加血红蛋白、谷氨酰胺转氨酶、维生素等物质,运用血红蛋白合成、科学复配等技术,植物肉不仅与传统肉类外观、色泽、口感几乎一样,而且氨基酸组成更合理,更易消化,可减少盐、糖、油的摄入,为人们的健康生活方式提供更多选择。

  替代蛋白涉及微生物发酵蛋白、微藻蛋白等新兴蛋白产业。我们经常听到“多补充蛋白质”的建议,这背后的科学道理在于,食物蛋白是人类重要的营养素,具有构成和修补人体组织、运输各类物质、维持神经系统功能和提供能量等作用。创新发展可持续、高质量的蛋白生产方式,成为未来食物科研攻关方向之一。替代蛋白应运而生。

  在替代蛋白中,微生物发酵蛋白具有代表性。微生物发酵生产蛋白借助生物技术,对微生物进行编程,经过特定的代谢途径把原料转化为人类所需要的蛋白质,合成蛋白效率是传统养殖业的上千倍,还能在显著提升蛋白生产效率的同时,降低二氧化碳排放。研究指出,如果到2050年用微生物蛋白替代全球20%的牛肉消费,预计全球每年二氧化碳排放将减少56%,森林砍伐量也随之降低。在生产应用中,已出现采用枯萎镰刀菌发酵获取高纤维、低饱和脂肪的优质蛋白的车间,工业规模165立方米的发酵罐一次可生产25万根香肠所需蛋白。此外,微生物发酵蛋白在营养、口感等方面具有一定优势。如酵母蛋白含有人体全部必需的氨基酸,属于全价蛋白,营养丰富,能够满足人体营养需求,没有豆腥味,而且无致敏成分,适用人群广泛。

  微生物发酵蛋白合成工艺有三种。一是以淀粉质资源(如玉米)为原料,通过微生物液化和糖化等处理,得到可用来发酵的糖,以此为底物进行细胞生长和蛋白质合成,这种方法具有原料处理工艺成熟、发酵工艺控制稳定的特点。二是以生产生活产生的有机废弃物为原料,这种方法原料成本低,实现废弃物资源化,促进循环生物经济发展。三是直接以碳化合物为原料,如以自然界含量丰富的二氧化碳、甲醇或甲烷等作为底物,创制出碳氮高效协同代谢与转化的微生物细胞工厂,完成从碳化合物和无机氮向微生物蛋白的转变,最终实现微生物蛋白的高效绿色制造。

  食品与人类生存发展息息相关。一道道美味佳肴背后,凝结着食品技术力量。在“大食物观”指引下,科研工作者正在探索未来食品新可能,为保障我国食品产业链自主可控、构建多元化食物供给体系贡献科技力量,努力推动实现我国食品科技高水平自立自强,促进居民营养健康,创造更美好的“舌尖上的中国”。

  (作者为中国工程院院士、江南大学教授)  

  

  推荐读物

  《未来食品科学与技术》:刘元法、陈坚主编;科学出版社出版。

  《未来食品:现代科学如何改变我们的饮食方式》:大卫·朱利安·麦克伦茨著;中国轻工业出版社出版。

  《粮食安全与农业结构调整》:张天佐主编;中国农业出版社出版。

  

  版式设计:沈亦伶


  《 人民日报 》( 2023年02月15日 20 版)