從2015年中央農(nóng)村工作會議正式提出“要樹立大農(nóng)業(yè)、大食物觀念”，到今年中央一號文件強(qiáng)調(diào)“踐行大農(nóng)業(yè)觀、大食物觀，全方位多途徑開發(fā)食物資源”，10年時間，隨著我國飲食消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，大食物觀也與時俱進(jìn)，不斷發(fā)展深化。在近日由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、市場監(jiān)管總局技術(shù)創(chuàng)新中心（動物替代蛋白）等單位于四川成都主辦的第二屆大食物觀·未來食品科技創(chuàng)新國際研討會上，與會專家指出，隨著全球人口持續(xù)增長、資源環(huán)境壓力加劇及可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的推進(jìn)，傳統(tǒng)動物蛋白的生產(chǎn)方式已難以滿足人類對營養(yǎng)、安全與環(huán)境友好型食品的多元需求。在大食物觀背景下，深入挖掘食源性新蛋白資源正是未來食品代表性的發(fā)展方向。

解鎖糧食安全“新密碼”

　　當(dāng)前，我國新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加快發(fā)展，食品領(lǐng)域受到合成生物、人工智能、智能制造等前沿技術(shù)影響，食物來源和生產(chǎn)方式、飲食結(jié)構(gòu)和消費(fèi)習(xí)慣都正在發(fā)生變革。“作為關(guān)系國計民生的重要產(chǎn)業(yè)，食品產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入深度依靠科技創(chuàng)新提升核心競爭力的發(fā)展階段，未來食品被視為保障未來人類生存和發(fā)展的重要手段?！敝袊こ淘涸菏?、中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院教授薛長湖表示。

　　食物蛋白是人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)。近年來，世界人口持續(xù)增長導(dǎo)致蛋白需求大幅增加。有數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計到2050年，全球人口將超過90億，食品蛋白需求將增長30%—50%。我國是蛋白消費(fèi)量最大的國家，且消費(fèi)量呈快速增長趨勢?！霸谌蛉丝诔掷m(xù)增長及食物與營養(yǎng)安全形勢日益嚴(yán)峻的背景下，挖掘食源性新蛋白資源以應(yīng)對蛋白質(zhì)短缺問題已成為當(dāng)務(wù)之急?！比A中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授侯燾表示。

　　據(jù)悉，食源性新蛋白資源主要包括動物、植物、微生物來源三大類。其中，動物蛋白新資源涵蓋動物副產(chǎn)物蛋白、細(xì)胞培養(yǎng)蛋白和昆蟲蛋白；植物蛋白新資源包括油料加工副產(chǎn)物、果蔬副產(chǎn)物（如葉片蛋白）以及藥食同源植物蛋白；微生物蛋白新資源則包含真菌、細(xì)菌和藻類蛋白等?！艾F(xiàn)階段，食源性新蛋白資源的挖掘與綜合利用主要依賴于蛋白質(zhì)化學(xué)、營養(yǎng)學(xué)及食品科學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)和新方法。這些研究方法從微觀層面延伸至宏觀層面，通過多學(xué)科交叉融合，不僅提升了新蛋白資源的利用效率與功能性，還為解決全球糧食供應(yīng)和營養(yǎng)問題、推動食品產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展注入了新的動力。”侯燾表示。

　　“新蛋白產(chǎn)業(yè)正成為全球食品科技創(chuàng)新與投資的熱點(diǎn)。”谷孚GFIC高級科技顧問王玟琦研究員表示，從底層原材料的功能優(yōu)化、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改良，到精密發(fā)酵的代謝工程優(yōu)化、細(xì)胞培養(yǎng)肉的規(guī)?；魬?zhàn)與生物反應(yīng)器設(shè)計，國際技術(shù)迭代正快速演進(jìn)。與此同時，隨著AI、合成生物學(xué)、組織工程等交叉技術(shù)的融合應(yīng)用，新一代“設(shè)計型蛋白”與個性化營養(yǎng)方案也在逐步形成。

　　在王玟琦看來，從大食物觀的系統(tǒng)角度出發(fā)，打破傳統(tǒng)食品邊界，完善技術(shù)、政策與提升消費(fèi)者接受度，構(gòu)建一個多元蛋白協(xié)同共存、營養(yǎng)可及、生態(tài)友好的新型蛋白體系將是全球共識，“特別是在‘雙碳’目標(biāo)與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化背景下，我國應(yīng)加強(qiáng)頂層設(shè)計，打造‘科研—產(chǎn)業(yè)’聯(lián)動機(jī)制，搶占新蛋白全球產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略制高點(diǎn)?！?/span>

用“細(xì)胞”培育“肉”

　　試想一下，未來某天不需要養(yǎng)殖、屠宰動物，人們就可以吃到肉，口感、風(fēng)味可控，還可以人工調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)、脂肪含量，減少飽和脂肪酸。這聽起來似乎不切實(shí)際，卻已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)的食品正是細(xì)胞培育肉。

　　細(xì)胞培育肉是通過體外培養(yǎng)動物細(xì)胞生產(chǎn)肌纖維、脂肪等組織，再經(jīng)食品化加工而成的一種新型肉類食品，可以提供真實(shí)動物蛋白，無需牲畜飼喂和宰殺，同時大幅降低土地、水資源消耗，減輕環(huán)境污染，是一種安全、高效、可持續(xù)的肉品生產(chǎn)方式。

　　“細(xì)胞培育肉工程化關(guān)鍵技術(shù)的突破，成為搶占產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的核心驅(qū)動力?！北本┦称房茖W(xué)研究院首席科學(xué)家王守偉介紹，細(xì)胞培育肉作為全球生物技術(shù)與食品產(chǎn)業(yè)融合的前沿領(lǐng)域，已成為美國、以色列、歐盟等主要國家及地區(qū)的競爭高地。各國通過政策扶持、資金投入大力推動技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)布局，加速該領(lǐng)域從實(shí)驗(yàn)室階段邁向工業(yè)化生產(chǎn)新階段。目前，王守偉所在科研團(tuán)隊(duì)已構(gòu)建出200升細(xì)胞培育肉生產(chǎn)線及生產(chǎn)工藝，為細(xì)胞培育肉的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)筑牢技術(shù)根基，助力細(xì)胞培育肉從研發(fā)探索向工業(yè)化的應(yīng)用轉(zhuǎn)變。

　　細(xì)胞培育魚肉技術(shù)被認(rèn)為是應(yīng)對人類對肉類需求、緩解傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖系列問題的重要策略?！盎谔烊霍~肉風(fēng)味與質(zhì)構(gòu)特征構(gòu)建細(xì)胞培育魚肉食品化技術(shù)，利用3D打印及高保真凝膠化技術(shù)，我們制備出了細(xì)胞培育魚肉樣品?！敝袊Ｑ蟠髮W(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院副教授鄭洪偉介紹道，為實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的體系化生產(chǎn)，其所在團(tuán)隊(duì)針對細(xì)胞培育魚肉創(chuàng)制過程中的關(guān)鍵種子細(xì)胞、低成本血清替代物等方面進(jìn)行科研攻關(guān)，突破干細(xì)胞高效篩選、培養(yǎng)與馴化技術(shù)，開發(fā)代表性海水魚肌肉、脂肪干細(xì)胞系，構(gòu)建細(xì)胞培育魚肉種子細(xì)胞庫，完成了部分海水魚干細(xì)胞永生化、懸浮培養(yǎng)、共培養(yǎng)等馴化。

　　近年來，以雞、鵪鶉等畜禽源性為代表的細(xì)胞培育肉產(chǎn)品正逐漸由實(shí)驗(yàn)室制備向工程化生產(chǎn)快速迭代?！凹?xì)胞培育肉的生產(chǎn)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大、生產(chǎn)成本逐步降低，規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)也在不斷豐富和發(fā)展中?！敝袊忸愂称肪C合研究中心高級工程師李石磊表示，其所在團(tuán)隊(duì)以雞源細(xì)胞培育肉的實(shí)驗(yàn)室制備技術(shù)為基礎(chǔ)，以種子細(xì)胞的復(fù)蘇和擴(kuò)培、細(xì)胞由二維向三維培養(yǎng)轉(zhuǎn)換工藝開發(fā)以及細(xì)胞在由小到大體積生物反應(yīng)器中規(guī)?；a(chǎn)工藝構(gòu)建為主線，在實(shí)現(xiàn)雞源細(xì)胞培育肉規(guī)?；a(chǎn)方面取得積極進(jìn)展。

　　除了細(xì)胞培育肉，昆蟲作為一種可持續(xù)的食品和飼料新型蛋白來源，顯示出巨大發(fā)展?jié)摿?。相關(guān)研究顯示，目前有數(shù)千種可食用蟲體富含蛋白質(zhì)，普遍含量在50%以上，例如蜜蜂和白蟻干體蛋白質(zhì)含量超過80%?！爸袊F(xiàn)有324種可食用昆蟲，富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)與不飽和脂肪酸等營養(yǎng)成分。”澳門科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授肖穎介紹，將食用昆蟲納入膳食體系是解決蛋白質(zhì)供給與糧食安全問題的有效途徑，但需配套建立法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模化養(yǎng)殖體系及可接受的加工技術(shù)，此外，需通過科研攻關(guān)與社會宣傳推動中國食蟲文化發(fā)展，提升消費(fèi)者接受度。

讓“植物”變成“肉”

　　在“雙碳”戰(zhàn)略與健康消費(fèi)理念推動下，以植物蛋白肉為代表的植物基蛋白食品具有環(huán)境友好、資源節(jié)約、有益健康的特點(diǎn)，已成為未來食品發(fā)展的主流方向之一。但植物蛋白普遍存在溶解性低的問題，使其難以應(yīng)用于乳化、起泡、凝膠、成膜等食品加工過程，嚴(yán)重制約其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。與會專家?guī)淼募夹g(shù)成果，昭示著植物蛋白大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。

　　北京工商大學(xué)食品與健康學(xué)院教授李赫所在團(tuán)隊(duì)，集成研發(fā)了特色植物肉加工技術(shù)，開發(fā)出植物五花肉、午餐肉、醬牛肉等符合我國飲食特色的系列植物肉產(chǎn)品?！斑@對于保障我國居民的蛋白質(zhì)攝入量，減少對動物蛋白質(zhì)的依賴程度，提高居民健康水平具有重要意義?！崩詈毡硎尽?/span>

　　南昌大學(xué)食品學(xué)院講師戴濤濤介紹，其所在研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了高能流體耦合pH驅(qū)動增溶技術(shù)、電場驅(qū)動pH—自由基無鹽增溶技術(shù)、高能介質(zhì)納米研磨原位解折疊增溶技術(shù)，極大地提升了大米蛋白、大豆蛋白、豌豆蛋白等植物蛋白的溶解性，顯著增強(qiáng)了植物蛋白的乳化性、起泡性、凝膠性、消化性等，拓寬了植物蛋白應(yīng)用場景。

　　豆類及其副產(chǎn)物如豆粕等富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，是極具開發(fā)潛力的植物基資源。“我們團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)研究成果表明，在降血脂、胃黏膜修復(fù)、調(diào)控膽酸代謝及腸道菌群等方面，大豆蛋白關(guān)鍵活性組分具有顯著的健康效應(yīng)，適合作為液態(tài)高蛋白營養(yǎng)品的核心蛋白營養(yǎng)素來源?！比A南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院食品營養(yǎng)與健康系主任萬芝力研究員介紹，其所在團(tuán)隊(duì)突破了大豆蛋白液態(tài)高蛋白全營養(yǎng)乳劑穩(wěn)態(tài)化制造的技術(shù)難題，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高蛋白、高能量密度大豆蛋白液態(tài)全營養(yǎng)新技術(shù)和新產(chǎn)品，建立了集成技術(shù)與產(chǎn)品方案，可應(yīng)用于液態(tài)特醫(yī)食品等特殊食品的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。

　　“目前，豆粕在食品領(lǐng)域中的高值化利用仍較為有限，主要用于動物飼料?！泵绹R薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校食品科學(xué)系教授任肖航表示，其所在團(tuán)隊(duì)開展的一項(xiàng)研究以功能導(dǎo)向?yàn)楹诵?，圍繞豆類及其粕類副產(chǎn)物的高值利用，構(gòu)建了多原料—多菌株的智能發(fā)酵體系。研究結(jié)果表明，不同菌株與豆類原料的組合對發(fā)酵產(chǎn)物的營養(yǎng)組成、生物活性及感官特性具有顯著影響，呈現(xiàn)出可調(diào)控的功能多樣性。其中，智能發(fā)酵在提升多酚和蛋白含量、生成功能肽、改善質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味，以及降低抗?fàn)I養(yǎng)因子方面表現(xiàn)優(yōu)異，具有良好的市場接受度。

用“微生物”制造“肉”

　　單細(xì)胞蛋白，也叫微生物蛋白，是通過對各種工農(nóng)業(yè)廢料及石油廢料進(jìn)行大規(guī)模人工培養(yǎng)得到的蛋白資源，主要包括酵母蛋白、細(xì)菌蛋白和藻類蛋白等。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種可用于單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的菌株，如細(xì)菌、真菌、微藻等。由于微生物的生長繁殖速率快，因此單細(xì)胞蛋白的單位面積蛋白生產(chǎn)效率大大高于種植大豆等傳統(tǒng)方式。

　　以酵母蛋白為例，由于其氨基酸組成接近理想蛋白質(zhì)水平，正受到世界各國重視。中國肉類食品綜合研究中心高級工程師汪海棠所在團(tuán)隊(duì)，以酵母蛋白為原料，制造出了微生物蛋白肉?！斑@是一種綠色可持續(xù)肉類供應(yīng)新模式?！蓖艉Ｌ慕榻B，該研究借鑒中式和西式肉制品的感官及風(fēng)味特點(diǎn)，制備高質(zhì)纖維擠壓調(diào)控技術(shù)等賦型技術(shù)、發(fā)酵和肌紅蛋白賦色技術(shù)、半發(fā)酵和風(fēng)味肽賦味技術(shù)，填充微生物蛋白肉制品“肥肉”與“瘦肉”等部分豐富紋理，彌補(bǔ)市售素肉制品的紋理過于規(guī)則帶來的不自然、不真實(shí)缺陷；同時，脂肪和結(jié)締組織模擬物與組織蛋白結(jié)合，豐富了微生物蛋白肉制品的口感，提高了其咀嚼性和多汁感，賦予了微生物蛋白肉更接近真實(shí)肉的形態(tài)和感官特性，為微生物蛋白食品在我國的市場化發(fā)展打下基礎(chǔ)。

　　蛋白核小球藻與鈍頂螺旋藻富含優(yōu)質(zhì)蛋白，具有作為新型蛋白資源的巨大潛力，“然而，蛋白提取率低、純度差及溶解性和功能性不足等問題限制了其應(yīng)用?！备Ｖ荽髮W(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院副教授茅宇虹介紹，為提升微藻蛋白的獲取效率與功能特性，其所在團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了新型的電場輔助膜超濾純化工藝，顯著提高了蛋白純度與功能特性，所得微藻蛋白具有優(yōu)異的氨基酸評分，且表現(xiàn)出良好的溶解性、乳化性、起泡性和凝膠能力，適用于功能食品等高附加值領(lǐng)域，為微藻蛋白的高效開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化利用提供了重要的技術(shù)理論支持。