探访江南大学食品科学与技术国家重点实验室 —— 用科技牢牢守住“舌尖上的幸福”-全球报道

中国江苏网讯 守护粮食安全、实现食品营养健康，耕地是基础，科技是关键。安全、健康、营养、美味的食品是“吃好饭”的保障。近日，《科技周刊》记者来到江南大学食品科学与技术国家重点实验室，感受科技如何保障老百姓吃得好、吃得健康、吃得幸福。

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走近未来食品，让细胞工厂“长”出食品

在人工气候室，一株株珍贵药用植物沐浴在恒温恒湿的阳光房内，它们的体内孕育着关键中药成分的合成酶，研究人员已通过酵母发酵生产数种中药成分；在高通量筛选平台，一块块细胞培养板正在等待“机器人”进行高效筛选；在植物蛋白肉生产线上，植物基分离蛋白经过复水、脱水、拆丝，与其它配料有效整合压实后，只需要一个多小时，就产出了一块块植物蛋白肉……这些，就是江南大学未来食品科学中心的科学研究场景。在这里，可以看见未来食品的一些生产方式，品尝未来食品的风味。

“提到未来食品，大家的第一反应往往是植物蛋白肉，但这仅仅是未来食品研发的一个方面。”江南大学未来食品科学中心副主任汪超告诉《科技周刊》记者，未来食品是在传统食品、现代食品基础上逐步发展起来的，变革了传统食物的生产模式，未来人们能够通过优化饮食方式减少慢性疾病。在绿色减碳方面，他们希望尽量减少养殖业产生的温室气体排放。微生物培养、植物培育技术提升了传统畜禽养殖效能，通过原料、加工技术等方面的提升，应对未来可能出现的全球食品供给短缺等情况。

近年来，植物基食品已经走进了千家万户，逐渐为人们所认可，但不容忽视的是其致敏性、异味、营养品质低于动物蛋白等问题。如今，另一种人造食品——细胞培养肉正走向市场。“植物蛋白肉虽然是比较成熟的产品，但仍需要不断改进。”汪超表示，“我们利用细胞工程和组织工程技术，在生物反应器中通过培养动物细胞的方式生产动物肌肉和脂肪，俗称细胞培养肉。这种‘肉’具有与动物肉相近的营养和风味。”

江南大学未来食品科学中心教授周景文介绍，与动植物相比，微生物具有生长快、生产转化率高的优点。利用现代生物技术、以工程化设计理念对微生物进行改造，再通过发酵进行扩大培养，形成规模化微生物发酵生产。他们正在通过选育和构建高产量目标蛋白的细胞工厂种子，打造具有高效、精准的食品制造能力的细胞工厂。目前能够实现食品（药品）的实验室生产，未来有望解决食品（药品）的可持续供给问题。此外，他们现已通过合成生物学、高通量筛选等方法，实现了多种黄酮类化合物的发酵法生产，实现了黄酮类化合物在微生物中的高效异源合成。

9月23日，江南大学未来食品科学中心陈坚院士团队的“细胞培养五花肉制备关键技术”通过了中国轻工业联合会成果鉴定。这种技术制造出来的“五花肉”，在质构口感、营养风味等方面与真肉更接近。“项目研究成果将对细胞培养肉产业化起到积极的推动作用，细胞培养五花肉产业未来可期。”周景文表示。

“我们重组食品的概念，并不是模拟现在已经存在的食物，而是要让粮食、食品的品质更好，来源可溯，质量可控。”周景文表示，“诚然，人造肉无法全部替代自然界的真肉，但肯定可以替代一部分。”

开发自主知识产权益生菌，让国人吃得更健康

益生菌有利于肠道平衡调节，提高机体健康水平。近年来，随着益生菌越来越多地运用于治疗癌症、代谢性疾病、口腔类疾病、过敏类疾病等领域，益生菌日益成为生命健康领域的关注点，开发益生菌系列功能食品成为重要发展趋势。

由中国工程院院士、江南大学校长陈卫领衔的江南大学“益生菌科学与技术”团队，多年来一直从事益生菌生理功能、益生菌特性研究、益生菌发酵与产业化工作，挖掘益生菌的秘密。

“益生菌科学与技术”团队成员刘小鸣教授告诉记者，提起益生菌，大家都很熟悉，但是，我们喝的发酵乳中，真正来源于中国的菌株并不多。较欧美而言，我国益生菌研究与应用起步较晚。而研究发现，中国人和外国人的肠道菌群结构是不一样的。生在中国本土的优秀益生菌，更适应“中国肠道”。“我们正在进行有中国自主知识产权的益生菌类的研发工作。”

那么，中国本土的益生菌从何而来，如何研发？这是行业内的“卡脖子”问题。为了收集到更多的益生菌，“益生菌科学与技术”团队做了大量工作。“我们会定期前往新疆、内蒙古、西藏、云南、广西等地，收集当地人们的乳制品、发酵食品，从中提取益生菌，必要的时候，也会收集当地居民的排泄物。”刘小鸣告诉记者，益生菌的收集地点必须是不受污染的原始而隐秘的自然生态，这样更能确保菌株的安全性与科研要求。随着多年的发展，益生菌本身其实也在不断进化发展，留下的都是一些更加适应人体的菌株。

收集完益生菌后，团队会对菌株进行基因测序，之后经过一系列筛选、鉴定以及科学研究，将来源清晰、功效优良的菌株挑选出来，才能使这些优质的菌株可以进行规模化生产、商业化应用。“一般情况下，筛选出一种合格的益生菌，需要2年甚至更长的时间。”刘小鸣介绍，“我们发现，益生菌其实很有意思，通过调节人的肠道菌群可以发挥很多作用，比如，在湖北钟祥发现的青春双歧杆菌（CCFM8630），能够降糖减脂、预防糖尿病、缓解代谢综合征，在广西巴马发现的罗伊氏乳杆菌（CCFM8631），能够调节血糖、降低胆固醇、缓解代谢综合征，在重庆发现的植物乳杆菌（CCFM1137），能够抗牙周病、缓解口臭、清洁口腔，这些定制化的益生菌配方通过临床试验后，可以进行工艺改进和产业化生产。”

在江南大学的协同创新中心，有一个特殊的实验室，里面是一排排的柜子，保持一定的温度和湿度，这里就是全国最大的益生菌专利菌种库，也是益生菌的“种质资源库”。截至目前，这里共收集了2.5万多株菌种，其中拥有专利及申请专利的益生菌有200株，种质资源覆盖了可用于食品的菌种目录上的所有菌种。

“让人倍感振奋的是，现在国内益生菌市场，已经越来越多地使用有本土自主知识产权的菌株。当前我国益生菌专利申请量占全球总申请量的26%，仅次于美国。”陈卫表示，未来，团队将更加科学准确解释益生菌的功能及其作用机理，既要有消费者层面的明显体感，更要有科学研究层面的数据证据。只有找到或看到这些能调节肠道屏障、肠道免疫和特定菌群的关键物质，才能真正说明益生菌发挥了作用。“相信在不久的将来，益生菌产品类型也将从发酵乳等普通食品，过渡到功能食品、微生态制剂药品、功能日化等多个领域的全面、精细化应用。”

构建大食物观，用科技牢牢守住“舌尖上的幸福”

近日，世界粮食计划署发出警告称，全球粮食危机持续加深，仅在2022年的前几个月里，全球饥饿人口就激增，世界可能再次面临创纪录的饥饿年。中国、美国、欧盟和日本等国家和地区都将食品生物技术的发展提高到战略高度。

“作为食品工业领域科研工作者，我们更要着力让老百姓‘吃好饭’。”中国工程院院士、未来食品科学中心首席科学家陈坚表示。在他看来，将生物学原理转化为先进的产业化要素，并应用于食品加工中，将成为未来食品产业发展的重要趋势之一。“保障粮食的战略安全，转化食品效应，需要从更高的层次来看待我们的研究。”

陈坚指出，近年来，我国食品科技研发水平不断增强，基础研究水平显著提高，已初步形成基础研究与前沿技术创新、关键共性技术开发、系统化产品制造技术集成三位一体的发展新格局。但是，我国食品工业科研实力与发达国家存在差距、前沿领域研究力度不足、部分关键核心技术尚未突破、重要装备产品等方面问题依然存在。“粮食、食品与人民群众关于美好生活的向往息息相关。在这一情况下，我们更要居安思危，自立自强。中国人对美食的热爱，是我们精益求精的动力。国内的巨大市场、齐全的工业产业链也给予我们底气。我们可以相信，随着人类对合成生物学制造技术的驾驭和运用，正在颠覆传统的食品生产和供给方式。采用合成生物学实现人工合成淀粉的概念和技术创新，不仅对未来农业生产特别是粮食生产具有革命性影响，对全球生物制造产业发展也有里程碑意义。”

民以食为天。好的未来食品只有走出实验室，走向百姓餐桌，让人们吃得好、吃得健康才能够实现食品工业的意义。因此，食品工业的产学研最能够被老百姓感知。陈坚表示，发挥大学与企业这两个核心要素的作用，对食品行业创新具有重要作用。“发现”是大学在科技创新中的首要任务，是实现“从无到有”的关键环节。“发展”是企业在创新中的首要任务，是实现“从有到好”的重要环节。大学科技研究中的“发现”环节与企业科技转化中的“发展”环节紧密相扣，促进食品行业发展。

“随着生物技术、人工智能、大数据和先进制造等技术的快速兴起，食品科学正迎来大发展的‘黄金期’。高校作为科技第一生产力和人才第一资源的重要结合点，肩负着培养创新人才和提升创新能力的双重使命。”陈卫告诉记者，“现阶段，我们要尽快从传统的粮食观中走出来，通过逐步树立和科学构建‘大食物观’，让粮食安全更稳固、食物营养更全面、食物生产更低碳、食品科技更面向未来、‘食育’教育更普及，从而牢牢守住人民群众‘舌尖上的幸福’。”江南大学将深入学习贯彻党的二十大精神，进一步着眼人民群众的食品安全与营养健康，以一流学科“食品科学与工程”为支撑，聚焦食品营养与健康、食品加工与智能制造、食品安全与质量控制等与产业密切相关的学科方向，加快关键核心技术攻关，突破食品科学技术瓶颈，推动食品产业创新发展，为食品产业现代化道路的探索作出新的更大贡献。

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关键词： 食品科学 江南大学