前沿！2023年这些食品科学与工程领域研究热点前沿值得关注！

近期，《2023研究前沿》报告和《2023研究前沿热度指数》报告向全球发布。《2023研究前沿》报告遴选了128个研究前沿，包括110个热点前沿和18个新兴前沿，较为客观地反映了相关学科的发展趋势，涵盖农业科学、植物学和动物学，生态与环境科学，地球科学，临床医学，生物科学，化学与材料科学，物理学，天文学与天体物理学，数学，信息科学，经济学、心理学及其他社会科学等11个大学科。

农业科学、植物学和动物学领域居于前10的热点前沿分布广泛，涉及食品科学与工程、植物免疫调控、植物非生物胁迫响应机制、植物生长发育调控、植物基因组，及动物营养等6 个子领域。

其中，食品科学与工程子领域热点前沿数量最多，分别是植物肉与细胞培养肉的替代性研究、食品中益生菌的微胶囊化研究、食物蛋白生物活性肽的结构与功能。目前热度较高的植物肉与细胞培养肉的替代性研究则首次入选Top10 热点前沿。

 01 重点热点前沿——“植物肉与细胞培养肉的替代性研究”

农业技术的进步和畜牧业的集约化提高了肉类生产的效益和产量，因此在发达国家，肉相对便宜 且容易获得，但是密集的肉类生产对公共卫生、环境和动物福利造成了不利影响。联合国粮农组织曾预测，到2050年全球肉类需求将达到 4.55 亿吨，比 2005 年增长 76％。因此，为了减少动物养殖带来的负面影响，学术界和工业界正在努力探索利用非动物来源材料生产肉类，植物肉和细胞培养肉便走人大众视野，引发热议。

• 植物肉是人造肉的一种。植物肉主要以大豆、豌豆、小麦等作物中提取的植物蛋白为原料，采用化学分离的方式，从原材料中提取人体所需的植物蛋白，再经过加热、挤压、冷却、定型等一系列步骤，使其具备动物肉制品的质地和口感.据统计，2019年7月到2021年8月，中国植物基食品初创品牌累计获得48次融资，总金额超过12亿元。

• 细胞培养肉是指利用细胞培养工程和组织工程等技术，在体外培养动物肌肉组织作为食用材料。这种构想在二十世纪30年代就有了，90年代末和21世纪初国外还出现了相关专利。2013年荷兰人Mark Post组织了世界首个细胞培养牛肉汉堡公开试吃活动并公布了技术细节。2019年底我国南京农业大学周光宏教授团队也培养出中国第一块肌肉干细胞培养肉。

• 中国肉类食品综合研究中心首席科学家王守伟教授表示，“细胞农业技术是一项颠覆性科技革命，是多学科交叉融合的创新技术”。王教授认为，在标准和监管体系方面，还有大量的工作要做，特别强调了建立细胞农业技术和产品风险评估体系的重要性。中国肉类协会标准工作委员会秘书长刘蕾女士也表示，细胞农业技术作为一项新型的前沿技术，成立行业平台非常必要，协会会持续关注，共同推进细胞农业在中国的发展 。

 02  重点热点前沿——“食品中益生菌的微胶囊化研究”

益生菌是一类活性微生物，它通过促进宿主肠道菌群的生态平衡,从而对宿主的健康和生理产生有益的影响。为了发挥其功效，消费者服用的益生菌的活菌数至少为6 Log CFU/g，但是益生菌耐受性差，在加工与储存和消化过程受到高温、压力、氧气、胃酸、胆盐等的侵害，导致其活性大大降低，大量的实验证明，微胶囊化可有效防止益生菌被降解，不仅能维持益生菌在贮藏过程中的稳定性，还能保护其通过消化道抵达结肠，提高活菌在肠道表面粘膜的定植能力。

• 益生菌微胶囊技术是将益生菌包埋于具有半透性和生物相容性基质载体的一种技术，通过创建一种物理屏障提高益生菌对不良环境的抗性力，减少保护基质中益生菌的损伤，然后使其到达目标部位顺利释放并发挥作用。目前许多微胶囊技术已被用于益生菌的包埋，常见的微胶囊技术有挤压法、乳化法、喷雾干燥法、冷冻干燥法等。

 03  重点热点前沿——“食物蛋白生物活性肽的结构与功能”

食物蛋白在人类的饮食中扮演着重要角色，其作用也得到了广泛认可。近年来，源自食物蛋白的生物活性肽成为研究热点。据相关文献报道，生物活性肽能够对人体健康产生良好的生理作用，并且随着蛋白质组学工具的发展，生物活性肽的识别更加准确快速。

• 生物活性肽是如何产生的？生物活性肽产生于食物的加工过程，尤其是熟化/发酵的食物。随着加工时间的增加，其产量在蛋白水解酶的作用下也会不断增加（内肽酶和外肽酶）。

食物蛋白酶水解过程中的肽酶作用和生物活性肽的生成过程

• 如何确定食物基质生物活性肽？

为了在体内产生生理作用，经消化的生物活性肽必须在肠胃消化期间保持不受影响。这也说明了为什么有的肽在体外分析时可以表现出良好的生物活性，而在实验室动物的体内分析过程中却无法表现出这种活性。

食物基质生物活性肽识别和确认的传统实证方法

SEC：尺寸排除色谱法；CE：毛细管电泳；LC：液体色谱法；IEF：等电位聚焦；HPLC：高效液相色谱法；MS/MS：串联质谱。

随着人们生活水平的提高和饮食结构的变化，我国居民对于食品的要求已从温饱上升至对食品安全品质的关注。我国居民的饮食消费习惯已逐渐向着营养、健康型方向转变。今年的中央一号文件提出：“树立大食物观，要向植物动物微生物要热量、要蛋白。”宏观来看，在环境、资源压力刺激下，加上政策的大力支持，以生物合成的方式替代化工合成在未来有着广阔的前景，植物肉和细胞培养肉仍是近年十分重要且值得广泛关注的发展趋势。