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教授,北京食品營養源研究所張燕博士,中國疾病預防控制中心營養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,中國食品發酵工業研究院中國工業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
江南大學陳衛教授在會議中提到微生物菌種庫構建的重要性表現在三個方面,首先是保護生物多樣性,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略性生物資源之一;第三,工業、農業、醫藥和環境等微生物學研究、生物技術研究及微生物產業持續發展的重要物質基礎;第四,是支撐微生物科技進步與創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。
特殊醫學用途配方食品功能更趨合理
特殊醫學用途配方食品(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人群對營養素或膳食的特殊需要,專門加工配制而成的配方食品。北京食品營養源研究所張燕博士介紹稱,該類產品必須在醫生或臨床營養師指導下,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,她對未來臨床營養的趨勢進行預測,首先腸外與腸內聯合應用向腸內營養的支持方式轉化,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,利用營養物達到藥物的效果而不單是營養作用(n-3脂肪酸,VE);第四,在擇期手術前開始營養支持,進行預防性營養。
食物應滿足營養健康的發展趨勢與資源構建
中國疾病預防控制中心營養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;人們通過烹飪和發酵進行食物體外消化,在此過程中,食物成分被重塑;發展性焦慮和食品安全感低下,食物自然主義興起,同時營養健康食品產業迅猛發展;食物新體系構架具有一定預期性,但總體不確定。他認為,膳食營養指南已趨向全球共識;膳食營養素推薦攝入量(DRIs: AMDR, RNI, AI, PI-CD, UL)國家和地區趨同;特殊人群、不同健康狀況、表型差別人群的DRIs和膳食營養指南尚待發展。
構建食品酶庫對食品資源開發與利用具有重要意義
食品資源開發利用的一個重要目的就是形成食品。而酶在其中發揮了重要的作用,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酵食品,在促進糖轉化成糖酸等化工和醫藥、化妝品甚至是基礎建設等領域都發揮了重要的作用。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,同時還包括進行發酵的培養基和菌種生存、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。中國食品發酵工業研究院中國工業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酵食品工藝流程中發揮有益于發酵的功能;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酵,缺少傳統發酵食品用菌種,不能充分反映我國食品用微生物菌種的狀況。截止到2017年我國衛計委公布可直接使用的菌種共35種。在2010年衛生部制定的《可用于食品的菌種名單》中規定,傳統上用于食品生產加工的菌種允許繼續使用,名單以外的、新菌種按照《新資源食品管理辦法》執行。她建議,提出我國傳統發酵食品用菌種名單,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,她建議我國傳統發酵食品用菌種名單應動態更新,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性成分的“保留指數”數據和標準品庫以針對白酒中揮發性化合物實現快速、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,從發達國家食品安全問題的演變歷程來看,突發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達國家的水平,突發性致病菌的污染引發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現,我國43個城市或地區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。