孫寶國, 曹雁平, 李 健, 李秀婷, 宋煥祿, 滕 超, 田紅玉,王 蓓, 王成濤, 王 靜, 楊貞耐, 張 敏

(北京工商大學(xué)食品學(xué)院,北京 100048)

食品產(chǎn)業(yè)是民生產(chǎn)業(yè),是國民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè).進(jìn)入新世紀(jì)以來,我國食品產(chǎn)業(yè)得到了迅猛進(jìn)展,規(guī)模以上食品工業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)突破10萬億元人民幣,與此相適應(yīng),食品科學(xué)研究取得了許多重要成果.2010年,國家自然科學(xué)基金設(shè)立了食品科學(xué)學(xué)科,支持食品科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究,5年收到申請書約1萬件.科技部也在973計(jì)劃、863計(jì)劃、支撐計(jì)劃等領(lǐng)域加大了對食品科學(xué)技術(shù)研究的支持力度.了解食品科學(xué)研究前沿,凝練食品科學(xué)和技術(shù)問題,是食品科技人員的重要職責(zé),本文對食品科學(xué)中10個(gè)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,對今后的研究方向提出了建議,供食品科技人員參考.

1 食品香料香精研究領(lǐng)域

食品香料香精是食品工業(yè)不可或缺的食品添加劑之一.隨著全球工業(yè)化水平的不斷提高,食品香料香精的需求也呈逐步上升的趨勢,極大地推動(dòng)了有關(guān)食品香料香精領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究.近些年國際上食品香料香精方面的研究主要集中在以下幾個(gè)方面:食品香味成分的分析鑒定[1-2],包括樣品前處理技術(shù)[3]、分析技術(shù)[4-5]、香味活性成分的鑒定等[6-9];香料香精緩釋技術(shù)[10],包括各種包埋材料[11]、包埋技術(shù)的研究[12-13];天然香料的制備,包括發(fā)酵、酶催化等生物轉(zhuǎn)化方法的研究[14-17]、天然香料萃取技術(shù)的研究等[18-19];手性香料的研究,包括高選擇性的酶催化或不對稱合成技術(shù)的研究[20-22];食品香料安全問題的研究[23-24].

我國香料香精行業(yè)整體水平落后,在四大類香料香精產(chǎn)品(精油類、單體香料、食品香精和日用香精)中我國只在單體香料方面具有絕對優(yōu)勢,擁有很多重要單體香料的生產(chǎn)商.在全球經(jīng)濟(jì)一體化和可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代背景下,我國香料香精行業(yè)發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇.加強(qiáng)高端產(chǎn)品的高水平技術(shù)研究、改進(jìn)重要香料品種的生產(chǎn)工藝,成為我國香料香精行業(yè)保持已有的優(yōu)勢并進(jìn)一步提升國際地位的迫切需要.

今后,我國食品香料香精科學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)重要食品香料綠色制備技術(shù)研究,包括利用電解技術(shù)制備香料的研究、綠色催化劑的研究、傳統(tǒng)工藝改進(jìn)的研究;2)手性香料的研究,重點(diǎn)研究高選擇性低成本的單一立體異構(gòu)體的制備、立體異構(gòu)體香氣特性、天然手性香料對映體組成等;3)天然香料制備技術(shù)研究,包括生物轉(zhuǎn)化方法的研究、天然香料提取技術(shù)研究等;4)香料香精應(yīng)用技術(shù)研究,重點(diǎn)研究便于香料香精在食品中應(yīng)用的具有良好穩(wěn)定性能和緩釋性能的各種包埋技術(shù);5)食品香料香精安全問題研究,研究建立完善的香料香精安全評價(jià)體系.

2 乳品科學(xué)研究領(lǐng)域

在乳業(yè)發(fā)達(dá)國家,有關(guān)新技術(shù)、新工藝和新方法在乳品加工和質(zhì)量控制中的應(yīng)用得到了更深入的研究.宏基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的研究進(jìn)一步揭示了各種發(fā)酵乳制品加工和貯藏過程中乳品組分及品質(zhì)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律[25-27].乳品流變學(xué)性質(zhì)的深入研究,包括新型功能性配料、穩(wěn)定劑和乳化劑等的應(yīng)用及其與乳品組分之間相互作用的研究,為乳品質(zhì)量控制、獲得理想的乳品質(zhì)構(gòu)和感官性質(zhì)提供了新思路[28-29].對于乳酸菌健康功效、乳品組分營養(yǎng)特性和生理活性的研究,為新型功能性乳制品,包括益生菌發(fā)酵乳制品和配方乳品等的研制奠定了理論基礎(chǔ)[30-32].同時(shí),針對母乳營養(yǎng)成分及其動(dòng)態(tài)變化對嬰幼兒健康的影響也進(jìn)行了大量深入的研究[33-34].膜處理、非熱殺菌、清潔生產(chǎn)和在線檢測等新技術(shù)的研究開發(fā)不斷地提升了乳品安全加工水平和生產(chǎn)效率[35-36].

我國近年來著力于乳酸菌資源的研究開發(fā),通過對乳酸菌生產(chǎn)性能和功能性的評價(jià),研制發(fā)酵劑或益生菌制劑.對于乳酸菌功能性方面做了較深入的研究,涉及菌株的全基因組測序、腸道菌群和免疫調(diào)節(jié)、菌株的功能性代謝產(chǎn)物如胞外多糖、酶類和其他功能因子等[37-41].但是,我國仍然缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的乳酸菌或益生菌菌株.在干酪加工技術(shù)方面,重點(diǎn)研究了凝乳劑包括微生物凝乳酶和基因工程凝乳酶、干酪發(fā)酵劑和干酪加工工藝,以及適于我國人群消費(fèi)特點(diǎn)的干酪產(chǎn)品[42-45].在干乳制品方面,著力于不同種類產(chǎn)品的工藝參數(shù)研究及新產(chǎn)品開發(fā),初步開展了嬰幼兒奶粉加工相關(guān)的母乳成分檢測及嬰幼兒營養(yǎng)需求等基礎(chǔ)工作[46-48].此外,原料乳質(zhì)量安全快速檢測、膜技術(shù)的應(yīng)用、節(jié)能降耗技術(shù)及裝備、乳品配料生產(chǎn)技術(shù)等仍有待進(jìn)一步研究開發(fā).

今后,我國乳品科學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)原料乳的質(zhì)量安全控制技術(shù)研究,包括原料乳預(yù)處理技術(shù)及相關(guān)設(shè)備、貯運(yùn)環(huán)節(jié)品質(zhì)變化及控制、原料乳的快速檢測技術(shù)等的研究;2)發(fā)酵乳制品加工用菌種及發(fā)酵劑、酶制劑、功能性配料等的研究開發(fā),重點(diǎn)研究菌株的生產(chǎn)性能及其穩(wěn)定性、菌株的功能性、微生物發(fā)酵生產(chǎn)凝乳酶技術(shù)等;3)干酪加工技術(shù)研究,重點(diǎn)研究原料乳的凝固特性、干酪質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味物質(zhì)的形成、益生菌的應(yīng)用及不同種類適于我國消費(fèi)者食用習(xí)慣的干酪的研制;4)嬰幼兒奶粉質(zhì)量安全控制及功能性評價(jià)研究,重點(diǎn)研究不同年齡段嬰幼兒的營養(yǎng)需求及產(chǎn)品研制;5)新型乳制品和特種乳的加工技術(shù)及裝備研究,包括在線檢測、節(jié)能降耗、非熱殺菌、特色乳品加工技術(shù)及裝備等.

3 肉品科學(xué)研究領(lǐng)域

國際肉制品研究更關(guān)注營養(yǎng)素與機(jī)體健康關(guān)系,特別是低鹽低脂肉制品和功能性肉制品的研究開發(fā)成為未來肉制品發(fā)展的重要趨勢;肉制品加工副產(chǎn)物的綜合利用實(shí)現(xiàn)了原料資源的充分利用和效益最大化;減菌化技術(shù)、在線無損檢測技術(shù)的研發(fā)不斷提升肉制品安全控制水平[49-52].

我國通過低溫肉制品加工關(guān)鍵技術(shù)、傳統(tǒng)肉制品的工業(yè)化及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和西式發(fā)酵肉制品加工關(guān)鍵技術(shù)的深入研究,提高了低溫肉制品、傳統(tǒng)肉制品和西式發(fā)酵肉制品產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量安全水平.但是,目前我國肉類工業(yè)仍以初加工產(chǎn)品居多,精深加工產(chǎn)品比重較低,產(chǎn)品科技含量低,研發(fā)能力不足.在食品加工高新技術(shù)的應(yīng)用、肉制品加工副產(chǎn)物綜合利用、傳統(tǒng)肉制品風(fēng)味品質(zhì)保持和穩(wěn)定化、加工過程中有害物控制等方面有待進(jìn)一步研究[53].

今后,我國肉品科學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)傳統(tǒng)肉制品加工現(xiàn)代化,包括傳統(tǒng)肉制品風(fēng)味形成機(jī)理及其風(fēng)味保持技術(shù)研究和加工工藝和裝備的完善,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)肉制品加工工程化、標(biāo)準(zhǔn)化,保證肉制品風(fēng)味品質(zhì)穩(wěn)定;2)肉制品加工中高效安全品質(zhì)改良劑的研究開發(fā)及作用機(jī)理研究,包括綠色高效保水劑、著色劑以及低鹽低脂肉制品及其替代品的研究開發(fā);3)肉制品中的危害因子和潛在危害因子的產(chǎn)生規(guī)律及調(diào)控機(jī)理研究;4)肉制品加工副產(chǎn)物的綜合開發(fā)和利用研究;5)肉品減菌化技術(shù)和無損檢測技術(shù)研究.

4 谷物加工科學(xué)研究領(lǐng)域

谷物加工業(yè)是農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、食品工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)和人類的生命產(chǎn)業(yè).對谷物的利用已由原來的僅作為口糧轉(zhuǎn)化為深度加工和綜合利用,最大限度地發(fā)揮谷物的各項(xiàng)功能[54-55].國內(nèi)外研究者從基本的原料特性(包括谷物的品種、質(zhì)量、各種理化成分對其加工品質(zhì)、食用品質(zhì)、衍生產(chǎn)品特性影響的研究)出發(fā)[56-57],通過谷物組分與結(jié)構(gòu)研究、淀粉的糊化、老化與凝膠化特性研究、谷物的儲(chǔ)藏與品質(zhì)研究等途徑[58-61],借助超微粉碎、擠壓、蒸煮、超高壓、烘烤、發(fā)酵、微波、速凍等技術(shù)手段,開發(fā)各種適合本國的谷物食品[62-63].隨著生物工程和固定化酶技術(shù)的不斷進(jìn)步,在代謝學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究成果基礎(chǔ)上,制備、設(shè)計(jì)出新型改性營養(yǎng)保健產(chǎn)品[64-65],使谷物資源的高效利用、延伸谷物加工產(chǎn)業(yè)鏈的目標(biāo)成為可能.

國內(nèi),主要開展不同谷物原料的成分構(gòu)成、協(xié)同影響與制品加工特性、品質(zhì)的關(guān)系研究,確定谷物中活性成分的生理功效[66-70].以抗性淀粉為代表的功能性保健食品、以脂肪替代品為代表的食品添加劑及配料等新型、適合市場需求的產(chǎn)品受到青睞[71-72];生物面粉改良劑替代化學(xué)改良劑是大勢所趨[73].由于技術(shù)和設(shè)備的原因,全谷物食品、主食工業(yè)化食品的生產(chǎn)和加工尚面臨著成本高、感官品質(zhì)不佳等問題[74].另外,全谷物中各種抗氧化成分的存在、在體內(nèi)的協(xié)同抗氧化機(jī)制以及生理功能有待闡明[75].

今后,谷物加工科學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)方便、功能性米制品的研究,營養(yǎng)健康型大米(食品專用米、蒸谷米、營養(yǎng)強(qiáng)化米、發(fā)芽糙米、留胚米等)及制品生產(chǎn)中涉及的營養(yǎng)、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等方面研究,為主食工業(yè)化提供理論支撐.2)谷物品質(zhì)改良技術(shù)的研究,小麥品質(zhì)與面粉的流變學(xué)特性,以小麥面筋、非面筋凝膠和添加品質(zhì)改良劑的研究為基礎(chǔ),研究面團(tuán)、冷凍面團(tuán)的加工特性,開發(fā)各種新型的面粉品質(zhì)改良劑.3)谷物精深加工及傳統(tǒng)發(fā)酵食品的高效生物轉(zhuǎn)化,利用生物工程、酶工程技術(shù)開發(fā)不同功能性的米淀粉、米蛋白、高果糖、低聚糖、脂肪替代品;解決工業(yè)化生產(chǎn)的米粉(米線)、方便米飯、饅頭、掛面、鮮濕面條等米面制品的保鮮問題;確定傳統(tǒng)發(fā)酵食品具保健療效中間產(chǎn)物的功能因子.4)谷物加工副產(chǎn)物的綜合利用,研究谷物油脂的營養(yǎng)保健機(jī)理;利用超細(xì)粉碎、復(fù)合酶解、高壓均質(zhì)等技術(shù),研究谷物蛋白、活性多肽、抗性糊精、低聚糖、膳食纖維等功能性產(chǎn)品的保健功效.5)谷物食品安全性的研究,谷物中危害物(如農(nóng)藥殘留、重金屬、微生物等)污染情況及遷移機(jī)理;制修訂符合國情的谷物加工產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范和檢測方法標(biāo)準(zhǔn);研究、建立具有溯源、監(jiān)測、預(yù)警、關(guān)鍵點(diǎn)控制的評估方法和監(jiān)控技術(shù)及系統(tǒng).

5 果蔬貯藏與加工科學(xué)研究領(lǐng)域

近年來,國外利用番茄作為模式生物,以突變體為材料,采用分子生物學(xué)的手段,研究了影響果蔬在成熟過程中品質(zhì)形成的關(guān)鍵因子及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[76].對在果蔬衰老過程中發(fā)揮重要作用的乙烯等植物激素的合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)行了深入研究,鑒定了乙烯合成的關(guān)鍵基因、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的大多數(shù)轉(zhuǎn)錄因子、乙烯受體蛋白和下游靶基因[77].研究了病原菌和果蔬之間的互作效應(yīng),得到了果蔬防衛(wèi)反應(yīng)的相關(guān)基因和信號分子[78].對果蔬在逆境條件下的生理反應(yīng)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)了與果蔬抗冷性相關(guān)的膜蛋白[79].發(fā)達(dá)國家在果蔬采后商品化處理方面技術(shù)成熟,冷鏈物流設(shè)施齊全.果蔬采后工業(yè)化程度高,經(jīng)切分加工后可直接食用.果蔬加工新技術(shù)應(yīng)用廣泛,例如超高壓、高密度二氧化碳等非熱殺菌技術(shù)的應(yīng)用最大程度保持了果蔬的固有品質(zhì).

經(jīng)過多年的研究,我國已經(jīng)基本掌握了大宗水果貯藏的適宜條件.開發(fā)了一些新型植物源和微生物源防腐保鮮劑,然而要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,需要解決防病成本高,效果不穩(wěn)定等一系列問題[80].果蔬中功能因子的提取及體外抗氧化活性的研究有大量報(bào)道,卻仍缺乏對果蔬功能因子在體內(nèi)的作用靶點(diǎn)及其相關(guān)信號通路的深入研究,尤其是果蔬品質(zhì)與功能因子之間的關(guān)系還不明確.我國果蔬冷鏈物流的系統(tǒng)研究才剛剛起步,果蔬采后商品化處理還比較薄弱.

今后,果蔬貯藏與加工科學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)果蔬采后品質(zhì)形成和成熟衰老規(guī)律的基礎(chǔ)研究,利用基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)研究各調(diào)控因子之間的互作效應(yīng),為果蔬保鮮新技術(shù)的開發(fā)奠定基礎(chǔ);2)利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,建立果蔬質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn);3)研究減壓、細(xì)胞間水結(jié)構(gòu)化氣調(diào)保鮮、負(fù)氧離子保鮮等貯藏保鮮新技術(shù)的作用機(jī)理及應(yīng)用條件;4)繼續(xù)開發(fā)低毒高效的綠色植物源和微生物源防腐保鮮劑,深入研究其作用機(jī)制;5)建立果蔬精準(zhǔn)貯藏體系及技術(shù)規(guī)程;6)構(gòu)建果蔬貯藏冷鏈物流的標(biāo)準(zhǔn)化和信息化操作體系;7)發(fā)展控制鮮切果蔬褐變和微生物污染的新技術(shù),加強(qiáng)果蔬采后商品化處理和加工裝備開發(fā).

6 功能性糖科學(xué)研究領(lǐng)域

國際關(guān)于功能性糖的研究,主要包括對功能性低聚糖、功能性膳食纖維、功能性糖醇等“低能值”碳水化合物的新型制備工藝開發(fā),功能性探索及驗(yàn)證,構(gòu)效關(guān)系研究等.其中功能性膳食纖維的制備因多與纖維質(zhì)或多糖類生物質(zhì)降解相聯(lián)系,因此在大農(nóng)業(yè)領(lǐng)域與農(nóng)產(chǎn)品深度加工及利用緊密關(guān)聯(lián).本領(lǐng)域當(dāng)前的研究主要集中于膳食纖維改性、生理功效評價(jià)以及制備方式革新等幾個(gè)方面[81-82].功能性低聚糖或稱功能性寡糖一般是由2～10個(gè)單糖通過糖苷鍵連接形成直鏈或支鏈的低聚合度糖,習(xí)慣稱之為化學(xué)益生素.因?yàn)榫哂刑厥獾纳韺W(xué)功能,部分品種已獲批為中華人民共和國新資源食品.目前本領(lǐng)域主要研究種類已達(dá)幾十種.在新型寡糖研究方面,日本及歐美國家起步較早,研究主要集中于功效驗(yàn)證及新資源開發(fā)等方面[83-84].由于我國相關(guān)研究開展較晚,無論其機(jī)理分析或是大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)均有很多科學(xué)問題需要凝練研究.

今后,對我國在功能性糖領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)功能性膳食纖維的改性及全面評價(jià),包括不同來源膳食纖維理化及生理功能的量化評價(jià)研究;2)發(fā)展并規(guī)范適合功能性低聚糖工業(yè)化生產(chǎn)的先進(jìn)工藝,結(jié)合催化機(jī)理研究對技術(shù)“瓶頸”實(shí)施攻關(guān);3)建立健全行業(yè)生產(chǎn)及產(chǎn)品功能修飾相關(guān)特種酶評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)發(fā)掘行業(yè)特種用酶并探究生產(chǎn)過程中酶催化機(jī)理問題;4)功能性糖功效量化及在普通食品形態(tài)中的應(yīng)用研究亟待開展和加強(qiáng),包括類型相似功能糖的功效評價(jià)、產(chǎn)品成分合理組成設(shè)定、功能糖的應(yīng)用方式及形態(tài)研究等.

7 蛋白質(zhì)科學(xué)研究領(lǐng)域

近年來國外蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展為蛋白質(zhì)科學(xué)相關(guān)研究提供了新的研究思路和方法,尤其是在食品中過敏源的檢測、食品成分鑒定等領(lǐng)域[85-86].同時(shí)在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域內(nèi)不同種類的生物活性肽的研究也越來越為人們所關(guān)注,生物活性肽依據(jù)其功能性質(zhì)可分為生理活性肽和呈味肽兩大類.當(dāng)前在國外生物活性肽類研究領(lǐng)域內(nèi)各種新技術(shù)、新工藝和新方法的應(yīng)用更好地揭示了不同來源生物活性肽的氨基酸序列以及其結(jié)構(gòu)與生理活性之間的關(guān)系[87-89].同時(shí),食源性生理活性肽體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)以及對其作用途徑和機(jī)理的相關(guān)研究為生理活性肽在保健食品領(lǐng)域內(nèi)的開發(fā)與應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)[90-91].在呈味肽研究領(lǐng)域內(nèi),不同特征滋味肽類組分與人體特異性受體之間的關(guān)系研究為呈味肽類產(chǎn)品的研究與開發(fā)提供了新思路.而一些具有生理活性特征滋味肽的相關(guān)研究,如苦味肽的降壓、陣痛、免疫調(diào)節(jié)等,為新型功能性呈味肽產(chǎn)品研究與開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)[92].此外對于近年來新發(fā)現(xiàn)的濃厚感呈味肽類組分的呈味特征及其對食品感官品質(zhì)影響相關(guān)研究,也進(jìn)一步拓寬了特征呈味肽組分的應(yīng)用領(lǐng)域[93-94].

我國近年來在蛋白質(zhì)工程研究領(lǐng)域致力于通過化學(xué)、物理、分子生物學(xué)以及酶學(xué)的手段對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的一些理化以及功能性質(zhì)進(jìn)行改造.同時(shí)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在食品蛋白質(zhì)組成及功能成分以及機(jī)體營養(yǎng)物質(zhì)代謝研究中也逐步展開,并且主要集中在富含蛋白的大豆或乳制品領(lǐng)域[95-96].同時(shí),在生物活性肽類組分研究領(lǐng)域內(nèi),近年來對于不同生理活性肽類組分的研究相對較多,且主要集中在肽類組分的分離純化、序列鑒定、體外實(shí)驗(yàn)及其構(gòu)效關(guān)系方面,且尤以抗血壓升高肽、抗腫瘤肽和抗血脂肽相關(guān)研究最為集中[97-99].國內(nèi)對于呈味肽類組分的研究開展較晚,當(dāng)前主要集中在美拉德反應(yīng)風(fēng)味前體肽相關(guān)研究領(lǐng)域[100-101],而對于不同種類的特征滋味肽的研究則相對較少[102].

今后,我國蛋白質(zhì)科學(xué)及生物活性肽領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)蛋白質(zhì)或肽類組分的改性研究,重點(diǎn)研究利用不同的修飾方法或分子生物學(xué)技術(shù)對蛋白質(zhì)及各種生物活性肽類組分理化性質(zhì)或功能特性的改善;2)蛋白質(zhì)研究中新方法新技術(shù)的運(yùn)用,重點(diǎn)研究蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在食品品質(zhì)分析、食品功能性研究以及食品鑒偽等領(lǐng)域中的應(yīng)用;3)生理活性肽相關(guān)研究,包括對不同來源的生理活性肽類組分的分離純化,氨基酸序列分析以及構(gòu)效關(guān)系研究,同時(shí),還應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)不同生理活性肽的體內(nèi)、體外試驗(yàn)及其作用機(jī)制等機(jī)理方面研究.4)特征呈味肽類組分的研究,重點(diǎn)研究據(jù)有特殊生理功能活性的特征呈味肽類組分結(jié)構(gòu)特征與其功能特性之間的關(guān)系以及濃厚感肽類組分呈味特征與其構(gòu)效關(guān)系.

8 食品酶制劑科學(xué)研究領(lǐng)域

國際食品酶制劑研究涉及分子生物學(xué)及下游應(yīng)用等諸多方面.基因工程學(xué)結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析深刻揭示酶催化機(jī)理及在生產(chǎn)中的應(yīng)用規(guī)律[103-104].分子生物學(xué)結(jié)合發(fā)酵工程對高效表達(dá)載體構(gòu)建、改造及酶制劑的高效生產(chǎn)進(jìn)行研究,為高品質(zhì)特種催化酶的生產(chǎn)及使用成本的降低提供技術(shù)層面的支持[105-106].微生物高通量篩選及宏基因組學(xué)的應(yīng)用極大豐富了具有優(yōu)良催化活性特種酶的來源,為適應(yīng)食品產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用環(huán)境,提高酶使用效率提供了可能[107-108].此外,利用蛋白質(zhì)工程集合基因工程對現(xiàn)有酶種類進(jìn)行的修飾和改造進(jìn)一步延伸了酶的使用范圍[109-110].近幾十年隨著各種工程技術(shù)的高速融合,酶固定技術(shù)、酶反應(yīng)器、酶探針技術(shù)的出現(xiàn)及革新,在不斷改變酶制劑的使用方式的同時(shí),顯著提升其使用效率[111-113].

我國雖然在酶產(chǎn)量及種類上有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,但相對于國外在研究投入和創(chuàng)新能力、生產(chǎn)核心技術(shù)、產(chǎn)品與應(yīng)用領(lǐng)域的深度接駁等方面尚顯不足.

今后,我國酶學(xué)和酶工程領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)針對具體行業(yè)需求,進(jìn)行特種酶篩選及建立行業(yè)使用、評價(jià)規(guī)范;2)適合工業(yè)化制備的工程菌構(gòu)建、改造研究;3)催化酶在具體生產(chǎn)環(huán)境中應(yīng)用規(guī)律及機(jī)理層面的闡釋;4)針對食品行業(yè)特點(diǎn),立足食品安全層面及使用成本方面,加強(qiáng)酶產(chǎn)品安全評價(jià)及食源性菌株篩選工程菌株構(gòu)建方面的研究;5)食品實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域相對一般生工領(lǐng)域更加紛繁復(fù)雜,應(yīng)加強(qiáng)酶制劑在具體行業(yè)中應(yīng)用規(guī)律研究.

9 天然食用色素(著色劑)科學(xué)研究領(lǐng)域

“天然、營養(yǎng)、健康、多功能”已經(jīng)是當(dāng)前國內(nèi)外食品添加劑的重要發(fā)展方向.天然食用色素不僅色調(diào)自然,更接近天然物質(zhì)顏色,而且具有抗氧化、清除自由基等功能.全球已開發(fā)出天然食用色素100余種,并已應(yīng)用于食品、藥品及保健品領(lǐng)域[114-115],其銷售額已占食用著色劑60%以上,并以近10%速率增長.目前國際上天然食用色素的安全性評價(jià)主要基于動(dòng)植物的毒性、毒理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和使用色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、純度及穩(wěn)定性等方面.天然色素提取大多采用甲醇(如花青色素)、乙醇(如梔子黃色素)、正己烷(如葉黃素)、丙酮等有機(jī)溶劑,其安全性及殘留對天然色素的使用產(chǎn)生了安全性風(fēng)險(xiǎn)[116-117].

“天然”并非等同“安全”,天然色素可能存在的一些安全隱患[118-120]:1)有些天然食用色素的成分、化學(xué)結(jié)構(gòu)并不明晰;2)多種天然色素的毒性資料比較少;3)在食品中超劑量、超范圍使用的安全風(fēng)險(xiǎn),調(diào)配天然色素的毒性反應(yīng);4)天然色素標(biāo)準(zhǔn)中有品種,沒有明確劑量,大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)低于國際標(biāo)準(zhǔn),多種天然色素?zé)o檢測方法和指標(biāo).

我國是天然食用色素生產(chǎn)大國,但是生產(chǎn)受原料影響很大,解決原料的穩(wěn)定供應(yīng)是本領(lǐng)域面臨的重要難題.

今后,我國天然食用色素領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)工業(yè)化規(guī)模的高效提取分離技術(shù)的研究和開發(fā);2)天然食用色素結(jié)構(gòu)鑒定與性能、穩(wěn)定化技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、安全性及風(fēng)險(xiǎn)控制研究;3)玉米黃色素等新色素資源的開發(fā)與利用;4)基于基因工程、細(xì)胞工程、代謝工程、發(fā)酵工程等技術(shù),靛藍(lán)、紅曲紅、紅曲黃、梔子紅、梔子蘭、蝦青素、類胡蘿卜素等微生物菌種資源挖掘、生物合成調(diào)控機(jī)制、有害物控制技術(shù)研究;5)大孔樹脂等吸附劑及其降解物毒性,其規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、殘留量、安全性研究.

10 食品風(fēng)味化學(xué)科學(xué)研究領(lǐng)域

當(dāng)今,國際食品風(fēng)味化學(xué)領(lǐng)域掀起了以分子感官科學(xué)技術(shù)對食品及其配料中特征賦予化合物的深入研究[121-123];對食品中關(guān)鍵氣味活性化合物準(zhǔn)確定性定量及重要性排序,從分子層面揭示食品特征氣味的化學(xué)本質(zhì);結(jié)合感官評定,對樣品中滋味活性化合物準(zhǔn)確定性定量分析;在方法上引入“代謝組學(xué)”技術(shù)[124],探索食品中苦味、酸味、鮮味、濃厚味等分子基礎(chǔ),從分子水平上揭示賦予食品關(guān)鍵氣味、滋味物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)以及其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,為相關(guān)食品生產(chǎn)儲(chǔ)藏過程中質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)[125-127],以期掌握及控制食品加工、儲(chǔ)藏過程中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的形成途徑及變化規(guī)律.

我國食品風(fēng)味化學(xué)家對中國白酒和中國傳統(tǒng)食品(竹蓀、醬牛肉、梅菜扣肉、臘羊肉)中揮發(fā)性成分進(jìn)行了深入研究[128-134].為中國傳統(tǒng)食品工業(yè)化打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

今后,我國食品風(fēng)味化學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下:1)真實(shí)再現(xiàn)食品風(fēng)味的風(fēng)味成分采集技術(shù);2)氣味活性化合物精確定量技術(shù);3)風(fēng)味化合物形成途徑及變化規(guī)律研究;4)以風(fēng)味為基礎(chǔ)的食品生產(chǎn)及儲(chǔ)藏過程的品質(zhì)評價(jià)和控制技術(shù).

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