“大食物观”专家谈｜陈坚：未来食品的任务与挑战

本期专家：陈坚 中国工程院院士、江南大学未来食品科学中心教授

日前，农业农村部食物与营养发展研究所组织召开了“大食物观”学术研讨会。会上，中国工程院院士、江南大学未来食品科学中心教授陈坚做了关于未来食品的任务与挑战的报告。

他表示，在牵头进行科技部“面向2035愿景规划食品战略研究”过程中，发现世界许多国家都提出一些关于未来食品的概念、方向和主要内容，并且，在2019-2021三年间，以“未来食品(Future Foods或The Future of Food”为主题的研究机构、平台和组织不断建立，杂志和学术会议持续出现，专业书籍也纷纷出版。

陈坚介绍，根据国内外的大量讨论，未来食品的意义和价值主要表现在三个方面：

一是未来食品可能变革传统食品工业制造模式。主要是通过食品和生物技术的结合，改变传统的种植养殖方式，以车间生产模式制造肉、蛋、奶、油，等等。典型的代表是人造肉，包括采用大豆等植物蛋白为原料、经过高湿/低湿挤压和组织化得到植物蛋白肉和从动物提取成肌干细胞、扩增培养成肌肉细胞、分化成肌肉纤维而成的细胞培养肉。

二是未来食品将使人更健康、使地球更健康。使人更健康是因为现在全球由于饮食方式产生慢性疾病，年增500万死亡；大量的医学研究表明，在动物蛋白中加入一定的植物蛋白，可以显著降低死亡的风险。使地球更健康是因为全球食品产业产生了温室气体总量的25%，需要耕地40%，并且现在畜禽养殖方式获取动物蛋白比植物、微生物等方式获取蛋白，在资源占用和对环境影响等方面，均高出许多。

三是未来食品应该应对人类面临的挑战。据联合国数据，到2050年全球蛋白质的增量还需要30-50%。我国农业农村部数据表明去年我国饲料蛋白的进口接近50%。因此，替代蛋白成为未来食品的一个重要内容。不仅具有上述的资源和环境效益，在蛋白的生产效率方面，微生物培养、植物培育也比传统畜禽养殖有明显优势。

未来食品的其主要任务是解决食物供给和质量、食品安全和营养、饮食方式和精神享受等三方面问题；其技术基础包括不同学科领域的前沿技术，如合成生物学、物联网、人工智能、增材制造、纳米技术等；其产品标签为更安全、更营养、更美味、更可持续。特别要指出的是：未来食品的发展路径将是3T（BT生物技术、IT信息技术、FT食品技术）融合实现高技术产业。

从国内外的大量文献还可以看出，未来食品的核心内容包括植物基食品、替代蛋白、食品感知、精准营养、智能制造、食品安全等方面。未来食品的发展将突出6个“新”：食品营养健康的突破将成为食品发展的新引擎；食品物性科学的进展将成为食品制造的新源泉；食品危害物发现与控制的成果将成为安全主动保障的新支撑；绿色制造技术的创新将成为食品产业可持续发展的新驱动；食品加工智能化装备的革命将成为食品工业升级的新动能；食品全链条技术的融合将成为食品产业的新模式。

陈坚表示，未来食品的任务与挑战涉及许多方面，他以植物基食品和替代蛋白为例进行阐述。

所谓的植物基食品，是以植物原料或其制品为蛋白质、脂肪等来源，添加或不添加其他配料，加工制成的具有类似动物食品的质构、风味、形态等品质特征的食品。需要说明的是，植物基食品与传统素食具有显著区别。

植物基食品是实现食品产业绿色低碳发展的重要途径：从《中国植物肉减碳洞察报告2022》可以发现，五种来自动物蛋白和植物蛋白的食品进行比较，植物基食品减碳效果高达98%。植物基食品有助改善膳食结构，是动物性食品的有效补充：膳食因素每年导致全球1100万人死亡(中国301万人)，主要原因之一是动物性食品摄入过多。植物基食品的发展方向是绿色加工和风味质构：可以采用生物技术、食品技术及机械工程技术，使蛋白优质、营养丰富、质构拟真、风味相似、色泽相近。

目前，国内外对植物基食品的投资开始集聚，不少咨询公司对其发展也给与非常积极的预测，研究论文和专利也迅速增强，如2000年以植物基食品为主题的论文国际刊物论文只有11篇，2021年2230篇。所有这些均表明，植物基食品可能成为未来食品产业发展的主流方向。

开发替代蛋白的重要意义在于，从蛋白数量上可以保障国家食物安全，从蛋白质量上能够满足人民美好生活的需求。

从植物要蛋白，可大大提高资源与环境效益。目前人们主要开发的植物蛋白包括大豆蛋白、豌豆蛋白、小麦蛋白、大米蛋白以及燕麦蛋白、蚕豆蛋白、大麻蛋白及鹰嘴豆蛋白等新兴植物蛋白。这些植物蛋白各有优点与劣势，在应用中需要重视。

从微生物要蛋白，不仅可以降低CO2排放量，如镰孢霉(Fusarium venenatum)发酵能够生产真菌蛋白，如果到2050年用真菌蛋白替代全球20%的牛肉消费，能够减少每年56%的二氧化碳排放和森林砍伐，而且可以大大提高蛋白生产效率，如在英国建立的采用枯萎镰刀菌发酵获取高纤维、低饱和脂肪的优质蛋白的车间，工业规模165M3发酵罐一次可以生产25万根香肠所需蛋白。

从动物要蛋白也有不同的研究，典型的如现在各国都非常重视的细胞培养肉。细胞培养肉是通过体外培养动物细胞生产肌纤维、脂肪等组织，再经食品化加工而成的一种新型肉类食品。与植物、微生物生产蛋白相比较，细胞培养蛋优点是提供真实动物蛋白，无需牲畜饲喂和宰杀，同时大幅降低土地、水资源消耗，减轻环境污染，避免激素和抗生素滥用，是一种安全、高效、可持续的肉品生产方式。

陈坚提到，需要特别关注的未来食品的关键技术有食品组学、食品合成生物学。科技部“面向2035愿景规划” 食品战略总体组提出了中国食品科技的发展愿景，包括聚焦一个目标：成为全球食品科技创新中心，率先进入创新型国家前列；围绕二个着力点：全力打赢关键核心技术攻坚战，实现高水平自立自强；实现三大保障：食品安全、人类健康、美好需求；催生四大新业态：食品细胞工厂、食品智能制造、智慧厨房、精准营养；完成六大战略任务：加工制造、营养健康、食品生物工程、智能装备、质量安全、包装物流；突破20项关键技术：食品细胞工厂、分子食品创制技术，等等。在此同时，研究组提出食品领域今后的七大任务包括：产出国际公认的原始创新成果、实现食品制造技术与装备“解卡/设卡”、建成国际化品牌企业、建立食品科学国家实验室、建设未来食品国家创新中心、形成世界级科学家队伍、牵头实施世界食品大科学计划，等等。

陈坚认为，食品进入“大时代”：大规模、大业态、大市场、大龙头、大集群、大安全、大品牌。我们必须要有“大格局”：大合作、大平台、大科学、大技术。只有这样才能实现：产业由低端向中高端迈进、食品大国向食品强国迈进。

出品：科普中国智惠农民

记者：宋雅娟 武玥彤