【聚焦食品生物技术④】
◎本报记者 陈 曦
日前,韩国延世大学的科学家们开发了一种将米粒、纳米涂层和动物细胞整合在一起的新食品成分。这类由植物和动物成分组合形成的混合食品,具有发展成为未来食品的巨大潜力。如果这一成果走向商业化,可以提供一种更实惠、碳足迹更小的蛋白质替代品。
开发未来食品是人类可持续发展的必然任务。不过,目前已报道的未来候选食品,在商业化方面或多或少都面临实际局限,例如存在营养不平衡、口味不佳,以及成型性差等问题。不过随着生物技术的发展,未来食品在多元性和安全性等方面将得到更多保障。
研发离不开生物技术
“未来食品是指利用现代科技对食品进行创新和改造后,能够满足人类对食品安全、营养、口感等方面需求的食品。”天津大学化工学院教授乔建军认为,高技术、全营养、智能化、可持续将会是未来食品的显著特点。
中国科学院天津工业生物技术研究所研究员李德茂介绍,未来食品研发是一个多学科交叉领域。其中,合成生物技术、细胞培养技术、酶工程技术、发酵技术等生物技术,在未来食品的研发中扮演着重要角色。这些技术的应用,使未来食品的研发更加高效精准。
生物技术在未来食品开发中展现出巨大潜力和多方面优势。例如生物技术可以提高农作物的生长速度和产量,并增强其抗病虫害的能力。科学家可以通过生物技术改良植物品种,将一些具有抗虫、抗病、抗旱的基因片段导入农作物中,使农作物能在恶劣环境中存活,减少化肥和农药使用量,在保护生态环境的同时满足人们对高品质食品的需求。
此外,在食品安全领域,基因检测技术可用于追踪和控制食品中的有害微生物和污染物,生物传感技术可以快速检测食品中的有害物质,提高食品安全检测的效率和准确性。
未来食品初现雏形
从二氧化碳合成淀粉,到二氧化碳精准全合成糖,近年来,应用合成生物技术产生了多项重磅成果。广受关注的人造蛋白、人造肉、人造脂肪、人造奶等,也都离不开合成生物技术。
“合成生物技术还可以通过改造微生物,提高食品的生产效率和质量。例如利用工程微生物群落改变传统发酵食品生产方式等。”李德茂说。
细胞培养技术是未来食品研发的另一重要技术。通过模拟动物体内的生长环境,科学家可以在实验室培养出与真实肉类相似的细胞培养肉。这种肉类不仅口感接近传统肉类,而且可以避免传统畜牧业带来的环境污染等问题。乔建军说,细胞培养肉的生产不需要大量土地和水资源,也不产生温室气体排放,具有更高的可持续性。此外,细胞培养技术还可用于生产特定的人体所需蛋白质或营养成分,为个性化营养定制提供可能。
发酵工程也是食品生产中常用的生物技术。乔建军介绍,在未来食品研发中,发酵工程可以用于生产益生菌、抗氧化剂等各种功能性食品成分。这些成分可以帮助人类改善肠道健康、增强免疫力、延缓衰老等。
人们对未来食品的探索从未停歇。近年来,已有一些运用生物技术研发出来的未来食品雏形出现。
“以替代蛋白为例,目前发酵蛋白最具发展前景。”李德茂解释,这种微生物蛋白以葡萄糖、淀粉、糖蜜、合成气、二氧化碳等为底物,利用微生物发酵方式生产蛋白。
目前在国际上,发酵蛋白食品层出不穷。美国一家公司利用微生物制造乳清、酪蛋白等,模拟出真正的牛奶,并推出首款生物制乳蛋白冰淇淋。英国一家公司利用发酵蛋白技术进行食品开发,先后上市了健身蛋白粉、发酵蛋白“肉”汉堡、香肠、肉卷等产品。
“尽管这些食品的商业化进程尚待进一步推进,但其在口感、营养价值和环保性方面的优势已经得到广泛认可。”李德茂介绍,发酵蛋白中的蛋白含量高达40%—80%,且不含胆固醇。利用发酵蛋白制作的鸡肉,在口感、香味等方面的仿真度可达85%左右。
此外,经基因工程改良的作物品种,也已经在一些地区进行试种和推广,如抗虫棉、抗旱稻等。这些作物不仅能够提高产量和品质,还能减少对化学农药和化肥的依赖。
安全是发展的关键
根据市场研究机构发布的数据,全球食品与农业技术及其相关产品市场规模正在稳步增长,预计未来5年将保持8.42%的年均增速。与此同时,相关平台发布的食品饮料行业报告显示,57.4%的消费者表示,在选购食品饮料产品时会选择低脂、低糖、低钠、低卡产品,34.4%的消费者选择滋补膳食类等功能性食品饮料。这些数据都展现了未来食品的光明前景,人们的消费需求与未来食品的特性不谋而合。
“不过,机遇与挑战并存。”乔建军认为,生物技术在未来食品的研发和生产中将面临安全性、经济成本、监管法规标准等诸多方面的挑战。
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