中國工程院院士、南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任謝明勇：深耕植物基乳酸菌發(fā)酵食品產(chǎn)業(yè)“藍(lán)海”

中國食品安全網(wǎng)訊 9月20日，以“實(shí)施食品安全戰(zhàn)略 助力健康中國建設(shè)”為主題，由教育部、生態(tài)環(huán)境部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、海關(guān)總署、國家林業(yè)和草原局、山西省人民政府、中國食品工業(yè)協(xié)會指導(dǎo)支持，中國食品安全報社、長治市人民政府、山西省市場監(jiān)督管理局、山西省投資促進(jìn)局聯(lián)合承辦的第二十一屆中國食品安全大會在山西省長治市隆重舉行。在9月20日下午舉行的第二十一屆中國食品安全大會“院士講壇——貫徹總體國家安全觀 以新格局保障新發(fā)展”中，邀請了中國工程院院士、南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任謝明勇演講。

謝明勇表示，當(dāng)前，慢病高發(fā)已成為國民健康的頭號殺手。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2019年，我國因慢病導(dǎo)致死亡的人數(shù)占總死亡人數(shù)的88.5%，超過全球平均水平，心腦血管疾病、癌癥、糖尿病等慢病已嚴(yán)重威脅國民健康。此外，慢病的低齡化也日趨明顯，甚至出現(xiàn)兒童糖尿病和白血病的極端病例。慢病高發(fā)有諸多因素，其中與膳食結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。2017年數(shù)據(jù)顯示，全球大約有1100萬人因吃得不健康而死亡，占成人總死亡人數(shù)的22%。

近年來，植物基食品發(fā)展比較快。植物基食品特指以植物原料或其加工品作為蛋白質(zhì)、脂肪的來源，添加或不添加其他輔料、食品添加劑（含營養(yǎng)強(qiáng)化劑），經(jīng)加工制成的產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、形態(tài)等感官特性與相應(yīng)的動物來源食品具有相似特征的制品，其目的在于減少對環(huán)境和自身健康的危害，并試圖尋找動物制品的“優(yōu)質(zhì)替代品”。

植物基食品對于當(dāng)下追求食品營養(yǎng)功能和健康生活質(zhì)量的人群來說，是一個很好的選擇；在植物基食品的基礎(chǔ)上，運(yùn)用生物技術(shù)生產(chǎn)植物基發(fā)酵食品，成為未來食品發(fā)展的一個重要方向。

植物基發(fā)酵食品有諸多分類。其中，乳酸菌發(fā)酵谷物產(chǎn)品是采用酶法與發(fā)酵法相結(jié)合的技術(shù)，以谷物為主要原料，利用酶將谷物中的淀粉轉(zhuǎn)化為乳酸菌可利用的低聚糖，再添加適當(dāng)?shù)牡?，?jīng)過乳酸菌發(fā)酵而成的一種功能性發(fā)酵谷物產(chǎn)品。如，乳酸菌發(fā)酵燕麥、燕麥酸奶、乳酸菌發(fā)酵大米等，均以其獨(dú)特營養(yǎng)和風(fēng)味越來越受到人們關(guān)注。

乳酸菌發(fā)酵植物蛋白產(chǎn)品具有脂肪低、熱量低和無膽固醇等特點(diǎn)，且不含乳糖，是乳糖不耐癥患者的良好選擇。同時，乳酸菌發(fā)酵可去除某些植物蛋白原料本身不愉悅的風(fēng)味，可提升產(chǎn)品的風(fēng)味與營養(yǎng)價值。

乳酸菌發(fā)酵技術(shù)用于果蔬的發(fā)酵，不僅能夠改善果蔬風(fēng)味，去除蔬菜原有的生腥味，還可增強(qiáng)果蔬產(chǎn)品營養(yǎng)價值和益生功能，延長果蔬的保質(zhì)期。

乳酸菌發(fā)酵食藥同源產(chǎn)品，通過發(fā)酵技術(shù)處理，可以加強(qiáng)中草藥藥性，降低毒性，同時乳酸菌發(fā)酵還可以改善食藥同源植物的風(fēng)味，使良藥變得不再“苦口”。

另外，乳酸菌發(fā)酵茶飲料區(qū)別于通常所指的發(fā)酵茶概念，后者主要是指酶促氧化反應(yīng)，而乳酸菌發(fā)酵茶是通過乳酸菌直投到茶葉中進(jìn)行發(fā)酵。然而，茶葉本身含有多酚類化合物，因此尋找適合茶葉發(fā)酵的菌種成為開發(fā)乳酸菌發(fā)酵茶飲料的瓶頸。

要做好乳酸菌發(fā)酵食品產(chǎn)業(yè)研究，會面臨一些關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，比如，篩選具有優(yōu)良發(fā)酵性能的乳酸菌，制備高活性、低成本的菌劑，對發(fā)酵產(chǎn)品的營養(yǎng)和安全性進(jìn)行評價等等，這直接決定了能否開發(fā)出適合發(fā)酵和市場需求的植物基乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)品。

針對這些問題，南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室先以傳統(tǒng)自然發(fā)酵果蔬為研究對象，對植物基自然發(fā)酵過程中涉及的多菌種協(xié)同發(fā)酵的代謝調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了研究，明確自然發(fā)酵過程的早期、中期和后期到底哪些微生物在發(fā)揮作用，為優(yōu)良植物基發(fā)酵專用益生菌種的選育奠定了理論基礎(chǔ)。此外，做食品最核心的問題是口感和美味，為此，也研究了植物基自然發(fā)酵過程中發(fā)酵微生物和產(chǎn)品風(fēng)味之間的關(guān)系。進(jìn)一步地，還創(chuàng)建了一個植物基發(fā)酵益生菌高通量的篩選體系，基于此篩選體系，從采集自全國25個省份140多個縣市的2000余份發(fā)酵植物基樣品中進(jìn)行優(yōu)良植物基發(fā)酵菌的篩選，最終篩選、鑒定并保藏了8000多株植物基發(fā)酵專用菌種，建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的植物基發(fā)酵專用益生菌庫；再之后，要想實(shí)現(xiàn)植物基發(fā)酵的工程化和產(chǎn)業(yè)化，就要將上述優(yōu)良菌株做成高活性的工程化菌劑。在掌握益生菌發(fā)酵的核心技術(shù)之后，還要對菌種的安全性進(jìn)行評價。以植物乳桿菌NCU116為例，通過對其進(jìn)行全基因組測序，沒有發(fā)現(xiàn)毒力或致病基因，證明這株菌是一株安全可靠的益生菌株。

在產(chǎn)業(yè)化研發(fā)方向，南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了直投式益生菌發(fā)酵果蔬新工藝，開發(fā)了益生菌發(fā)酵果蔬全新系列產(chǎn)品。相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品具有安全、高效、節(jié)能、環(huán)保等特征和優(yōu)勢。通過構(gòu)建益生菌發(fā)酵果蔬產(chǎn)品的功能評價體系，發(fā)現(xiàn)果蔬發(fā)酵益生菌及其發(fā)酵產(chǎn)品具有調(diào)節(jié)腸道菌群、緩解便秘、降血糖、調(diào)節(jié)免疫、緩解結(jié)腸炎、預(yù)防腸胃炎癥等功能活性，尤其是對緩解便秘、抑制高脂血癥、調(diào)節(jié)腸道等方面有著顯著功效。

相對植物基原料來說，植物基乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)品營養(yǎng)和風(fēng)味得到大大改善，有沒有相對應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)？在發(fā)酵的過程中產(chǎn)生了什么樣的變化呢？以開發(fā)的發(fā)酵胡蘿卜飲料為例，發(fā)現(xiàn)胡蘿卜經(jīng)發(fā)酵后烯萜類化合物大幅度降解，芳香類物質(zhì)增加，同時β-胡蘿卜素、膳食纖維、短鏈脂肪酸等營養(yǎng)物質(zhì)含量也遠(yuǎn)高于其他市售的胡蘿卜飲料產(chǎn)品。

因此，無論在基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)還是在產(chǎn)品開發(fā)方面，植物基乳酸菌發(fā)酵領(lǐng)域都是值得科研人員和企業(yè)家進(jìn)一步深耕的“藍(lán)海”。