李春保 印遇龍 周光宏*
1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 教育部肉品加工與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部肉品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心,食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 南京 210095 2 中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 畜牧健康養(yǎng)殖中心 長沙 410125
肉類是畜牧業(yè)生產(chǎn)的主要目標(biāo)產(chǎn)品之一,肉及肉制品品質(zhì)的優(yōu)劣直接影響消費(fèi)者的健康,同時(shí)也會(huì)影響上游畜牧業(yè)的發(fā)展。近年來,肉品加工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到 1.3 萬億元人民幣,成為我國農(nóng)產(chǎn)品加工和食品加工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè),不僅關(guān)系國計(jì)民生,也成為畜牧業(yè)供給側(cè)改革的重要支撐點(diǎn)和突破點(diǎn)[1]。一方面,生產(chǎn)環(huán)節(jié)(如品種、飼料、養(yǎng)殖模式等)的差異導(dǎo)致肉品的食用品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)存在很大差異;另一方面,在肉品加工過程中,蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)元素會(huì)發(fā)生改變,同樣會(huì)對肉品的食用品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)造成極大影響[2,3]。此外,由于消費(fèi)者膳食結(jié)構(gòu)不均衡帶來的肥胖、糖尿病、胃腸道疾病等系列健康問題,已引起國際社會(huì)的廣泛關(guān)注,其中肉類消費(fèi)與人體健康關(guān)注度最高[4]?;诂F(xiàn)代生物信息學(xué)技術(shù)的肉類營養(yǎng)與人體健康研究領(lǐng)域已成為指導(dǎo)畜牧業(yè)、引領(lǐng)肉品加工業(yè)、推進(jìn)健康食品產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要學(xué)科前沿。本文著眼于未來 5—15 年的發(fā)展,在分析國內(nèi)外肉類營養(yǎng)與人體健康發(fā)展的基礎(chǔ)上,闡述了 2020—2035 年肉類營養(yǎng)與人體健康研究的前沿科學(xué)技術(shù)問題,提出了 2035 年發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)路徑和政策建議。
經(jīng)過近 30 年的發(fā)展,我國肉類加工業(yè)取得了舉世矚目的成績。肉類產(chǎn)量連續(xù) 20 年世界第一,2017 年肉類總產(chǎn)量達(dá)到 8 431 萬噸。畜禽屠宰加工技術(shù)快速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了從“私屠亂宰”—“集中定點(diǎn)屠宰”—“規(guī)?;瘷C(jī)械屠宰、冷鏈運(yùn)輸、分割上市”的轉(zhuǎn)變;中式傳統(tǒng)肉制品加工實(shí)現(xiàn)了“作坊、經(jīng)驗(yàn)式生產(chǎn)”—“工廠化、機(jī)械化加工”的轉(zhuǎn)型;西式低溫肉制品、調(diào)理肉制品、菜肴類肉制品等新型產(chǎn)品快速發(fā)展。這些為我國人民生活水平由“溫飽”向“小康”“富裕”的轉(zhuǎn)變,以及人民體質(zhì)的改善提供了重要物質(zhì)基礎(chǔ)[5]。
此外,在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上,我國動(dòng)物育種和動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)專家通過分子育種、品種改良、飼料調(diào)制等技術(shù),改變動(dòng)物肌內(nèi)脂肪的沉積和脂肪酸(尤其 ω-3 系列不飽和脂肪酸)的組成,顯著改善肉的風(fēng)味品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值。
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,消費(fèi)者對食品尤其是肉及肉制品的品質(zhì)要求有了更多的期望,即從傳統(tǒng)的保障供應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的安全美味和營養(yǎng)健康。但肉類生產(chǎn)、加工及消費(fèi)環(huán)節(jié)還沒有跟上消費(fèi)者的需求變化。主要表現(xiàn)在 3 個(gè)方面:① 在生產(chǎn)環(huán)節(jié),畜牧(肉類)生產(chǎn)的效率明顯提升,肉類供應(yīng)得到了保障,而肉品品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值提升力度和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)亟待加強(qiáng);② 在加工環(huán)節(jié),新技術(shù)的應(yīng)用使產(chǎn)品的感官品質(zhì)、食用品質(zhì)、加工品質(zhì)和安全品質(zhì)得到了很大的提升,滿足了消費(fèi)者對色香味和安全的需求,而加工過程中營養(yǎng)品質(zhì)的保持和改善尚需關(guān)注;③ 在消費(fèi)終端,食物消費(fèi)缺乏科學(xué)指導(dǎo),消費(fèi)者膳食結(jié)構(gòu)不均衡問題日漸突出,高糖、高脂肪、高蛋白、低膳食纖維的膳食結(jié)構(gòu)成為誘發(fā)慢性代謝類疾病的重要因素,制定基于食物結(jié)構(gòu)與機(jī)體健康量效關(guān)系的膳食指南意義重大。
2017 年 7 月,國務(wù)院印發(fā)《國民營養(yǎng)計(jì)劃(2017—2030 年)》(以下簡稱《計(jì)劃》),從我國國情出發(fā),立足我國人群營養(yǎng)健康現(xiàn)狀和需求,明確了今后一段時(shí)期內(nèi)國民營養(yǎng)工作的指導(dǎo)思想、基本原則、實(shí)施策略和重大行動(dòng),標(biāo)志著國民營養(yǎng)健康已成為了國家戰(zhàn)略?!队?jì)劃》提出 6 項(xiàng)重大行動(dòng)提高人群營養(yǎng)健康水平:① 生命早期 1 000 天營養(yǎng)健康行動(dòng),提高孕產(chǎn)婦、嬰幼兒的營養(yǎng)健康水平。② 學(xué)生營養(yǎng)改善行動(dòng),包括指導(dǎo)學(xué)生營養(yǎng)就餐,超重、肥胖干預(yù)等內(nèi)容。③ 老年人群營養(yǎng)改善行動(dòng),采取多種措施滿足老年人群營養(yǎng)改善需求,促進(jìn)“健康老齡化”。④ 臨床營養(yǎng)行動(dòng),加強(qiáng)患者營養(yǎng)診斷和治療,提高患者營養(yǎng)狀況。⑤ 貧困地區(qū)營養(yǎng)干預(yù)行動(dòng),采取干預(yù)、防控、指導(dǎo)等措施,切實(shí)改善貧困地區(qū)人群營養(yǎng)現(xiàn)狀。⑥ 吃動(dòng)平衡行動(dòng),推廣健康生活方式,提高運(yùn)動(dòng)人群營養(yǎng)支持能力和效果。
當(dāng)前我國慢性病患病率呈快速上升趨勢,這也是《計(jì)劃》出臺(tái)的重要背景。據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會(huì)統(tǒng)計(jì),2012 年全國 18 歲及以上成人高血壓患病率為 25.2%,糖尿病患病率為 9.7%,居民慢性病死亡率占總死亡人數(shù)的 86.6%,心腦血管病、癌癥和慢性呼吸系統(tǒng)疾病為主要死因。此外,全國血脂異常患者已達(dá) 1.6 億人,高血壓患者 1.6 億人,超重和肥胖者 2.6 億人。因此,系統(tǒng)開展膳食營養(yǎng)與人體健康研究,通過合理膳食來預(yù)防和控制慢性病的發(fā)生,進(jìn)而落實(shí)《計(jì)劃》迫在眉睫。
歐美發(fā)達(dá)國家人口中肥胖、糖尿病等慢性代謝類疾病發(fā)病率極高。以美國為例,超重和肥胖人口占總?cè)丝诘?50% 以上。造成這種現(xiàn)象的根本原因在于食物的過量攝入,美國年人均肉類攝入量 140 kg、糖攝入量 32.85 kg、植物油攝入量 25 kg、動(dòng)物脂肪攝入量 4.5 kg,遠(yuǎn)高于世界平均水平。
歐美國家從 20 世紀(jì) 60 年代開始關(guān)注肉品營養(yǎng)與機(jī)體健康,開展了很多的流行病學(xué)研究。因豬油中含有較多的飽和脂肪酸,曾經(jīng)被研究人員錯(cuò)誤地認(rèn)為豬油有害健康;而近年研究表明,豬油中含有較多中鏈的飽和脂肪酸,對健康有益,這才使得豬油得以正名[6]。同樣,2015 年世界衛(wèi)生組織下屬國際癌癥研究機(jī)構(gòu)在缺乏充足的實(shí)驗(yàn)依據(jù)時(shí)發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)提示報(bào)告,將培根、火腿等加工肉制品列為致癌概率最高等級(jí)的一類致癌物,將牛肉、羊肉、豬肉等列為二類致癌物[7]。該報(bào)告引起了普通民眾的極大關(guān)注,多國食品行業(yè)發(fā)聲反擊[8]。因此,加強(qiáng)肉品加工過程中的營養(yǎng)組分變化規(guī)律及其營養(yǎng)保持、食肉與人體健康的關(guān)系研究,對于指導(dǎo)生產(chǎn)、指導(dǎo)科學(xué)膳食、糾正錯(cuò)誤輿論具有極其重要的戰(zhàn)略意義。
(1)肉品營養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)問題。① 不同來源的肉類中營養(yǎng)組分(如蛋白質(zhì)、脂肪等)有何差異;肉類主要營養(yǎng)組分在消化道內(nèi)的消化產(chǎn)物有哪些;消化產(chǎn)物能否被吸收,有哪些生理功能;在消化吸收過程中,這些組分如何影響腸道微生物以及宿主腸道健康;如何影響免疫系統(tǒng)、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉組織、脂肪組織等的發(fā)育和功能。② 肉品加工過程中,蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)組分的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生哪些變化;這些變化是否影響營養(yǎng)組分與消化酶的結(jié)合和消化作用,進(jìn)而影響腸道吸收、腸道微生物組成及功能等;如何調(diào)控腸肝軸和腸腦軸的功能,調(diào)控機(jī)制是什么。③ 在肉類生產(chǎn)環(huán)節(jié),不同品種、養(yǎng)殖條件下生產(chǎn)的肉類品質(zhì)和營養(yǎng)如何評(píng)價(jià);如何指導(dǎo)畜牧生產(chǎn)和肉品加工;如何構(gòu)建大數(shù)據(jù)。
(2)肉類膳食與人體健康的理論基礎(chǔ)問題。① 嬰兒、青少年、孕婦、老年人等特殊群體與健康人群攝入肉類食物后,營養(yǎng)組分的消化吸收是否存在差異;腸道微生物、免疫系統(tǒng)、中樞神經(jīng)、肝臟、脂肪、心血管系統(tǒng)等組織器官如何響應(yīng);膳食與生理過程的量效關(guān)系和時(shí)空效應(yīng)如何;針對不同健康人群,肉類膳食有何建議。② 肥胖/糖尿病、腸道疾病、脂肪肝等高發(fā)重大疾病人群攝入肉類食物后,在分子、細(xì)胞和臨床水平上病情如何發(fā)展,存在何種量效關(guān)系;針對特定疾病人群,肉類膳食有何建議。③ 健康和特定疾病人群攝入肉類食物后,食欲、情緒、生理等如何變化,其內(nèi)在聯(lián)系是什么。④ 針對不同人群,肉類食物與其他食物(如糧食谷物類、水果蔬菜類)按不同比例搭配攝入后,肉類營養(yǎng)組分的消化吸收等有何變化;腸道微生物、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等如何響應(yīng),以及存在什么樣的量效關(guān)系。
(3)基于營養(yǎng)保持的肉品加工技術(shù)問題。① 從食品營養(yǎng)學(xué)的角度,傳統(tǒng)的肉類加工方法對肉及肉制品的營養(yǎng)產(chǎn)生哪些影響;現(xiàn)有的技術(shù)裝備條件通過參數(shù)優(yōu)化能否實(shí)現(xiàn)肉品營養(yǎng)的保持或提升;有哪些新型熱加工技術(shù)、腌制技術(shù)、乳化技術(shù)、包裝保鮮技術(shù)等,可以更好地保持產(chǎn)品的營養(yǎng)。② 從營養(yǎng)均衡的角度,如何進(jìn)行肉類食物與其他食物的均衡復(fù)配,滿足不同人群的個(gè)性化要求。③ 根據(jù)肉類膳食與人體健康的量效關(guān)系,針對不同人群,如何建立膳食調(diào)控的方案,并利用食品科學(xué)、食品營養(yǎng)學(xué)、食品工藝學(xué),結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)等相關(guān)交叉學(xué)科知識(shí),開發(fā)適合特定人群的營養(yǎng)餐。
(4)基于營養(yǎng)增強(qiáng)的肉類生產(chǎn)技術(shù)問題。在畜牧生產(chǎn)環(huán)節(jié),一方面,如何通過飼料調(diào)制等技術(shù),改善肉中脂肪酸的組成,使 ω-3 和 ω-6 不飽和脂肪酸的比例更加合理;另一方面,如何通過現(xiàn)代生物技術(shù),調(diào)節(jié)肉中蛋白質(zhì)氨基酸組成,提升必需氨基酸的比例,增加?;撬岬染哂猩砘钚晕镔|(zhì)的含量。
通過國內(nèi)外合作,采用現(xiàn)代營養(yǎng)組學(xué)技術(shù),開展肉品原料功能挖掘、肉品加工營養(yǎng)保持、膳食與健康評(píng)價(jià)等方面的科技創(chuàng)新部署,構(gòu)建肉類膳食營養(yǎng)與人體健康的關(guān)系,為指導(dǎo)肉類科學(xué)加工、引導(dǎo)合理消費(fèi)、開展精準(zhǔn)營養(yǎng)設(shè)計(jì)提供重要理論支撐。
構(gòu)建以食品營養(yǎng)為主線的“動(dòng)物生產(chǎn)—肉品加工—膳食指導(dǎo)”全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作,使肉類生產(chǎn)加工回歸到以人為本的出發(fā)點(diǎn),為動(dòng)物新資源挖掘、品種改良等提供新的思路,為肉品加工新技術(shù)的創(chuàng)新提供新的策略,為個(gè)性化膳食和特膳食品開發(fā)提供理論支撐,引領(lǐng)人類健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
采取學(xué)科協(xié)同、國際協(xié)同、校院所協(xié)同、校企協(xié)同等交叉融合模式,組建一支頂尖的學(xué)術(shù)隊(duì)伍,依托一批頂尖的學(xué)術(shù)科研平臺(tái),形成一批重大科研成果,引領(lǐng)肉類健康消費(fèi),提升國民健康,帶動(dòng)畜牧業(yè)和肉品加工業(yè)良性發(fā)展。
圍繞如何生產(chǎn)和加工營養(yǎng)肉類食品,如何吃出健康等問題,布局研究任務(wù)(圖 1)。
(1)肉品原料營養(yǎng)特性挖掘。采用現(xiàn)代組學(xué)技術(shù),挖掘特定品種和特定生產(chǎn)環(huán)境(無抗養(yǎng)殖、綠色或有機(jī)種養(yǎng))條件下肉類的營養(yǎng)組分差異,探究不同生產(chǎn)來源的肉品品質(zhì)差異的分子基礎(chǔ),構(gòu)建肉品原料資源大數(shù)據(jù),挖掘特定生產(chǎn)條件下的肉品營養(yǎng)標(biāo)志物,指導(dǎo)肉類生產(chǎn)。
(2)肉品加工營養(yǎng)保持技術(shù)研究。研究肉及肉制品加工過程中,蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)組分的分子構(gòu)象變化規(guī)律,探究不同分子構(gòu)象狀態(tài)下,食品營養(yǎng)組分與消化酶(蛋白酶、脂肪酶)之間的分子耦合動(dòng)力學(xué)規(guī)律,進(jìn)而評(píng)價(jià)加工引起的營養(yǎng)分子變化與其營養(yǎng)特性的動(dòng)態(tài)關(guān)系,揭示加工中肉品營養(yǎng)組分變化規(guī)律,指導(dǎo)科學(xué)加工。研發(fā)基于營養(yǎng)保持的新型熱加工技術(shù)、腌制技術(shù)、乳化技術(shù)、包裝保鮮技術(shù)、鹽替代技術(shù)等。
(3)膳食營養(yǎng)與健康評(píng)價(jià)。以不同肉及肉制品為對象,采用宏基因組學(xué)、代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)等方法,探究“膳食—腸道微生物—肝臟代謝—神經(jīng)調(diào)控—表型”的分子機(jī)制,揭示膳食營養(yǎng)與不同人群生理指標(biāo)和機(jī)體健康的量效關(guān)系,跟蹤研究肥胖者、糖尿病患者等特殊人群的膳食結(jié)構(gòu)與生理指標(biāo)變化的關(guān)系,通過膳食干預(yù),明確特定食品原料或膳食結(jié)構(gòu)對特定慢性代謝病的改善作用及其機(jī)制。闡明膳食結(jié)構(gòu)與人類健康的內(nèi)在聯(lián)系,指導(dǎo)健康飲食。
圖1 肉類營養(yǎng)與人體健康研究戰(zhàn)略路線圖
(4)健康肉類食品開發(fā)。圍繞不同人群的營養(yǎng)需求,開發(fā)以肉為主要原料的健康人群食品,滿足嬰兒、青少年、孕婦、老年人等特殊人群的營養(yǎng)需要,開發(fā)以補(bǔ)充特定營養(yǎng)素為目的的特膳食品,滿足肥胖/糖尿病、腸道疾病、脂肪肝患者等特殊人群的營養(yǎng)需要。
(1)完善組織管理。進(jìn)一步深化科技管理體制改革,強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì),統(tǒng)籌科技資源。結(jié)合國家正在推進(jìn)的大科學(xué)國際合作計(jì)劃,主動(dòng)作為,積極主動(dòng)與國內(nèi)外頂尖學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和科學(xué)家建立起緊密的合作關(guān)系,形成科研共同體,發(fā)揮主動(dòng)權(quán)和話語權(quán),搶占若干領(lǐng)域制高點(diǎn)。整合國務(wù)院科技管理相關(guān)部門的科技資源,整體布局,建立部門協(xié)調(diào)機(jī)制,形成高效的組織管理制度。健全決策咨詢機(jī)制,發(fā)揮專家智庫作用,形成適應(yīng)科技體制與科技計(jì)劃改革的管理機(jī)制。
(2)加強(qiáng)研究投入。發(fā)揮政府在政策制定中的引導(dǎo)作用,圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈,圍繞創(chuàng)新鏈完善資金鏈,加大政府投入,用于基礎(chǔ)研究;引導(dǎo)企業(yè)和社會(huì)資本投入技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)。建立合理的考核機(jī)制。加強(qiáng)對財(cái)政科技資金管理使用的審計(jì)監(jiān)督,完善科研信用體系建設(shè)。
(3)加強(qiáng)動(dòng)態(tài)管理。依托同行專家和第三方評(píng)估機(jī)構(gòu),建立戰(zhàn)略規(guī)劃、科技項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和評(píng)估,及時(shí)掌握規(guī)劃實(shí)施情況。通過動(dòng)態(tài)評(píng)估和監(jiān)測,結(jié)合行業(yè)發(fā)展的新需求和新變化,對戰(zhàn)略規(guī)劃指標(biāo)和任務(wù)部署適時(shí)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。
肉類是畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要產(chǎn)品,富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分,在人類社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了極其重要的作用。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展,肉類生產(chǎn)和消費(fèi)都有了大幅提升,肉類營養(yǎng)與人體健康備受重視。在國家戰(zhàn)略層面上,圍繞肉類營養(yǎng)與人體健康,加強(qiáng)生產(chǎn)、加工和消費(fèi)環(huán)節(jié)的重大基礎(chǔ)研究、重大技術(shù)攻關(guān)和重大產(chǎn)品開發(fā),對于指導(dǎo)畜牧業(yè),引領(lǐng)肉品加工業(yè),推進(jìn)健康食品產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,保障國民健康等,具有重要的戰(zhàn)略意義。