未来食品科技创新国际研讨会-分会场二∣综合报告二

会议主持人

Hello Summer

潘思轶 教授

华中农业大学食品科技学院

关荣发 教授

浙江工业大学前沿交叉科学研究院 副院长

浙江工业大学生物活性物质与功能食品研发中心 主任

会议报告

报告一

番茄红素：顺反异构与定向制备

潘思轶 教授

华中农业大学食品科技学院

报告简介：

番茄红素 （C40H56） 是一种高度不饱和的烯烃化合物，天然存在的番茄红素以全反式构型为主，抗氧化能力弱，生物利用度低。顺式番茄红素是前列腺增生的有效天然抑制剂，但不同构型的异构体的活性存在显著差异。本文总结了番茄红素异构体对前列腺增生的抑制作用及机理，阐述了番茄红素异构化研究进展，尤其是探讨了高活性番茄红素异构体定向制备的可行性。为果蔬中番茄红素的定向异构及前列腺增生的治疗提供新思路，为果蔬健康效应的高效利用提供理论支撑。

报告二

高通量微生物育种工程

张 翀 教授

清华大学化学工程系

报告简介：

菌种是绿色生物制造的“芯片”。报告人面向绿色生物制造高通量微生物育种工程，按照“软硬结合、数据与装备并重”的工作布局，推动微生物细胞工厂创制从“自然选择”向“智慧设计”的变革。在“硬件/装备”方面，基于微流控和合成生物传感技术，发明工业微生物高通量自动化培养与检测系列科学仪器，实现对具有典型过程特征微生物工业表型的高通量测试；在“软件/数据”方面，利用基因编辑和数据科学手段，发展基于混合文库筛选的高通量基因型-表型关联方法，建立全基因组规模数据驱动的工业菌种设计与构建新流程。“软硬结合”促进产业创新，在新装备、新标准和新应用等方面取得一系列创新成果，创造显著经济和社会效益。

报告三

人乳寡糖的生物制造现状及展望

江正强 教授

中国农业大学食品科学与营养工程学院

中原食品实验室 常务副主任

中国轻工食品生物工程重点实验室 主任

报告简介：

“健康中国”战略在推动健康产业发展的同时，也为功能性糖的发展带来千载难逢的机遇。人乳寡糖是天然存在于人乳中的一类低聚糖，单糖组成简单但结构复杂多样，在婴幼儿成长发育中发挥重要作用。美国、欧盟等先后批准7 种人乳寡糖作为新食品原料添加到婴幼儿配方奶粉中。目前，人乳寡糖全球市场规模达3.8亿 美元，制备方法有化学法合成和生物法合成，生物法合成（酶法和全细胞合成）是主流方法。全细胞合成法通过精准发酵能够合成2'-岩藻糖基乳糖（2'-fucosyllactose，2'-FL）和乳糖-

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α-L

β-N

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报告四

肉苁蓉原料在保健食品新功能的应用

闫文杰 教授

北京联合大学保健食品功能检测中心

主任

报告简介：

2023年8月，国家市场监督管理总局公布了《保健食品新功能及产品技术评价实施细则（试行）》，这一细则不仅为从事保健食品行业的企业指明了方向，也为保健食品行业的创新发展带来了的重要机会。

肉苁蓉是一种寄生植物，被称为“沙漠人参”，2023年11月，肉苁蓉、党参、黄芪等9 种物质被列入食药同源物质目录名单，对保健食品行业的发展影响巨大。北京联合大学食药同源物质研究团队以内蒙古自治区荒漠肉苁蓉为原料，开发了肉苁蓉水提取物、醇提取物、超微粉等半成品，并开发了肉苁蓉软胶囊、硬胶囊、软糖、粉剂、片剂、口服液等保健食品，另外，还开发了肉苁蓉挂面、肉苁蓉酒、肉苁蓉饮料等普通食品。

研究团队对肉苁蓉原料和不同产品的功能进行了科学系统研究，发现肉苁蓉原料或不同产品具有抗疲劳、抗衰老、抗肿瘤、抗菌、保肝护肝、神经保护、抗炎、免疫调节、抗骨质疏松和促进骨形成、调节中枢神经系统和内分泌功能、润肠通便、改善性功能、提高记忆能力、抗动脉粥样硬化、预防老年痴呆、降血压等药理作用，研究表明肉苁蓉在保健食品新功能方面有非常大的应用前景。

报告五

增强植物蛋白质质构特性：来自蛋白质相互作用和功能变化中的观点

李永辉 副教授

美国堪萨斯州立大学谷物科学与工业系

报告简介：

随着公众越来越认识到植物蛋白的可持续性和健康益处，植物蛋白逐渐有望成为动物蛋白的替代品。本研究以大豆、黄豆和小麦为原料，通过吸水指数、最底凝胶浓度、快速黏度分析（RVA）和蛋白质溶解度等多种测试，将原料分为冷胀型（CS）或热胀型（HS）。将这些蛋白质以不同的CS:HS比例（0:100-90:10）混合并挤压生产出组织蛋白（TVP）。对这些TVP的质量和质构特性进行了表征，并对原材料和TVP进行了比较分析，以了解蛋白质在质构化过程中的结构和功能转变。具有高CS（60%-90%）的混合物显示出明显的RVA冷粘度峰值，而低CS（0-40%）的混合物显示出最小的溶胀。配方中CS蛋白比例越高，TVP的孔隙率和持水能力越大，但体积密度越低，导致硬度下降，消费者的喜爱度增加。质构化过程导致蛋白质中游离巯基和游离氨基减少，以及蛋白质表面疏水性降低。尽管TVP不溶于磷酸盐缓冲液，但添加某些化学试剂可显著提高蛋白质的溶解度，最高可达80%。在各种定制缓冲液中的溶解度实验结果表明，在蛋白质质构化过程中，二硫键比氢键或疏水相互作用更重要。与原材料相比，TVP的持水能力下降，而持油能力略有增加。所有TVP都显示出有限的乳化、发泡和凝胶化特性。与原料相比，TVP的体外消化率略有增加或保持不变。总的来说，这项研究促进了我们对蛋白质-蛋白质相互作用和质构化过程中发生的功能变化的理解。这些见解对加强未来人造肉更好的生产和扩大植物蛋白的应用有重要价值。

报告六

昆虫食品的现状、未来机遇与挑战

方小明 研究员

中国农业科学院蜜蜂研究所资源

昆虫高效养殖与利用全国重点实验室

报告简介：

树立大食物观，构建多元化食物供给体系不仅是国内粮食紧平衡态势的重要部署，也是应对国际形势不确定性，保障国家安全的重要举措。食用昆虫作为多元化食物供给体系的有机组成，是一种很有前途的食物替代来源，其种类极多、分布广泛、饲养成本低，且具有高营养价值和可持续性优势备受全球关注。食用昆虫富含蛋白质、脂肪、矿物质、维生素及独特活性成分，是理想的亟待开发的新食物资源。然而，当下国内外食用昆虫相关研究和开发工作尚处于初级阶段，面临着昆虫食物致敏性、大众接受度低、相关法规不健全等一系列制约难题。本文重点回顾近十年国内外食用昆虫的相关研究及规章政策，总结食用昆虫可持续发展面临的机遇和挑战。针对食用昆虫开发利用存在的食源性风险等问题提出对策建议，加大研发力度和产业化进程，充分发挥科技创新的优势攻克共性关键技术难题，为食用昆虫产业高质量发展提供有力科技支撑。

报告七

ARTP诱变选育高产多糖黑木耳菌株发酵工艺及菌丝体多糖构效关系研究

孔祥辉 研究员

黑龙江省科学院微生物研究所

报告简介：

黑木耳是我国菌类第二大品种。黑龙江省黑木耳产量居全国首位。作为黑木耳的主要活性成分的黑木耳多糖具有免疫调节、抗氧化、抗肿瘤等多种生理活性，具有很好的市场开发价值和应用前景其产量对其应用开发至关重要。选育高产多糖菌株是黑木耳多糖产量提高的重要途径。食药用菌深层发酵是获取食药用菌多糖的方式之一。相较于传统子实体培养，液体发酵还具备接种便捷、周期短、培养条件可控，适宜规模化生产，不会带来重金属污染及安全性更高等优势，但菌丝体活性成分构效关系和子实体的差异性仍需验证。常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasma，ARTP）诱变育种技术对遗传物质损伤机制多样、操作简单、突变速度快、效率高、安全性高。本研究采用ARTP高效诱变和筛选高产多糖的黑木耳菌株，通过单因素和响应面优化获得黑木耳最佳原生质体制备最佳条件，进而对黑龙江省生产常用的黑木耳菌株出发菌株（黑威15号和黑威单片）的原生质体进行高效诱变和筛选，获得高产多糖的黑木耳新菌株，建立诱变菌株菌丝体发酵的配套工艺，对比分析出发菌株和诱变选育菌株的液体发酵菌丝体多糖在产量、理化特性、体外抗氧化和体外免疫等生物活性的差异，为黑木耳深加工专用菌种的选育及黑木耳菌丝体多糖提取和产业化应用提供研究基础。

报告八

开发废物源有机碳培养兼养型微藻作为可持续的未来替代蛋白

罗阳超 副教授

美国康涅狄格大学营养科学系 研究生项目主管

《International Journal of Biological Macromolecules》副总编《Journal of Future Foods》副主编

报告简介：

发展是人类社会永恒的主题，而发展的可持续性是人类实现永续生存的关键。2015年，联合国峰会通过了2030年可持续发展议程，具体涵盖17 个可持续发展目标，其中“零饥饿”和“良好健康和福祉”与食品营养行业从业人员最为关切。然而，气候变化、环境退化、人口过剩以及病毒爆发的未知影响加剧了为公众营养健康持续性供应粮食的挑战。我们迫切需要开发的新食品资源以供应日益增长的人口，特别是饥饿人口。微藻通常被誉为“可持续生物工厂”，相较于传统作物，微藻能夠高度有效地捕获CO2并将其转化为对可再生能源和人类/动物营养都至关重要的生物质，并且其养殖不占用耕地，对各种环境都表现出更高的适应性。特别是微藻中高水平高质量的蛋白，对缓解蛋白质危机具有重大潜力。为提高生物量产量，本课题组采用兼具光合自养和化学异的兼养培养模式培养微藻。然而，兼养型微藻的商业化面临着传统有机碳源（如葡萄糖）价格昂贵，以及可能的碳排放等挑战。因此，本课题组通过开发利用废物来源的有机碳，旨在降低成本，并且整合废物处理，实现环境保护效益。本课题组探索了各种废物来源对小球藻（UTEX 1240）生长的影响，包括乳制品废水中的乳糖、食物垃圾微好氧发酵产生的乙酸钠以及从龙虾壳中提取的几丁质纳米晶体；并且，通过引入溶解型CO2和氧平衡系统减少了培养中的气体交换，而几丁质来源的氮则减少了额外的氮投入。这些研究有助于减少设备投资，促进废物回收，加强环境保护，从而降低成本。本课题的发现为创新方法的开发提供了坚实的基础，有助于更可持续和更具经济效益地实现微藻种植，使它们成为未来的食物/替代蛋白。

报告九

黄瓜采后绿色减损保鲜新技术研究

金 鹏 教授

南京农业大学食品科学技术学院 副院长

报告简介：

黄瓜组织鲜嫩、采后代谢旺盛，常温贮藏易失水萎蔫、褪绿黄化、腐烂变质，冷藏是黄瓜保鲜的主要手段。而冷敏性黄瓜果实，易发生冷害，仍亟待开发新型保鲜技术。本研究针对黄瓜果实采后品质控制这个关键科学问题，开发物理、化学和复合型保鲜技术，探讨冷藏黄瓜果实生理代谢的动态变化，结合多种分子生物技术解析减缓黄瓜果实冷害发生的分子机理。研究发现高湿贮藏和热激处理分别通过提高抗氧化能力、抑制膜脂降解来缓解黄瓜果实的冷害症状，是安全高效改善冷藏黄瓜果皮凹陷斑的物理保鲜技术。采用植物源杀菌剂反式-2-己烯醛处理，抑制了叶绿素降解酶和细胞壁修饰酶的活性，维持了黄瓜果实的色泽和硬度。新型气体递质硫化氢处理，提高了能量代谢关键酶的活性，维持冷藏黄瓜果实的能荷水平。而响应褪黑素处理的V-Myb髓细胞组织增生病毒癌基因同源物（V-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog，MYB）CsMYB1与CsMYB23协同调控活性氧清除和冷信号转导，可能在黄瓜果实响应低温胁迫中发挥关键作用。此外，

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报告十

亲脂性化合物的微生物制造

史硕博 教授

北京化工大学生命科学与技术学院

报告简介：

脂溶性是指某些化合物在脂肪、油、脂质和非极性溶剂中溶解的能力。亲脂性化合物可以作为食物的天然成分添加到饮食中，也可用作营养品补充保健和药理产品，在健康和食品等领域得到广泛应用。例如，必需脂肪酸和脂溶性维生素等亲脂化合物对人类营养和健康至关重要，影响多种生理功能，如视觉、骨骼健康和血液凝固等。然而，目前许多脂溶性化合物的传统生产方法面临各种挑战。近年来，构建人造微生物细胞工厂以实现高效生物制造已得到科学界和工业界的认可。然而，如何获得生产效率高且鲁棒性强的微生物细胞工厂仍然存在许多问题。本报告将介绍报告人最近在实验室的工作，主要涉及通过合成生物学技术对生物合成途径进行分析和优化的工作，并探讨开发高效的多位点组合调控技术，以实现脂溶性化合物（如脂肪酸和类胡萝卜素）的生物制造。旨在为相关领域的研究提供有益借鉴。

报告十一

强水溶性高纯度毛竹叶黄酮碳苷提取物的制备及其开发应用

郭雪峰 研究员

国际竹藤中心竹藤资源化学利用研究所

报告简介：

黄酮碳苷结构稳定、水溶性强、生物活性好，在营养、健康和疾病防治上应用前景广阔。由于毛竹叶中黄酮碳苷含量高，市售竹叶黄酮产品存在水溶性弱和纯度低的问题，研究强水溶性高纯度毛竹叶黄酮碳苷提取物制备工艺，大量制备竹叶黄酮碳苷提取物很有意义。我们以毛竹为材料，以毛竹叶中四个黄酮碳苷为质量控制指标，研究：1、毛竹叶热浸提提取工艺；2、毛竹叶提取液中黄酮碳苷的萃取纯化工艺、大孔树脂柱层析纯化工艺；工艺至此，可以制备水溶性和纯度与市售产品相当的制品；3、膜分离法纯化黄酮碳苷工艺；用截留大分子量的超滤膜进行分离，除去大分子物质，得到强水溶性和高纯度毛竹叶黄酮碳苷提取物。水溶性达到银杏树叶提取物水溶性的最高标准，即5克银杏树叶提取物在室温下能溶于100毫升水中，溶解后为棕红色透明液体；纯度达到分光光度法测总黄酮含量在50%以上，即强水溶性高纯度毛竹叶黄酮碳苷提取物，优于市售产品。竹叶黄酮碳苷，分子量小，易被人体吸收，能有效地清除自由基和酯质过氧化物，调节血压，降低血酯，抗疲劳、抗衰老等，竹叶黄酮资源丰富、活性好、安全性高，在药品、食品、化工品领域有广泛的市场前景。强水溶性高纯度毛竹叶黄酮碳苷提取物，可以拓展毛竹叶黄酮碳苷提取物在药品、食品、化工品等更多领域的开发应用。

报告十二

合成生物学驱动的生物大分子智能制造

卢 元 副教授

清华大学化学工程系

《Journal of Future Foods》副主编

报告简介：

结构和功能多样化的生物大分子（核酸、蛋白质等）设计与合成是面向新一代食品科学、生物医药、生物催化和生物材料产业创新发展的共性关键技术。然而瓶颈与挑战在于：一是重大价值的生物大分子因错误折叠、结构复杂、生物毒性等问题不能高产合成；二是计算从头设计或非天然嵌入等策略设计的新型结构和功能的非天然生物大分子，难以实现高效正确合成。为解决上述关键科学和技术难题，我们创新性地发展了前沿合成生物学技术平台，通过灵活调控基因转录、蛋白质翻译、分子修饰等因子和系统，实现生物大分子的正确和高效合成。进一步，融合生物相容性前沿材料及智能可编程物理（光、热、电、磁）调控技术，在时间和空间尺度上，实现具有重大应用价值的更复杂生物大分子的正确、高效合成。相关成果应用在了食品科学、医药合成、传感检测、资源催化转化等国家重大发展需求领域。

报告十三

自动化、高通量助推食品领域合成生物学产业升级

冯建昌 应用专家

贝克曼库尔特生命科学

报告简介：

随着合成生物学的发展，传统的高人力和时间成本的手动操作已经很难适应高通量高复杂程度的实验流程；面对堆积如山的培养皿和数据处理和菌种筛选要求，显然需要高通量自动化解决方案以实现多线程实验和数据的串联和样品处理，同时追随生产管理、科研应用需求进行合理分工，无缝合作，实现动态优化最佳运行实验路线，从而缩短实验周期，加快合成生物学科学发现或项目转化进度。Beckman Coulter在合成生物学方向具有非常丰富和先进的整合案例和经验，提供硬件、三方设备整合和软件三位一体的整体解决方案，助力食品领域合成生物学产业升级。

报告十四

高通量克隆筛选系统QPix助力生物制造

吴霜 博士

美谷分子仪器（上海）有限公司 生物制品开发产品线产品经理

报告简介：

生物制造与我们的生活息息相关，在合成生物学兴起之前，生物制造以传统的微生物发酵为主。餐桌上的酱油、醋、腐乳、酸奶、馒头、酒等等都有微生物发酵的影子，依托自然界现有的天然微生物或者微生物群，获得人类生产生活的产品。

随着人类对基因的认知和生物技术的发展，人们迈向了菌种改造的阶段。通过对特有菌种的改造，实现菌种的改良，或者获得单一化学物质为目的的生物制造。如酿酒行业，通过对酿酒酵母的随机诱变，可以获得不同风味的酒。如构建高效细胞工厂，用生物合成代替化学合成。

无论是构建高效微生物工厂还是菌种改造，都需要菌种筛选。传统的手工菌种筛选是非常低效且没有固定筛选标准的，QPix 400系列微生物克隆筛选系统可以替代传统手工挑选，通过阈值实现菌落的快速识别与挑取，产品支持涂布、荧光筛选、克隆挑取、通量点样、文库复制重排等功能，高效助力生物制造。

本场会议到此结束，感谢您的支持！请请更多精彩报告继续中!请扫描左边二维码或点击下方阅读原文查看直播及回放！

实习编辑：八一农垦大学 刘芯；责编：张睿梅

为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力，推动食品产业升级，助力‘健康中国’战略，北京食品科学研究院、中国食品杂志社将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管重点实验室（食用油质量与安全）、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间：2024年 8月 3—4 日，会议地点：中国 湖北 武汉。

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