饒平凡，劉樹滔，周建武，郭靜科，柯李晶，*

（1.浙江工商大學食品科學與生物工程學院，浙江杭州 310012；2.福州大學生物科學與工程學院，福建福州 350002）

食品科學還必須研究什么？

饒平凡1，劉樹滔2，周建武1，郭靜科1，柯李晶1，*

（1.浙江工商大學食品科學與生物工程學院，浙江杭州 310012；2.福州大學生物科學與工程學院，福建福州 350002）

起源于食品加工的現(xiàn)代食品科學和食品工業(yè)，提供了前所未有的豐富食物，是全人類的進步與發(fā)展不可或缺的基礎。迄今，食品科學系統(tǒng)地研究和掌控了食品的保藏、營養(yǎng)及感官特性，但對食物與人體的作用尚乏獨立了解，現(xiàn)有知識限于營養(yǎng)學和毒理學。食品工業(yè)徹底改變了食物的生產(chǎn)和消費方式，也改變了食物與人體的作用，而對后者研究的缺位，助長了公眾對工業(yè)食品的安全與健康隱憂的疑惑?；仡櫄v史、鑒析現(xiàn)狀，我們試對未來“食物-人體作用”的研究提出3個方向：闡明食品組成分子的存在狀態(tài)；破譯人體對食物的反應信號；研究食品特性互補的利用方法。以全新的角度研究食品與人體的相互作用，是累積食品科學獨有的方法與發(fā)現(xiàn)、充實學科提高地位的需要，也是回答并解決食品工業(yè)界面臨的急迫問題的必須，將使食品學科能夠以原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)構(gòu)建出完整的食品的科學。

食品科學；食品工業(yè)；人體反應；分子存在狀態(tài)；特性互補

現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)一般都誕生于基礎理論的突破后產(chǎn)生的新技術的基礎之上。機械產(chǎn)業(yè)如此，電子產(chǎn)業(yè)也如此，醫(yī)療醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)等許多產(chǎn)業(yè)都如此。與此恰恰相反，現(xiàn)代食品加工產(chǎn)業(yè)形成在先，食品科學的誕生在后。

1 食品科學發(fā)展回溯

1810年，法國人Nicolas Appert經(jīng)過十幾年刻苦努力，成功開發(fā)了罐頭工藝，以L′Art de conserver les substances animales et végétales（動物與蔬菜類的保藏工藝）為題申報了專利［1］。各類食材裝瓶蒸煮后密封得以長期保藏，方法簡單明快，極大地提升軍事后勤供應水平，食品第一次在遠離消費者的工廠里生產(chǎn)出來，現(xiàn)代食品工業(yè)宣告出現(xiàn)。Appert出身廚師兼糖果師，當然無從知曉半個世紀后才闡明的加熱滅菌的微生物學原理。因此，罐藏技術當時還僅僅是一項原理不明的手藝，對于產(chǎn)品的變質(zhì)腐敗，技術上沒有控制能力。20世紀初歐洲美國的媒體充斥了罐頭食物中毒危及生命的觸目驚心的故事?，F(xiàn)代加工食品的第一個產(chǎn)品——罐頭食品一時成為了令人生畏的高危食品。19世紀70年代興起的高壓蒸汽蒸煮技術以及添加苯甲酸鈉或福爾馬林對于提高品質(zhì)有作用，但是還是無法防范一些產(chǎn)品無端地在貨架上炸開，另一些產(chǎn)品又莫名其妙地酸敗。公眾對于罐頭食品的恐懼已經(jīng)危及產(chǎn)業(yè)的生存。在罐頭工藝發(fā)明一個世紀后的1913年，美國罐頭工業(yè)界終于聯(lián)合起來建立了研究機構(gòu)［2］，從變質(zhì)過程的細菌學研究入手，解明罐頭工藝的科學原理。食品第一次從生物學、物理學、化學和工程學等多學科的角度，得到深入細致的科學研究，這些研究解決了罐藏食品的腐敗變質(zhì)問題，極大地改善了罐頭食品的風味、色澤、營養(yǎng)價值與口感，使罐藏加工從手藝真正成為了科學，與同時代食品美拉德反應［3］的發(fā)現(xiàn)一起奠定了食品科學的學科基礎。食品科學從此如同其他科學一樣，成功地引領了后續(xù)一系列食品加工技術的開發(fā)，促使現(xiàn)代食品工業(yè)迅猛發(fā)展，使人類的食物供應乃至生活方式都發(fā)生了前所未有的變化。

回顧其誕生過程，可以看出食品科學起源于加工食品，利用其他基礎學科的方法，來解決加工方法與食品品質(zhì)產(chǎn)生的各種問題。事實上，食品科學的后續(xù)一個世紀的主要發(fā)展，也是緊緊圍繞著加工食品的保藏性與食品的感官特性展開的。作為食品科學值得自豪的偉大成就，食品工業(yè)現(xiàn)在能夠為人類提供安全的加工食品，其營養(yǎng)學特性與人類熟悉喜愛的廚房加工食品相近，各種令人愉悅的感官學特性也得以充分保存。那么這些外觀與感官特性貌似一樣的工業(yè)加工食品，與人體的作用是否一樣呢。有趣的是，食品科學從一開始就沒有把解明食物與人體的作用視為己任。甚至連基于食品科學原理創(chuàng)制的工業(yè)化加工食品與人體的作用，食品科學也照樣不聞不問，仿佛那不用說就是營養(yǎng)學和毒理學的事。

加工改變食品與人體的作用，現(xiàn)代食品加工如此，廚房食品加工也如此。這不僅在理論上合乎邏輯，而且為無數(shù)事實和生活常識所佐證。遠古人類掌握了火的使用，食物最早的原始加工就徹底改變了人類，就是耳熟能詳?shù)囊焕，F(xiàn)代食品制造采用了過去不可能甚至是無法想象的方法生產(chǎn)加工食品，這些食品也一定以人類所不了解的方式作用于人體。以食品與人體作用為研究對象的營養(yǎng)學與毒理學的研究，關注的是組分的有無與多少，對于加工導致的非分子變化，比如組分間物理化學相互作用及分子存在狀態(tài)的變化，則不以為然。加工食品的始作俑者食品科學只在乎更久更好地保持食品的營養(yǎng)與感官特性，不介意加工食品與人體作用的變化，而營養(yǎng)學毒理學不在乎加工方法和過程，即便自告奮勇，挺身而出，也力不從心?，F(xiàn)代加工食品，盡管外形與感官特性都似曾相識，但從嚴格的科學意義來說，人類還是陌生的，甚至可以說人類還真的不知道自己在吃什么。

在征服饑荒的戰(zhàn)斗中，加工食品為實現(xiàn)糧食安全做出了怎么評價也不過分的偉大貢獻。但是一個個剛剛脫離饑餓的民族又以最快的速度向肥胖奔去，全球肥胖人口正以與饑餓人口的減少率相同的速率在迅速增加［4-5］。究其原因，雖然有熱量攝取過?；蛘唢嬍巢粔蚱胶獾雀鞣N解釋，人類對于加工食品這一戰(zhàn)勝饑荒的利器，知之不足，尚未完全認識加工食品這一利劍的雙刃，不能不說是一個重要原因?！癥ou are what you eat，吃什么變什么”。食品科學在加工食品與人體作用方面缺位，不僅使食品科學作為一門科學，顯得殘缺，更直接影響到了人類的生物學和人類社會的未來。

食品科學在解明加工食品與人體作用方面的無作為還導致另一個直接后果，就是食品安全問題復雜化、消費者與食品工業(yè)的關系敵對化。加工食品與人體的作用，與消費者熟知的食品必然不同。科學上對此缺乏認知，工業(yè)界則完全無視，消費者于是就將身體的不同感受與食品安全問題聯(lián)系起來，產(chǎn)生對于加工食品的恐懼與憎恨，使食品安全問題亂上加亂。對于消費者親身感受的不同產(chǎn)生的疑慮與擔憂，工業(yè)界并無可以有效釋疑解惑的科學工具，只有借助營養(yǎng)學與毒理學的結(jié)論，牛頭不對馬嘴地去安撫。這樣的消費者教育實際上否認了千千萬萬消費自身體驗，結(jié)果適得其反，只能讓消費者懷疑工業(yè)界的誠心，產(chǎn)生強烈的警覺。消費者對于食品工業(yè)界的戒心與敵意遠遠超過其他行業(yè)?；鈹骋?，需要付出巨大的社會成本。戒心與敵意將食品科學與食品加工產(chǎn)業(yè)對于人類糧食安全所做出的偉大貢獻一筆勾銷，使食品科學與食品工業(yè)雙雙陷入其他學科與產(chǎn)業(yè)界聞所未聞的尷尬境地。

20世紀初頻發(fā)的罐頭食品安全事件引發(fā)的公眾恐慌，促成了工業(yè)界認真應對，結(jié)果不僅完美解決了罐頭食品的安全問題，而且還迎來了食品科學的誕生，最終使食品加工成為人類解決糧食安全問題最有力的技術手段。一個世紀后，加工食品再一次引起公眾的擔心疑慮，再一次把食品工業(yè)界推到了歷史的重要關頭。是正視消費者對于加工食品的種種感受與擔憂，堅信科學，通過推進食品科學來解決面臨的問題，還是采取否認無視的鴕鳥態(tài)度，這是食品工業(yè)界面臨的困難抉擇。而食品科學要成為真正的科學，其選擇就只有一個，那就是用食品科學的發(fā)展來推動工業(yè)界做出正確的選擇，這關系到的不僅僅是食品科學一個學科，食品工業(yè)一個產(chǎn)業(yè)，而是全人類的現(xiàn)在與未來。

2 食品科學發(fā)展方向

食品科學研究食品與人體作用，毫無疑問是學科發(fā)展由表及里、由淺入深、合乎邏輯的進步。食品科學的誕生與發(fā)展，使人類在改變食品的保藏、營養(yǎng)及感官特性方面進入了自由王國，進一步的研究自然是食品如何影響人類生物學甚至喜怒哀樂。審視其他學科開展的相關研究，由于研究對象與方法的局限，很難期待重大突破的出現(xiàn)。闡明食品與人體的作用，不僅是食品科學義不容辭的使命，同時也是食品科學發(fā)展的難得契機。食品科學在這個領域的突破，將使其能夠描繪食品從構(gòu)成到功能的完整圖像，成為真正的食品的科學，并將人類對于食的認識提高到新的水平。

相同的方法加工不同食材，能夠獲得不同特性的產(chǎn)品，而不同的方法加工相同的食材所獲得的產(chǎn)品也同樣特性各異。方法與食材的不同組合可以創(chuàng)造出加工食品的無限可能。但是食品終究還是食品，不管什么食材，不管什么加工方法。只有閘明了食品與人體作用的基本原理，加工食品與人體的作用問題才能迎刃而解。生理學、生物化學、營養(yǎng)學與毒理學等學科關于人體對食物的消化吸收入血及其后的代謝過程已經(jīng)建立堅實的理論基礎。食品科學解明食品與人體相互作用的努力，或以全新視角從頭而來，或補遺上述研究疏漏之處或采用其未曾采用之新方法，就必有所斬獲?；谌绱丝剂?，為拋磚引玉，試提出以下三個“食物-人體作用”的研究方向。

2.1 闡明食品組成分子的存在狀態(tài)

食品由眾多的組分構(gòu)成，目前理解這個復雜體系實際上的化學模型是游離單分子的混合體，即各組分游離存在并單獨與人體作用。因此，組分的有無與多少現(xiàn)在幾乎是描述食品特性的唯一要素。這個模型，可用于表征少數(shù)簡單食品體系，但是由于忽視了食品組分間普遍存在的相互作用，用于涉及動植物食材的食品體系，解析結(jié)果會遠遠地偏離真實。食品原材料以細胞為基本組成單位，原本具有十分縝密的構(gòu)造，食品加工破壞了細胞構(gòu)造，釋放出來的組分從熱力學的角度而言一定會形成新的構(gòu)造［6］。食品分子與人體的作用因其存在狀態(tài)不同而完全不同。一只釘子，可以傷人，一旦釘?shù)阶雷由铣蔀樽雷拥囊徊糠?，就不傷人了。食品組分與人體的作用不僅取決于其分子種類與濃度，還取決于其存在狀態(tài)。例如，丙烯酰胺與美拉德反應產(chǎn)物形成納米構(gòu)造后毒性完全改變，牛奶巧克力中表兒茶素與蛋白作用后進入血清量銳減［7］，咖啡中添加牛奶會減低其抗氧化活性［8］等。除了游離組分以外，同時著眼在工廠加工與口腔加工后形成的微納米構(gòu)造，就能完全把握影響食品屬性的變化。對食品研究的視角從化學提升到物理化學，從單分子到超分子構(gòu)造，將使對于食品的理解提升到新的高度。

2.2 破譯人體對食物的反應信號

食品進入人體后，在消化和完全吸收之前，與黏膜細胞作用之后，人體就已產(chǎn)生明確的反應，如生津、口渴、打嗝、反酸、積食、咽喉刺激、嘔吐腹瀉等。嘔吐腹瀉等極端的反應，使人類本能地停止進食，但其他更溫和的反應以及如生津這樣的令人愉悅的反應，基本上完全被現(xiàn)代研究無視，因為除了傳統(tǒng)醫(yī)學養(yǎng)生知識有所關注外，現(xiàn)代科學在這方面基本是空白。不同人食用相同食品產(chǎn)生不同信號，同個人在不同狀態(tài)食用相同食品也可能產(chǎn)生不同信號，表明人體食物反應信號能夠指征食物與人體的作用。如果能夠解析人體食物反應信號的生理學含義，食品與人體的生物學或生物化學作用就可以從反應信號直接讀取。更有意義的是，這些信號的生物學意義一旦闡明，消費者選擇食品就有了可靠的個性化的依據(jù)。

2.3 研究食品特性互補的利用方法

物理化學作用對于食品特性的影響以及人體對食品發(fā)出的信號一旦解明，改變食品與人體作用就有科學的依據(jù)，改變的手段就不再僅限于化學方法。目前通過降低含量乃至完全消除來減低食品組分的負面作用的做法，使食品喪失了原本的基本屬性，食將不食。用新的替代物來消除某個組分，長期使用后總是害多于益，是消費者對于食品界喪失信心的主要原因。食品組分對于健康的負面作用，可以通過與其他組分和其他食品中的組分的物理化學作用來抑制，通過食品的組合食用來消除。比如，炸雞等快餐產(chǎn)生的口渴作用，通過配飲合適的茶水替代碳酸飲料得到緩解，辛辣食品的消化道刺激作用可以通過配飲合適的涼茶來消除。有了改變食品對人體作用的新的科技自由，將迎來人類對食品的利用和欣賞更大的自由。

3 展望

食品科學為解決人類最重要的食的問題貢獻卓著，但被認為是一門利用其他學科的知識與手段研究食品的純應用的科學，無論在國內(nèi)還在國際的學術界影響力都非常有限。以全新的角度研究食品與人體的相互作用，是累積屬于食品科學獨有的方法與發(fā)現(xiàn)、充實學科、提高學科地位的絕佳機會。食品作為化學體系的復雜度讓人望而生畏，透過食品組分之間物理化學組裝的微納米構(gòu)造解析食品與人體的作用，無疑將昭示其他自然界存在的復雜體系的“密碼”，對藥物材料的研究產(chǎn)生影響。解明人體對食品作用發(fā)出的信號，將有效地充實人體生理學的內(nèi)容，加深對人體自身的認識?？梢灶A見，對于食品與人體作用的研究，將不僅回答并解決食品工業(yè)界面臨的急迫問題，還將把食品科學推到新的高度，使食品學科能夠產(chǎn)生具跨領域影響之原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)，而以完整、科學的新面目自豪地立于世界學科之林。

［1］Nicolas A.L'art de conserver pendant plusieurs années toutes les substances animales et végétales［M］.Charleston：Nabu Press，2012.

［2］薛艷麗.食品包裝容器發(fā)展漫談［J］.中國包裝，2004（6）：77.

［3］魯偉，黃筱茜，柯李晶，等.美拉德反應產(chǎn)物的抗氧化活性研究［J］.食品與機械，2008，24（4）：61-64.

［4］黃蒂.中國成為全球第二大肥胖國［EB/OL］.（2014-06-16）［2015-05-01］http：//international.caixin. com/2014-06-16/100691208.html.

［5］辛笛.肥胖人口超過饑餓人口，全球10億胖子8億餓漢［N］.文匯報，2006-08-15（03）.

［6］Ke Lijing，Zhou Jianwu，Lu Wei，et al.The power of soups：super-hero or team-work？［J］.Trends in Food Science and Technology，2011，22（9）：492-497.

［7］Serafini M，Bugianesi R，Maiani G，et al.Plasma antioxidants from chocolate［J］.Nature，2003（424）：1013.

［8］Niseteo T，Komes D，Bel?cak-Cvitanovi'c A，et al.Bioactive composition and antioxidant potential of different commonly consumed coffee brews affected by their preparation technique and milk addition［J］.Food Chemistry，2012，134（4）：1870-1877.

What Else Does Food Science Have to Study？

RAO Pingfan1，LIU Shutao2，ZHOU Jianwu1，GUO Jingke1，KE Lijing1，*
（1.School of Food Science and Biotechnology，Zhejiang Gongshang Univesity，Hangzhou 310012，China；2.Institute of Biotechnology，F(xiàn)uzhou University，F(xiàn)uzhou 350002，China）

Started from food processing，modern food science and food industry have provided the world enormous amount of food and always played a vital role in the development and evolution of human society.To date，food science has systematically studied the food storage，nutrition and sensory characteristics，while the interaction between food and body remains as a puzzle except a few pieces revealed by nutrition science and toxicology.Modern food industry has totally changed the way food is produced and consumed，and more importantly the way food interacts with human body.The ignorance of such changes in food science has made the debates in safety and health risks of industry food even more confusing. Three research topics are proposed for food-body interaction：elucidate the existing status of food compositions；interpret the body response to food；methods to utilise the complementary characteristics of different food compositions.From these new perspectives，some unique approaches and original discoveries of food science ought to be achieved，to provide answers to the major criticism upon food industry and transform food science to an intact science of food，an independent discipline of science.

food science；food industry；body response；molecule existing status；complementary characteristics

李 寧）

TS201.1

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2015.03.001

2095-6002（2015）03-0001-04

饒平凡，劉樹滔，周建武，等.食品科學還必須研究什么？［J］.食品科學技術學報，2015，33（3）：1-4.

RAO Pingfan，LIU Shutao，ZHOU Jianwu，et al.What else does food science have to study？［J］.Journal of Food Science and Technology，2015，33（3）：1-4.

2015-05-01

浙江省重中之重一級學科開放基金項目（JYTSP20141072）。

饒平凡，男，教授，博士生導師，國際食品科技聯(lián)盟主席，國際食品科學院院士，主要從事食品生物技術、自由基生物學方面的研究；

*柯李晶，男，博士，主要從事食品中的活性物質(zhì)基礎與超分子構(gòu)造方面的研究。

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專家論壇專欄