孫君社，王民敬，郭力城，蘇鳳哲，裴海生，郭曉暉

（1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設計研究院，北京100125；2.中國留學人才發(fā)展基金會國際健康食品工程研究院，北京100006；3.北京市通州區(qū)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，北京101199；4.中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京100083）

0 引言

當前，中國人均GDP超越1萬美元，國民膳食營養(yǎng)與健康觀念已從“吃飽”、“吃好”到“吃對”轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代飲食正逐步從滿足人們基本營養(yǎng)和風味屬性走向安全、營養(yǎng)和健康三大要素并存[1-3]。

中醫(yī)食療學和現(xiàn)代營養(yǎng)學為人類營養(yǎng)健康積累了寶貴經(jīng)驗和科學依據(jù)[4-5]，但是中醫(yī)食療學與現(xiàn)代營養(yǎng)學交叉融合卻處于起步階段[6]。當前中國關于食物營養(yǎng)數(shù)據(jù)庫的建設關注食物基本營養(yǎng)成分層面，例如目前已發(fā)布的《2018中國食物成分表標準版》[7]，中國居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查/監(jiān)測數(shù)據(jù)庫[8]，初步探索了指導居民健康飲食的高階證據(jù)[9]。在平衡模型構(gòu)建方面，構(gòu)建了中國居民膳食平衡寶塔模型[10]，定量給出了運動與食物搭配方案。

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，不同學科融合創(chuàng)新發(fā)展是大勢所趨。以“立足國學、走向科學”為指導，以全民健康為目標，擴展方法與手段，在中醫(yī)食療學和現(xiàn)代營養(yǎng)學基礎上，本文嘗試提出了辯證營養(yǎng)學，并以此為指導提出了新的健康食品工程學科體系，引領健康食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展和國民營養(yǎng)健康消費升級，為全民健康提供科學膳食指導，為中國全面建成小康社會打下堅實健康基礎。

1 辯證營養(yǎng)學

1.1概 念

1.1.1 定 義

辯證營養(yǎng)學是以第18屆國際營養(yǎng)學大會提出的“新營養(yǎng)學”[11]為研究方向，以中醫(yī)食療學[12]和現(xiàn)代營養(yǎng)學[13]為基礎，探討食物營養(yǎng)、人類體質(zhì)及其辯證關系，采用辯證、系統(tǒng)的科學方式，依照整體、全面、平衡的營養(yǎng)學觀點，與傳統(tǒng)中醫(yī)食療中食物的食性、食味等結(jié)合，構(gòu)建適應中國社會，對接中國國民飲食特點、體質(zhì)分類、健康狀況的系統(tǒng)學科體系。辯證營養(yǎng)學符合新營養(yǎng)學的定義和概念，強調(diào)多學科交叉融合，是營養(yǎng)學、生物學、社會學、人文學等為一體的集成學科。

辯證營養(yǎng)學與食品營養(yǎng)學[14]、人體或臨床營養(yǎng)學[15]相比，食品營養(yǎng)學是以食品原料角度的視角，人體營養(yǎng)學是以體質(zhì)本身的視角，而辯證營養(yǎng)學將二者結(jié)合，既考慮食物營養(yǎng)，也考慮人體營養(yǎng)的需求，更考慮二者的平衡。

1.1.2 內(nèi)涵與宗旨

辯證營養(yǎng)學是以辯證、精準、平衡為學科內(nèi)涵與宗旨。

辯證是理論方法。辯證，即哲學術語中的二元辯證法，強調(diào)任何事物都具備兩面性，且事物的兩面形成對立統(tǒng)一的關系。現(xiàn)代營養(yǎng)學，主要通過實驗研究人體營養(yǎng)素含量的特定生理狀態(tài)，局部或整體具有的特定癥狀，強調(diào)獨立性。中醫(yī)理論中的“辨證論治”將人體特定的內(nèi)或外在條件下的生理或病理統(tǒng)一概括為“證”，強調(diào)統(tǒng)一性。獨立性和統(tǒng)一性本身就是二元論中的對立統(tǒng)一關系，辯證營養(yǎng)學中的辯證思想就源于此，既包含現(xiàn)代營養(yǎng)學中的元素論、分解論思想，亦包含中醫(yī)養(yǎng)生學中周易、道儒等系統(tǒng)論思想。這種辯證思想的具體表現(xiàn)，可以通過對營養(yǎng)和人體的多重辯證關系表達，簡單劃分為3種關系，即營養(yǎng)與營養(yǎng)之間的辯證、個體與個體之間的辯證、營養(yǎng)與個體之間的辯證。營養(yǎng)與營養(yǎng)之間的辯證，即營養(yǎng)或食物之間的配伍組合；個體與個體之間的辯證，即個體間對營養(yǎng)反應的差異化表現(xiàn)；營養(yǎng)與個體之間的辯證，即不同營養(yǎng)對不同個體的區(qū)別作用。辯證營養(yǎng)學中“營養(yǎng)”的含義為廣義的營養(yǎng)，即食物中對人體起到有益健康作用的單一或復合成分，都規(guī)定為“營養(yǎng)”，而不僅僅是營養(yǎng)學中營養(yǎng)素的概念。

精準是技術手段。精準醫(yī)療的概念是將個人基因、環(huán)境與生活習慣差異考慮在內(nèi)的疾病預防與處置的新興方法。而辯證營養(yǎng)學中的精準，區(qū)別于精準醫(yī)療，主要體現(xiàn)為一種技術手段的支撐。即運用現(xiàn)代組學等前瞻技術，對人群個體進行區(qū)分，實施最適合最需要的營養(yǎng)方案，以達到預防疾病，保持健康的作用。精準實施的前提是對以上3種辯證關系的正確認識，即無辯證，不精準。辯證精準實施，不僅是對人群與特定疾病類型進行生物標記物的分析與鑒定、驗證與應用，更重要的是促進生物信息與大數(shù)據(jù)科學的交叉應用，從而將營養(yǎng)與個體間的3種辯證關系，精確轉(zhuǎn)化為人體亞健康的原因和改善靶點。

平衡是動態(tài)轉(zhuǎn)化。平衡是人體健康的最高表現(xiàn)形式，這是任何文化下的醫(yī)學都積極承認的觀點。廣義的平衡觀包含物質(zhì)觀、質(zhì)能觀、時空觀、宇宙觀等一般平衡理論，其基本思想為“天道自衡”，是對事物運行規(guī)律的認識論和方法論。人體生物學體系內(nèi)的平衡觀，可以歸納為循環(huán)平衡、自我平衡和對稱平衡。循環(huán)平衡是人體在營養(yǎng)吸收過程中機體經(jīng)過“平衡→不平衡→新平衡→…”的循環(huán)過程中；自我平衡是在“平衡→不平衡→新平衡”循環(huán)中，當營養(yǎng)吸收處在不平衡時，機體對營養(yǎng)的吸收總是在自我趨于平衡；對稱平衡把營養(yǎng)吸收過程中的對稱看成動態(tài)的非線性過程，是從不對稱向?qū)ΨQ轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡過程，是對客觀事物本質(zhì)的具體反映。這三大理論基本詮釋了人體生理過程中的所有發(fā)展和變化。但其過于宏觀的平衡觀牽涉了極為復雜的生化反應，是現(xiàn)在分子生物學乃至各種組學都難以解釋的變化規(guī)律。辯證營養(yǎng)學中的平衡觀，將范圍界定在營養(yǎng)和人體間的相互作用，稱為綜合平衡。綜合平衡與否的判斷標準即人體是否處于亞健康狀態(tài)，平衡為健康，不平衡為亞健康或不健康。綜合平衡包含一系列次級平衡，次級平衡建立與其對應的營養(yǎng)改善機制和方案，通過調(diào)節(jié)多重平衡系統(tǒng)，使身體各組織器官功能處于最佳平衡態(tài)，與內(nèi)外環(huán)境保持統(tǒng)一態(tài)。

1.2 研究方法

中醫(yī)認為，脾胃是氣血（營養(yǎng)）生化之源，食物經(jīng)食管入胃后，消化和吸收均依賴于脾的運化功能，才能將水谷化為精微，轉(zhuǎn)化為氣血，又在其他臟器的協(xié)助下將能量布散至全身[16]。辯證營養(yǎng)學吸取中醫(yī)脾胃運化及升降學說的精髓，結(jié)合現(xiàn)代營養(yǎng)學、營養(yǎng)基因組學、分子代謝組學、胃腸宏基因組學等前沿研究成果，采用辯證、系統(tǒng)的科學方法，以辯證、精準、平衡為宗旨，辯證為法、精準為技、平衡為目，以食物與營養(yǎng)體質(zhì)的動態(tài)轉(zhuǎn)化實現(xiàn)人類的營養(yǎng)健康。辯證營養(yǎng)學系統(tǒng)構(gòu)建示意圖見圖1。

圖1 辯證營養(yǎng)學系統(tǒng)構(gòu)建示意圖Fig.1 Diagram of dialectical nutrition system construction

2 營養(yǎng)與健康工程體系構(gòu)建

在辯證營養(yǎng)學指導下，采用現(xiàn)代科學技術手段，探討健康食品工程體系、營養(yǎng)體質(zhì)工程體系，探索健康食品與營養(yǎng)體質(zhì)數(shù)據(jù)共享交換、轉(zhuǎn)化平衡模型，集成形成營養(yǎng)與健康系統(tǒng)工程體系，見圖2。

圖2 營養(yǎng)與健康工程體系構(gòu)建示意圖Fig.2 Diagram of nutrition and health engineering system construction

2.1 健康食品工程體系

2.1.1 健康食品標準體系

健康食品是以辯證營養(yǎng)學為指導的具有安全、營養(yǎng)及特定或普適性的健康等屬性，能夠保持或改善營養(yǎng)平衡，提高人體健康水平的食品。健康食品分為地道食材、強化食品和特殊食品三大類。健康食品標準體系是規(guī)范健康食品的生產(chǎn)、加工過程的管理性或技術性規(guī)定等，包含健康食品通則、具體品種生產(chǎn)過程標準體系和產(chǎn)品質(zhì)量標準體系。

2.1.2 健康食品工程體系

在健康食品標準體系基礎上，建立從田頭到餐桌全鏈條的健康食品生產(chǎn)工程體系，包括“三位一體”（集成生產(chǎn)標準、組織管理、質(zhì)量安全）的現(xiàn)代健康食品原料生產(chǎn)工程[17-19]、基于四屬性（原料價值、低碳加工、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、產(chǎn)品市場）的健康食品加工模式[20]、基于“四創(chuàng)新”（科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、市場創(chuàng)新）的健康食品產(chǎn)業(yè)升級模式[21]。

在生產(chǎn)工程體系基礎上，提煉形成健康食品六屬性，即種質(zhì)、產(chǎn)地、加工、營養(yǎng)、功能、偏性。種質(zhì)屬性，是生物體親代傳遞給子代的遺傳物質(zhì)，指標包括種質(zhì)資源、繁育工藝、物質(zhì)消耗等[17-18]。產(chǎn)地屬性，突出健康食品原料生產(chǎn)的地道性，涉及產(chǎn)區(qū)相對歷史（文化）、生態(tài)適宜性、種植標準、質(zhì)量安全、組織管理等，指標包括產(chǎn)區(qū)相對歷史、生態(tài)適宜性（土壤、空氣、水、維度、海拔、負氧離子等）、種植標準、質(zhì)量安全、組織管理等[17-19]。加工屬性，與偏性屬性關聯(lián)大，指標包括可加工性、低碳技術利用率[20]、有效成分得率、抗營養(yǎng)物質(zhì)去除率等[18]。營養(yǎng)屬性，考慮人體必需六大營養(yǎng)物質(zhì)，指標包括碳水化合物（糖類）、脂類、蛋白質(zhì)、維生素、水和無機鹽（礦物質(zhì)）。功能屬性，是指能夠通過激活酶的活性或其他途徑調(diào)節(jié)人體機能的物質(zhì)，指標包括維生素類、多酚類化合物、生物多糖類、膳食纖維類、皂苷類、三萜酸類等[22]。偏性屬性，中醫(yī)所說的“四氣五味”，指標包括食物的寒熱溫良四性和酸甘苦辛咸五味。

運用現(xiàn)代檢測方法，通過對健康食品六大屬性指標研究分析，綜合運用主成分分析、模糊評價等方法，建立不同區(qū)域、不同品種、不同年份的健康食品綜合評價體系，基于空間數(shù)據(jù)庫技術建立統(tǒng)一的時空編碼體系，構(gòu)建健康食品數(shù)據(jù)庫，見圖3。

圖3 健康食品工程體系構(gòu)建示意圖Fig.3 Diagram of healthy food engineering system construction

2.1.3 案例分析

以黃精為例解釋健康食品六屬性。黃精是中國傳統(tǒng)的藥食同源中藥材，從健康食品開發(fā)角度，黃精六屬性如下：1）種質(zhì)屬性。由于黃精生品含有黏液質(zhì)等刺激成分，生用會有麻舌感，且刺激喉嚨，不同種間黃精黏液質(zhì)的含量對比為滇黃精＞多花黃精＞雞頭黃精，雞頭黃精更適宜健康食品開發(fā)。2）產(chǎn)地屬性。黃精不同區(qū)域不同品種功效成分有差異，隨著黃精人工栽培面積逐步擴大，種植標準、組織管理、質(zhì)量安全等要求越來越高。3）加工屬性。通過黃精九蒸九制炮制、物理生物限制性水解低碳技術，增強了黃精功效、去除胰蛋白酶抑制劑、脂肪氧化酶等抗營養(yǎng)物質(zhì)，降低了毒性。4）營養(yǎng)屬性。包括糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、維生素等。5）功能屬性。包括黃精多糖、甾體皂苷、黃酮、木脂素、生物堿、蒽醌、揮發(fā)油等，其中多糖和甾體皂苷類為黃精主要成分。6）偏性屬性。黃精性味甘平，入脾、肺、腎三經(jīng)，有滋陰潤肺、補腎強身、益脾養(yǎng)血的作用。已開發(fā)的黃精健康食品包括黃精口服液（滋陰補腎、助眠等）、黃精壓片糖果（補腎壯陽等）、黃精酒（補脾益氣、烏須發(fā)、延年益壽）、黃精丸（補氣養(yǎng)血）、黃精養(yǎng)生茶等；已開發(fā)的黃精休閑食品包括黃精餅干、面包、糖果片、飲料、脆片、果脯、果凍等。

2.2 營養(yǎng)體質(zhì)工程體系

2.2.1 營養(yǎng)體質(zhì)影響因素

營養(yǎng)體質(zhì)與人體的健康狀況密切相關，人體的亞健康狀態(tài)是由于自身的病理體質(zhì)的存在，從健康到亞健康再到疾病的過渡，關鍵是營養(yǎng)體質(zhì)的改變。營養(yǎng)體質(zhì)是人類與自然環(huán)境、社會環(huán)境相適應的人體特征，是以先天稟賦（營養(yǎng)基因）及后天獲得為基礎所形成的基礎代謝、腸胃宏基因、情志力、免疫力和機體運化能力等方面相對穩(wěn)定的、綜合的固有特質(zhì)，決定著某些疾病的易感性和發(fā)展的傾向性[23]。

營養(yǎng)基因是研究特定的營養(yǎng)物質(zhì)或分子與基因表達間的直接相互作用，以此可以選擇性地指導代謝朝著某一特定功能的方向進行。營養(yǎng)基因約有140～200萬個單核苷酸多態(tài)性，其中6萬多個存在于外顯子中，是人體對營養(yǎng)素需求及產(chǎn)生反應差異的重要分子基礎，基因組營養(yǎng)學的關鍵作用之一在于探討特殊基因多態(tài)性和營養(yǎng)素個體化反應之間的聯(lián)系?；A代謝與人的性別、年齡、身高、體質(zhì)量等因素有關，反映了一個人內(nèi)在的代謝狀態(tài)。胃腸宏基因與各種病密切相關，其指標包括物種豐度、樣本聚類，表達差異等；情志力（或情緒）是當人的內(nèi)在需要和外部刺激出現(xiàn)不同時，個體基于不同的認知評價所出現(xiàn)的主觀感受及伴隨的一系列生理反應。不良情緒或負面情緒會造成或誘發(fā)各種疾病[24-25]。免疫力是機體對疾病的抵抗力，是免疫系統(tǒng)根據(jù)免疫識別而發(fā)揮的作用。機體運化能力是從中醫(yī)的角度來講的，脾主運化，若是脾的運化不利，食物的營養(yǎng)就不易吸收，人自然瘦弱，這多為脾虛所致，運化不利的是營養(yǎng)，這種情況需要健脾益氣，增強營養(yǎng)吸收能力。營養(yǎng)基因決定了個體的情志力、免疫力和運化力等因素，在以上因素確定的情況下，個體腸胃宏基因也會處于相對的微生態(tài)平衡[26-27]。

2.2.2 營養(yǎng)體質(zhì)工程體系

根據(jù)中醫(yī)脾胃運化及升降學說，統(tǒng)籌考慮情志力、免疫力，結(jié)合基因組學、營養(yǎng)組學、分子代謝組學、腸胃宏基因組學等現(xiàn)代化研究手段，對人體營養(yǎng)吸收代謝過程進行系統(tǒng)研究，通過其指標分析，構(gòu)建人類營養(yǎng)體質(zhì)指標體系。

根據(jù)營養(yǎng)代謝過程指標（營養(yǎng)與毒素、食物不耐受、影響營養(yǎng)吸收基因、尿有機酸、血清同型同性半胱氨酸、腸胃宏基因等檢測指標），通過大量的典型樣本調(diào)查分析，對營養(yǎng)體質(zhì)狀況進行綜合評價，歸納總結(jié)出辯證營養(yǎng)學指導下的不同年齡、不同種族人群的營養(yǎng)體質(zhì)指標，基于空間數(shù)據(jù)庫技術建立統(tǒng)一的時空編碼體系，構(gòu)建營養(yǎng)體質(zhì)數(shù)據(jù)庫，見圖4。

圖4 營養(yǎng)體質(zhì)工程體系構(gòu)建示意圖Fig.4 Diagram of nutritional constitution engineering system construction

2.3 平衡模型構(gòu)建

通過健康食品中各類營養(yǎng)物質(zhì)與人體中所需要的物質(zhì)元素（微量、宏量）之間建立最佳的對應補充關系，構(gòu)建健康食品與營養(yǎng)體質(zhì)多維度（時間、空間）的動態(tài)網(wǎng)狀平衡模型，綜合平衡下不斷有次級平衡補充。

針對健康食品、營養(yǎng)體質(zhì)等數(shù)據(jù)的動態(tài)變化屬性，基于大數(shù)據(jù)和云計算技術研制健康食品和營養(yǎng)體質(zhì)數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)特性和動態(tài)更新機制，探索數(shù)據(jù)共享交換、模型評價修正、健康營養(yǎng)評價等應用模式，結(jié)合平衡模型驗證食品營養(yǎng)數(shù)據(jù)與人體健康數(shù)據(jù)的關聯(lián)性，用于指導膳食調(diào)節(jié)。

3 支撐保障體系

支撐保障體系包括人才、科技、產(chǎn)業(yè)、資本等四大支撐保障體系。

3.1 人才支撐體系

建立辯證營養(yǎng)學及營養(yǎng)與健康工程學科體系，與高校、企業(yè)開展一體化合作新模式，探索產(chǎn)教融合模式[28]，建立人才培養(yǎng)體系，開展科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

3.2 科技創(chuàng)新體系

科技創(chuàng)新是科學創(chuàng)新和技術創(chuàng)新的融合體。科學創(chuàng)新是技術創(chuàng)新的基礎,技術創(chuàng)新是科學創(chuàng)新在生產(chǎn)中的實際應用。科技創(chuàng)新是健康食品產(chǎn)業(yè)升級的核心和前提，是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的基礎，是產(chǎn)業(yè)關鍵點創(chuàng)新。

3.3 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系

產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新是健康食品加工產(chǎn)業(yè)的某個環(huán)節(jié)的創(chuàng)新經(jīng)過傳導和波及效應影響到相關產(chǎn)業(yè)或環(huán)節(jié)，進而提升整個產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)創(chuàng)新水平[21]。產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新是科技創(chuàng)新的應用，是產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)創(chuàng)新。通過人才、科技、資本等核心要素，促進產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)基金支持科技創(chuàng)新等。

3.4 資本助力體系

多種途徑引導資本支持科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，利用公益基金吸引企業(yè)資助以及風險資本，對接科技創(chuàng)新體系，突破行業(yè)發(fā)展共性關鍵技術難題。

4 結(jié)論與展望

1）以“立足國學、走向科學”為指導，在中醫(yī)食療學和現(xiàn)代營養(yǎng)學基礎上，本文嘗試提出了辯證營養(yǎng)學。以辯證、精準、平衡為宗旨，辯證為法、精準為技、平衡為目，以食物與營養(yǎng)體質(zhì)的動態(tài)轉(zhuǎn)化實現(xiàn)人類的營養(yǎng)健康。

2）在辯證營養(yǎng)學指導下，探討構(gòu)建基于六屬性（種質(zhì)、產(chǎn)地、加工、營養(yǎng)、功能、偏性）的健康食品工程體系以及基于六指標（基礎代謝、腸胃宏基因、營養(yǎng)基因、情志力、免疫力、運化力）的營養(yǎng)體質(zhì)工程體系，探索基于大數(shù)據(jù)的動態(tài)、轉(zhuǎn)化平衡模型，集成形成營養(yǎng)與健康系統(tǒng)工程體系。

3）構(gòu)建人才、科技、產(chǎn)業(yè)、資本等四大支撐保障體系，助力健康食品產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

本文是辯證營養(yǎng)學及營養(yǎng)與健康工程體系的整體架構(gòu)，隨著學科交叉融合深入推進，5G萬物互聯(lián)時代的到來，各模塊不斷深入研究、融合、集成，其將引領健康食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展和國民營養(yǎng)健康消費升級，為全民健康提供科學膳食指導，為全面小康社會實現(xiàn)打下堅實健康基礎。