在激烈的国际科技创新环境下，面向食品科技前沿，面向食品营养与健康，加强基础性、原创性、带领性科学研究，是广大食品科学工作者义不容辞的责任与担当。在中国食品科学技术学会第十八届年会召开期间，在延续“食品科学前沿热点问题”和“前沿科技与未来食品”两届论坛的基础上，由《中国食品学报》杂志社承办的2021食品科学前沿热点问题论坛以线上形式举办。与会专家、学者围绕食品营养与功能、肠道微生物与健康、个性化营养、食品胶体与食品功能设计、食源性病原微生物速检及生物防控以及食品安全检测与纳米材料、3D打印装备等前沿科学问题，与食品产业界、科技界代表分享前沿研究成果。中国食品科学技术学会名誉副理事长、中国农业大学特殊食品研究中心主任、《中国食品学报》主编罗云波，浙江大学农业技术推广中心主任叶兴乾主持论坛。
精准营养要在机理研究上下功夫
南昌大学食品学院院长聂少平在作“食用菌多糖结构与免疫功能研究现状与展望”的报告时表示，我国的食用菌种类十分丰富，逾350种。食用菌中丰富的食用菌多糖，显示出多样的生物活性。不同的食用菌有着不一样的多糖结构，因此其功能也不尽相同。他举例说，尽管平菇、茶树菇、金针菇、香菇、木耳等食用菌中所含的多糖均具有免疫调节功能，但是由于其糖苷键类型不同，从而导致其提高巨噬细胞吞噬能力也不同。值得关注的是，就算是同一来源的食用菌多糖，不同组分的免疫活性也不相同。
聂少平介绍，通过检索相关文献发现，除了功能，构效关系、资源开发菌菇废物的再利用成为研究热点。“未来，在产品开发上应该基于构效关系开发特定结构的食用菌多糖产品，进一步开展食用菌多糖、肠道菌群与宿主健康的相关研究，聚焦精准营养开发相关产品。”
叶兴乾在作“植物多酚研究问题与展望”的报告时表示，植物化学素植物多酚正以新营养素的角色成为现代科学研究的热点。许多植物化学素都有着“药食两用”的科学基础。他举例说，从柑橘遗传图谱中可以清楚地看到，成千上万的柑橘品种都是由香橼、橘子及柚子3个品种杂交而来，而香橼、橘子及柚子在中国药典里都充当着药的角色，对于植物多酚还需要从其成分、功能及机理研究等方面下功夫。
北京工商大学食品与健康学院院长王静在作“miRNA：食品营养防控慢性疾病的新靶点”的报告时表示，miRNA又被称作微小RNA，目前已知miRNAs广泛分布在动物、植物和微生物等生命体中，已发现成熟的miRNAs多达48860种，而在人体当中发现成熟的miRNAs就有2600余种。研究显示，营养素能够影响机体miRNA的表达，并且参与细胞分化、炎症反应，甚至是癌症发生等方面调控。
王静介绍，在慢性病防控方面，肌少症是老年人群及重症患者中常见的肌肉病变，导致肌肉量丢失、功能受损等。蛋白酶体活化、氧化应激反应、过度炎症等都是诱发肌少症的重要因素。近年来，研究发现miRNA的表达改变、菌群失调等，也是诱发肌少症的潜在因素。而给予蛋白营养干预后，可以通过调控蛋白酶体活性、氧化应激反应、细胞自噬、miRNA表达或者肠道菌群等预防肌少症的发生。由此提示营养干预调控miRNA表达，可能是预防肌少症的有效途径。
“miRNA可能是膳食营养防控慢性疾病的重要媒介，碳水化合物、蛋白质、脂类、维生素、矿物质以及膳食纤维等均能够调控miRNA表达，从而参与干细胞分化、胚胎发育、炎症反应、肝脏代谢、心血管疾病、肠道健康、骨骼和肌肉调节以及肿瘤防控等方面的调控。因此，miRNA可以作为膳食营养防控慢性疾病潜在研究靶点。”王静说。
聚焦食品功能设计与开发
江南大学食品学院教授翟齐啸围绕肠道菌群靶向性食品的研究进展进行了分享。他介绍，肠道菌群是当前的研究热点之一，调节肠道菌群是改善人体健康的重要方式之一。肠道菌群与人体的健康，包括免疫、代谢、神经等方面都有显着关联。肠道菌群受到基因、膳食、环境、年龄、生活方式、情绪等多种因素影响，其中膳食是影响肠道菌群的直接和显着因素，膳食和肠道菌群有很密切的互作。膳食可以为肠道菌群提供营养，动态调节菌群；肠道菌群也可以去影响膳食的消化吸收，并且生成一些新的代谢物。肠道菌群和膳食这种互作对宿主健康有显着影响。
翟齐啸谈到，检索文献发现，肠道菌群和膳食互作发表了很多高水平研究，但这些研究往往只是针对已知膳食模式或已经明确的膳食成分，来观察其对肠道菌群的影响。但更需要针对特殊的肠道菌群设计具有靶向性的膳食，如针对人群特殊的肠道菌群，设计一种膳食配方对其特殊菌群进行调节。如何实现靶向调控？随着精准营养概念的深入及研究手段的进步，有研究者开始关注菌群靶向性食品研发的可行性。研发菌群靶向性食品的目标，在于针对特定菌群结构组成的需求，定向设计膳食调控策略。通过分析相关论文，翟齐啸总结出菌群靶向性食品研究的3种思路：一是基于肠道菌群体外模拟发酵，二是基于肠道菌特定生理特性分析，三是基于人源化动物模型体内筛选。“无论在普通食品、功能食品还是特殊医学用途食品中，肠道菌群靶向性食品未来应该有很广阔的应用价值。”翟齐啸说。
“研究发现，益生菌不但通过调节肠道菌群，更多地通过益生菌作用去调节肠道代谢物起到健康作用。”内蒙古农业大学教授孙志宏在“益生菌作用新机制”的报告中谈到，30多年来，其团队围绕乳酸菌资源投入大量人力物力，建立基因组数据库和分析平台。先后从26个国家采集自然发酵乳制品、自然发酵食品、母乳、婴儿粪便样品3864份，从中分离、鉴定乳酸菌30641株，包括乳酸菌的33个属138个种和亚种，建成了全球的乳酸菌菌种资源库。目前，正在进行临床/人群试验有25项，不仅从肠道微生物层面，还从代谢组层面去解析益生菌的重要机制。
上海交通大学农业与生物学院副院长方亚鹏围绕食品胶体与食品功能设计的相关内容进行了分享。他介绍，食品胶体指的是一大类亲水性多糖或者蛋白质，在食品工业不同领域有效发挥功能，如增稠剂、凝胶剂、泡沫稳定剂、乳液分散体系乳化剂等。近年来，随着在食品胶体领域研究的深入，已经从多糖和蛋白材料本身延伸到包括材料稳定胶体体系和功能的研究。
方亚鹏谈到，如何利用食品胶体设计未来食品是当前食品科学研究的热点。当前较热的仿生肉研究，主要是通过双螺杆高湿挤压，挤压过程也是多糖和蛋白结构形成胶体的过程。而在开发高组织化特色豆类蛋白食品时，如何利用原料预处理提高蛋白组织化能力是关键。如通过水凝胶进行拉伸，并对形成的结构进行固定，这样就能够对肌肉组织进行仿生。通过这一过程，可以模拟加工风干牛肉、牛蹄筋及牛肚。
雅培营养北亚研究与开发总监李翔在“应对中国老龄社会的挑战——医学食品的未来机遇”的报告中指出，疫情给全球带来多方面的巨大冲击，也让人们充分意识到健康是一切的基础。而在这场疫情中脆弱的群体是老年人，如何满足不断增长的老年群体的健康需求，是我国面临的一个新课题和新挑战。
李翔介绍，美国一项针对成年住院患者的研究发现，服用口服营养补充品可以显着改善住院结果，且降低医保支出。这说明特殊医学用途配方食品的使用，具有重要的卫生经济学效应。过去100多年的时间里，雅培营养一直以科学为基础进行营养品创新，健康是雅培2030年可持续发展计划的核心。在产品研发方面，推出均衡全营养配方、高能量营养需求配方、控制血糖配方及高蛋白配方等，为不同需求的消费者提供健康和营养的解决方案。李翔希望，更多的消费者特别是老年人能够享用到高质量的产品。
在我国食品营养与功能产业高歌猛进的同时，食品安全检测技术也迅速发展。四川大学副研究员邓锐杰分享了近年来在食源性病原微生物速检及生物防控技术筛选方面的研究进展。他介绍，近年来食源性病原微生物污染风险逐渐增加。目前，食源性病原微生物检测方法主要集中在定量上。如果能获取关于微生物活性，包括耐药表现等信息，则能够更加准确地对风险进行评估。围绕这一目标，主要通过开发分子探针、诊断软件、检测设备等，构建病原微生物现场快速筛查方法。同时，利用快速特异性致病菌检测方法进行体外快速筛选，并在活体环境进行验证。此外，针对目前对病毒的监控，围绕病毒突变筛查，开展了相关研究工作，包括构建病毒及突变位点快速检测方法，研发可获得更多微生物风险的相关分析工具等。
中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授程楠围绕食品安全检测与纳米材料、3D打印装备两个细分领域进行了介绍。程楠表示，快速检测适用于日常的食品安全监管，其应用已遍布各类食品应用场所。对食源性致病菌、真菌毒素、重金属、农兽药残留、非法添加物等均可以进行快速检测。从目前来看，快速检测急需解决“卡脖子”问题，一方面是灵敏度不能完全符合相关风险因子限量标准要求，即“不能用”问题；另一方面是便携式装备比较少，即“不好用”问题。程楠介绍，研发团队用3D打印技术打印了一些便携式装备，既可以用于检测信号的便携读取，又可以实现复杂操作一体化集成。