營養(yǎng)健康食品開發(fā)技術發(fā)展趨勢探析

健康食品研發(fā) 2024年12月16日 08:50 北京

全文5910個字，AI幫我劃要點

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如果您是特醫(yī)食品、嬰幼兒配方食品、乳制品、功能食品等技術研發(fā)知識、生物活性肽、應用知識、微生物發(fā)酵（菌種、工藝、分離提取）工藝技術學校、藥食同源、保健食品等、請您聯(lián)系企業(yè)負責人，并且關注健康食品研發(fā)，可以聯(lián)系【電話/微信13810405524】（可互換食品群等）并標注公司+姓名，加入到特醫(yī)產(chǎn)業(yè)鏈交流群，深入探討交流，共同成長進步。

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一、營養(yǎng)健康食品功能因子開發(fā)技術

營養(yǎng)健康食品作為具有重大發(fā)展?jié)摿Φ男屡d領域之一，經(jīng)過二十年的快速發(fā)展, 共性通用技術如高效食品粉碎技術、分離提取技術、干燥技術、殺菌技術等已得到廣泛應用。新的科技成果不斷涌現(xiàn)，如營養(yǎng)功能因子的穩(wěn)態(tài)化保持及靶向遞送技術、功能因子高效分離與高活性制備技術、特定功能因子的生物制備及低碳生產(chǎn)技術等方面取得了顯著成效，不斷加深人們對相關功能因子的認識，為營養(yǎng)健康食品的設計開發(fā)提供了必要的技術支撐。

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營養(yǎng)健康食品功能因子的分類與功效

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開發(fā)各種不同功能特性、能夠促進人類健康的食品原輔材料新資源的功能因子是當今食品工業(yè)的熱點，也是營養(yǎng)健康食品的靈魂，對于改善人們的整體營養(yǎng)健康狀況有著重大意義。功能因子按照其化學結(jié)構(gòu)分類，主要包括活性多糖、功能性低聚糖、功能性單雙糖、功能性脂類、糖醇類、膳食纖維類、氨基酸、肽與蛋白質(zhì)、維生素和維生素類似物、礦物元素、植物活性成分、益生菌、低能量食品成分等。

功能因子種類和結(jié)構(gòu)不同，對健康的促進作用也不同、例如，天然產(chǎn)物來源的多糖具有較好的免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降血糖、抗氧化和腸道菌群調(diào)節(jié)等生理功能，食藥用真菌多糖具有調(diào)節(jié)機體免疫的功能，白茶多糖、桑葉多糖、枸杞多糖在預防肥胖方面具有一定功效；黑靈芝水溶性膳食纖維具有顯著的抗氧化作用；黃酮類化合物具有抗氧化、抗炎、保護心血管和抗癌等生物學作用；植物多肽具有提高免疫力、抗衰老作用；海洋生物中二十二碳六烯酸(docose hexaenoie acid, DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid, EPA)等不飽和脂肪酸在促進生長發(fā)育、降低心腦血管疾病發(fā)病率、降低血脂與血壓、免疫調(diào)節(jié)、抗炎等方面具有顯著作用。含有這些功能因子且具有食用開發(fā)潛力的資源均可作為原輔材料新資源用于營養(yǎng)健康食品，尤其是利用我國動植物、食藥同源、海洋生物、菌物資源、昆蟲蛋白優(yōu)勢挖掘具有民族特色和地域特色的食物、食藥同源資源、海洋和菌物資源的功能因子，開發(fā)具有特色和技術競爭力的營養(yǎng)健康產(chǎn)品，推進營養(yǎng)健康食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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功能因子高效分離與制備技術

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推廣采用現(xiàn)代高效分離純化技術，包括超微粉碎技術、萃取分離、物態(tài)轉(zhuǎn)化分離、膜分離技術及聯(lián)用技術；拓展食品生物制造技術，包括酶工程、基因工程及發(fā)酵工程技術；開展食品質(zhì)構(gòu)重組技術研究，包括超高壓技術、食品擠壓技術、超臨界流體萃取技術和酶法改性技術；開發(fā)食品新型殺菌技術，包括高溫瞬時殺菌技術、超高壓殺菌、超聲波殺菌、輻照殺菌、臭氧殺菌、酸性電解水殺菌技術、低溫等離子體殺菌技術和高效熱殺菌技術；應用新型食品干燥技術，包括高效物理場干燥技術、智能化精準干燥技術和高效組合干燥技術。通過高新技術的應用推廣，提高功能因子的高效分離與制備技術。

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功能因子穩(wěn)態(tài)化保持及精準靶向遞送技術

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營養(yǎng)健康食品加工過程中特征組分結(jié)構(gòu)變化、相互作用大多會形成多相態(tài)的復雜體系, 未來研究亟待從關鍵結(jié)構(gòu)域的形成、保持、轉(zhuǎn)化等角度，揭示典型營養(yǎng)功能因子加工過程中食品品質(zhì)功能形成與保持、損耗與劣變機制，闡明新型加工技術對功能食品品質(zhì)及功能的提升機制。建立穩(wěn)態(tài)化靶向遞送體系，有助于改善功能因子的穩(wěn)定性并提高其生物利用度，實現(xiàn)體內(nèi)的靶向作用位點控制釋放，為精準營養(yǎng)提供營養(yǎng)干預途徑和方法。具體研究內(nèi)容包括：通過研究油溶、水溶、乳化及干燥等食品體系中功能因子的穩(wěn)定性及其影響因素，建立功能因子活性穩(wěn)態(tài)化和增效配方模型及其動態(tài)穩(wěn)定監(jiān)控技術；研究功能因子的多重組裝包埋保護技術，通過制備多重乳狀液和多重組裝納米粒形成脂溶性和水溶性功能因子的雙包埋和分步釋放；研究功能因子的微乳化包埋保護技術，制備納米級的功能因子膠束，形成功能因子的保護和靶向遞送。利用納米技術和納米材料靶向或控制活性成分的釋放。采用小尺寸效應、pH響應特性和電荷變化來促進活性物質(zhì)的吸收和黏附，保證其活性，并提高其生物利用度。

國內(nèi)外研究中已將納米凝膠、膠束、脂質(zhì)體、納米乳液、多重乳液等技術成功應用于多酚、維生素、β胡蘿卜素等營養(yǎng)成分及益生菌等的體內(nèi)遞送，使功能因子的生物利用度大大提高。

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特定功能因子的生物制備及低碳生產(chǎn)技術

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以多糖為例，通過遺傳學的手段提高微生物多糖產(chǎn)量，促進其產(chǎn)業(yè)化，可從以下幾方面入手：一是從自然界中篩選適合發(fā)酵的原始菌株或者通過誘變育種的手段來獲得優(yōu)良的發(fā)酵菌種；二是加強對多糖生物合成過程的關鍵酶的研究，加強微生物代謝工程研究，強化表達關鍵酶的基因或者改變代謝流，從而對現(xiàn)有生產(chǎn)菌進行遺傳改造；三是對菌種發(fā)酵工藝進一步優(yōu)化，來提高多糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。加強真菌多糖結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)效關系、藥理活性和臨床應用等方面的研究，使更多真菌多糖實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

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二、營養(yǎng)健康食品功能評價技術

營養(yǎng)健康食品評價包括毒理學評價、衛(wèi)生學評價以及功能學評價。營養(yǎng)健康食品的營養(yǎng)評價，應重點包括營養(yǎng)成分、非營養(yǎng)成分和抗營養(yǎng)物質(zhì)等的組成，以及在儲藏、加工、烹調(diào)過程中營養(yǎng)素的變化，采取措施最大限度保護營養(yǎng)素，提高其營養(yǎng)價值。功能評價體系是營養(yǎng)健康食品不斷發(fā)展的關鍵點，為營養(yǎng)健康食品發(fā)展提供理論支撐。

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中醫(yī)藥特色功能評價體系

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我國大多數(shù)營養(yǎng)健康食品是以中藥材為原輔材料，由于中藥理論不同于西方，因此在其功能評價體系方面還沒有國際認可標準。營養(yǎng)健康食品功能評價體系的完善必須考慮我國中醫(yī)藥特色，將實用性和前瞻性并重，加強對營養(yǎng)健康食品領域基礎研究，從微觀水平上掌握營養(yǎng)健康食品的具體功效成分及其作用機制，從根本上把握新產(chǎn)品開發(fā)的自主能力，這樣才能保障我國營養(yǎng)健康食品走出國門，走向國際。

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營養(yǎng)基因組學技術

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人類功能基因組學、蛋白質(zhì)組學、代謝組學和微生物組學等組學的發(fā)展使營養(yǎng)研究發(fā)生革命性變化。將功能基因組學應用于營養(yǎng)研究中為闡明營養(yǎng)成分在調(diào)節(jié)基因表達、蛋白質(zhì)合成和代謝中的作用提供了新的方法和技術，從以前的由營養(yǎng)缺乏損害健康追溯某種營養(yǎng)成分的重要性轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯友芯繝I養(yǎng)—基因組的相互作用。利用蛋白質(zhì)組學檢測食品組分對蛋白質(zhì)表達的影響。發(fā)展營養(yǎng)代謝組學以監(jiān)測飲食介入后人體的生化變化和遺傳修飾食品對食品安全的影響?；谖⑸锝M學深入了解人體腸道微生物與人體和食品密切相關的生理和代謝活動。了解疾病與基因和食品組分的關系，進而更有針對性地開發(fā)各種營養(yǎng)健康食品，更好地預防疾病，保護身體健康。

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營養(yǎng)健康食品新功能評價

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隨著食品營養(yǎng)學的快速發(fā)展，越來越多食品成分(未在標示范圍內(nèi)，例如活性多糖、功能性脂類、活性多肽、植物化學物等)被證明與人體健康有密切關系。因此, 積極探索新功能評價方法和應用研究非常必要，包括新的結(jié)構(gòu)功能因子、新的功能、新的作用機制以及老成分的新功能等。實現(xiàn)新功能的許可審批之前，首先要對新功能存在的必要性、評價方法的標準化和穩(wěn)定性及其實際應用開展系列研究。在“以人為本, 健康優(yōu)先”的思想指引下，明確營養(yǎng)健康食品產(chǎn)品開發(fā)的主要任務，以市場需求為牽引、價格為導向，高度重視體制和機制創(chuàng)新，開發(fā)真正健康安全、環(huán)境友好、資源節(jié)約、綠色低碳的營養(yǎng)健康食品產(chǎn)品。

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營養(yǎng)健康食品通用性指標

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參考藥品檢測指標的要求，完善營養(yǎng)健康食品通用性指標，增加相關基礎指標，體現(xiàn)營養(yǎng)健康食品的功能因子或標志性成分與檢測指標的對應性，對主要的功能性成分或者標志性成分進行篩選，建立包括指紋圖譜、成分組成比例等內(nèi)容的質(zhì)量控制指標，同時鼓勵企業(yè)在制定企業(yè)標準時強調(diào)人體食用驗證和科學文獻依據(jù)的評估標準。研究建立與藥物評價方法不同的臨床評價體系和社會評價體系，使其與功能食品的實際情況更加匹配，具有更嚴謹?shù)目茖W性和更高的可操作性。

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三、營養(yǎng)健康食品產(chǎn)品開發(fā)技術

我國地域遼闊、農(nóng)產(chǎn)品供給充足、食源豐富，應充分發(fā)掘我國豐富的傳統(tǒng)食品資源和食藥同源資源，根據(jù)疾病譜、慢病譜和營養(yǎng)譜的變化，大力發(fā)展天然、安全、綠色的功能食品，開發(fā)適合不同人群的營養(yǎng)食品、營養(yǎng)強化食品、特殊膳食食品；結(jié)合傳統(tǒng)中醫(yī)藥和養(yǎng)生保健理論，利用我國特有動植物資源和技術開發(fā)具有民族特色的營養(yǎng)健康食品和特殊醫(yī)學用途膳食食品，不斷滿足和引導健康消費需求。

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精準化和個性化營養(yǎng)設計

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以“個體”健康狀態(tài)為著眼點的“精準營養(yǎng)”將成為新的研究熱點。未來功能食品產(chǎn)品開發(fā)將越來越具有針對性，針對不同人群、不同性別、不同年齡段開發(fā)功能食品是必然趨勢，如針對孕婦、嬰幼兒、老人、軍隊人員、運動員等的功能健康食品將越來越受到消費者的青睞。針對這些人群的營養(yǎng)需求，結(jié)合傳統(tǒng)養(yǎng)生保健理論，從我國豐富的天然資源中篩選出特定營養(yǎng)和功能性食品素材，研究其在腸道內(nèi)的代謝特點、作用劑量及其協(xié)同作用，設計開發(fā)功能食品，確定生產(chǎn)技術參數(shù)。同時針對健康新需求，開發(fā)新功能食品和特殊醫(yī)學用途的配方食品，開發(fā)打造中國特色的特殊膳食產(chǎn)品，建立產(chǎn)業(yè)化示范生產(chǎn)線，促進食品產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改善及產(chǎn)業(yè)布局的合理化，并在相關龍頭企業(yè)進行產(chǎn)業(yè)化示范，推進培育優(yōu)勢品牌，提升產(chǎn)品的國際競爭力。

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營養(yǎng)健康食品功能化與休閑化

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營養(yǎng)健康食品原料供應、產(chǎn)品研發(fā)及銷售相關企業(yè)應明確營養(yǎng)健康食品發(fā)展趨勢，了解消費者喜好和市場走向，挖掘具有特殊功能成分的新資源，延伸營養(yǎng)健康食品研發(fā)領域，發(fā)展被消費者接受和認可的新資源、新功能、多類別的營養(yǎng)健康食品。如功能性蛋白、生物活性肽功能食品的研發(fā)，功能性膳食纖維、益生菌類食品開發(fā)研究，功能性油脂、功能性糖原的食品研發(fā)，新食品原料、藥食同源類功能食品開發(fā)，運動營養(yǎng)健康食品、營養(yǎng)補充類功能食品開發(fā)，功能性乳制品、功能飲料、膳食補充劑、口服美容品和體重管理等不同種類的營養(yǎng)健康食品開發(fā)。

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新一代營養(yǎng)健康食品研發(fā)

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新一代營養(yǎng)功能食品的功效經(jīng)動物和人體實驗證實，功能因子的結(jié)構(gòu)、作用機制清晰，含量明確，并且活性成分能夠在食品中保持生理活性，更易受到消費者的認可。新一代營養(yǎng)健康食品的開發(fā)應著眼于有利于健康成長為目標的兒童市場，如適合兒童的強化維生素、礦物質(zhì)等系列食品、能量強化食品和提高智力的產(chǎn)品等；提高生活質(zhì)量為目標的成人市場， 如提供能量、保持體重、提高視力、增強免疫力的產(chǎn)品等; 以輔助藥物為功效，減輕癥狀、降低患病風險的功能食品，如降低心血管病、癌癥、糖尿病、骨質(zhì)疏松患病風險，增進腸胃健康的產(chǎn)品等。

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工藝創(chuàng)新與裝備成套化

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為適應營養(yǎng)健康產(chǎn)業(yè)工業(yè)化的生產(chǎn)需求，必須基于大工業(yè)化和現(xiàn)代化生產(chǎn)的特征和需求，采用新技術和技術集成的方法，改造和創(chuàng)新食品生產(chǎn)工藝，開發(fā)適應現(xiàn)代食品生產(chǎn)和包裝的新工藝、新方法、新技術、新裝備及生產(chǎn)線，提高裝備的技術水平和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)食品生產(chǎn)裝備的成套化和智能化。

重點開發(fā)離心分離、膜分離、萃取分離等新技術配套的新設備，將功能因子最大限度從原輔料中分離出，應用于營養(yǎng)健康食品開發(fā)中。開展高速離心機關鍵技術的研究和關鍵零部件的設計與制造，開發(fā)高速碟片離心機和臥式離心沉降分離機，實現(xiàn)國產(chǎn)化替代進口。開展膜分離技術的研究，開發(fā)新型的膜分離過濾材料, 提高膜分離關鍵部件的技術水平，開發(fā)高效智能的膜分離裝備及自動清洗系統(tǒng)。開發(fā)酶膜反應器及其配套設備，形成成套裝備系統(tǒng)，加強推廣應用。

研制功能因子制備的集成工藝配套裝備。通過開展功能因子制備裝備的優(yōu)化設計及自動控制系統(tǒng)理論研究，包括功能食品裝備關鍵材料的適用性、可靠性、安全性和加工過程自動控制系統(tǒng)理論等基礎性研究，實現(xiàn)具有自主知識產(chǎn)權的智能化、數(shù)字化、規(guī)?；⒆詣踊?、連續(xù)化、工程化和成套化核心功能因子制備裝備與集成技術開發(fā)，提升功能食品專用型關鍵裝備集成與成套裝備開發(fā)能力。

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多學科融合

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多學科交叉融合創(chuàng)新是未來食品科技的核心競爭，全球食品科技創(chuàng)新已從單一環(huán)節(jié)的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變?yōu)槿a(chǎn)業(yè)鏈的鏈條式交叉融合創(chuàng)新。大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、基因編輯等多學科深度交叉融合，推動了未來食品科技形成以食品組學、食品感知學、食品合成生物學和食品納米科學為代表的基礎科學，產(chǎn)生細胞工廠、智慧廚房、智能制造和精準營養(yǎng)4大新興業(yè)態(tài)。

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四、總結(jié)與展望

在國家相關政策的大力支持下，我國的營養(yǎng)健康食品產(chǎn)業(yè)已處于轉(zhuǎn)型升級發(fā)展新階段，營養(yǎng)健康產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新能力建設已踏上新征程。新原料開發(fā)、新功能開發(fā)、精準營養(yǎng)、臨床營養(yǎng)等成為營養(yǎng)健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點領域，基于食品功能因子靶向遞送的精準營養(yǎng)研究是未來食品科技發(fā)展的重要方向；營養(yǎng)健康產(chǎn)品開發(fā)趨向精準化與個性化，綠色低碳加工成為必然趨勢，可持續(xù)營養(yǎng)助力人類命運共同體可持續(xù)發(fā)展；食品科學、營養(yǎng)學、生物工程、藥理學、毒理學、免疫學、代謝組學等多學科交融構(gòu)建未來食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展新生態(tài)；國產(chǎn)關鍵裝備與智能化成套裝備是營養(yǎng)健康產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的保障。

在共性關鍵技術升級發(fā)展的同時，應重點突破功能(食療)食品營養(yǎng)功能因子穩(wěn)態(tài)化保持及靶向遞送技術及新型高效營養(yǎng)功能因子提取、制備方法及工藝；利用現(xiàn)代生物學等實驗手段，研究營養(yǎng)功能因子的量效關系及其安全用量， 闡明營養(yǎng)功能因子的代謝途徑和作用機制，為營養(yǎng)功能因子的篩選、發(fā)現(xiàn)、評價及應用提供依據(jù)和借鑒。

加強食品營養(yǎng)因子分離制備技術的研究， 著重營養(yǎng)功能因子高效提取技術、高純度制備技術、工業(yè)化連續(xù)分離技術和綠色低成本生產(chǎn)技術的開發(fā); 加強關鍵技術、關鍵設備和優(yōu)化分離工藝與技術集成的研究，特別注重結(jié)合生物、化工分離領域的一些新興技術如酶工程、物理場強化提取技術等, 突破營養(yǎng)因子分離、制備和利用共性關鍵技術瓶頸，最終形成“食藥同源”食品的高效、低能耗和環(huán)境友好型關鍵制造技術。

此外, 在功能因子和功能食品資源的開發(fā)和利用，特別是民族特色和地域特色的食物與中藥材資源尚未充分挖掘與開發(fā)；功能聲稱的規(guī)范與標準化工作尚需進一步完善，功能因子與其劑量、安全性、穩(wěn)定性、遞送系統(tǒng), 以及價格之間的關系待進一步探索。

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