（农产品加工及贮藏工程专业论文）功能食品科技发展战略研究.pdf

a b s t r a c t t h op f o j e c ii st b ej n v e s l i g a 6 0 no np r o b i n gt h es h a t e 百cp r o b l e mo ff i l n c o n a lf o o ds c i e n a n dt e c l l n o l o g yf m md i 矗瓷r e n ta s p e c t si nt h e2 1 “c t u r yi l lc h i n 乱i ti se s s e n t 枷1 0c o n d u d s y s 【e m a t i ca n a l y 甜sa dc o i 玎p 孺h c n s i v er e s e a r c hb yu s i “gm u l t i 叫em e 岫d s ，s u c ha si n f o m i a d o n a c q u i s i d o n ，q u e s t i 蚰n a 油i “v e 猷噜a t i 叩，c a s e 蛆a | y s i s n ea d v a c e d 拟u a n t yo f 劬c 抽n a lf o o d s c 记n c ea n dt e c h n o l o g yb e 【w e e nc h i n aa n do i h e rn a n o 璐w a sc o m p a | e dm u n d i 弘a n dt h op r o j e c t h a sa l s oa n a l y z e dr o u n d l yl h ec h a l l c n 窖eo f 如c t i o n a lf 0 0 db yd i 氆e 陀mp o i mo fv i e w ，s u c ha sr d 蛐dp e r s o n n e l - t f a i n i “gs y s t e m ，t h ea p p d i c a 曲na n dp r o c e s s0 fb i o t e c h n o l 嘟t h e 蚍u d yo f b j o l d 沓c a la c “v n ys h h t 如t h ep i 研e c th a sc o m p 陀h e n 菌v d 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王饭 时阃：瓣l 具e fb 关于论文使用授权的声明 本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定，即：中国农 业科学院有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用 不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 论文作者签名： 璇 、1 ； 导师签名：砂i i 缘 时间：知g 年月侣同 时间：年月 日 第一章绪论 1 1 功能食品概况 11 1 概念演变和内涵 111 1 功能食品的概念演变 “功能食品”的概念最早由日本于1 9 6 3 年提出，被定义为“功能食品是具有与生物防 御、生物节律调整、防j 疾病及恢复健康等有关的功能因子，经设计加工，对生物体有明显 调整功能的食品”；1 9 8 4 1 9 8 6 年，在日本，“功能食品”首次被用来描述具有第三功能， 即能调节或加强机体生理系统的食品f b z i l h i k o 址i a d a ，2 0 0 2 ) 。 1 9 9 1 年日本厚生省将普通食品以外的食品统称为“特殊营养食品”。特殊营养食品分为 两类，一类为强化食品，另一类为特别用途食品。特别用途食品中的娄为特定健康用食品 ( f o o d f o rs d c c i 舶d h e a l t hu s e ，简称f o s h u ) 。特定健康用食品定义为：“凡附有特殊标志说 明属于特殊用途食品，在饮食生活中摄取本品，可望达到某种特定保健目的的食品”( h i r o a k i h a m a n o ，2 0 0 2 ) 。 在美国，功能食品可理解为膳食补充剂。美国于1 9 9 4 年在颁布的膳食补充剂健康和 教育法中规定膳食补充剂可能含有一种或多种维生素、矿物质、氨基酸、草本或其他植 物，用以增加每目总擐入量来补充膳食的食品成分，或以上成分的浓缩品、提取物等( 严卫 星，2 0 0 2 ) 。 欧洲在功能性食品科学( f l j f d s e ) 联合行动项目中，对功能食品提出了一个工作定义。 如果一种食品除了有适宜的营养作用外，能对人的一种或几种靶功能有好的效果还能改善 健康状态和，或降低疾病危险性，该食品可看作是有“功能性的”( 陈君石等，2 0 0 2 ) 。 我国的“保健食品”类似于国外“功能食品”。我国国家食品药品监督管理局( s f d a ) 在2 0 0 5 年7 月1 日开始施行的保健食品注册管理办法中，将功能( 保健) 食品定义为： 声称具有特定保健功能，或者以补充维生紊、矿物质为目的的食品，即适宜特定人群食用r 具有调节机体功能，不以治疗疾病为目的并对人体不产生任何急性、亚急性和慢性危害食品。 从以上各国功能食品概念的演变中可以看出，功能食品正发展成一个国际性的概念。但 由于不同国家和地区的背景差异，对此概念定位也不尽相同。 1 1 1 2 功能食品的基本内涵 世界各国对功能( 健康) 食品的理解有以下几点基本是一致的，即功能食品的基本内涵。 表1 1 我国功能食品的功能分类 注：_ 础物试验+ 体试古试验 体试食试验# 增加兴裔荆检测 我国内地功能食品的2 7 项功能可归类为两大类健康声称：类是有关疾病预防，症状 减轻，辅助药物治疗等有关的健康声称鼓1 6 项，如辅助降血压功能、通便功能等；另1 1 项是与增进健康，增强体质有关的健康声称，如抗氧化功能、增强免疫功能等。我国台湾地 区于1 9 9 9 年颁布丁健康食品管理法。目前已经公布了抗疲劳、辅助改善过敏体质、延缓 衰老等保健功能( 蔡敬民，2 0 0 5 ) 。 1 3 功能食品的发展历程 2 0 世纪6 0 年代后，各种健康食品在日本相继出现；2 0 世纪7 0 年代，为解决医疗负担过重 问题，日本厚生省提出了“改变药物保健为食物保健”的思路；自2 0 世纪8 0 年代开始，日本 功能食品步入了快速发展阶段。 1 9 8 4 年之前美国对于食品的可以调节人体生理活动的功能持否定态度：随着科学的发 展，美国开始认同食品的第三功能。近年来，在美国，膳食补充剂每年虬2 0 的速率递增( 郑 建仙，2 0 0 4 ) 。欧盟对于功能食品的研究起步较晚。但近年来，一些国家对功能食品关注度 持续升温。这主要是由丁欧盟一些国家的医疗费用呈不断上升态势( n i l s g e o r g a sp 2 0 0 2 ) 。 我国功能食品的发展历史悠久，然而功能食品的研究落后丁美国、口本等发达国家。从 整体发展来看，我国功能食品已经历了三个发展阶段，如今正在从第一、第二阶段向第三阶 段发展。2 0 t 生纪8 0 年代初到9 0 年代中期，功能食品仅根据食品中各娄营养素和其他有效成分 的作用，来推断该类产品的保健功能，被称为第一代产品。这类功能食品的数罱在我国逐渐 减少；2 0 世纪9 0 年代后期第二代功能食品在我国开始生产，其开发是建f 在一定量效基础 之卜的食品。此娄产品在我国市场卜较多 2 1 世纪初期，第三代功能食品少量 现在我国。 3 1 9 9 7 年审批9 0 0 种) ，到2 0 0 4 年审批的2 1 8 4 种，增加了2 3 0 ( 中国保健协会，2 0 0 5 ) 。自 1 9 9 6 至2 0 0 4 年的9 年时间里，卫生部审批的功能食品年平均数量为7 5 0 个( 除1 9 9 6 年审 批数量不到6 0 个之外) 。我国功能食品的审批数量之多，反映出审批中存在着许多有待解决 的问题。 1 2 3 企业生产规模和分布 在美国和欧盟的一些国家和地区，其功能食晶生产企业多为一些大型企业所垄断。例如， 美国的大型功能食品生产企业如佳得乐集团、安利集团；欧盟国家和地区，如帝斯曼集团等。 在我国，功能食品生产企业以中小企业为主。1 9 8 0 年，我国的功能食品生产企业还不 到1 0 0 家。至1 9 9 4 年，我国功能食品生产企业已超过6 0 0 0 家，年产值超过亿元的企业至少 3 0 家，少数企业年产值超过1 0 亿元( 金宗濂，2 0 0 1 ) 。我国功能食品生产企业的分布极不平 衡。太部分功能食品生产企业集中在东部和中部的经济发达地区，而西部地区的功能食品生 产企业则非常少( 金宗濂，2 0 0 2 ) ，见图1 1 。 图卜1 我国2 0 0 1 年功能食品生产企业区域分布 分析我国功能食品区域分布结构不合理的状况，主要原因在于功能食品生产企业集中的 地区经济实力强同时科研院校也相对集中，具备一定科研优势。从总体来看，这种分布状 况不利丁我国西部地区发展。 1 2 4 产品功能分布 在美国，具有降低患病风险的功能食品被看好。此类产品功能主要集中在降低肥胖、 糖尿病、癌症等疾病风险的功能。此外，增强免疫、延缓衰老及增进胃肠功能等功能也受 到关注。 在欧盟一些国家和地区，可降低患病风险的功能的产品市场r e - 有额高。其中主要是降低 心血管疾病风险，其次是降低癌症、肥胖、骨质疏松风险以及提高免疫等( s a r a i ，2 0 0 2 ) 。 我国内地批准的2 7 种功能种类中，目前在市场出现占有率从高到低依次为：免疫调节、 抗疲劳、调节血脂、减肥、改善胃肠功能等。目前，我国批准数量最大的功能食品是免疫调 善。主要体现为以f 几点：产品检验更加严格；允许在一定前提下，可以申报公布范围以外 的保健功能。新办法的山台对我国功能食品发展将起到个保障和促进作用。 1 3 国内外功能食品研究进展 功能食品的研究与开发是近年来食品上业领域的发展前沿，目前国内外对功能食品的研 究处于一个快速发展时期，国内外对功能食品的研究工作主要集中在开发新的功能冈子、戍 用生物技术、完善功能食晶的功能和安全评价体系等方面。目前日本、美国等国家和地区的 功能性食品研发工作走在前列。 1 3 1 功能园子的研究 功能食品开发与生产的核心是功能因子，功能因子的研发是新。代功能食品的开发关键 点。美国、日本等一些发达国家在基础和应用研究方面加大深度，不仪研究功能因子的提取 技术，还研究保持功能因子稳定性的加工工艺。 日本十分注重功能因子的基础研究工作。日本科技厅2 0 0 0 年资助了颂重要课题：“食 物中非营养素功能性成分检索与鉴定数据库的研究”。此课题利用高压液相等技术对各种食 物中类胡萝h素、黄酮类物质等功能因子进行定性，定量测定，进而做出食物编号、音最、 结构、分丁量、物理特性及生物效应方面的数据，并建立数据库( s o i c h ia r a i ，2 0 0 1 ) 。 国外对功能因子应用的提取技术主要包括超临界二氧化碳萃取技术、溶剂浸提技术等， 其中超临界二氧化碳萃取法的提取率较高；分离技术主要采用了过滤、离心技术等。新加工 技术廊h j 中，膜技术、软胶囊加工技术等在生产中应用较多。在我国，超临界二氧化碳萃取 技术、膜技术等的生产麻用还不是卜分普及远未形成产业化。 近年来，美国、日本等国家研究较多的功能闻于主要有番茄红素、益生元、大豆异黄酮、 大蒜素、仿一3 不饱和脂肪酸、l 精氨酸、硫酸软骨素、葡聚糖胺和乳清蛋白等。其中日本 厚生省批准的foshu产品中有40的产品是益生元产品。美国目前已有超过1000种大豆 功能食品陆续t市。 我国目前开发较多的功能网子主要有：多肽类物质、b 一胡萝h 素、低聚糖、真菌多糖 等(详见第二章)。 1 3 2 生物技术应用 随着健康观念的改变，人们对功能食品的要求也越来越高。传统的食品加工技术已难以 满足新型功能食品的开发要求。在这种情况下，现代生物技术在功能食品中的应用更加广泛。 在国外目前已用分子生物学和生物基因卜程等高科技技术来研究和开发营养功能食品。 例如，瑞士成功应用基因工程生物台成，具有提高机体应激能力的肉碱；日本利用基因工程 研究和开发了具有抗病毒和脱敏作用的大米；在深层发酵技术方面，国外发展较为成熟。早 在2 0 世纪4 0 年代，美国h u n 血l d 就提出了用发酵法培养蘑菇菌缝体( 郑建仙，2 0 0 4 ) 。 在生物反虑器方面，国外对动物乳腺反应器的研究加大。动物乳腺反应器可在乳房细胞 中特异高效表选多肽药物、工业酶等。近年来动物乳腺反应器研究进展较快。全球有十几家 公司在开展动物乳腺生物反麻器的产业化开发。其中美国晟大的生物技术公司 g e n z y r r i e t n n s 鐾e n i c s c o r p o m 廿o n ，英国p p l 公司和荷兰p h 姗i n g 公司是较为成熟的公司。这 些公司在产品开发、产业化上投入较多精力。 我国生物技术在功能食品中的研究比例也在加大，尤其动物反应器研究方面取得一定进 展( 详见第二章) 。但同国外相比，产业化规模方面还有不小差距。 1 3 3 产品开发 日本功能食品的产品种类近年来有所增加。2 0 0 5 年，多种f ( ) s 删功能食品继续投放市 场，包括具有强健骨骼、降低血压及抗过敏作用的功能食品。例如，c a l p i s 公司的乳酸菌 饮品i n t e r h a l a n c el 一9 2 能够有效抵抗花粉性过敏。g 1 i c o 公司推出了一种具有牙齿保护 功能的口香糖新产品。此外，强化透明质酸的一系列产品也投放市场。值得注意的是，投放 市场的针对老年人的功能产品比以往更多。减肥产品在日本发展势头也被看好。例如，t h e k a 0h e a l t h y a 公司的茶饮料是通过f o s 删认证的对人体的脂肪有作用的产品；在功能饮料 产品方面，日本a j l n o l n o t o 公司推出了通过f o s i i u 认证，含有增强钙质吸收功能的聚一y 一 谷氨酸的饮料( 郑建仙2 0 0 4 ) 。 近年来，高能量产品、减肥产品、提高视力及增强免疫功能食品受到美国和欧盟等一些 国家和地区的关注。例如，提高视力功能食品叶黄素产品已陆续在欧美上市( 尤新 2 0 0 2 ) 。 我国尽管功能食品种类的总体开发水甲较弱，但也有一定着自身的优势。例如，运动营 养功能食品和以中药材为原料的功能食品等( 详见第二章) 。 1 3 4 科研投入与人才培养 企业研发投入比例的多少是衡量企业是否具备竞争力和生命力的重要指标之一。国外大 型功能食品或原料生产企业每年的研发投入平均超过年销售额的1 0 。以国外人型功能食 品生产企业荷兰帝斯曼集团为例。通过调查分析可知，2 0 0 4 年，帝斯曼的总研发经费达2 8 6 亿欧元，占净销售额的4 。在帝斯曼2 0 1 0 年战略规划中，帝斯曼将每年平均额外投入5 0 0 0 万欧元用于创新。 国外大型企业将人才培养放在首位。例如，帝斯曼集团目前在全世界范围内拥有约2 0 0 0 名研发人鹄：h 强捕豫盘嚆罐陋曙矗薅带b 博壕螋堆。撑跨淹谛并蝎： 鞠限试堵。蓟葡鄹勤州“聂l 嘲嬲必醍呈盘墨蠢i 菪肖星品馨量擀器甜姑搿嚣荒蒜 快在科研投入方面加 大力度，将会直接影响我国功能食品产业的后续发展(详见第三章)。135科研体系 1 2 00 0 1 0 00 0 8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 2 00 0 00 0 国有和民营企业独资和合资企业 图2 2 拥有知识产权的国内外企业比倒对比 在拥_ f 知识产权的国有和民营生产企业中，有z 2 2 的拥有8 项匕l 上核心技术。在拥有 知识产权的企业中，国外独资和合资的生产企业中，有3 3 3 的拥有8 项以上受知识产权的 核心技术。对比可知，我国国有和民营性质的功能食品生产企业知识产权保护意识较为薄弱。 然而在我国已拥有知识产权的国有和民营生产企业，所申请的核心技术保护与外资生产企 业相等不人。 2 1 4 基础应用研究 调查中发现。目前我国功能食品产业中的基础应用研究集中在一些科研院所和中型企业 中，尽管研发实力还十分薄弱，但仍有一定进展。 “十五”期间，我国将农产品加工科技攻关作为国家科技工作的重点，安排了“农产： 品深加工技术与设备研究开发”和“奶业重大关键技术研究与产业化示范”重人科技专项， 研究内容包括粮油加工、乳品加工以及共性技术课题等。共有2 0 多家岛校与相关科研单位 和企业一起参与了专项研究。在已完成的项目中实现了一系列农产品深加t 关键技术与设 备的重火突破，攻克了膜分离技术、物性修饰技术、无菌冷满装技术等技术难题 建设丁一 批科技创新基地和产业化示托生产线：构建并完善了主要农产品深加工的质量标准与全程控 制体系：在农产品加工设备研究开发年u 农产品加工业技术创新支撑体系建设等研究领域也取 得了重要进展( 黄圣明，2 0 0 5 ) 。此外，中科院采用细胞分离与细胞破壁技术提取胡萝h 细 胞原液并以胡萝卜细胞原液为基料研制出“胡萝卜肠道微生态调节剂”，能有效保护人体肠 道。 2 0 0 3 年江南大学食品学院完成的技术成果中7 0 为功能食品与生物活性物质课题，土 要集中在低聚糖、免疫球蛋白、芦荟、生物黄酮方面的4 个方向；广东省农业科学院生物技 术研究所农业部功能食品重点实验寅应用牛物技术培育成功了我国第一个黑甜米新品种一 “黑优占”、富碘黑大豆新品种一“粤引黑大豆1 号”。此外，广东农业科学院迁首次系统评 价了黑米黄酮等活性物质含量的保健功效，创建了黑米“萌芽”、两段发酵、营养素二次提 保护作用，而功能食品中的功能成分大多是热敏性的。 我国膜技术在应用方面较为薄弱。，但一些科研单位和牛产企业也在不断尝试。中科院 微生物所在年产1 0 0 吨b 甘露聚糖酶的项目中，采用超滤使用产品收率达到7 0 以上：扛 苏微生物研究所和山东保龄宝公司将纳滤应用于低聚果糖，一次纯化达到8 0 ，二次纯化可 达9 5 咀上，收率比传统工艺高5 8 ，井可回收果糖和葡萄糖，得到7 5 的果葡糖浆， 每生产1 吨产品可同收0 ，8 吨糖浆( 郭宏等，2 0 0 3 ) 。 2 1 6 2 软、硬胶囊制备技术 软、硬胶囊制各技术主要指将胶囊中添加入各种功能因子及配料的技术。内容物多为超 微粉碎型，其膜通常用食用级明胶制各。 近年来，应用较多的是软胶囊技术。主要是由于这一技术具有较好的稳定性及功能性， 大多企业将富含d h a 、e b a 的鱼油制成胶囊品。调查可知，上海春芝堂生物制品有限公司 生产的蒜油胶囊就应用了软胶囊技术，有效地保证了大蒜素的功能性。目前受其委托加工的 软胶囊大蒜制品产量正迅速扩大。 2 163 微波加热技术 微波加热技术指在3 0 0 5 删l z 的高频磁场作用f 食品中的极性分子成为吸收微 波的介质，极性分子从随机分布状态转变为依照磁场的极性取向排列取向，在这一过程中产 生热量，而起到加热和杀菌的作用。由于该技术是在低温f 进行的从而有效保证了功能因 子的有效性。 目前微波加热技术被广泛用于瓶装口服液及粉剂等产品的灭菌工艺。广东省农业科学院 生物技术研究所利用微波灭酶技术对黑米皮进行了处理，明显提高了黑米皮的功能性稳定 性。 2 164 控制和改良食品化学成分技术 控制和改良食品化学成分技术是指利用电磁场等对复杂食品体系的作用，来了解该食品 的物理因子( 强度、频率和形式等) 和化学因子( 食品组分种类、含量和相互作用等) 的一 种技术。 近年来，控制和改良食品化学成分技术在我国的研究有了一定进展。2 0 0 4 年，以华南 理工大学、江南大学和中国农业大学三方合作共同承担的国家自然科学基金重点项目“食品 加工过程中关键化：i ：技术及科学问题”表咐食品科学研究正在向应用基础和基础研究发展。 该项目的主要研究目的是：了解电磁场对复杂食品体系中的蛋白质、淀粉和脂质等典型食品 组分咀及特定酶微观结构与宏观性能，及对食品体系色泽、风味、营养、质构和安全等的作 用程度。从分子水平上阐述重要物理因子和化学因子对这些典型食品组分及其所构建的食品 体系特性影响的内在规律等( 黄圣明，2 0 0 5 ) 。 ( 3 ) 企业的科研投入少。由于研发投入不足，我国多数企业的技术创新能力差，在研 制新品时，没有经过科学的市场调查和分析而是根据目前市场上盛行的产品跟踪仿制造 成产品技术含量普遍较低。 2 2 4 以中药材为原料的功能食品开发缓慢 通过对功能食品生产企业的调查发现，由于多种因素，我国独具特色的以中药材为原料 的功能食品开发受到极大的制约。尽管我国2 0 0 5 年公布的保健食品注册管理办法中规 定，允许国家规定的2 7 种功能类型之外的功能食品类型的申报。但是从实际来看，开发新 型功能食品类型所需资金不菲，在没有国家相关经费或课题的支持下，对于生产企业来讲， 独自完成一个功能类型，并获得申批，有较太难度。今后还需国家制订出配套的相关政策 措施，来鼓励以中药材为原料的功能食品的开发。 2 2 5 功能因子研究有待深入 作为功能食品，其开发的关键点是这类食品必须具有超出一般营养功能之外的生理功能 或促进健康效果。要具各这一特点的核心是源于功能食品生物括性物质或功能因子。 我国对功能因子的提取和检测技术研究仍处于一个跟踪研制的阶段，具有我国特色的中 草药功能因子开发不是根多，而这正是我国未来发展功能食品的优势所在。同时功能因子 的分离和提取技术也有待加快产业化进程。 2 2 6 功能与安全评价体系不完善 功能食品的功能性是依靠严格、科学的设计试验来充分证明的。从目前只有运用被国际 认可的功能性检测试验检测过的产品，才能走向国际化。我国大多数功能食品是以中药材为 原料，由于中药理论不同于西方，因此在其功能评价体系方面还没有国际认可标准。这迫切 需要有关部门根据我国的具体情况，加紧制订。 与此同时对功能食品的安全评价体系仍需加强。分析发现其主要问题集中在剂量、配 方、功能因于毒性等方面。剂量不仅是体现功能的关健因素，同时也是毒理学研究的重心。 目前对于一些成分复杂的中草药没有制定最高使用限量；一些物质在提纯之后，会改变性状， 成为一种新的物质，这些新物质能否用于功能食品开发，缺乏相关毒理性研究( 姚小曼， 2 0 0 4 ) 。 2 27 人才培养体系建立不均衡 我国人才培养还为形成一个均衡的体系。从现状来看，我国食品科技研究的主体是研究 所、高校和企业，特别是高校不仅是直接参与者，而且是科技研究队伍人才的土要来源。除 高校等科研院所参与人才培养外，企业也应该成为我国人才培养的主要来源地，将用于宣传 投入的人量费用转为人才资金费用。 同时，近年来，随着全球化进程的加快，以美国安利、荷兰帝斯曼、法国达能等为首的 第i 章我国功能食品科技发展的战略目标、 医药等领域的优势集中解决研发中面临的关键性、战略性技术问题。同时，也要注重国际 合作与交流，增强我国功能食品产业的国际竞争力。 重视政府支持和引导，遵循市场规律。在政府相关科技政策的支持和引导下，要充分加 强科技实力，推进功能食品产业研究开发与产业化进程。 3 3 我国功能食品发展的技术支撑点、关键技术及重点发展方向 根据国际功能食品研究趋势，结合我国功能食品发展的现状和自身特点，为使我国功能 食品的研发走向系列化、集约化，以及得到持续、稳定发展，今后功能食品开发的技术支撑 点、技术关键及重点发展的方向主要为以下几点： 3 3 1 我国功能食品发展的技术支撑点 基础研究项目的开展是在更深的层面和更广泛的领域解决功能食品产业发展的关键点。 基础研究町以加强我国食品工业原始性创新能力，为食品 ：业持续、快速、高水平的发展提 供技术支撑。 要与国际接轨，我国在功能因子的功能性和安全性两方面的基础研究作必须加强。在 功能因子安全性方面的基础研究作，主要利用体外干预实验、动物实验以及双盲人体观察 实验对各种功能因子的毒理及安全性进行深入研究。 此外，还要结合先进的加工工艺技术和生物工程技术对功能因子的延缓衰老、增强 免疫、调节血脂和血糖、抗肿瘤等调节功能的作用机理进行深入研究，最大限度地保持和延 长功能因子的活性，以及提高它们在功能食品中的稳定性。从而为今后将进行的后续应用研 究打下基础 3 3 2 我国功能食品发展所应用的关键技术 传统的食品加工工艺与检测方法已难于满足研制开发功能食品的技术要求因此迫切需 要采用现代科技来增强产品的技术含量。今后我国功能食品研制开笈中采用的高新技术主 要为如下： 33 2 1 生物技术 由于酶工程、基因工程等生物技术的高效性和环保性，在未来功能食品及功能性食品原 料生产开发中应用将更加广泛。 ( 1 ) 酶工程应用技术 利用酶工程应用技术可开发出多种活性肽类物质。生物活性肽类是国际上功能食品研究 领域最活跃的品种之一，至今仍没有较大工业规模的生产。在功能食品领域，应用酶工程技 术可以控制降解动植物蛋白质，生成一些对人体健康发挥重要作用的外源性活性肽，主要包 括人豆肽、降压肽、酪蛋白磷酸肽、高f 值低聚肽及含低聚糖的活性肽等。 2 6 第三章我国功能食品科技发展的战略目标、 中国农业科学院硕士学位论文 关键技术及重点发展方向 由于与传统纯化方法相比膜技术可使产品纯度和收率有较大提高。因此，在我国功能 食品开发应用中，膜技术将发挥重要作用。 3 32 3 挤压技术 双螺杆挤出成型机可用于食品的混合、粉碎、切断、压榨、成型、组织化、物性修饰、 杀菌及钝化酶等处理，具有连续操作、加工迅速、节省能源等特点，将广泛应用于我国功能 食品及功能性食品原料的加工制造。 高温短时的挤压机处理会对食物纤维的功能特性产生良好的影响。小麦与大豆纤维由于 高温高剪切挤压力的作用，其大分子的不溶性纤维断裂变成较小分子的可溶性纤维，增加了 持水力与膨胀力。同时。纤维原料经挤压处理可改善其色泽与风味。 3 32 4 微波加热技术 微波能埘丁食品的加热、干燥、解冻、醇化、杀菌、杀虫、钝化酶具有加热快、热效 率高、无污染等优点，由于微波杀菌同时存在熟效应及非热效应的杀菌效果，所以采用微波 杀菌有利于保持食品中功能因子的活性。微波加热技术适应了未来功能食品开发中要求功 能因子具有稳定性的特征。 3325 冷杀菌技术 玲杀茁技术包括超高压杀菌、辐照杀菌、超卢波杀菌、臭氧杀菌、磁力杀菌和电场杀苗。 冷杀菌的特点是在杀菌过程中食品温度并不升高这样就有利于保持食品中功能因子的生理 活性，也有利于保持食品的色香味及营养成分。 超高压技术也可用于食品的物性修饰、微生物的高密度培养，还可利用超高压下发生蛋 白质的凝胶化、淀粉的糊化及脂质的乳化作用开发新食品原料；辐照杀菌是利用电磁波中的 x 射线、y 射线和放射性同位素( 如c 0 6 0 ) 射线等杀灭微生物的方法。采用辐照杀菌时应 选择适当的照射剂量，以保证辐照后食晶的口味与安全。 3 326 超临界萃取技术 由于超i 临界流体萃墩技术的环保性和节能性，而引起功能食品研究应用领域的持续关 注。超临界萃取已经用于无咖啡因咖啡、无咖啡因速溶茶的制造；香辛料及蛇麻花( 啤酒花) 样发油及风味物质提取及浓缩：动植物色素的提取；酵母菌体生成物的抽出等。在功能食品 及功能性食品原料的生产中也己广泛应_ | = i j 。例如采用超临界c 0 2 萃取方法从蔗渣中提取生 理活性物质二十八( 烷) 醇，以及从磷虾壳中提取抗氧化性能超过维生素e 1 0 0 倍的虾青素。 由于超临界流体荦取技术具有临界温度接近室温，压力中等，抗氧灭曲，对脂性物质( 成 分) 具有较高的萃取能力等优点极其适用于中药脂溶性有效成分的萃取分离。近年来我国 中药现代化进程加快，超临界流体萃取技术被列为中药高效提取分离现代化的关键技术，其 第三章我国功能食品科技发展的战咯目标、 色素、甜味剂等；生物合成的如谷氨酸、乳酸等。 近年来，由于天然提取法制取的食品添加剂更具安全性和功能性，其产量呈上升趋势。 不仅从天然物中提取的食品添加剂品种增加，同时一些用生物合成法生产的品种，也转为从 天然物中提取。在这种大的国际趋势下，今后，我国功能性食品添加剂的开发方向主要为以 f 几个方面。 ( 1 ) 功能性增稠剂。一些用胶类物质及其降解产物具有一定的生理活性。倒如经分子 化处理的海藻酸钾t 经临床试验证明，具有一定的降压作用；黄原胶具有一定的抗氧化和提 高免疫功能。此外，高甲氧基果胶可以降低胆固醇。卜述这些物质是我国功能性增稠剂发展 的方向。 ( 2 ) 功能性乳化剂。乳化荆能改变食品的口感、结构和功能。近年来发展较快的乳化 剂主要有蔗糖脂肪酸酯、木糖醇脂肪酸醅及辛葵酸甘油酯等。其中辛葵酸甘油酯由于在肠道 内易水解、吸收快，以及不在肝脏内积累等优点，发展看好。此外辛葵酸甘油醑还因为它 在体内吸收代谢速度快，不会引起肥胖，还可作为低能量的脂肪代用品。 ( 3 ) 功能性天然色素。近年来一些不仅可增加食品色泽，同时还具有许多生理活性 的天然色素成为开发热点。这些功能性色素土要有：具有一定降压作用的红花黄色素、具有 一定降血脂作用的红曲色素、具有一定调节血脂作用的葡萄皮红色素、具有一定抗氧化作用 的沙棘黄色素、具有保护视力作州的叶黄素。其中，叶黄素和红曲红色素的开发令后应作为 发展的主要方向。 ( 4 ) 功能性甜味剂。国际上将甜味剂分为营养型的高倍甜味剂和营养型甜味剂两大类。 高倍甜味剂分为化学合成和天然提取物两类。今后，我国天然高倍甜昧剂发展的热点可以集 中在既具有定功能性的甜味剂，如甘草甜、罗汉果甜及甜菊甜等。 营养型甜味剂主要发展集中在多元糖醇、木糖醇、麦芽糖醇等多糖类物质。这些物质通 常具有不影响血糖值和防龋齿等功能。多元糖醇是由相应的糖加氢化合物，主要有木糖醇、 甘露酵、赤藓糖醇、麦芽糖醇及氢化淀粉水解物等。由于多元糖醇在人体内的代谢途径与胰 岛素无关，摄入后不会引起血液葡萄糖与胰岛素的大幅度波动，可应用于糖屎病人的特殊食 品。多元糖醇不是口腔微生物的适宜作_ 【 i 底物，因此可应用于防龋齿保健食品。术糖醇是一 种最常见的多元糖醇。它在体内代谢不需要胰岛素参与，能防龋齿，还可作为非肠道营养的 能量来源，是多元糖醇中发展看好的一个品种。 3 3 33 开发适台不同人群豹功能食品 我国目前功能食品止在形成产业化。要有序技展这一产业，应解决目前存在的产品低 水平重复的问题，开发真正适合未来市场需求的功能食品。针对不同人群开发不同的功能食 品是今后我国功能食品发展的方向。今后的开发研究应该关注的方面如下： ( 1 ) 适台老年人的功能食品 我国人口老龄化现象加剧，研制适合老年人的功能食品 。分迫切。适合老年人的功能食 品的研制应根据老年人机能活力减退、生物效能降低、环境适应能力减弱等生理特点来开发。 般来讲老年食品席具有一定的调节和改善人体生理和病理功能的作用，还应在营养、安 第四章我国功能食品科技发展的战略措施和政策建议 4 1 我国功能食品科技发展的战略措施 为尽快使我国功能食品产业与国际接轨，在其发展中，必颓以研发为重心，不断完善我 国功能食品产业的相关政策、加火对核心技术的知识产权保护、建立科学的人才培养和科研 开发体系，为实现功能食品科技强国的战略目标提供有力的支撑和保障。我国功能食晶科技 发展的战略措施主要如下： 4 1 1 建立科学的科技人才培养体系 功能食品科技人才培养体系的建立和完善是我国功能食品科技发展的关键因素。我国食 品科技研究的主体是研究所、高枝和企业，特别是高校不仅是直接参与者，而且是科技研究 队伍人才的主要来源之一。然而，目前我国硕、博+ 生等高级科技人才的比例偏低。这就要 求国家加大高级人才的培养力度。 除科研院所要积极参与人才培养外，企业也应该成为我国人才的土要培养基地。为寻求 源头性创新企业应建立“人才第一的理念，将用于宣传投入的大量费用转为人才资金费 用。 同时随着全球化进程的加快，以美国安利、荷兰帝斯曼等为首的跨国公司以相当的规 模直接参我国争业人才的培养，并在现阶段内有效地完善了我国功能食品科技基础设施的 不足，这特加快我国功能食品领域内科技人才的培养速度。同时我国也可以借鉴国外的科技 人才培养模式，建立和完善我国的科技人才培养体系。 4 1 2 建立和完善开放性的科研开发体系 建立开放性的科研开发体系是未来国际发展的必然要求。开放性科研体系的建立，需要 生产企业、科研院所等多方面的共同努力爿+ 能实现。由于我国功能食品科研开发处丁初级阶 段，因此应采取多种方式来建立和完善。科研体系中应包括企、i k 自建研究开发中心、与科研 院所共同建立联台实验室，以及托同承担国家相关的科研项目等。 我国功能食品企业普遍存在科研力量薄弱的问题，仅依靠企业自身力量。在短期内改变 这种状况是十分困难的。从资金、技术、人