2023年动物源食品科学与人类健康国际研讨会—会场二：大会综合报告二
鸡蛋是全世界人类饮食中不可分割的一部分。长期以来，我国蛋品产业规模持续位列世界榜首，尤其以蛋清蛋白为代表的专用型蛋粉配料在食品加工产业中应用场景广泛，如能将我国蛋品的低成本优势转化为具有国际竞争力的贸易优势，将推动我们国家蛋制品加工产业高质量发展。蛋清蛋白是整个鸡蛋的主要成分，占总体积的58%，具有优越的发泡、胶凝和乳化等多种加工功能特性，在食品制造业和相关工业过程中发挥着及其重要的作用。其中，蛋清蛋白的凝胶性能在所有的领域被广泛研究与应用，包括食品、饮料、医药和日常生活产品。高凝胶型蛋清粉可显著改善食品的凝胶质构特性、营养特性并降低生产损失，且同时兼具低成本、易储存、易运输等特点，近年来在各类食品工艺流程中被广泛关注。然而，高凝胶型蛋清粉在复杂食品体系中各组分互作规律机制尚不清晰，限制了其在各类食品中的应用拓展。因此，亟需突破现有加工技术下高凝胶型蛋清粉在其他食品中应用技术瓶颈，全方面提升我国蛋清蛋白加工业的基础能力与现代化水平，助力多应用场景下的功能型产品创制及产业化应用，保障我国蛋品行业的健康发展。
Mn2＋和Fe2＋预胁迫乳酸菌的酸耐受特性及其抗酒精性肝肠损伤的机制研究
本研究旨在探究不同金属离子预胁迫对乳酸菌酸耐受特性及功能特性的调控效应。以具有免疫调节及抗癌功效的嗜酸乳杆菌CICC 6074为研究对象，首先评测了不同金属离子（Ca 2＋ 、Mg 2＋ 、Mn 2＋ 、Fe 2＋ ）预胁迫对乳酸菌酸耐受能力的影响。结果发现，Mn2＋和Fe2＋预胁迫能够最终靠促进生物膜分泌、减缓细胞膜损伤、调节表层蛋白表达等途径保持菌体结构的完整性，进而提高嗜酸乳杆菌CICC 6074耐酸能力。进一步通过蛋白组学分析其保护机制，结果发现Mn 2＋ 和Fe 2＋ 预胁迫通过调控以下几条通路提高菌体的酸耐受抗性：DNA与蛋白质修复，遗传信息的复制、转录和翻译，ABC转运（ATP-binding cassette transporters）系统，细胞代谢等。其中Mn2＋预胁迫对菌体DNA的修复、遗传信息的复制转录翻译、碳水化合物的运输与代谢、能源生产和转换等通路的影响更明显，而Fe 2＋ 预胁迫对菌体环境信息的膜转运、ATPase表达、细胞壁与细胞膜的生物合成、氨基酸运输与代谢等通路的影响更明显。Mn 2＋ 和Fe 2＋ 预胁迫还可以明显提高嗜酸乳杆菌CICC 6074酸耐受前后的抗氧化能力。通过建立小鼠急性酒精性肝肠损伤模型，发现Mn 2＋ 和Fe 2＋ 预胁迫的嗜酸乳杆菌可以明显降低CYP2E1（Recombinant Cytochrome P450 2E1）蛋白表达，激活肝脏Nrf-2/HO-1通路并提高下游CAT、SOD和GPx等抗氧化酶的表达，缓解乙醇造成的氧化应激；抑制了LPS渗漏诱导的肝脏TLR-4/NF-κB信号通路的激活，减少肝脏内炎症因子MPO、TNF-α、IL-6、IL-8和NO等的释放；提高肠道紧密连接蛋白Occludin、ZO-1和MUC-2蛋白的表达量，调节肠道菌群趋于正常；进而缓解小鼠急性酒精性肝肠损坏情况。本课题将金属离子与乳酸菌相结合，拓宽了乳酸菌的应用场景范围，同时也提高了金属元素的生物效价，具备极其重大的理论与实践意义。
至今人乳及不同动物乳在脂质、蛋白质组成上的差异已研究得较为全面，但在婴儿环境下的脂质和蛋白质消化特性的差异尚未报道。本研究利用婴儿体外胃肠消化模型，系统分析比较我国母乳及不同动物乳（牛、山羊、绵阳、骆驼、马）脂质和蛋白质消化特性的差异。根据结果得出：就脂质消化而言，山羊乳和马乳经胃肠消化后的粒径分布与人乳的相似，马乳的ζ电位变化与人乳的更为一致。在胃消化阶段，不同乳的脂解度均小于2%，其中最高的是马乳（1.84%），其次是人乳（1.45%）。在肠消化阶段，人乳的脂解度最高，可达88.47%，其次是绵羊乳（83.92%）、山羊乳（57.00%）、牛乳（40.98%）、马乳（39.37%）、骆驼乳（29.99%）。层次聚类分析显示马乳与母乳在各个消化阶段的甘油酯组成最为相似。就蛋白质消化而言，母乳及不同动物乳蛋白在胃中消化缓慢而在小肠内高效酶解。不同乳源蛋白消化差异主要体现在胃消化阶段，蛋白消化率从高到低依次为母乳（48.89%）、骆驼乳（46.68%）、马乳（40.98%）、山羊乳（32.49%）、牛乳（29.77%）、绵羊乳（15.60%）。在肠消化阶段，母乳中乳铁蛋白、免疫球蛋白等活性蛋白能抵抗肠消化酶水解且部分保留完整，而在动物乳中几乎完全被消化。母乳蛋白经胃肠消化后主要生成少量低丰度的小肽，而动物乳尤其是牛乳主要生成大量高丰度的大分子量肽段。层次聚类分析显示，消化前骆驼乳与母乳的蛋白质组成最为相似，而骆驼乳及马乳与母乳的蛋白质消化特性最为相似。因此，马乳在脂质和蛋白质消化特性上与母乳的最为相似，本研究为研发更适合国内婴儿脂质和蛋白营养需求的高品质国产配方奶粉提供数据支持。
肌原纤维蛋白-魔芋葡甘聚糖高内相Pickering乳液的制备、表征与应用
乳化肉制品中含有大量动物脂肪，摄入过多会增加人体患心血管疾病的风险，但直接减少脂肪轻易造成乳化肠脱水脱油。高内相Pickering乳液（high internal phase Pickering emulsions，Pickering HIPEs）具有固体凝胶的状态，是作为脂肪替代品的绝佳选择。肌原纤维蛋白（myofibrillar protein，MP）是肉制品中天然的乳化剂，在乳化肉制品形成的过程中，一部分MP参与乳化作用包裹脂肪颗粒，另一部分则在加热过程中形成凝胶网络结构。魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）被证实能改善MP的凝胶性，但其对MP特有的乳化性的影响还未见报道。因此，本报告以KGM-MP混合物为乳化剂制备Pickering HIPEs，探索KGM与MP的相互作用及其对乳液性质的影响机制，然后用Pickering HIPEs替代动物脂肪用于乳化肠加工，以期为KGM/MP协同乳液机制提供理论支撑，为脂肪替代品提供新策略。主要研究结果如下：
1）本研究探讨了不同质量浓度（0、0.25、0.5、1.0、1.5 g/100 mL）的KGM对MP的结构和界面吸附的影响，以及KGM和MP在Pickering HIPEs中的共乳化机理。对于界面MP而言，KGM的添加促进了MP结构的展开，改善了MP的润湿性，三相接触角从73.69°（对照组）增加到89.41°（0.5% KGM），以此来降低了MP在界面上渗透和重新排列的能量壁垒。此外，吸附动力学和蛋白质吸附率表明，KGM（≤1.0 g/100 mL）促进了水相中的MP在油水界面上的吸附。对于水相中的MP，KGM通过促进MP的“浓缩”和通过氢键将MP连接起来，从而诱导了更致密的MP网络结构，形成了更强的空间位阻，阻碍了油滴的聚集。KGM（≤1.0 g/100 mL，尤其是0.5 g/100 mL）可减小液滴尺寸、弛豫时间（T2）、脂质氧化，提高Pickering HIPE的贮存稳定性和储能模量。然而，KGM的竞争性吸附（1.0 g/100 mL）明显降低了界面MP，连续的KGM水凝胶阻碍了MP网络结构的聚集，逐步降低了乳液的性能。总之，KGM能够最终靠改变界面吸附和网络结构来调节MP稳定的Pickering HIPE的物理性质。
2）以鸡肉蛋白-0.5 g/100 mL KGM稳定的Pickering HIPEs作为猪肥膘的替代品加工乳化肠，研究不同脂肪替代率对乳化肠的化学组成、颜色、pH值、乳化稳定性、质构、流变特性、水分分布、脂肪酸组成和味觉的影响。脂肪替代组具有低脂肪、高水分含量和高蛋白的特点。随着替代比例增加，乳化肠的L*值、b*值，乳化稳定性、质构特性、流变特性、明显地增加，a*值显著下降（P＜0.05），pH值无显著差异（P＞0.05）。扫描电镜显示，随着Pickering HIPEs添加量增加，乳化肠中的空腔变小甚至消失，凝胶网络变得致密平整。低场核磁共振和磁共振成像表明，添加Pickering HIPEs降低了乳化肠的水分迁移率（P＜0.05），并且随着替代比例增加，水分分布变得更均匀。Pickering HIPEs替代动物脂肪使乳化肠的α-亚麻酸、γ-亚麻酸含量明显地增加，降低了饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比例、致动脉粥样硬化指数和血栓形成指数，同时还增加了乳化肠的咸味和丰富度（P＜0.05）。在替代率达到75%和100%时，乳化肠的质构参数、微观结构显著优于全脂对照组。由于替代比例为100%时制得的乳化肠的乳化稳定性、质构、营养质量等方面综合评价最好，因此最终确定Pickering HIPEs替代100%猪肥膘最适合。
高压脉冲电场辅助酶解河蚌多糖提取纯化及抗氧化活性研究:以野生河蚌副产物（内脏组织）为原料，利用PEF辅助蛋白酶解提取多糖、Sevage法脱除游离蛋白、DEAE-纤维素层析和葡聚糖G-100凝胶层析法对河蚌粗多糖分离纯化，并对多糖的抗氧化活性进行研究。高压脉冲电场辅助酶解河蚌蛋白粉的制备及特性研究：以河蚌肉为原料制备河蚌蛋白粉，并对河蚌蛋白的高压脉冲电场辅助酶解提取工艺、酵母及活性炭祛腥工艺、喷雾干燥影响因素及蛋白粉特性进行系统研究。高压脉冲电场辅助酶解河蚌肉制备调味料研究：高压脉冲电场（PEF）辅助酶解蚌肉制得的酶解液为原料，经美拉德反应和调香技术研制调味料，并对其工艺优化，旨在弥补蚌肉海鲜调味料的市场空白。
猪肉是我国餐桌的主导，占肉类消费量的65%，保障猪肉产量和品质对服务“健康中国”战略、促进经济社会稳定发展意义重大。然而，我国猪肉产业链高水平质量的发展面临两大难题：一是饲料产肉效率低，最终的原因是母猪年提供断奶仔猪数（piglets per sow per year，PSY）少、肉猪饲料利用率低，导致稳定猪肉供给需要饲养更多的母猪，从而增加母猪和肉猪对饲料（粮食）消耗量；二是猪肉脂肪含量高且组成不平衡，导致“高脂饮食”（脂肪供能比超过30%）成为心脑血管疾病（人类健康“头号杀手”）的主要诱因。脂质（脂肪、固醇、类脂）不仅是决定猪肉风味品质的主要成分，而且是调控人和动物繁殖及健康的重要物质。脂质调控成为提高产肉效率和猪肉品质的关键突破口。项目组运用多学科交叉，主要从以下三方面着力破解猪肉吃得够且吃得健康的营养难题：1）针对脂质调控猪繁殖及健康的机制不清导致营养调控产肉效率靶向不明的痛点问题，系统研究解析了脂质对母猪发情、胎猪存活、母猪乳腺和肉猪肠道健康的调控机制，创建了脂质全程调控猪肉高效生产关键技术，母猪PSY提高到27 头以上，每吨饲料产肉量提高20 kg以上；2）针对猪肉保质保鲜难的根本问题“滴水损失多、氧化变质快”及最终的原因“肌纤维系水力低、抗氧化能力不够及有害微生物和湿氧暴露加速脂质过氧化”，创建了通过饲粮营养适时调控提高肌肉系水力和抗氧化能力、天然抗菌活性体系宰后喷淋+脂质体复合可食膜包装减少有害微生物和湿氧暴露的协同抗氧化技术，显著减少原料肉滴水损失，提高加工贮藏过程中脂质抗氧化能力，使冷鲜猪肉和猪肉产品保质期延长30%以上；3）针对我国“高脂饮食”问题的最终的原因“猪肉及其制品的脂肪含量高且组成不平衡、精细营养利于脂肪吸收”，系统解析了富含猪油的高脂饮食诱导慢性代谢疾病的生理机制，以及运用膳食纤维和猪源生物活性肽改善高脂饮食条件下糖脂代谢的机理，创制了通过调控皮下脂肪厚度（21～25 mm）改善猪肉肥瘦比的营养关键技术，研发了香肠膳食纤维脂肪替代技术和生物胺微生物消减技术，使香肠保持口感的同时总脂肪含量下降20%、生物胺含量控制在140 mg/kg以内，明显提高了猪肉产品的脂肪平衡性、从源头上降低了食用猪肉的高脂风险。
我国水产资源丰富，水产品种类非常之多，其中发酵水产品由于其丰富的营养以及独特的风味、口感和质地而备受欢迎。酸鱼是一种传统发酵水产品，通常是将整条鱼或鱼块和其他辅料混合均匀后，放进发酵罐或发酵坛中在自然条件下进行密封发酵。发酵过程中不稳定的天气特征情况及微生物的污染等均会导致酸鱼发酵周期长、产品的质量波动大及含盐量高。此外，酸鱼产品品种类型单一，这样一些问题阻碍了酸鱼工业化和产业化的发展。因此，寻找并制备酸鱼发酵剂，优化发酵工艺和开发不一样的种类的酸鱼产品成为解决以上问题的关键。本研究以传统发酵鱼为初始研究对象，从中筛选出具有产酸和产蛋白酶能力的菌株，并研究其生长和所产蛋白酶的特性；将筛选得到的两株发酵菌株制备成微生物发酵剂，以鲫鱼为原料，通过单因素和响应面实验优化发酵工艺；探究了混合发酵剂对发酵酸鱼发酵过程中的理化、安全、质构和风味特性的影响，并分析了蛋白酶活力和质构与风味物质的相关性；探究了不同发酵方式和加工工艺对酸鱼品质的影响。研究结果为混合发酵剂的应用及酸鱼种类的开发和推广提供了数据支撑。
青藏高原地处世界“第三极”，自然地理条件特殊的高原牧场具有海拔高（3 000～5 500 m），年平均气温低（1～5 ℃），含氧量低（海平面含氧量的33%），强烈的紫外线 倍）等特点，牦牛（Bos grunniens）是青藏高原最主要的反刍动物，我国数量占世界牦牛总数的94%以上，超过1 400万 头，牦牛乳年产量约100万t。传统发酵的牦牛乳干酪、酸乳是藏区人民主要食物。牦牛乳干酪蛋白质含量约35%，酪蛋白在残余凝乳酶和纤溶酶的作用下水解形成较大的多肽，随后被来自乳酸菌、次级发酵剂中的蛋白酶和肽酶水解成小肽和氨基酸，蛋白质的水解不仅提供发酵乳的理想感官特性，而且各种蛋白酶作用于不一样的酪蛋白会产生多条不同氨基酸序列的肽段。发酵乳活性肽主要源自αS1-酪蛋白，其次为β-酪蛋白和αS2-酪蛋白，少部分来自κ-酪蛋白。乳源生物活性肽在调节人体心血管系统、神经系统、消化系统和免疫系统等方面生理功效显著。发酵牦牛乳的成熟过程、发酵条件等对酪蛋白质降解深度和广度有显著影响，形成抗氧化肽、抗糖肽、抑菌肽、抗高血压肽和免疫调节肽等；活性肽的肽链长度、氨基酸组成、疏水性、分子质量、等电点、净电荷、不稳定性、溶解性和活性评分等结构特征、理化特性，与功能活性表达具有相关性；现代生物信息技术从降解肽与受体蛋白的结合位点、分子间相互作用力、最佳对接构象，揭示肽功能活性表达的分子机制，解析牦牛乳发酵乳活性肽的构效关系，提升藏区发酵牦牛乳营养功能评价深度，报告同时对国内外发酵牦牛乳研究现状及未来发展的新趋势做了展望。
绵羊乳是一种渐受重视的特色优质小品种乳源，因其营养丰富，特色鲜明，逐渐引起国内外研究者的关注；近些年随着母婴行业的消费升级趋势，婴配绵羊奶粉市场也快速升温。极性脂质作为细胞膜的结构成分和信号分子，在能量储存中发挥着重要的生物功能。鉴于母乳和绵羊乳的极性脂质在分子水平上的差异，以及这些差异对生理功能的影响仍有待进一步研究。本报告基于超高效液相色谱-三重四级杆质谱的定量脂质组学技术在成乳和羊乳鉴定出14 个亚类的362 种极性脂质，包括60 种甘油磷脂酰乙胺（glycerophosphatidylethylamines，PEs）、59 种甘油磷脂酰胆碱（glycerophosphatidylcholines，PCs）、38 种甘油磷脂酰肌醇（glycerophosphatidylinositols，PIs）、35 种鞘磷脂（sphingomyelins，SMs）和34 种神经酰胺（ceramides，Cers）。139 个脂质分子被筛选显著差异表达的极性脂质，其中绵羊乳中PE（16:1/18:0）的含量明显高于母乳（Fold Change，FC＝69.59，P＜0.000 1）。PE、PC、SM和PI被鉴定为关键脂质代谢产物，为哺乳动物乳汁中极性脂质的表征提供了新的见解，也为优化婴儿配方乳粉提供了理论依据。
目前国际对于非反刍小物种乳源的研究较少，且针对中国绵羊乳的脂质营养成分与其泌乳期相关的变化机制研究鲜有报道。本报告同时分析了绵羊初乳和常乳中的脂质组成，检测到606 个正离子模式的峰值和271 个负离子模式的峰值，共鉴定出26 个亚类877 种脂质分子。绵羊初乳中的短链脂肪酸（Short-chain fatty acids，SCFAs）和（medium-chain fatty acids，MCFA）含量明显高于人初乳。以P＜0.05、VIP＞1.0、FC≥2或≤0.5为筛选条件，涵盖108 个脂质分子的16 个脂质亚类变量在绵羊初乳和常乳中表现出显著差异。对差异脂质进行定量分析可知，PC、PE、溶血磷脂酰乙醇胺（lysophosphatidylethanolamine，LPE）、和甘油三酯（triacylglycerol，TG）等亚类在绵羊常乳中非常明显升高。根据FC值，从108 个差异脂质中筛选了4 个潜在的脂质生物标志物，即LPE（0:0/16:0）、LPE（16:0/0:0）、肉碱Carnitine（C14:1）和Carnitine（C18:1）。此外，鞘脂代谢和甘油磷脂代谢被确定为关键代谢途径，为绵羊乳功能性研究及相关这类的产品开发提供了有效信息。
水产品中富含抗氧化物质、多不饱和脂肪酸、多肽等功能因子，在预防慢性疾病、抗炎和免疫调节等方面发挥着及其重要的作用，与人类健康紧密关联。然而，恶劣的加工和消化环境会导致不稳定的功能因子降解，限制其生物利用度与活性功能。此外，水产品工艺流程中产生的副产物通常被废弃或仅进行低值利用。因此，本报告研究了水产品功能因子提取与活性功能，有助于综合利用水产品及其副产物，减少资源浪费，提高水产品的附加值和经济的效果与利益。结合稳态化技术以最大化利用水产品功能因子，确保其在食品、保健品和医药等领域的应用中实现精准营养的目标，最大限度发挥其健康效益。
虾青素（astaxanthin，AST）是一种主要来自于甲壳类动物的类胡萝卜素，但是较差的水溶性、稳定性和生物利用度限制了虾青素强大的抗氧化和抗炎活性在食品制造业中的应用。本研究基于静电自组装策略，利用水产品副产物壳聚糖（chitosan）与2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（2,2,6,6-Tetramethylpiperidinooxy，TEMPO）氧化纤维素纳米纤维（TMPO-oxidized cellulose nanofiber，TCNF）制备了负载虾青素的纳米颗粒（TCNF/CS@AST）。通过响应面试验与FTIR等理化表征，优化制备条件并研究了AST与载体相互作用及其稳态机制。TCNF/CS@AST的粒径约为130 nm，ζ电位约为－45 mV，透射电镜结果为纳米颗粒呈具有多个内核的球形结构。根据结果得出，基于多糖构建的纳米递送体系显著改善了AST的光、温度、pH值和离子强度稳定性，能够稳定存放28 d。同时，TCNF/CS@AST表现出pH值响应释放特性，能够在胃液中聚集并在肠液中崩解释放。体外实验表明，TCNF/CS@AST拥有非常良好的生物安全性，能够显著抑制脂多糖诱导的RAW264.7巨噬细胞活性氧的生成。总之，基于TCNF和CS纳米递送体系是水产品功能因子口服靶向递送的理想材料。
在动物疫情和公共健康事件的冲击下，农业农村部制定了“集中屠宰、冷鲜上市”的畜禽产业高质量发展战略，目前产业正处于从“运输活体动物”向“运输屠宰鲜肉”的转型升级阶段，微生物引发的生鲜肉新鲜度丧失和肉品腐败已成为制约产业高质量发展的瓶颈难题。本报告在分析产业背景和变革的基础上，从致腐表型数据库、优势腐败菌的重新定义、致腐靶点与调控通路等多个层面揭示了腐败菌的致腐研究进展，最后以案例形式讲述了腐败微生物的控制技术及其产业应用效果，以期对肉类保鲜和产业提质增效提供技术参考。
我国肉类产量和消费量常年保持在9 000万 t以上，居世界首位。其中，生鲜肉占80%，生鲜肉中60%为热鲜肉，加工成肉类菜肴；肉制品占20%，肉制品中60%为中式传统肉制品。但我国肉类加工业存在加工链条短、保鲜损耗大、副产利用低的明显问题。本报告综述了肉类加工在畜禽肉梯次加工、生鲜肉保鲜减损、副产品多元利用三方面的科学技术创新进展，重点论述了创建自主的羊肉时空多维品质评价技术、构建畜禽肉梯次加工技术体系、创建能量代谢酶翻译后修饰控僵直理论、攻克精准保鲜减损关键技术装备、研创组分多元联产技术装备等方面的最新进展。从创新我国自主的肉品加工理论体系、促进全产业链深层次地融合、推进绿色制造、全力发展营养健康肉制品等方面做了展望。
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