食品界

主持人

张铁华教授

吉林大学食品科学与工程学院院长

孙培龙教授

浙江工业大学食品科学与工程学院党委书记

会议报告

报告一

当传统发酵用上3D打印

董明盛教授

南京农业大学食品科学技术学院

报告简介：

3D生物打印技术作为一种研究工具，在很大程度上决定了研究的应用方向。目前的生物打印多采用挤压式3D打印策略。3D生物打印的进一步发展在于开发具有令人满意的打印适性、机械完整性和生物相容性的生物墨水材料。生物产生的天然大分子在替代生物墨水材料中占有很大比例。结合合成生物学，通过基因工程改造微生物细胞，根据打印和实际应用需求，充分利用微生物的遗传可编程性，设计制造微生物生物墨水生产平台，并通过自下而上的方法通过工程微生物完全生产生物墨水。这可能是未来设计各种新型生物墨水的一个方向。将3D生物打印与合成生物学相结合，构建更强大的多工程细菌联合体，以降低底盘细菌的代谢负荷，优化合成路径，提高高价值生物制品的产量，无疑是一个很好的机会。细菌生物打印的优势在于可以将不同的微生物空间打印到个性化结构的不同位置，为共培养菌群营造适宜的生存环境。仿生设计可能是构建 3D 打印功能架构的最有效方式。因此，细菌生物打印仍然是一门新兴学科。

报告二

真菌固态发酵农作物及其副产物获取新蛋白资源

孙培龙教授

浙江工业大学食品科学与工程学院党委书记

报告简介：

全球人口的快速增长加剧了贫困和饥饿等全球性问题。食物中的蛋白质作为人类营养的主要贡献者，其供应量不足已经引起了广泛的关注。然而，传统动物蛋白的生产带来了一系列不良影响，如高温室气体排放、低土地利用率、以及红肉产品带来的健康隐患等，这些问题促使生产者去探索和开发传统动物蛋白的替代品，即通过真菌固态发酵(solid-state fermentation，SSF)生产菌类蛋白，为新型蛋白质提供一个潜在的解决方案。与液态发酵相比，固态发酵具有诸多优势，例如生产过程简单、易于操作、成本低、染菌风险低等。随着固态发酵的发展，该技术已被提出可用于生产具有更高营养和功能价值的真菌蛋白质生物质。本报告结合近年的研究成果,展示了真菌固态发酵的研究热点和发展趋势，并对不同情况下的发酵条件进行了比较。同时，进一步讨论了作物及其副产品的蛋白质特征，以及真菌固态发酵对蛋白质含量、氨基酸组成、生物可及性等方面的影响。最后总结了该流程的技术可行性和存在的局限性。随着这项技术的发展，不但减轻了食品工业对环境的影响，还加速了食品工业与耕地的脱钩，并使高附加值作物的生产成为可能。总体而言，利用固态发酵技术对作物和其副产品进行真菌蛋白生物质的生产，是食品行业一个具有吸引力且前景广阔的新兴领域。

报告三

蜂产品品质与功能评价技术及应用

李强强副研究员

中国农业科学院蜜蜂研究所

报告简介：

食品安全是国家重要战略。蜂产品作为一类既出口、又进口的重要农产品和食品，应用范围广泛，满足了人民美好生活需要。但目前我国养蜂侧重于生产未成熟蜂蜜，需浓缩加工，品质较差、药残严重，其突出的质量安全问题受到了国内外广泛关注。

推进成熟蜜生产是全面推动我国蜂业变革和提升蜂蜜质量安全水平的必由之路。但依据现有养蜂模式，很难实现成熟蜂蜜生产，主要存在产量低、难以与浓缩/掺假蜂蜜区分、易以次充好等问题，已成为制约蜂蜜质量全面提升和蜂业健康发展的“卡脖子”问题，急需开展成熟蜂蜜生产、装备开发与质量控制技术体系研究与应用。

本报告从我国蜂蜜生产主要模式和存在的质量问题，成熟蜂蜜概念及面临的问题，成熟蜂蜜生产加工存在问题的解决方案探讨三个方面进行了研究进展和可行性分析，以其为从业者提供适宜的解决策略，更为相关农产品和食品质量提升提供参考。

报告四

肠道菌群：饮食、疾病与大数据

黄志强博士研究生

上海理工大学健康科学与工程学院

报告简介：

饮食对肠道菌群具有重要作用，特定食物、饮食模式以及不同类型营养素等对肠道菌群都有影响。通过调整饮食结构可以调控肠道菌群，进而促进人体健康和预防疾病。深入研究食品、肠道菌群和人体健康之间的关系，有望为某些疾病的营养干预和健康管理提供科学依据和指导。肠道菌群与疾病之间的关联已被广泛研究，包括结直肠癌，炎症性肠病，肥胖，糖尿病，非酒精性脂肪肝，帕金森病，阿尔兹海默症等。肠道菌群可以通过消化、免疫和代谢等多个途径直接或间接影响人体健康。我们发现肠道菌群与小鼠酒精成瘾存在关联性，酒精成瘾的肠道菌群对精神状态存在消极影响。此外，还发现饮酒组和健康组的噬菌体及其宿主菌也存在显著差异。在单增李斯特菌感染实验中，我们发现健康小鼠肠道菌群能够抑制单增李斯特菌生长和菌膜形成并消除已经形成的菌膜，并从健康小鼠肠道菌群中筛选出能够治疗单增李斯特菌感染小鼠的功能单菌。在未来，数据整合与大数据挖掘将成为微生物组发展的新方向，实现利用人工智能发掘肠道菌群大数据特征，挖掘重要功能基因，解析菌群动态变化模式，以及基于肠道菌群大数据预测宿主表型。肠道菌群将作为生物标志物用于临床诊断、疾病预测具备可行性和发展前景，同时也可作为潜在的早期预防靶点。

报告五

长白山林蛙的营养特性与健康食品开发

张铁华教授

吉林大学食品科学与工程学院院长

报告简介：

中国林蛙主要分布在我国东北三省，属于药、食两用的珍贵蛙种。林蛙全身都是宝，其中林蛙油具有补肾益精，养阴润肺的功效。林蛙油富含蛋白质、热量低，不含胆固醇，还有较高含量的叶酸、泛酸以及多种维生素和矿物质。经过现代生物酶解加工技术制备的林蛙油小分子多肽，具有口味纯正，速溶性好，吸收快等特点，动物实验表明具有提升特异性和非特异性免疫力的功效。通过急性经口毒性试验，小鼠精子畸形试验，小鼠红细胞微核试验，细菌回复突变试验，28天经口毒性试验，证明了林蛙油多肽属无毒级，无遗传毒性且无潜在的致癌毒性，是有重要开发潜力的新食品原料。林蛙卵富含优质蛋白质和不饱和脂肪酸，营养丰富，价值甚至高于鱼油。我们利用β环糊精联合沉淀法降低了其中的70%以上的胆固醇含量，并通过动物实验证明低胆固醇林蛙卵油在降脂方面有显著功效，其降脂机制可能与其能够调节ApoE等基因有关。林蛙皮骨肉营养丰富全面，可以作为整体原料开发。研制的林蛙多肽螯合钙，通过大鼠实验证明，比普通钙片在补充钙质、促进骨骼生长、预防骨质疏松方面效果更好。综上所述，长白山林蛙资源丰富、营养全面，可以加工成各种高附加值食品与保健食品，具有极大的开发利用价值。

报告六

过敏婴儿母婴菌群特征及益生菌缓解湿疹和食物蛋白过敏的机制

张喆讲师

中国海洋大学食品科学与工程学院

报告简介：

过敏是一类发病率高且缺乏良好治疗手段的婴幼儿易患病，以蛋白过敏、过敏性湿疹最为常见。研究表明，肠道菌群参与机体各种活动，在过敏发生发展过程中发挥重要的调控作用，但其具体作用机制及功能成分尚不完全清晰。针对中国婴儿特点筛选出可以调节过敏的益生菌，探讨有效缓解过敏性疾病的益生菌机制，为开发缓解婴幼儿过敏的益生菌产品提供支持。本研究主要工作如下：

首先，以过敏性湿疹为切入点，对中国过敏性湿疹患儿肠道与其母乳的菌群的组成及代谢特征进行了研究，并以此为开展研究依据；其次，通过细胞试验和体内试验对可调节Regulatory T cells（Treg）/T helper 17 cells（Th17）细胞分化比率、抑制炎症反应的可缓解过敏益生菌进行了筛选和机理探究，并获得了1株来自于婴儿肠道调节湿疹效果突出的鼠李糖乳杆菌L123；然后，通过细胞试验和体内试验从发酵食品筛选出了2株具有缓解食物蛋白过敏功效的动物双歧杆菌KV9和阴道乳杆菌FN3。这两株菌是通过激活小鼠DCs的TLR4-NF-κB信号通路达到缓解食物过敏的功效，并挖掘了其功效成分分别是KV9的表层ABC转运蛋白渗透酶和FN3分泌蛋白中的ADSL，初步阐明了其改善食物蛋白过敏的机制。

报告七

中国人群过敏食物清单研究挑战与进展

陈红兵教授

南昌大学中德联合研究院院长

食品科学与技术国家重点实验室副主任

报告简介：

过敏食物清单是食品安全监管的对象,而且按照食品安全风险评估的原理，过敏食物清单的制定必须依赖于危害物识别。与其他化学危害物相比，过敏食物的鉴别最终依赖于过敏人群的生物样本，过敏食物清单必须通过人群流行病学数据产生。

早在2020年11月30日-12月11日，FAO组织召开了食物过敏原风险评估的特别专家组会议。根据食物过敏风险评估原理，基于食物过敏流行率，食物过敏原致敏能力和严重程度三个指标，重新科学评估了过敏食物的风险性，最终获得了全球三类过敏食物清单，包括全球优先标识的过敏食物清单、区域优先过敏食物清单以及待观察清单，为国际食品法典委员出台过敏食物的相关指南提供了科学依据。

中国目前由于缺乏全国范围内高质量的流行病学数据，遵照国际食品法典委员的指导原则，只能采用FAO/WHO认定的“八大类过敏食物”。针对此困境，国家食品安全风险评估中心联合南昌大学，在北京协和医院和北医三院过敏反应科的全力支持下，在江西省疾病预防控制中心的协调下，按照食物过敏流行病学的国际标准，已经在江西三个县区开展了食物过敏流行病学研究，为下一步推进完成全国的流调研究做出了示范，期待江西的流调将推动中国人群过敏食物清单早日出台并列入GB7718修订版。

报告八

功能制剂创制及其应用研究

张灿阳特别研究员

清华大学深圳国际研究生院

报告简介：

近年来，我国在生命与健康相关领域的研究深受关注，特别是恶性肿瘤、感染和炎症等疾病。病灶部位通常是具有特殊生理信号的微环境，且具有一定的自我保护能力，导致传统治疗方法与药物疗效差、利用率低、毒副作用大，并引起多重耐药性及其他并发症等难题，基于生物信号响应型生物材料功能颗粒的活性物质靶向递送与控缓释策略是解决上述难题的有效方法和途径。课题组针对多种重大疾病治疗领域的“卡脖子”问题，基于多功能生物医用材料体系开发与工程相关技术，针对体内pH、酶及氧化还原微环境变化，研发了多种活性物质靶向递送系统与生物医用体系，特别是口服制剂与注射制剂等，为生物医药创制与健康技术与产品领域相关关键难题的解决提供了新平台、新技术与新策略。

报告九

基于代谢组的生物通路及靶点解析

汪俊松教授

大学南京理工大学环境与生物工程学院生物工程系主任

报告简介：

代谢组学是研究生物体内代谢物的整体变化规律及其与生命过程的关系的一种方法。在食品科学中，代谢组学可以用于分析食品中的代谢产物，探索其对人体健康的影响，也可以用于分析食品加工过程中代谢物的变化，以提高食品加工的质量和安全性。通过代谢组学技术，可以对食品中的代谢产物进行鉴定和定量分析，从而了解不同食品之间的差异以及食品加工过程中的变化。此外，代谢组学还可以用于研究食品中的生物活性物质及其代谢产物对人体健康的影响，为食品的营养评价和功能评估提供依据。同时，代谢组学还可以探究食品加工过程中代谢物的变化，以提高食品加工的质量和安全性。

虽然代谢组技术在各个领域都有广泛的应用，但长期以来通过代谢物特征变化推测生物学机制仍是个巨大的挑战。我们利用自然语言处理技术构建了生命医学知识图谱，建立了一个整合各大数据库的综合数据库，包括化合物、代谢物、基因、酶的相互作用信息。在这一基础设施基础上，利用液质代谢组学技术测试细胞、动物经药物治疗后内源性代谢物的变化，再根据代谢物的变化回溯与其互作的酶、蛋白、基因表达情况，整合化合物作用网络与生物网络，通过分析化合物在此网络中与特定节点或模块的相互作用关系，可以比较明确地锁定最终的作用通路和靶点。此外，我们也建立了基于机器学习的化合物结构与其作用靶点活性数据的构效关系模型，可以根据化合物的结构信息预测其作用靶点，进而选择合适的模型评价其功能，让“模型适应化合物”，减少过去“化合物适应模型”的不断试错过程中，化合物、人力、时间的无谓消耗。以上研究结果为天然产物和食品科学领域的研究提供了新的思路和技术手段。

报告十

微生物多糖的生物合成调控与种质资源创制

韩培培教授

天津科技大学生物工程学院

报告简介：

多糖作为一类天然高分子化合物，具有广泛的药理作用，可以增强机体免疫力、抗肿瘤、抗病毒、降血糖、保护胃肠功能等，在食品、医药等领域具有巨大应用价值。微生物发酵作为重要的生产技术，其产业化应用存在发酵水平低和优良菌种缺乏等技术瓶颈和难题。

由于多糖生物合成途径尚不完全明晰，发酵调控机制尚不清楚，使得微生物多糖产量的大幅度提高仍存在瓶颈，且发酵过程批次生产多糖结构和活性存在不均一性问题。对多糖产量和多糖结构调控规律展开了研究，发现了活性氧在多糖产量中的调控作用，系统研究了微生物多糖的构效关系，解析了影响多糖活性的关键结构特征，阐明了多糖产量和结构的关键调控因素，成果对于高价值微生物多糖的高效生产具有重要的指导价值。

微生物多糖菌种育种和改造效率低、技术发展滞后，一直是微生物多糖产业发展的技术难题。主要存在两个技术瓶颈，一是多糖无明显表型，缺乏快速筛选方法，目前尚无高通量筛选平台，导致多糖高产菌株的筛选效率极低；二是微生物多糖生物合成路径长、调控机制复杂等问题，现有菌种改造技术效率低、周期长，缺乏新的育种和改造技术。本研究开发多糖高产菌株的高通量快速筛选方法，构建新型的体外重排技术，建立了高效的菌株定向化改造技术，推动了微生物多糖种质资源创新。

报告十一

单产抗菌肽工程菌株的构建及其产量调控研究

辛志宏教授

南京农业大学食品科学技术学院副院长

报告简介：

芽孢杆菌产生伊枯草菌素（iturin）、表面活性素(surfactin)和丰原素(fengycin)等抗菌脂肽，在植物保护、药物开发、果蔬贮藏保鲜等领域具有重要的应用价值，然而，野生型芽孢杆菌一般产生多种抗菌脂肽的混合物，每种抗菌脂肽抑制的具体微生物种类难以直接判定，特别是抗菌肽产量低，难以工业化应用。本研究以B. subtilis 1A751 ∆pps为出发菌株，利用CRISPR/Cas9删除srfAB-AC 中的6 kb基因片段构建不产生抗菌脂肽的底盘工程菌株B. subtilis 1A751 ∆pps srf∆srfAB-AC；采用TAR（transformation-associated recombination ，TAR）技术捕获Bacillus amyloliquefaciens HYM-12中iturin生物合成基因簇（38.1 kb），并与sfp（0.8 kb）和degQ（0.3 kb）基因组装后整合至工程菌株获得单产iturin菌株，HPLC-ESI-MS结果表明该菌株能够产生6种iturin；通过无疤基因敲入技术修复了B. subtilis 1A751 ∆pps中sfp基因构建单产surfactin菌株；抗菌实验结果表明，单产iturin、surfactin和fengycin菌株发酵提取物均对6株病原细菌具有强的抑制作用，但单产Iturin菌株及其发酵提取物对4种病原真菌具有强的抑制活性，而单产surfactin和plipastatin菌株仅有弱的抑制真菌活性，与Kana、Spec、Amp三种抗生素的抑菌活性相比，iturin具有强且持久的抑制真菌活性。在此基础上，通过启动子替换和群体感应系统ComQXPA调控plipastatin和iturin的产量，单产菌株的抗菌肽产量提高到5g/L。本研究结果说明TAR技术能够高效克隆低GC含量的生物合成基因簇，直接证明了芽孢杆菌3种主要抗菌肽抑制细菌和真菌活性的差异，为进一步阐明抑菌机理提供了科学理论基础，并为抗菌肽的工业化生产提供了技术支撑。

本次会议到此结束，感谢您的支持！