核心阅读
未来食品基于生物科技和生物产业，正在向更丰富的生物资源拓展，向植物动物微生物要热量、要蛋白。未来食品的发展趋势是食品技术、生物技术和信息技术的高度融合。
习近平总书记在中央农村工作会议上的重要讲话中强调：“要树立大食物观，构建多元化食物供给体系，多途径开发食物来源。”民以食为天。随着经济社会快速发展，人民生活水平不断提高，我国的食品消费已经从吃得饱转向吃得好，越来越追求吃得健康、吃得快乐。同时，人口增长、气候变化以及资源、环境、公共健康等诸多复杂因素，对未来食品的可持续供给和营养健康提出巨大挑战。
“大食物观”为未来食品科技与产业高质量发展明确了方向。深刻掌握食物结构变化趋势、满足人民需求，要在数量上保障食物供给，在质量上提升食品的功能与营养，改变完全依赖种植养殖的传统食物供给模式，全方位、多途径开发食物资源，实现食物来源多元化。未来食品基于生物科技和生物产业，正在向更丰富的生物资源拓展，向植物动物微生物要热量、要蛋白。
发展更营养美味、更安全可持续的未来食品
人类未来的食物和今天相比会有怎样的不同？这是百姓关心的问题，也是科学家不懈探索的课题。未来食品是对传统食品、现代食品的发展，体现着未来生产方法和生活方式的改变，主要任务是解决食物供给和质量、食品安全和营养、饮食方式和精神享受等问题。从科学发展的角度来看，以合成生物学、物联网、人工智能、增材制造、纳米技术等为技术基础，未来食品将会更安全、更营养、更美味、更可持续。
作为一项高技术产业，未来食品的发展趋势是食品技术（FT）、生物技术（BT）和信息技术（IT）的高度融合。与今天的食品产业相比，未来食品产业主要有三大特点。
一是变革传统食品工业的制造模式。不同于种植养殖，未来食品可以通过食品和生物技术的结合，以工业化车间生产模式制造肉、蛋、奶、油等食品，使食品生产模式更为高效、绿色、可持续。比如，以大豆等植物蛋白为原料，经过挤压和组织化得到植物蛋白肉，或者从动物身上提取成肌干细胞，扩增培养成肌肉细胞，进而分化成肌肉纤维，形成细胞培养肉。这些技术正在逐渐成熟。
二是使人更健康，也使地球更健康。合理的饮食结构对我们的健康至关重要，不良膳食可能导致健康问题。医学研究表明，食物结构中加入一定的植物蛋白替代动物蛋白，有益身体健康。植物蛋白替代动物蛋白，正是未来食品代表性的发展方向。与传统畜禽养殖获取动物蛋白方式不同，未来食品采用植物、微生物等方式获取蛋白，产生温室气体少，占用耕地面积小，在资源消耗和环境影响等方面更加高效环保，让地球更健康。
三是能够应对人类面临的食物挑战。据联合国相关统计数据，到2050年全球对蛋白质的需求量将有大幅增加。因此，提高食品蛋白生产效率、寻求替代蛋白，成为未来食品的重要课题。动物细胞培养、微生物发酵生产和植物培育获得的蛋白，不仅在生产效率方面具有显著优势，而且更容易满足不同食品蛋白功能和性质的需求。
通过科技创新，探索未来食品新可能
未来食品在基础研究与前沿技术创新、关键共性技术开发、系统化产品制造、产业链技术集成等方面前景广阔，并已取得一定成果。植物基食品和替代蛋白是其中的典型代表，折射出食品科技创新和未来食品产业发展的重要趋势。
植物基食品是以植物原料或其制品为蛋白质、脂肪等的来源，添加或不添加其他配料制成的具有类似动物食品质构、风味、形态等特征的食品。通俗地说，就是以大豆、豌豆、小麦等植物为主要原料，通过加工，制成和肉、蛋、奶等有着相似口感味道的新型食品。植物基食品可分为植物基肉制品、植物基乳制品、植物基蛋制品等。人们熟悉的素鸡、素鸭等传统素食食品，就是植物基肉制品的初级形态。不过，植物基食品在降低饱和脂肪酸和胆固醇摄入、提供优质蛋白等营养功能上，与传统素食食品相比存在显著区别。近年来，植物基肉制品在汉堡馅料中得到应用，国内企业也联合科研机构推出了符合中国人口味的整块植物牛肉、猪肉等产品，其形态、风味、口感都更接近传统肉制品。市场上的燕麦奶、巴旦木奶等产品，则是典型的植物基乳制品，具有低热量、低脂肪和高膳食纤维的特点。
随着设计与制造技术不断取得突破，特别是合成生物学技术和先进制造装备的应用，植物基食品将变得更有营养、更有益健康。以植物肉为例，通过改变植物蛋白质的结构特性，添加血红蛋白、谷氨酰胺转氨酶、维生素等物质，运用血红蛋白合成、科学复配等技术，植物肉不仅与传统肉类外观、色泽、口感几乎一样，而且氨基酸组成更合理，更易消化，可减少盐、糖、油的摄入，为人们的健康生活方式提供更多选择。
替代蛋白涉及微生物发酵蛋白、微藻蛋白等新兴蛋白产业。我们经常听到“多补充蛋白质”的建议，这背后的科学道理在于，食物蛋白是人类重要的营养素，具有构成和修补人体组织、运输各类物质、维持神经系统功能和提供能量等作用。创新发展可持续、高质量的蛋白生产方式，成为未来食物科研攻关方向之一。替代蛋白应运而生。
在替代蛋白中，微生物发酵蛋白具有代表性。微生物发酵生产蛋白借助生物技术，对微生物进行编程，经过特定的代谢途径把原料转化为人类所需要的蛋白质，合成蛋白效率是传统养殖业的上千倍，还能在显著提升蛋白生产效率的同时，降低二氧化碳排放。研究指出，如果到2050年用微生物蛋白替代全球20%的牛肉消费，预计全球每年二氧化碳排放将减少56%，森林砍伐量也随之降低。在生产应用中，已出现采用枯萎镰刀菌发酵获取高纤维、低饱和脂肪的优质蛋白的车间，工业规模165立方米的发酵罐一次可生产25万根香肠所需蛋白。此外，微生物发酵蛋白在营养、口感等方面具有一定优势。如酵母蛋白含有人体全部必需的氨基酸，属于全价蛋白，营养丰富，能够满足人体营养需求，没有豆腥味，而且无致敏成分，适用人群广泛。
微生物发酵蛋白合成工艺有三种。一是以淀粉质资源（如玉米）为原料，通过微生物液化和糖化等处理，得到可用来发酵的糖，以此为底物进行细胞生长和蛋白质合成，这种方法具有原料处理工艺成熟、发酵工艺控制稳定的特点。二是以生产生活产生的有机废弃物为原料，这种方法原料成本低，实现废弃物资源化，促进循环生物经济发展。三是直接以碳化合物为原料，如以自然界含量丰富的二氧化碳、甲醇或甲烷等作为底物，创制出碳氮高效协同代谢与转化的微生物细胞工厂，完成从碳化合物和无机氮向微生物蛋白的转变，最终实现微生物蛋白的高效绿色制造。
食品与人类生存发展息息相关。一道道美味佳肴背后，凝结着食品技术力量。在“大食物观”指引下，科研工作者正在探索未来食品新可能，为保障我国食品产业链自主可控、构建多元化食物供给体系贡献科技力量，努力推动实现我国食品科技高水平自立自强，促进居民营养健康，创造更美好的“舌尖上的中国”。
（作者为中国工程院院士、江南大学教授）
推荐读物
《未来食品科学与技术》：刘元法、陈坚主编；科学出版社出版。
《未来食品：现代科学如何改变我们的饮食方式》：大卫·朱利安·麦克伦茨著；中国轻工业出版社出版。
《粮食安全与农业结构调整》：张天佐主编；中国农业出版社出版。
版式设计：沈亦伶
