人类食品技术的历史回顾与未来展望（一）

文/张以恒 编辑/易可

“民以食为天”源自司马迁著的《史记·郦生陆贾列传》：“王者以民人为天，而民人以食为天。”人民以粮食为生活根本，人民群众需要生产粮食等生活必需品来维持生存。《尚书·洪范》所列举的治理国家的八个方面，称“八政”，就把“食”列在第一，而其他诸如军事等都排在后面。粮食是人民生存的首要问题，粮食安全不仅关系到人民群众的身体健康和生命安全，也关系到经济发展、社会稳定以及国家和政府的形象。“世界粮食日”是世界各国政府在每年10月16日围绕发展粮食和农业生产举行纪念活动的日子。

人类对火的使用是人类文明演化的转折点之一。火的使用使人类可以烹煮食物，并更有效地从加热过的食物中摄取蛋白质和碳水化合物；火提供温暖，使人类在寒冷的地区存活；火提供光明，人类的活动不再限制于白昼的长短。另外，虫蛇走兽会躲避火和烟，火的使用给予人类抵御外来食肉动物入侵能力。在中国周口店北京猿人遗址，考古学家发现距今50万年前人类利用火的证据。

在火出现之前，人们仅能摄取植物中的简单的糖（如蔗糖、葡萄糖和果糖），例如多肉的水果及花朵。在用火烹饪之后，人类可以咀嚼和消化含淀粉及粗纤维的种子、块茎、枝茎、成熟叶、扩展根。同时，有些含毒素的树薯和亚麻籽经过烹饪后就能除去毒素。食用烹饪过的植物性食物有利于扩大人类脑容量，这是因为烹饪可以使食物中的淀粉被糊化，更容易被身体降解和吸收；通过火对肉类的加热，也改善了食物的营养价值，熟肉更容易被消化，使人类获取蛋白质营养变得更容易；食物被加热处理后，会让人类减少咀嚼，使口腔肌肉退化，减少消化系统的能源消耗，为大脑发育提供更多能源。熟肉的香气和口感较生肉强烈；同时烹饪杀死了食物中的寄生虫和病菌，降低了因食物中毒而生病的可能性。

食品是指可供人类食用或饮用的物质，包括加工食品、半成品和未加工食品，不包括烟草或作药品用的物质。食品对人体的作用主要有两大方面：营养功能和感官功能。食品的营养功能是指食品能提供人体所需的营养素和能量，这是食品的最重要功能。食品的感官功能是指食品能满足人们不同的嗜好要求，即对食物色、香、味、形和质地的要求。良好的感官性状能够刺激味觉和嗅觉，刺激消化酶和消化液的分泌，因而有增进食欲和稳定情绪的作用。有些食品有着第三种功能，是生理调节作用，如调节人体生理节律，增强机体的免疫力，具有降血压、降血脂、降血糖等功效，又称为功能性食品。功能食品的有效成分或功能因子可分为八个大类：功能性甜味剂、活性寡糖、活性多糖、活性油脂、生物抗氧化剂、活性多肽、活性蛋白、乳酸菌类及其他活性成分。目前，我国的功能食品依据它们调节的功能分为24个类型，分别是调节血脂、免疫调节、抗氧化、延缓衰老、抗疲劳、耐缺氧、辅助抑制肿瘤、调节血糖、减肥、改善睡眠、改善记忆、抗突变、促进生长发育、护肝、抗辐射、改善胃肠功能、改善营养性贫血、美容、改善视力、促进排铅、改善骨质疏松、改善微循环、护发、调节血压。

粮食又称为“谷物”，是指食品中各种植物种子的总称，营养物质主要为淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、膳食纤维等。联合国粮食及农业组织的粮食定义就是指谷物，包括稻谷类（如粳稻、籼稻、糯稻）、麦类（如小麦、大麦、青稞、黑麦、燕麦）、粗粮类（如玉米、高粱、荞麦、粟/谷子/小米，黍/糜子），豆类（如大豆、红豆、绿豆）；补充主食用的粮食作物（如马铃薯/土豆、番薯/红薯/白薯、木薯）。

三大主粮是指水稻、小麦和玉米。多年前玉米产量排在第一，达到8.44亿吨；稻是第二，7.45亿吨；小麦是7.13亿吨。

稻是人类最重要的粮食作物之一，全世界有一半的人口食用稻，主要在亚洲、欧洲南部、南美洲及非洲部分地区。水稻喜温喜湿，是高产作物。公元前8200年，中国人在中国珠江中游的聚落地带和长江流域开始驯化和栽培水稻。大米是稻谷经清理、砻谷、碾米、成品整理等工序后制成的成品。大米中含碳水化合物75%，蛋白质7.5%，脂肪1.5%，并含有丰富的B族维生素等。大米中的碳水化合物主要是淀粉，其中的蛋白质主要是米谷蛋白，其次是米胶蛋白和球蛋白，大米中的蛋白质的生物价和氨基酸的构成比例都比小麦、大麦、小米、玉米等禾谷类作物高，消化率为66%～83%，也是谷类蛋白质中较高的一种。

小麦是一种世界各地最广泛种植的禾本科植物。小麦耐寒耐旱、适应性强。大多数小麦用作粮食，仅约有1/6作为饲料使用。小麦最早起源于中东的新月沃土地，现在主要种植在温带大陆性气候区，小麦播种的总面积是粮食作物播种总面积的第一位。全世界有1/3的人口以小麦为主食。

玉米是一年生禾本科草本植物，是旱粮、高产作物。玉米主要在美洲、亚洲、欧洲和非洲种植，美国的玉米产量占世界一半。除一小部分作为粮食，玉米主要被当作饲料使用，还有一部分用在生物科技产业生产各种物品，如乙醇燃料、高果糖浆、味精、柠檬酸、乳酸、青霉素等。

表1 主要粮食作物的营养成分比较

表2 肉类生产的饲肉比和饲养周期

肉类食物，简称“肉类”，是指各种动物身上可供食用的肌肉组织及一些其他组织，如内脏，经过不同程度及方法的加工可食用的。常见的肉类包括畜肉（如猪、牛、羊等）、禽肉（如鸡、鸭、鹅等）和水产品（如鱼、虾、蟹等）。肉类含丰富的蛋白质、脂肪和矿物质，能供给人体所必需的氨基酸、脂肪酸、无机盐和维生素。与谷类、蔬菜、水果等食物相比，肉类往往被认为是更高级也更为难得的食物。肉类营养丰富，营养吸收率高，滋味鲜美，食肉后使人更能耐饥；长期食用，还可以帮助身体变得更为强壮。此外，食用肉类食物可以刺激消化液分泌，有助于消化。进入20世纪，随着生活水平提高，肉类的消费量有着大幅度的增长。

人食用得最多的肉类是畜肉和禽肉。新鲜肉的平均含水量是60%～70%，脂肪含量与水含量成反相关。瘦肉是脂肪含量较少的肉，而肥肉是脂肪含量较多的肉；瘦肉的蛋白质含量比肥肉多。脂肪是肉的所有成分中，所占比例变化范围最大的，平均含量是10%～30%。常见的肉类的脂肪含量平均值为：猪肉20%～35%，牛和羊肉10%～20%。肉中的蛋白质含量在10%～20%之间，如瘦猪肉的蛋白质含量一般约为10%～17%，肥猪肉只有2.2%；瘦牛肉为20%左右，肥牛肉为15%；瘦羊肉 17%，肥羊肉9%；鸡肉23%；鸭肉16%；鹅肉11%。

表3 肉类生产中的饲蛋白比和蛋白质转化率

饲肉比（FCR）用于评估养殖业的投入产出效率。饲肉比（FCR）=消耗饲料总量/增重总量，就是喂多少千克饲料能长一千克肉。饲肉比高，说明用的饲料多，但增长的肉少；料肉比低，说明用的饲料少，但增长的肉多。表2充分证明了牛肉和羊肉是性价比最差的二种肉，而养鸡鸭是很经济。进一步考虑到从肉蛋奶中蛋白质的获得，即蛋白质转化率（表3），生产奶、蛋、禽肉是生产食用蛋白质最有效的方法。

为生产足够的食物来喂饱全世界超过77亿人口，几乎所有的可耕地已被利用，大约70%已利用的淡水资源被用于农业灌溉，生产大约26.5亿吨粮食（包括大米、小麦和玉米），3.21亿吨肉类，以及2.02亿吨水产品。中国是世界上农业最发达地区之一。2016年，我国谷物净进口2 136万吨，主要是小麦、大米、玉米、高粱、大麦；大豆8 378万吨；植物油770万吨；食糖291万吨；猪产品280万吨；牛肉58万吨；禽肉13万吨；乳品215万吨。可见，主要农产品中，除了蔬菜和水果之外，在粮、棉、油、糖、猪、牛、禽、乳等方面均是净进口。进一步提高中国的农业生产水平和发展全新工业生物技术将对中国的粮食安全有着重要意义。（未完待续）