瓦赫寧根大學：如何通過保護牛奶中生物活性成分提高乳制品營養

【FBIF2016演講文稿（整理）】

演講嘉賓:Annemieke (A.M.) Beers，農業技術與食品學院院長，瓦赫寧根大學及研究中心

圖為：Annemieke (A.M.) Beers

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首先簡單介紹一下瓦赫寧根大學研究中心，然后從四個方面來講，第一個是食品安全，第二個是食品品質：生物活性成分以及確定生物活性成分的效果。然后我們再看一下在溫和加工的過程中的情況，最后講講生物基食品包裝的問題。

我們在食品領域是排名第一的大學，我們研究的是農業的問題。在全球大學排名前50，所以它不光是農業大學，綜合性大學排名也很靠前。此外，我們被評為荷蘭最好的大學。從中國的角度來看我們的學校很傻，我們有著6000名的教職員工，1.1萬名學生，相當于師生比是1：2，但是我們非常專注。我們還有一些合作的研究機構。

瓦赫寧根大學及研究中心里面還有一個研究所。此外，我們還有很多國際的客戶。這個是我們大學面向市場的研究方式，首先要了解客戶真正的需求是什么，然后與客戶合作共同研究，找到快速高效的研究方式。大學的教授也可以參與到研究所的研究工作當中，所以我們是非常接地氣的。他們做哪些研究呢？從實驗室到中試的擴大規模，把一個概念變成商業化的產品。我們想要實現的目標就是幫助客戶進行持續創新，我們之所以能夠做到這一點，因為我們對整個的食物鏈都具備知識。

下面講講食品安全。我們這邊有一個食品安全研究所叫“RIKILT”，是瓦赫寧根大學下屬的研究所，有著108年的歷史。它主要的工作是一個標準制定機構，也是一個官方實驗室，另外在荷蘭之外做了大量研究，與食品安全相關的很多個工作都做，包括分析建議、食品安全研究、司法鑒定研究，比如說確定產品的真實性。還有就是食品詐騙，另外他們也提供培訓，此外也有著全天事務應對服務。他們的研究方向有化學污染、獸藥、轉基因生物、天然毒素、鑒別真偽等。舉個小例子，他們對于茶葉的真偽進行了研究，是與中國的研究機構一起做的，他們應用了具體的研究方式來評估不同茶葉的出處和鑒別。我們可以看到這就是他們的研究工作，這些茶葉分別是如何加工的。另外這樣一個研究機構，他們現在的終點就是健康食品，開始研究牛奶加工和擁有健康效應的產品。

毫無疑問消費者認為新鮮的食品是健康的食品，新鮮的食品消費者總是認為質量好，但是沒有加工的食品是不安全的。消費者在家里面進行加工，所以這對我們來說是挑戰，如何讓它既健康又安全。同時還有一個沖突，就是消費者希望保質期比較長。所以我們需要找到一種方式讓產品變得安全，保質期長，并且讓產品營養又健康。

我們來看看牛奶。對牛奶而言，過去幾年做了大量研究，這些研究表明牛奶對于孩子的免疫系統和成人免疫系統都有著積極作用。但是未加工的牛奶直接使用不安全。如果想要生乳變得安全的話，那它的營養成分就會受影響。如何解決這樣一個矛盾，在牛奶中有兩種蛋白質，一個是乳酪蛋白一個是乳清蛋白。乳清蛋白包括上百種具有獨特功效的蛋白質，也包括免疫活性蛋白。很多活性蛋白還沒有被科學家識別出來。每一個活性蛋白分子起到的作用也沒有定義，乳清蛋白特別是免疫活性蛋白對高溫十分敏感，這蠻可惜，你要對生乳加工，那生物活性就不存在了。怎樣保證活性呢？

圖1

牛奶加熱就會產生梅納反應，就會有糖化和聚合的問題，也會出現蛋白質的變性。它的速度是什么樣的情況呢？大家現在看到下面的橫軸是加熱（圖1），左邊的縱軸是溶解的速度。我們看一下藍色在70度的時候，這個情況就發生變化，80度的時候速度非常快。可以看一下蛋白質的功能和損失。淺藍是生乳，我們看到最高的是100%，就是沒有加工過的生乳，這才是最大的。如果要是低溫巴氏殺菌以后也有損失，一旦煮沸，這個損失就更小了。ESL就是高溫短期的加熱，對酶來說沒太大的損失，但是其他的損失會有很大。還有UHT是高溫殺菌的方法，基本支撐10%。

看一下牛奶和免疫的關系，5%—6%的牛奶過敏在兒童中是常見的。亞洲也有乳糖不耐受的問題，但是我現在說的只是蛋白質的問題。當然這跟孩子的先天基因是有關系的。一般來說對于免疫系統還沒有完全成熟的孩子來說，免疫系統也會受到影響，所以對于小孩子來說要獲得合適的營養是很重要的。還有配方奶的營養要非常安全才行。免疫復合物就是細胞激素免疫球蛋白，這些也因為加熱而失活。還有因為加熱引起的蛋白質損傷導致免疫原性提高。

圖2

這大概是三、四年前做的一些研究（圖2）。就是住在農場和城市的兒童，暴露于生奶的，一種是吃才會暴露，一種是不吃也會暴露。他們獲得哮喘和先天過敏癥的對比，我們看一下只喝加工過的牛奶的孩子就會有這種疾病，疾病大大提高。這就說明了生乳的營養和加工過的牛奶之間的差別。下面這個表（圖3）講的是這種過敏情況，左下角是過敏幾率最低的。這是感冒和發燒，看一下生乳的好處，尤其對耳炎和鼻炎有好的影響。所以保護牛奶里面的成分是非常重要的。不好的事情是這個研究已經做完，對于牛奶的提高，對于提高免疫性方面的結果是確定性的。結果就是配方奶增加免疫能力小得多。所以小孩子吃配方奶不僅免疫力沒有提高，還容易過敏。我們做了很多的研究，但是還需要做更多的研究了解反應。所以還有很多可以進行研究的地方。牛奶也是大家研究最多的食品，如果我們對它進行更多的研究，可以解決更多的問題。

圖3

我們的目標是有戰略地研究牛奶的生物活性，因為我們要開發和生產這些產品，就要確保這些產品是有效的。要么原奶里面的生物活性保持住，或者要有很好的添加方法。健康標識的黃金標準是人體試驗，但是人體試驗卻不利于產品的開發。因為有很多的變量需要確定，而且還有很多副作用要進行測試。所以對人體做實驗是不合適的，而且還有一個倫理道德的問題，作為篩選工作也不合適。但是人體的測試需要個人測試一下，你所需要的和動物測試是不一樣的。大家可能也知道，歐洲現在也在中國做這樣一些研究。因為在歐洲有非常嚴格的對動物實驗的要求，所以歐洲非常需要動物實驗之外的其他方法替代動物實驗。那要怎樣做呢？我們需要有相關的支持，而且允許做產品的篩選。我們把人體的研究和體外試管的工具結合來驗證，但是我們總是說布丁好不好吃，最好的檢測方法還是人吃布丁。開發過程中我們還有很多的步驟要做，我們想要做的是什么呢？我們不能投硬幣決定，而是要進行很好的人體研究。其中一個研究方法就是SHIME系統，看起來非常簡單的系統，但是實際上是比較復雜的。這是對人體腸胃的微生物的模擬，里面包括非常多的參數，所以說很復雜。現在我們正在做相關這方面的研究。

研究對生物活性的影響，你可以做很多的分析。比如說抗菌活性研究等這些，一般說來是要采取多種方法。過去是添加一些添加物，而且產品要保持原有活性，現在要保持原有產品的生物活性，還要添加果汁等添加物。比如說對添加果汁的奶飲料、乳制品飲料等東西的研究，發現添加不含生物活性的乳品，能夠大大提高腸胃健康。要想保留這些生物活性，加工過程是怎樣的。這些是有多個方法，問題當然是不能加溫，加溫降低生物活性，所以只能是以壓力和電子脈沖方式解決。我們在椰菜和西蘭花上面做了實驗，因為它有益于身體健康。細節我就不講了，但是大家可以下一步的研究。研究西蘭花汁，用各種方法加工以后生物活性怎樣。我們看一下這張圖的左邊（圖4），淺藍是一般加工果汁的溫度，深藍是沒有被處理過的果汁，如果是以HPP高溫的方法，就是指標還是挺高但不是那么高。如果是SPP的話，和加熱相比，受到的影響就不是那么大。使用各種加工方法對食品生物活性的影響，這是非常好的例子。

圖4

總結一下，蔬菜水果及牛奶飲品在新鮮的口感和健康效應方面還有優化空間。新型溫和加工工藝方法即將采用。而且對于微生物安全性、營養物、生物利用度和生物活性的影響，還有很多的論文大家要看。這就是我想今天給大家所講的如何保持食品生活活性的發言。

接下來講下面一個話題：包裝。我簡單給大家講一下生物基的包裝材料。基于生物的經濟，這是一個很大的問題。我們基于生物做出了各種材料、各種原料。可以是蘆葦，可以是糖等。最新的發展就是有效利用這些原料做材料或者是化學品，而不是從石油和氣體中去提煉。為什么要選擇生物基材料呢？一是減少對礦物燃料的依賴，還有可持續性問題，減少二氧化碳的排放。還有它有一些非常特定的特性，有的時候可以用于做食品包裝的，還有可生物降解。生物基和生物可降解是兩個概念，但是有的時候人們混為一談，有的是生物可降解的，但是不是生物基的。有的是生物基的，但不可降解。再來看看成本，接下來的幾年它是否可以和現有的產品相對比。我們看看可生物降解的高分子聚合材料，在歐洲，垃圾污染的問題比較嚴重。有些包裝留在了大自然界，它是不可降解的，這對歐洲來說是很大的問題。我們現在有著成本高昂的系統，要把不可降解的包裝進行重復利用但是卻非常困難，成本很高。因為還是有大量的白色垃圾流向環境中，所以最好使用這種生物可降解的材料。但是生物降解取決于環境、土壤、水、海水、以及厭氧菌、堆肥法等。這是和生物可降解相關的條件。

什么時候使用生物降解的產品是合適的呢？當然它在生物上有要求的話，在歐洲我們有這種系統，綠色的垃圾袋是放在生物可降解里面的，有些國家法律要求生物降解。有的時候生物可降解的材質是不可循環或者是費用過高。如果使用生物可降解的材料的話，成本很高。但是有些材料已經出現了，它就是所謂的生物基的包裝材料，基于化學的有PE、PP、PS、PET等。而在生物基的材料有尼龍、Bio-PE等。有很多這種生物基的材料是可以進行生物降解的，整個速度發展非常快。首先在蔬菜和水果的領域，可以使用可降解的包裝，它具有很好的優點，首先高透氣性。而生物基的材料主要是指紙板、紙盤等，蔬菜和水果可以使用兩種不同的材質進行包裝，而對于流體當然是有著不同的區分，比如有瓶身和瓶蓋。在這里面通常需要使用組合材料，這里面的生物基就可以用于飲品的容器，用于生物的材料，以及生物乙烯和聚乳酸這種材質。

最近有一些新的項目，就是用種植紙盤培養番茄芽苗。另外對于啤酒瓶也有最新包裝的材質，可以用紙來做啤酒瓶。我一開始不相信，但是后來卻相信這是可能的。此外，對于熱保溫的聚乳酸杯也出現了，現在都是用紙杯喝咖啡，它是基于化石的，未來也可以基于生物基。還有聚乙烯和其他材料不斷發展，也給我們生物基的發展帶來了新的材質。

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