银川市 永宁县永宁中学 2020级 毛宁 省级一等奖

指导教师：朱瑞

进入21世纪，人类遇到了气候变异、环境恶化、病毒肆虐等许多前所未有的挑战。有许多学者对于人类文明的未来和未来条件下的食品供应感到担忧，广大消费者对于工业化食品的健康影响变得越来越关切。虽然对于什么是未来食品，目前还没有任何共识，也很难预测未来食品需要解决哪些重大的科学或技术问题，但是我认为未来食品的发展至少具有以下两个显著特征：一是未来食品必须要满足消费者对更高生活品质的需求；二是未来食品必将有更高的科技含量，包括食品的原料来源、成分和结构设计、加工与生产、流通和销售、饮食与消费等各个方面，都需要食品科学理论与技术的支撑。面对未来的不可测性，我认为，当代食品科学工作者需要认真思考以下三个问题：

1.人口持续增长与食品资源供应的可持续性

人类人口持续增长应该是可预测的未来特征之一。人类文明发展至今，一直伴随着数量的增加，在过去的半个多世纪中，大约每12-13年，全球增加近10亿人口。没有人能准确推算人类人口顶峰值会是多少、地球到底能养活多少人口。不同的模型、不同的理论，可能会得出很不一样的结论。但可以确定的是，人类对于食物需求增加的速度是目前的地球环境和生产能力所不可支撑，是不可持续的。现在大家都认可这样的观点，未来人类人口的增加和对食物供应的增加必须不能以破坏环境为代价，不能以别的物种的消失为代价。保障食物资源供应的可持续性，不仅是重大的民生问题，更是一个国家、一个民族生存的基本战略问题。过去几十年中，虽然我国人口增长的速度有所控制，但总人口依然逐年增加，食物资源短缺没有得到根本的改善。在几类食品资源中，我国碳水化合物的生产和供应有了较大的改善，需求得到了较好的解决。杂交水稻和农业技术的发展基本保障了主粮的充足供应，大豆土地大面积播种和其他根茎类植物的发展，极大丰富了植物源蛋白质和碳水化合物供应的数量和品质。但是，我国动物源蛋白质的供应却遇到了很大的问题，不能满足消费者日益提升的生活需求。规模化的畜牧业、海洋养殖和大规模的远海捕捞，虽然大大增加了动物蛋白的供应，但仍未满足生活水平迅速提高以后人们对这类食物的需求。而依赖国际市场供应具有很大的政治风险和市场不确定性。开发利用植物和昆虫蛋白资源成为未来食品科学要着力解决的重要课题。植物蛋白和昆虫蛋白的单位能耗、单位水耗、单位CO2排放，都要大大低于动物蛋白，必将成为未来食品蛋白来源的合理选择。如何有效地将植物蛋白和昆虫蛋白转化成为美味可口的食品，既要解决很多技术和工艺问题，更要解决很多相关的科学问题。微生物和生物工程技术（合成生物学）在可预见的资源短缺的未来也必将成为选项之一。例如人工牛奶的制造技术已经有重大突破，澳大利亚科学家已经成功通过微生物发酵技术在实验室制得人工牛奶，利用生物工程合成技术生产蛋白质，有效地提供蛋白资源，弥补人类的食物资源短缺，亦将成为未来食品发展的选项之一。尤为重要的是，该技术为保障特殊环境下（例如外太空的探索，极地生存，远洋航行等）的食物资源供应，提供了可行的方案。

2.未来食品与人类健康及美好生活

人类机体在长期的演化过程中，深受因气候、季节、战乱、灾荒等引起的食物短缺的影响，发展出了一套适应饥饿或半饥饿状态的生理机制。在人类的文明史上，从来没有过像现在这样，食物供应可以不分季节、不分时间、不分地域，食物供应的琳琅满目已经远远超出了填饱肚子的需求（当然还有一些落后国家处于食物短缺的状态）。虽然人类一直渴望丰衣足食，但是快速地告别饥饿时代，人类的机体代谢却无法适应超过机体需求的能量和营养供应，因而出现了包括肥胖、高血压、高血脂、高血糖等与食品消费直接相关的健康问题。可以说人类作为一个动物种类，未来面临的最大挑战是自身的生理演化速度跟不上环境变化的速度。这将给人类自身的健康以致生存带来很大的危险和挑战。低糖、低盐、低脂食品已经成为消费者的重大期待，但是如何减糖、减盐、减脂却是食品工业的重大课题与挑战。从食品的生产和保存的角度讲，减糖、减盐、减脂不存在技术问题，最大的技术障碍来自这类食物的饮食愉悦感的丧失，使食物成为能量块、营养包。

3.未来食品与传统饮食智慧

现代科技和工业化起源于西方，食品科学和食品工业也是如此。而西方工业化发展的重要特征是利润驱动，这一特征一直影响全球的工业化和现代化。快速、方便、低廉是消费和市场竞争的基本特征。汉堡包、可口可乐等是工业化年代食品供应的典型例子。注重节律饮食与平衡膳食，正如黄帝内经所讲“食饮有节，起居有常”。食物者为天地之精华，大自然之馈赠，人类对于食物的摄取，无论是数量还是种类，都应该有节、有律、有度、有衡。作为东方文明智慧的结晶，中国的传统饮食文化在很大程度上保障了中华民族的健康延续。但是东方的传统智慧常与以西方文明主导的现代文化不尽和谐，甚至有被摒弃的危险。因此，如何用现代科学方法解释传统饮食文化，也将是未来食品需要面临的问题。