人類食品技術的歷史回顧與未來展望（一）

文/張以恒 編輯/易可

“民以食為天”源自司馬遷著的《史記·酈生陸賈列傳》：“王者以民人為天，而民人以食為天?！比嗣褚约Z食為生活根本，人民群眾需要生產糧食等生活必需品來維持生存。《尚書·洪范》所列舉的治理國家的八個方面，稱“八政”，就把“食”列在第一，而其他諸如軍事等都排在后面。糧食是人民生存的首要問題，糧食安全不僅關系到人民群眾的身體健康和生命安全，也關系到經濟發展、社會穩定以及國家和政府的形象。“世界糧食日”是世界各國政府在每年10月16日圍繞發展糧食和農業生產舉行紀念活動的日子。

人類對火的使用是人類文明演化的轉折點之一?；鸬氖褂檬谷祟惪梢耘胫笫澄铮⒏行У貜募訜徇^的食物中攝取蛋白質和碳水化合物；火提供溫暖，使人類在寒冷的地區存活；火提供光明，人類的活動不再限制于白晝的長短。另外，蟲蛇走獸會躲避火和煙，火的使用給予人類抵御外來食肉動物入侵能力。在中國周口店北京猿人遺址，考古學家發現距今50萬年前人類利用火的證據。

在火出現之前，人們僅能攝取植物中的簡單的糖（如蔗糖、葡萄糖和果糖），例如多肉的水果及花朵。在用火烹飪之后，人類可以咀嚼和消化含淀粉及粗纖維的種子、塊莖、枝莖、成熟葉、擴展根。同時，有些含毒素的樹薯和亞麻籽經過烹飪后就能除去毒素。食用烹飪過的植物性食物有利于擴大人類腦容量，這是因為烹飪可以使食物中的淀粉被糊化，更容易被身體降解和吸收；通過火對肉類的加熱，也改善了食物的營養價值，熟肉更容易被消化，使人類獲取蛋白質營養變得更容易；食物被加熱處理后，會讓人類減少咀嚼，使口腔肌肉退化，減少消化系統的能源消耗，為大腦發育提供更多能源。熟肉的香氣和口感較生肉強烈；同時烹飪殺死了食物中的寄生蟲和病菌，降低了因食物中毒而生病的可能性。

食品是指可供人類食用或飲用的物質，包括加工食品、半成品和未加工食品，不包括煙草或作藥品用的物質。食品對人體的作用主要有兩大方面：營養功能和感官功能。食品的營養功能是指食品能提供人體所需的營養素和能量，這是食品的最重要功能。食品的感官功能是指食品能滿足人們不同的嗜好要求，即對食物色、香、味、形和質地的要求。良好的感官性狀能夠刺激味覺和嗅覺，刺激消化酶和消化液的分泌，因而有增進食欲和穩定情緒的作用。有些食品有著第三種功能，是生理調節作用，如調節人體生理節律，增強機體的免疫力，具有降血壓、降血脂、降血糖等功效，又稱為功能性食品。功能食品的有效成分或功能因子可分為八個大類：功能性甜味劑、活性寡糖、活性多糖、活性油脂、生物抗氧化劑、活性多肽、活性蛋白、乳酸菌類及其他活性成分。目前，我國的功能食品依據它們調節的功能分為24個類型，分別是調節血脂、免疫調節、抗氧化、延緩衰老、抗疲勞、耐缺氧、輔助抑制腫瘤、調節血糖、減肥、改善睡眠、改善記憶、抗突變、促進生長發育、護肝、抗輻射、改善胃腸功能、改善營養性貧血、美容、改善視力、促進排鉛、改善骨質疏松、改善微循環、護發、調節血壓。

糧食又稱為“谷物”，是指食品中各種植物種子的總稱，營養物質主要為淀粉、蛋白質、脂肪、維生素、膳食纖維等。聯合國糧食及農業組織的糧食定義就是指谷物，包括稻谷類（如粳稻、秈稻、糯稻）、麥類（如小麥、大麥、青稞、黑麥、燕麥）、粗糧類（如玉米、高粱、蕎麥、粟/谷子/小米，黍/糜子），豆類（如大豆、紅豆、綠豆）；補充主食用的糧食作物（如馬鈴薯/土豆、番薯/紅薯/白薯、木薯）。

三大主糧是指水稻、小麥和玉米。多年前玉米產量排在第一，達到8.44億噸；稻是第二，7.45億噸；小麥是7.13億噸。

稻是人類最重要的糧食作物之一，全世界有一半的人口食用稻，主要在亞洲、歐洲南部、南美洲及非洲部分地區。水稻喜溫喜濕，是高產作物。公元前8200年，中國人在中國珠江中游的聚落地帶和長江流域開始馴化和栽培水稻。大米是稻谷經清理、礱谷、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%，蛋白質7.5%，脂肪1.5%，并含有豐富的B族維生素等。大米中的碳水化合物主要是淀粉，其中的蛋白質主要是米谷蛋白，其次是米膠蛋白和球蛋白，大米中的蛋白質的生物價和氨基酸的構成比例都比小麥、大麥、小米、玉米等禾谷類作物高，消化率為66%～83%，也是谷類蛋白質中較高的一種。

小麥是一種世界各地最廣泛種植的禾本科植物。小麥耐寒耐旱、適應性強。大多數小麥用作糧食，僅約有1/6作為飼料使用。小麥最早起源于中東的新月沃土地，現在主要種植在溫帶大陸性氣候區，小麥播種的總面積是糧食作物播種總面積的第一位。全世界有1/3的人口以小麥為主食。

玉米是一年生禾本科草本植物，是旱糧、高產作物。玉米主要在美洲、亞洲、歐洲和非洲種植，美國的玉米產量占世界一半。除一小部分作為糧食，玉米主要被當作飼料使用，還有一部分用在生物科技產業生產各種物品，如乙醇燃料、高果糖漿、味精、檸檬酸、乳酸、青霉素等。

表1 主要糧食作物的營養成分比較

表2 肉類生產的飼肉比和飼養周期

肉類食物，簡稱“肉類”，是指各種動物身上可供食用的肌肉組織及一些其他組織，如內臟，經過不同程度及方法的加工可食用的。常見的肉類包括畜肉（如豬、牛、羊等）、禽肉（如雞、鴨、鵝等）和水產品（如魚、蝦、蟹等）。肉類含豐富的蛋白質、脂肪和礦物質，能供給人體所必需的氨基酸、脂肪酸、無機鹽和維生素。與谷類、蔬菜、水果等食物相比，肉類往往被認為是更高級也更為難得的食物。肉類營養豐富，營養吸收率高，滋味鮮美，食肉后使人更能耐饑；長期食用，還可以幫助身體變得更為強壯。此外，食用肉類食物可以刺激消化液分泌，有助于消化。進入20世紀，隨著生活水平提高，肉類的消費量有著大幅度的增長。

人食用得最多的肉類是畜肉和禽肉。新鮮肉的平均含水量是60%～70%，脂肪含量與水含量成反相關。瘦肉是脂肪含量較少的肉，而肥肉是脂肪含量較多的肉；瘦肉的蛋白質含量比肥肉多。脂肪是肉的所有成分中，所占比例變化范圍最大的，平均含量是10%～30%。常見的肉類的脂肪含量平均值為：豬肉20%～35%，牛和羊肉10%～20%。肉中的蛋白質含量在10%～20%之間，如瘦豬肉的蛋白質含量一般約為10%～17%，肥豬肉只有2.2%；瘦牛肉為20%左右，肥牛肉為15%；瘦羊肉 17%，肥羊肉9%；雞肉23%；鴨肉16%；鵝肉11%。

表3 肉類生產中的飼蛋白比和蛋白質轉化率

飼肉比（FCR）用于評估養殖業的投入產出效率。飼肉比（FCR）=消耗飼料總量/增重總量，就是喂多少千克飼料能長一千克肉。飼肉比高，說明用的飼料多，但增長的肉少；料肉比低，說明用的飼料少，但增長的肉多。表2充分證明了牛肉和羊肉是性價比最差的二種肉，而養雞鴨是很經濟。進一步考慮到從肉蛋奶中蛋白質的獲得，即蛋白質轉化率（表3），生產奶、蛋、禽肉是生產食用蛋白質最有效的方法。

為生產足夠的食物來喂飽全世界超過77億人口，幾乎所有的可耕地已被利用，大約70%已利用的淡水資源被用于農業灌溉，生產大約26.5億噸糧食（包括大米、小麥和玉米），3.21億噸肉類，以及2.02億噸水產品。中國是世界上農業最發達地區之一。2016年，我國谷物凈進口2 136萬噸，主要是小麥、大米、玉米、高粱、大麥；大豆8 378萬噸；植物油770萬噸；食糖291萬噸；豬產品280萬噸；牛肉58萬噸；禽肉13萬噸；乳品215萬噸?？梢?，主要農產品中，除了蔬菜和水果之外，在糧、棉、油、糖、豬、牛、禽、乳等方面均是凈進口。進一步提高中國的農業生產水平和發展全新工業生物技術將對中國的糧食安全有著重要意義。（未完待續）