江南大學張程程、陳衛院士等|食品發酵劑研究進展與發展趨勢淺析

　　隨著經濟的發展和居民收入的提高，我國居民的食品消費觀念和結構發生了顯著改變，從追求基本的飽腹向追求高質量的營養轉變。發酵食品因種類多樣、風味獨特、營養豐富的優良品質，而逐漸成為滿足人民群眾日益多元化食物消費需求的重要選擇。食品發酵劑作為發酵食品生產制造的核心，能夠通過多種代謝途徑影響發酵食品的感官特性、營養價值和益生功能，其優良性能的挖掘與制造，對發酵食品產業的高質量發展具有重要意義。我國發酵食品產業市場規模巨大，然而發酵劑仍極度依賴進口。迫切需要系統梳理當前國內外食品發酵劑研究進展及產業現狀，解析我國食品發酵劑產業面臨的挑戰并展望未來發展趨勢，為我國優良性能食品發酵劑的研發及產業發展提供思路和借鑒。

　　本文通過梳理中國知網（CNKI）和Web of Science（WoS）核心數據庫中與食品發酵劑相關文獻，結合科學計量分析方法，發現食品發酵劑的研究主要集中在乳酸菌發酵劑、發酵工藝優化、風味特性等方面；基于宏基因組和代謝組數據的研究集中在解析奶酪等發酵食品中微生物與風味物質之間的關聯，進而可推動優良發酵劑的開發與應用。此外，抗氧化活性、微生物群落結構、食品感官品質以及特定菌種的研究成為近年來食品發酵劑領域關注的熱點。

　　本文系統分析我國食品發酵劑領域存在的問題，主要包括優良發酵特性菌株篩選技術落后，高性能和益生特性發酵劑菌株匱乏，發酵劑菌種有益代謝產物制備技術亟待提升，高活性、高穩定性生態復合發酵劑亟需開發，多元化特色食品發酵劑制造技術亟需研制等問題。針對上述問題，提出以下解決方案：

　　1）通過多組學技術和生物信息學方法解析菌種的代謝產物和功能基因，結合基因編輯技術和體內外試驗驗證，鎖定與菌株生產特性相關的關鍵基因，進而提高菌株篩選效率。

　　2）通過基因組大數據和生物信息學軟件預測有益代謝產物（如γ-氨基丁酸、維生素等）的生物合成基因簇，結合體內外試驗評價有益代謝產物的功能與量效關系。進一步探究菌體、有益代謝產物和底物之間的相互規律，實現有益代謝產物的定向調控。

　　3）解析發酵食品中微生物菌種/株間正向相互作用（如交叉喂養和群體感應等），闡明種群體共生和協同作用內在機制，進而開發具有高活性、高穩定性的生態符合發酵劑。

　　4）借助多組學聯合分析，揭示核心功能微生物群與食品品質的關聯，解析特色發酵食品的品質形成機制。通過模擬發酵和數學建模分析，確定發酵過程控制和微生物群落動態調控規律，實現發酵食品品質的定向調控。