食品工業(yè)化的發(fā)展離不開加工技術(shù)的革新。人們開始期待創(chuàng)新的加工技術(shù)為食品行業(yè)帶來更多的驚喜和可能。新原料、新工藝、新技術(shù)，食品企業(yè)也逐漸將技術(shù)研發(fā)能力視為發(fā)展之本，并日益加大科技創(chuàng)新的投入。
合成生物學(xué)
合成生物學(xué)(syntheticbiology)是一門匯集生物學(xué)、基因組學(xué)、工程學(xué)和信息學(xué)等多種學(xué)科的交叉學(xué)科[1]，旨在設(shè)計(jì)、改造、重建生物分子、生物元件和生物分化過程，以構(gòu)建具有生命活性的生物元件、系統(tǒng)以及人造細(xì)胞或生物體。通俗來講，合成生物學(xué)就像奶牛產(chǎn)奶的過程：奶牛吃進(jìn)低價(jià)值的草，而產(chǎn)出的卻是高價(jià)值的牛奶。通過合成生物學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)的步驟主要分為四大板塊：底盤細(xì)胞篩選、生產(chǎn)細(xì)胞構(gòu)建、發(fā)酵生產(chǎn)、分離純化。合成生物學(xué)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用包含肉類和乳制品、飲品、食品安全、調(diào)味劑和添加劑等多個(gè)方向。合成生物學(xué)已廣泛應(yīng)用于類胡蘿卜素（如番茄紅素、β-胡蘿卜素和蝦青素）、甲萘醌-7（維生素K2）和人乳寡糖（HMO）等功能性食品的生物合成。
共晶技術(shù)
共晶是指兩個(gè)及以上固體組分，在分子水平上通過非共價(jià)鍵作用，以固定比例形成無限重復(fù)的結(jié)晶形式。這種技術(shù)是在不改變分子結(jié)構(gòu)的前提下，能提高原料溶解度、穩(wěn)定性、生物吸收等，適合大規(guī)模生產(chǎn)供應(yīng)，不受工藝放大限制，并且成本可控。很多原料的市場熱度很高，但生物利用度偏低，比如姜黃素、葉黃素。將姜黃素和左旋肉堿配體通過共晶技術(shù)形成的創(chuàng)新型原料[2]。這款新原料的活性成分≥60%，溶出速率和吸收率良好，與左旋肉堿能夠形成協(xié)同作用，適用于熱門賽道肝臟支持。通過大鼠試驗(yàn)結(jié)果顯示，與姜黃素本身相比，姜黃素共晶的***吸收濃度提高10.7倍，曲線下面積提高6.3倍[3]。
葉黃素本身的穩(wěn)定性、溶解度、吸收性都不是很好，同時(shí)對(duì)光、氧氣比較敏感，市場上現(xiàn)有的包埋產(chǎn)品存在價(jià)格高，含量低（5%-10%），不耐壓力，易破碎等問題。將葉黃素和己二酸配體通過共晶技術(shù)形成的創(chuàng)新型原料，其中的活性成分含量≥60%，在溶解性、穩(wěn)定性和生物利用度方面都優(yōu)于傳統(tǒng)葉黃素。將市售葉黃素晶體與葉黃素共晶在室溫條件（25℃，60%RH）下，敞口放置7天，通過該項(xiàng)穩(wěn)定性試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)葉黃素本身有約40%被氧化分解，而葉黃素共晶可以保持穩(wěn)定[5-7]。
也有研究以蘆丁分子中的羥基作為氫鍵作用位點(diǎn)，通過和水溶性更好的小分子配體共晶，制備得到了體外溶出顯著提升（峰值約為蘆丁原料的40倍）、口服體內(nèi)暴露量顯著提高（Cmax是原料的4倍，血漿藥-時(shí)曲線下面積是原料的5倍）。
脂質(zhì)體技術(shù)
早在1965年，英國學(xué)者Bangham和Standish通過電鏡發(fā)現(xiàn)磷脂在水中可以自發(fā)地形成雙分子層的囊泡(micelle)，并將其命名為脂質(zhì)體。脂質(zhì)體的基本成分通常為雙親性磷脂和膽固醇，雙親性磷脂形成雙分子層結(jié)構(gòu)。常用的磷脂是鞘磷脂和甘油磷脂。膽固醇的作用是促進(jìn)脂鏈的堆積和雙分子層的形成，降低雙分子層的流動(dòng)性，減少水溶性成分的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。簡單地說，脂質(zhì)體是脂類分子或類脂在水中自發(fā)形成的雙分子層結(jié)構(gòu)。脂質(zhì)體的典型制備方法包括薄膜水合法、乙醇注入法、反向蒸發(fā)法、復(fù)乳法、超臨界二氧化碳法等。
由于生物體質(zhì)膜的基本結(jié)構(gòu)也是磷脂雙分子層膜，脂質(zhì)體具有與生物體細(xì)胞相類似的結(jié)構(gòu)，因此有很好的生物相容性。脂質(zhì)體正是運(yùn)用了這種相容性，實(shí)現(xiàn)了藥物或功效活性成分的靶向或高效遞送。
圖源：脂質(zhì)體與囊泡的結(jié)構(gòu)示意圖，Drugdeliveryletters
脂質(zhì)體補(bǔ)充劑有干粉劑和液體兩種。液體脂質(zhì)體可能***適合那些需要快速見效的人，而粉末可能更適合那些喜歡長期補(bǔ)充的人。
蝦青素為脂溶性化合物,存在穩(wěn)定性差、易氧化、不宜服用等缺點(diǎn),降低了其生物利用度。因此,對(duì)蝦青素進(jìn)行包覆來提高其穩(wěn)定性和生物利用度,制備易服用產(chǎn)品,成為近年來的研究熱點(diǎn)。有研究通過超臨界二氧化碳法制備蝦青素脂質(zhì)體，經(jīng)過30d的儲(chǔ)存，蝦青素脂質(zhì)體在4和25℃的蝦青素保留率分別為94.13%和89.04%。而蝦青素乙醇溶液的蝦青素保留率分別為18.66%和10.35%，蝦青素已經(jīng)大部分發(fā)生了降解。結(jié)果表明，蝦青素脂質(zhì)體能夠顯著增強(qiáng)蝦青素的穩(wěn)定性[8-9]。
圖源：蝦青素脂質(zhì)體30d穩(wěn)定性測試結(jié)果，精細(xì)化工
微膠囊
微膠囊技術(shù)又稱微膠囊包埋技術(shù)，起源于20世紀(jì)50年代，是21世紀(jì)食品工業(yè)重點(diǎn)開發(fā)的高新技術(shù)之一。
微膠囊技術(shù)也就是從膠囊化技術(shù)演變而來，就是將顆粒大小變小。微膠囊是指一種具有聚合物壁殼的微型容器或包物。其大小一般為5-200μm不等，形狀多樣，取決于原料與制備方法，制備微膠囊的過程稱為微膠囊化。制備時(shí)，先將被包覆的內(nèi)容物分散成微粒，然后使成膜材料在微粒上沉積聚合或干燥固化，形成外層包衣。被包覆的物料稱為芯材，微膠囊外部的包覆膜稱為壁材。
圖源：天津科技大學(xué)工程技術(shù)中心
微膠囊對(duì)食品加工的作用主要有以下5方面，一是將液體、氣體轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀滋幚淼墓腆w，使液態(tài)反應(yīng)物變得“易于操作”。二是保護(hù)敏感成分，使其免受環(huán)境中的氧化、紫外輻射和溫度、濕度等因素的影響，有利于保持物料特性和營養(yǎng)。三是隔離活性成分，使易于發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)處于同一物系而相互穩(wěn)定。四是降低揮發(fā)性，保存易揮發(fā)物質(zhì)，減少食品香氣成分損失，并掩蓋不良?xì)馕兜尼尫拧Ｎ迨强刂莆镔|(zhì)的釋放時(shí)機(jī)，包括風(fēng)味物質(zhì)的釋放，減少其在加工過程中的損失，降低生產(chǎn)成本。
食品中含有各種活性成分，如風(fēng)味、營養(yǎng)成分、不飽和脂肪酸、色素、益生菌等，在食品加工和儲(chǔ)存過程中需要保護(hù)其活性，以保持其質(zhì)量和保質(zhì)期的穩(wěn)定。微膠囊技術(shù)在整個(gè)加工過程中穩(wěn)定活性成分，延長儲(chǔ)存壽命，掩蓋令人不快的風(fēng)味和味道，提高***終產(chǎn)品的生物利用度。
3D打印技術(shù)
3D打印技術(shù)可以讓人們自主選擇食材，并且按照自己的想法創(chuàng)造出食物。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，3D打印技術(shù)的融合使食品加工業(yè)發(fā)生了革命性的變化。這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新具有解決食品供應(yīng)挑戰(zhàn)的潛力，并通過精確配方優(yōu)化功能食品的營養(yǎng)成分。盡管3D打印技術(shù)在食品工業(yè)中具有巨大潛力，但要實(shí)現(xiàn)其廣泛應(yīng)用，必須克服現(xiàn)有的技術(shù)壁壘，通過科學(xué)研究建立***實(shí)踐和標(biāo)準(zhǔn)化方法。通過不斷探索和改進(jìn)，3D打印技術(shù)有望在未來的食品制造和個(gè)性化營養(yǎng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要作用。
圖源：3D打印功能食品的主要步驟、評(píng)估及應(yīng)用，TrendsinFoodScience&Technology
每一個(gè)機(jī)會(huì)都值得食品行業(yè)憧憬。新技術(shù)的應(yīng)用將不斷助力功能食品保健食品領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。新技術(shù)為食品行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展和人們的健康飲食提供了有力支持，也引領(lǐng)食品行業(yè)走向更加美好的未來。
