学术报告厅

Concepts and strategy of functional food science
 
Marcel Roberfroid 教授 比利时布鲁塞尔罗文天主教大学

  膳食的主要作用是提供足够的营养成分以满足机体新陈代谢的需要,同时给我们以满足感和健康。但是最新的生物科学发现支持这样一个假设,那就是除营养外,膳食还能调节人体的各种机能。
今天我们处在一个营养学新领域的起跑线上。实际上,至少是在西方国家,营养学的观念正在从过去强调生存,满足饱腹感,没有副作用,转变为注重利用食品来促进和保持健康,并降低发病的危险。考虑到医疗费用的增加,预期寿命的不断延长以及老年群体对改善其预期寿命质量的要求,这些新观念就显得尤其重要了。

日本处于领先地位
  在日本,对功能食品的研究始于八十年代初期,当时文部省资助了与《食品功能的系统分析及其发展》有关的86个专题研究。八十年代后期和九十年代初期,由文部省出资开展了《食品功能的生理调节作用的分析》和《功能食品及其分子设计的分析》两个项目的研究。然后在九一年初日本厚生省制订了《特殊保健用食品(FOSHU)的标示规定》的法规。这些食品在营养改善法中被列为四类“特殊膳食用食品”之一,即用来改善人体健康,并允许显示其特殊健康效应。

美国紧随其后
  在美国,1990年颁布营养标示和教育法(NLEA),在1994年完全实施。此法律允许经FDA科学证实食品中含有的成分与某类疾病有关的食品可以标示健康申明。至1998年春,共有十一种食品或配料已得到FDA批准。

欧洲正在行动
  欧盟承认,为了改善欧洲食品和饮料业的竞争力,必须使欧洲对食品成分调节机体功能,维持和改善健康,降低主要疾病的发病率的研究处于国际前沿。最近,这些新观念已开始在消费者中间流行。虽然,实际上仍有许多人对营养本身知之甚少;然而,消费者对功能性食品及其与健康的关系的认识正在迅速提高。最后,食品科学和工艺的发展为食品工业提供了更多的技术来控制和改良食品的物理结构和化学成分,且功能食品的增值和市场潜力正在逐步展现。

以功能为驱动
  迄今为止无论是在日本还是美国,与新的营养观念相适应的途径大多是 “以食品为驱动”,它们可能受当地的、传统的或文化的特点的影响比较大。而基于科学的“以功能为驱动”更为普遍,亦比较优越,因为功能及其调节作用是非常普遍的。功能食品科学是营养学的一门新专业,其目的是鼓励根据功能为驱动的原则进行功能食品的研究与开发。

功能食品
  功能食品的定义是:一种食品,如果所含成分(可以是营养素或不是)可以通过特定方式对机体的一种或几种功能具有明显影响;或如果除传统的营养效应外还有生理或心理上的效应。
  功能食品成分可以是具有特殊生理作用的必需宏量营养素(如,抗性淀粉或?-3脂肪酸),也可以是一种摄入量超过每日推荐量的必需微量营养素,还可以是一种具有一定营养价值却没有被列为必需的(如,一些低聚糖),甚至是不具有营养价值的(如,活的微生物或植物化学成分)食品成分。

功能食品的开发
  可以用以下五种不同的方法来生产功能食品:
  1. 除去一种已知对消费者有害的成分(如,致过敏性蛋白质)。
  2. 为了达到某种可产生预期效应的浓度而增加食品中某种天然成分的浓度;如,强化某种微量营养素以达到高于每日推荐的摄入量,但符合预防疾病的膳食指南,或增加某种非营养素成分的浓度以产生有益效应。
  3. 加入多数食品中一般情况下不存在的,但已证实可产生有益效应的成分;如,非维生素抗氧化剂或益生元果糖。
  4. 用已证明具有有益效应的某种成分(如,菊粉)替代某种成分(通常是宏 量营养素);该成分的摄入一般是过量的,并会产生有害效应(如,脂肪)。
  5. 改善有益食品成分的生物利用度。这些有益效应的显示需要采用严格的科学方法。这属于功能食品科学。

功能食品科学
  功能食品的正面效应既可以是保持健康,也可以是降低疾病的危险性。功能食品研究和开发的初始步骤是确定该食品对健康的特殊或潜在的益处,证明其所含一种或几种成分与机体(基因组的,细胞的,生化或生理的)机能的相互作用。这一步属于基础研究。在此基础上可通过相应的模型来确定其功能效应。功能食品开发的实验部分的结论往往导致一个关于功能效应与人体健康相关性的新假说,这个假说需要经过由精心选择的志愿者参加并严格设计的营养研究来验证。
  这些效应的证明也必须包括安全性评价,它是功能食品开发的先决条件。
  但是在任何情况下,功能食品都应是膳食的一个组成部分,否则即使它有益于健康,其价值也是有限的。这是G.Pascal教授的观点,他在第一届东西方功能食品会议的发言中明确指出:“功能食品必须是食品,它们不是药丸或胶囊,而是公认为有利于健康的膳食成分或食物结构的组成部分。讨论功能膳食或适宜营养可能比功能食品更为恰当。”
  功能食品的设计与开发是个关键课题,也是一个科学性挑战,它的成功依赖于以下几个方面:
  1. 与功能有关的基本科学知识,而这些功能是:
  对食品成分的调节作用是敏感的;对保持健康是关键的;及改变时会引起疾病危险性的变化。
  2. 利用这些知识来建立与关键功能有关的标记物
  3. 新一代的由假说驱动的人群干预试验:包括应用这些有效的相关标记物;以便建立有效的和安全的摄入量。
  4. 建立用于人体研究的先进技术,这些技术应对人体危害最小,并能大规模应用。
  功能食品科学最有希望的标靶是:
  1. 胃肠道功能,包括,与平衡大肠微生物群有关的功能;由胃肠道的内分泌所介导的功能;依靠其免疫活动、控制营养素(尤其是矿物质离子)的生物利用度、控制转运时间和粘膜运动,以及调节上皮细胞增殖的功能。
  2. 氧化还原和抗氧化系统。这需要均衡地、足够地摄入有抗氧化作用的维生素前体以及非维生素成分 (如,多酚和其他来源于植物的天然抗氧化物)。氧化还原活动和抗氧化物的保护作用对每个细胞及组织来说都是重要的。如果发生失衡,将会发生各种各样的病理变化。虽然,关于膳食抗氧化物作用的机制已具有证据充分的假说;然而,除去作为新鲜水果、蔬菜的一部分被食用外,如何证明这些抗氧化物的有益效应是最大的困难。
  3. 宏量营养素(碳水化合物、氨基酸、脂肪酸)的代谢,特别是通过胰岛素/胰高血糖素的平衡来调节激素,或胃肠道多肽的生成,从而降低与X综合征以及与心血管有关疾病的危险性。在这个营养学的范畴中,对营养素摄入与基因表达调节之间相互影响的研究是最先进的。这些相互影响的例子是葡萄糖或某些多不饱和脂肪酸的直接作用,更多为间接影响,如,果糖可减少肝脏脂肪生成。
  4. 胎儿和婴儿的生长发育受母亲和婴儿膳食的影响。例如,怀孕妇女膳食中叶酸的重要性和多不饱和脂肪酸对早期大脑发育的作用。
  5. 外源性物质的代谢以及膳食(多为非营养成分,如,芥子油苷)对它的调节。这些调节可能与对由食物及环境中存在的化学污染物引起的毒性和致癌性的控制有重要作用。
  6. 情绪,行为/认识和体力活动。关于某些食品成分对这些功能的作用,已提出了许多问题,但是营养学与药理学之间一直不容易划清界限。而且研究这些效应的方法常使人感到缺乏衡量标准和定量数据,不能适应进行有意义统计学分析的需要。能够解决这些问题的新的有希望的方法可望在不久的将来出现。

向公众进行传播
  功能食品研究与开发过程中所产生的科学资料将作为健康声明的依据,这些声明是传播给消费者的主要信息。根据Clydesdale的论述:健康声明应明确指出膳食中的某些食品成分与某种疾病或健康状况的相关性(如,降低疾病的危险性或减轻不良的生理或心理状况)。这些申明既可涉及功能(或生理学)效应,亦可涉及降低疾病危险性的作用。
  功能(或生理学)效应是指食品成分与特殊基因组的、生化的、细胞的或生理功能之间的有益的作用结果,但不直接涉及任何保健作用或降低疾病的危险性。例如:新陈代谢的再平衡(如,体液自稳系统)、免疫功能的增强(免疫刺激)、氧化牵累的减轻(抗氧化)、化学毒性反应的保护(如化学因素所致脂肪变性)、大肠微生物丛平衡的恢复及稳定(如,菊粉果糖对双歧杆菌的选择性刺激)、营养素生物利用度的改善(如,牛奶中低聚多糖和不能消化的低聚糖对矿物质的作用)。这种对功能声明的研究已经并会在将来继续产生新的营养学概念。比如,益生元食品,共生原食品,结肠食品和双歧因子。
  疾病危险性的降低是指通过食用一种特殊食品或几种特殊食品成分或配料的混合物使疾病危险性降低。例如,降低:心血管病、感染(肠道感染)、动脉粥样硬化、肝病、腹泻、便秘、骨质疏松以及X综合征伴发的疾病(非胰岛素依赖型糖尿病、肥胖等)的危险性。虽然,只是证明这些疾病发病危险性的降低,但这种健康效应的证明是非常困难的,需要长期的试验,而且最后的结果难以预测。
尽管对抗氧化维生素防治肺癌的效应已进行了长期研究,但其结果与当初期望的相反。这再次增强了对严格的科学方法的需求,这种方法应以合理的假说为基础,而此假说亦应受到能够合理解释预期效应的机理的支持。
  无论是功能效应还是降低疾病危险性,在人体上证明这种效应必须通过营养学研究,而这种研究应不同于目前临床药物的开发研究采用的规程和评价标准。多数情况下营养研究的目标人群,是健康人。试验中给予经过改变的通常膳食,目的是为了能够表明健康状态的参数(标记物)的显著性变化(统计学上的,以及生物学上的)。多数情况下这些参数/标记物还有待发现和验证。

声明的批准过程
  如果功能食品科学的基本目的是以更好的膳食来帮助改善、维持和增强消费者的健康,那么消费者就有权要求得到有关这些声明的价值及支持这些声明的科学数据。卫生机构有责任制定批准这些声明的过程。
  在欧洲,这需要通过一个多学科的专家委员会来对申请的材料进行评审。该委员会应当有目的的与食品企业的科学家进行建设性的和不对外的对话。

结论
  功能食品的发展提供了一个独特的有助于改善食品质量和帮助消费者选择有保健作用食品的机会。但是,只有采用能得出有力的和具有显著性意义的科学方法得到充分可靠的数据,才能保证这个营养学的新学科的成功。这对食品工业显然是个挑战。但在成为一个经济上的挑战之前,它是而且必须是一个科学上的挑战。它也是对卫生管理机构的挑战,因为他们需要发现新的规则,并制定新的程序。只有在所有有关的参加者(如,基础研究科学家、营养学家、企业科学家和管理机构)开展积极对话才能成功。
  对所有这些参加者的最主要挑战是向消费者保证这些新食品不仅是一个获利的机会,而且真正能使他们更好地保持健康。它对营养学家也是一个挑战,即把基础生物科学的大部分新知识用来开发新产品,同时为适宜营养制定新的指南。
  (王林译自The World of Ingredients, March-April 1998)