一生從事肉品科學志在“讓中國人吃好”
——記南京農業大學周光宏教授團隊

蔡巧玉

在中國，一入臘月，許多人家窗前廊下就開始曬起了臘肉香腸，那煙熏火燎的畫面頓時為平淡的生活染上了一絲“過年”的氣息。臘肉，是我國最具特色和影響力的傳統肉制品，也是中華民族幾千年來肉品加工經驗和智慧的結晶。盡管代代相傳之下，家家戶戶幾乎都有一手腌制臘肉制品的好手藝，但卻很少有人知道背后的機理奧秘，獨特的風味究竟如何形成？

承千年記憶，解碼中國傳統肉制品

在2019年度國家科學技術獎勵大會上，由南京農業大學教授周光宏帶來的國家科技進步獎二等獎成果——“肉品風味與凝膠品質控制關鍵技術研發及產業化應用”項目回答了這一問題。

在該項目中，周光宏不僅帶領團隊摸清了中式肉品風味的“家底”，揭示了中式傳統腌臘肉制品風味的形成機理，還研發出現代加工工藝和質量保障技術，使這一中國千年傳統肉制品插上了科技的翅膀，不僅如此，在周教授倡導下“臘肉”（Larou）已列入國際肉品名詞，這是第一個中國傳統肉制品名詞進入世界標準，以前我們只能聽到“火腿”“培根”“漢堡”等這些西方國家的肉制品名稱。

以腌臘肉為代表的中國傳統肉制品，幾千年世代相傳，經久不衰，是中華民族文化的瑰寶，也是中國及世界珍貴飲食文化的重要組成部分。但幾千年來，傳統肉制品作坊式生產，技藝師徒相傳，對工藝技術知其然而不知其所以 然，導致產品產量低、衛生狀況差、標準化程度低、產品存在質量不穩定、食用安全難以保障。

為此，周光宏深入研究了我國腌臘肉制品風味形成機理，首次闡明了主體風味物質的生成途徑，即內源酶逐級降解肌肉蛋白和脂質，產生游離氨基酸和脂肪酸，后者經進一步氧化降解及相互反應形成最終香味物質，首次提出腌臘肉制品的主體風味形成主要取決于內源酶的作用，否定了“表面霉菌起主導作用”的傳統知識。內源酶，顧名思義，就是肌肉內本身就存在的酶，常見的有分解蛋白質的組織蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等，以及分解脂類的脂肪氧化酶、磷脂酶等。這些酶在腌制過程中通過催化肉品內部的蛋白和脂肪分解，從而產生讓人覺得好吃的風味物質——游離氨基酸、寡肽和酯類化合物等小分子物質，這一發現“揭示了中國傳統腌臘肉制品濃郁風味生成的秘密”，被Nature China評為2007年度中國十大科研亮點，并撰文“Secrets of the Jinhua Ham”進行了專題報道，稱周光宏團隊揭示了中國傳統肉制品獨特風味產生的奧秘。

根據上述機理，周光宏率領團隊研發出基于內源酶活力調控的“低溫腌制—中溫風干—快速成熟”的現代制作工藝，使產品鹽分含量減半，生產周期顯著縮短，優級產品率提高到95%以上，解決了傳統腌臘肉制品生產周期長、產品鹽分過高和風味品質難以控制的技術瓶頸，為中國傳統肉制品由作坊式生產走向現代化加工起到了引領和示范作用。

實驗分析中

解決水土不服，促進低溫肉制品走進千家萬戶

在中國老百姓的餐桌上，傳統肉制品和西式肉制品幾乎各占了半壁江山，西式肉制品主要是低溫肉制品，它是在巴氏殺菌溫度條件下加工的肉制品，因避免了高溫過度煮制而帶來的營養損失，保持了肉品特有的質地和口感，已成為國際肉制品生產和消費的發展趨勢。但因其技術來源于西方，引進初期從配方、工藝到設備全部進口，由于缺乏本土科技支撐，引進到我國后一直“水土不服”，主要表現在保質期短、易腐敗變質、產品出水出油嚴重等難題。

針對這一系列問題，周光宏在國內率先提出了“以改善肌肉蛋白的乳化凝膠特性來降低產品蒸煮損失，以維持主導色素的結構穩定性來延緩產品褪色，通過對優勢腐敗菌群生長關鍵點控制以延長保質期”的品質控制理念。他說，肌肉中有很多肌原纖維蛋白，在加熱條件下，這些肌原纖維蛋白從無序分散的溶膠狀態組裝成立體網狀的凝膠狀態，能夠有效地鎖住水分。南農肉品團隊首次發現在油水界面誘導下，肌肉蛋白發生了結構變化，疏水基團暴露，與脂質融合形成了乳化界面蛋白膜，也就是形成了“水包油”的結構，這一過程被稱為“乳化”，該發現填補了國內肌肉凝膠乳化理論的空白。

基于上述發現，周教授與徐幸蓮教授共同率領團隊優化了低溫肉制品腌制、滾揉、斬拌和熱加工關鍵工藝參數，與雨潤集團共同研發出高效乳化、一體化腌制、色澤保持和腐敗菌抑制等關鍵技術，使低溫肉制品的蒸煮損失顯著降低，保質期由30天延長至60天，有效提升了產品質量穩定性，使低溫肉制這一舶來品，從高檔飯店走進千家萬戶。

進行肉類品質監測

工作中

攻克冷卻肉難題，使消費者吃上放心肉

國家科學技術獎是中國在科學技術方面設立的最高等級獎勵，獲得這一殊榮的人可謂鳳毛麟角，難能可貴的是，這并不是周光宏團隊第一次站上國家科學技術獎勵的舞臺，早在6年前，他帶領團隊主持的“冷卻肉品質控制關鍵技術及裝備創新與應用”成果就獲得了2013年度國家科技進步獎二等獎。“我們的研究要頂天立地，既要圍繞國家重大戰略需求、農業及食品科學的前沿問題，又要切實解決讓老百姓吃得好、吃得放心的民生問題。”周光宏說道。

肉在中國人眼中是美食的象征，而在周教授眼里是復雜精美的物理結構和有序排列的化學組成。從運動功能的肌肉轉變為可食用的鮮肉，肌肉組織經歷了一個復雜的生理生化的變化，這個過程使肉變得多汁柔軟，味道鮮美。

與剛采摘的果子口感青澀，需要后熟一段時間才甜潤可口是一個道理。與熱鮮肉相比，冷卻肉更加安全、衛生、營養，風味更好，因為低溫可以有效抑制微生物生長，同時經過一段時間的冷卻后，肌肉會發生一系列生理生化反應，降解了一些關鍵蛋白，使肉的質地變得柔軟，滋味變得鮮美，在發達國家，冷卻肉已基本替代熱鮮肉成為生鮮肉的主要生產消費形式。而我國冷卻肉產業起步艱難，一是受到傳統飲食習慣影響，更重要的是當時冷卻肉生產普遍存在著干耗大、易腐敗和品質不穩定等難題，嚴重制約了產業發展，據估計，我國每年因異質肉和冷卻干耗造成的損失就高達300億元。

看到這樣的艱難場景，周光宏下定決心攻克冷卻肉難題，從20世紀90年代起就帶領團隊系統研究了冷卻肉嫩度、保水性和色澤等重要食用品質形成機理以及腐敗微生物的變化規律；發明了用于冷卻肉的霧化噴淋冷卻技術，研發出高效間歇式霧化噴淋裝置，使冷卻豬肉的干耗損失從常規的2.5%下降到0.9%，減損60%以上；發現了冷卻肉的腐敗變質是由假單胞菌等優勢腐敗菌的協同作用所致，確定了屠宰冷卻工藝和貯運溫度波動為關鍵控制點，研發了乳酸噴淋減菌工藝和冷鏈不間斷技術及裝備，使胴體表面的初始總菌數顯著下降，冷卻豬肉保質期由原來的2～3天延長至7天；闡明了微摩爾鈣激活酶與肌肉嫩化的關系，研發了基于動物福利和減少動物應激的宰前管理技術，優化了快速冷卻工藝，使PSE豬肉（顏色蒼白、質地松軟、失水嚴重的異質肉）發生率由原來的20%～30%降低到10%以下。

周光宏團隊近20年攻關的科研結晶“冷卻肉品質控制關鍵技術及裝備創新與應用”獲得了2013年度國家科技進步獎二等獎。成果在國內100多家肉類企業推廣應用，對我國鮮肉生產消費由熱鮮肉向冷卻肉轉變升級提供了重要的科技支撐，我國冷卻肉占生鮮肉的市場份額從20世紀90年代中期的不足1%上升到現在的30%，部分大城市達到70%，冷卻肉替代熱鮮肉的格局基本形成。

面向未來，研發出中國第一塊細胞培養肉

2019年11月18日，中國第一塊細胞培養肉在南京農業大學國家肉品質量安全控制工程技術研究中心誕生，周光宏帶領團隊使用第六代的豬肌肉干細胞培養20天，生產得到了重達5克的培養肉，這是國內首例由動物干細胞擴增培養而成的人造肉，是該領域內一個里程碑式的重大突破。培養肉作為一種未來食品生產技術，可以實現肉類蛋白的高效綠色生產，是當前世界各國技術攻堅和商業化應用開拓的重要方向。實際上周光宏教授在2009年就開始研究細胞培養肉，他說：研究細胞培養肉是“興趣使然、堅持不懈、十年磨一劍，沒想到趕上大熱”，他強調中國由于人口眾多與資源稟賦的矛盾，中國更需要革命性的肉類生產技術，希望中國在細胞培養肉技術方面實現并跑甚至領跑，讓培養肉早日走上百姓餐桌，以保障我國未來動物蛋白供應。