“影響食品安全的因素主要有三個：微生物、化學和物理因素。從國際情況來看，60%以上的食品安全問題都由微生物引起。”中國工程院院士、廣東省微生物研究所所長、環凱公司學術帶頭人吳清平表示，微生物與人類健康息息相關。近年來，他一直致力于微生物基礎性、理論性研究工作，積極推動構建中國食品微生物安全科學大數據庫，并使之與食品安全監管部門的數據庫互聯互通，以提升監管部門的監管效率，輔助決策。
“依托大數據開展智慧監管是食品安全監管的發展趨勢，科研要為提升監管效率服務。”近日，環凱公司學術帶頭人吳清平院士就微生物研究助力食品安全智慧監管話題接受了本報記者的專訪。
微生物是把“雙刃劍”
微生物對食品安全的影響可謂“雙刃劍”：既有可能引發食源性疾病，又在提高農產品產量和品質、保障畜禽產品安全等方面發揮著重要的作用。
吳清平介紹，易引發食品安全問題的微生物有三種：一種是沙門菌、葡萄球菌等食源性致病菌；另一種是腸道病毒、甲肝病毒等病毒；第三種是由產毒真菌所產生的黃曲霉毒素等微生物毒素。“這幾類微生物種類多、生成快、易變異，而且很頑固。即便微生物本身已經被殺死，其污染產生的毒素依然存在，同樣可能造成食品安全問題。”因此，吳清平強調，在食品安全工作中，對微生物必須給予足夠重視。
但與此同時，微生物在保障我國糧食安全方面還發揮著“開源”和“節流”的重要作用。吳清平解釋，“開源”是說微生物本身就是我們食物的重要來源。比如，食用菌以其豐富的蛋白質、氨基酸及維生素含量成為重要的營養食品，在我國年產量達3400萬噸以上，年產值超過2000億元，被譽為“耕地之外的重要糧倉”。“節流”則體現為農業微生物在秸稈等農業有機廢棄物向食用菌、有機肥等資源轉化的過程中發揮關鍵作用，能夠在實現增值的同時減少耕地占用。
此外，我國每年由于真菌毒素污染造成的糧食經濟損失超過850億元，而微生物在真菌毒素防控、脫毒等方面應用潛力巨大。吳清平表示，發掘和構建降解毒素和殺滅產毒素真菌的微生物菌種，研發真菌毒素防控關鍵技術，是保障我國糧食安全和食品安全的重要手段之一。
基礎研究提升“監管力”
日前，一則“荷蘭嬰幼兒配方乳粉遭阪崎腸桿菌污染”的新聞引發公眾關注。近年來，世界各地發生過多起阪崎腸桿菌污染嬰幼兒配方乳粉事件，阪崎腸桿菌已被世界衛生組織和許多國家確定為引起嬰幼兒死亡的重要致病菌。“現在研究發現，阪崎腸桿菌是一個屬，里邊還包括7個種，而且這7個種各自的致病性都很強。”吳清平介紹，隨著對阪崎腸桿菌的科學認識更加深入，其所涉及的食品安全相關準則和檢測方法等都要隨之改進。同時，科學界還要通過基礎研究來預測其未來的發展，以便積極應對可能出現的新風險。吳清平強調：“在1000多萬種微生物中，人類已認識的不超過2%。保障食品安全不僅需要監管部門和企業履行責任，還要加強食品方面的基礎科學研究。
“每年春季都是諾如病毒感染的高發期。多年來，吳清平一直在做諾如病毒的研究工作，但諾如病毒防控仍然是一項難題。“我們對它的認知還不夠，要了解它的變化在什么方面；它對人有致病作用，但在其他地方卻不能繁殖，所以我們要研究它的基因組，看它究竟在食品中怎樣變化。”吳清平表示，加強系統性和理論性研究、了解不同食品的主要病原微生物，有利于提升監管水平，“必須要能發現它、認識它，然后才能打敗它。”
數據庫輔助決策管理
“微生物污染風險貫穿了食品生產的全過程，每一個細微的微生物污染都可能釀成大問題。”吳清平強調，食品生產企業在生產的各個環節都要加強食源性致病微生物的控制。近年來，他一直致力于推動食源性致病微生物數據庫的建立，且已在一些大型企業建立了微生物風險識別數據庫。
吳清平介紹，數據庫中的信息覆蓋生產各環節，包含原材料、飲用水水源、生產空間、產品包裝物及操作工人可能攜帶的微生物種類、含量以及可能造成的危險。他特別指出，特定環境往往繁育特定微生物，考慮到不同工廠所處的環境不同，各個工廠應建立基于自身環境的、個性化的數據庫。這樣的數據庫建成后，一方面能夠實現產品合格率和數據庫的關聯，配合每個環節的監測系統，更有效地進行食品安全管理工作，提升產品質量；另一方面，將企業數據庫與食品安全監管部門的數據庫相關聯，能夠對食品安全風險及時預警，提升監管部門的監管效率，輔助決策管理。“一旦食品安全問題發生，如果沒有可溯源的生產數據，對問題食品是全部銷毀還是部分銷毀，監管部門很難做出決策。”吳清平說。
近年來，吳清平還組織建立了食源性致病微生物的菌種資源庫和全基因組數據庫，且正在建設食源性致病微生物分子溯源數據庫。這些數據庫間可以實現互聯互通，如果在某個企業檢查出某個菌種，通過數據關聯，一方面可追蹤、獲知其來源；另一方面可以快速掌握該菌種的危害性。
此外，建設中國食源性致病微生物標準菌種庫也已提到日程上來。“我們目前用的是國外的標準菌種庫，因為沒有自主知識產權，我國在此方面的國際話語權較弱。而且，中國的菌種和其他國家的菌種還存在差異。”吳清平希望能建立適應中國實際的標準菌種庫，并借此來挖掘靶標，以建立自有知識產權的高端技術和檢測標準，最終服務于產業發展和食品安全智慧監管。
延伸閱讀：加強系統創新研究 搶占“微”產業戰略高地
如今，微生物技術正滲透到醫藥、農業、能源、精細化工、環境保護等幾乎所有的工農業領域，形成一條蔚為壯觀的“微”產業鏈。然而，我國的微生物系統創新研究基礎卻比較薄弱，大多屬于跟蹤型、分散性研究，缺乏明確重大科學問題和戰略性新興產業導向的基礎研究計劃布局和頂層設計，這與歐美發達國家的生物資源研究和開發戰略形成鮮明反差。“如不及時加以重視，我國將喪失在生物信息時代搶占國際創新高地、引領微生物戰略性新興產業發展的歷史性機遇。”吳清平呼吁，我國亟須強化微生物系統重大研究創新，聚焦微生物戰略新型產業發展。
為此，吳清平提出，首先要加強食品微生物資源研究，為產業發展提供科學基礎和技術支撐。如：建立涵蓋各類型食品的微生物樣品庫；利用微生物組學分析和高通量/內涵篩選表征技術建立食品深加工、高效釀造、水產食品增效等微生物菌種的資源與生物信息庫，掌握重要微生物的生態分布和系統進化演化規律；建立高效生產性狀和功能屬性評價的技術體系，培育一系列具有高轉化效率和良好功能屬性的微生物菌種，實現優良微生物菌種的升級換代；開展微生物菌種—環境/宿主的相互作用和機制研究，解析微生物呈現優良性狀的生物學機制。
其次，還要創新現有的微生物分離培養技術，突破微生物資源分離培養的技術瓶頸，加強傳統食品發酵功能微生物、藥源微生物、海洋微生物和人體微生物等戰略資源的發掘和保護，并利用微生物組學技術、基因編輯技術等現代生物技術，加強微生物生物信息研究和微生物核心功效成分研發，創制出高附加值的可以精準服務于人類健康的生物醫藥、檢測診斷芯片和功能食品等新產品。
文章轉載自：中國醫學報
