· 国家粮食生产与基于食物的膳食指南之间的差距凸显了国家自给自足的不足

来自德国哥廷根大学及英国爱丁堡大学的Jonas Stehl、 Sebastian Vollmer与Alexander Vonderschmidt等人在《Nature Food》期刊上发表了题为《Gap between national food production and food-based dietary guidance highlights lack of national self-sufficiency》的研究论文。该研究评估了各国仅依靠国内生产实现膳食指南要求的能力。研究发现，超过三分之一的国家无法在七大基本食物类别中实现两个以上类别的自给自足。低自给率和对少数国家进口的过度依赖——尤其对于小型国家而言——将削弱其应对全球冲击的能力。

在纳入研究的186个国家中，有154个国家能够通过国内生产满足Livewell膳食指南7大类食物中2-5类的需求（图1）。仅圭亚那实现了全部7类食物的自给自足，中国和越南则实现了6类。与之形成鲜明对比的是，主要分布在中东地区的6个国家——阿富汗、阿拉伯联合酋长国、伊拉克、中国澳门特别行政区、卡塔尔和也门——未能实现任何一类食物的自给（图1）。超过三分之一的国家仅能实现2类或更少食物的自给，其中非洲25国，加勒比地区10国，欧洲7国。仅有七分之一的国家实现了5类及以上食物的自给，这些国家主要分布在欧洲和南美洲。

就畜牧业而言，肉类自给率相对较高，65%的国家能够（超额）满足其膳食需求，但撒哈拉以南非洲地区存在显著缺口。非洲国家与大洋洲国家在乳制品生产方面同样面临挑战，分别有82%和83%的国家无法满足其乳制品需求。全球范围内仅有44%的国家实现乳制品自给，但所有欧洲国家都能独立满足其乳制品需求。鱼类及海产品的自给率在大多数地区都处于较低水平，仅25%的国家（包括俄罗斯和太平洋地区国家）能够实现自给。全球约60%的国家无法满足其半数以上的鱼类需求（图1）。

在淀粉类主食（45%）、豆类坚果及种子（46%）和水果（47%）方面，约半数国家实现了自给自足，但蔬菜自给率不足四分之一（24%）。西亚、中东和北非、加勒比及中美洲等关键地区的淀粉类主食生产不足，其中仅多米尼克实现自给。反观南美洲和加勒比地区水果产量表现突出，而所有北欧国家甚至无法满足半数水果需求。地中海和中亚地区蔬菜自给率较高，但撒哈拉以南非洲91%的国家存在短缺。北欧、南美和加勒比地区同样面临蔬菜生产困境，这些区域中仅圭亚那实现自给（图1）。

图1：各食物类别的自给率百分比。基于2020年187个国家（乳制品为186国）的数据，显示各国国内生产可提供的食物量（人均每日克数）占Livewell膳食指南推荐摄入量的比例。达到100%表示该食物类别的全部推荐量得到满足。

· 利用蛋白质纳米纤维实现可持续智能包装

2024年11月20日，瑞士苏黎世联邦理工学院Raffaele Mezzenga团队在国际顶级期刊《Advanced Materials》（Q1，IF: 27.4）发表题为“Sustainable Smart Packaging from Protein Nanofibrils”的研究性原创论文。2025年6月5日被选为Inside Front Cover。

全球每年约三分之一食物遭损失或废弃，严重影响粮食安全和环境可持续性。利用农业食品加工副产品是重要解决策略。乳业中，占牛奶体积85-95%的乳清含约20%乳蛋白。最新研究表明，乳清主要蛋白β-乳球蛋白可在低pH高温条件下形成淀粉样纤维（AM），其高度有序的β-折叠聚集体结构能显著增强可降解塑料的机械性能。食品包装对保障易腐品安全至关重要，但传统不可降解塑料导致严重污染问题，亟需可持续替代方案。智能包装技术通过感知食品内部环境变化延长保质期或监测品质，如利用海鲜腐败产生的挥发性碱性氮化合物引发pH变化来检测变质，这对虾类等高腐品可减少浪费和食源性疾病。现有pH响应膜多采用不可降解的石油基合成染料，而植物天然色素如红萝卜中的花色苷具有无毒、可持续优势。花色苷因其pH响应变色特性被广泛用于海鲜肉类新鲜度监测，但存在显色不稳定和薄膜机械性能较弱等缺陷。

本研究创新性地将乳清蛋白AM与红萝卜花色苷结合，两者在pH≈2条件下稳定性兼容。复合膜较既往研究展现出显著增强的显色稳定性、抗菌抗氧化能力和机械强度。AM结构完整性不仅提升材料性能，更能实现海鲜腐败的高精度比色检测，为食品保鲜监测提供高效可持续解决方案。

· 高压诱导乳酸菌进入休眠态，有效抑制发酵食品后酸化问题

中国农业大学食品科学与营养工程学院廖小军教授团队在国际知名期刊 Bioresource Technology 发表研究性论文《高压诱导乳酸菌进入活的非可培养状态抑制发酵后酸化》（High-pressure-induced viable but non-culturable lactic acid bacteria inhibit its post-acidification）。团队发现高压处理（High-pressure processing, HPP）技术能成功诱导乳酸菌（Lactiplantibacillus plantarum）进入“活的非可培养状态（Viable but Non-culturable, VBNC）”，并显著抑制了发酵食品的后酸化现象。

该研究首次将在致病菌中发现的细菌VBNC现象应用于益生菌中，拓展了超高压技术的应用场景，阐明了VBNC状态抑制乳酸菌后酸化的代谢机理，并成功应用于实际食品体系中。中国农业大学为论文第一完成单位，食品学院杨东副教授、饶雷副教授为共同通讯作者，在读研二硕士上官逸然为第一作者。

· 用类淀粉样蛋白涂层来保鲜水果

陕西师范大学和长安大学联合在Nature子刊《Nature Communications》发表了题为“Preserving fruit freshness with amyloid-like protein coatings”的研究性论文。陕西师范大学化学化工学院杨鹏教授、孔佳副教授和长安大学材料科学与工程学院颜录科教授为共同通讯作者、陕西师范大学化学化工学院Na Feng为第一作者。

为延长易腐水果的保质期，人们探索了多种策略，包括基因改造和有害化学防腐剂（如甲醛、硫酸铜、山梨酸钾和亚硝酸盐等）。尽管这些方法在延长水果保质期方面已显成效，但仍需进一步改进以确保生物安全和生态可持续性。冷链储存是另一种延长保质期的有效方法，但其成本高昂、能耗大，并会导致高二氧化碳排放。功能涂层技术利用蛋白质、多糖和脂质等天然物质制成复合配方，提供了一种有前景的替代方案。这些涂层在水果表面形成半透膜，构成保护屏障，可调节气体交换并抑制微生物侵入。为增强这些涂层的保护性能，通常会加入抗菌和抗氧化剂，包括精油和金属氧化物纳米颗粒。尽管不断努力，水果保鲜涂层主要面临三个关键挑战：

（1）水溶性保鲜溶液难以在疏水性水果角质层上均匀分布，导致保护存在漏洞。

（2）水果角质层的化学组成和微观结构多样，使常规保护层难以普遍粘附于各种水果表面。

（3）保鲜成分的协同作用面临挑战，阻碍了大于各部分总和的协同效应的实现。

研究人员开发了一种可持续的相变蛋白基涂层，该涂层为水果保鲜提供了多种保鲜功能。研究人员引入了类淀粉样蛋白（ALP），通过在相变系统中整合溶菌酶以利用其抗菌特性，从而增强保鲜涂层的粘附稳定性。通过计算机辅助分子模拟，证明了 ALP 在最外层表皮蜡层上形成了牢固的粘附层。海藻酸钠（SA）和硫酸处理的纤维素纳米晶（CNC）的加入进一步增强了涂层的成膜能力和气体阻隔性能，导致三种成分之间产生协同保鲜效果。

由此产生的可食用 ALP 涂层显示出对微生物生长、水果呼吸和水分流失的显著抑制作用，从而将非跃变型和跃变型收获后果实的货架期显著延长 2~5 倍，突出了其普遍的水果保鲜特性，同时保留了 60-98% 的营养、风味和硬度。这些结果超过了化学保鲜和冷链方法所取得的效果，提供了一种更安全、更有效的替代方案。值得注意的是，与标准冷藏做法相比，该涂层减少了 90% 的碳排放，同时在不影响营养保留的情况下将货架期延长了 2.5 倍。ALP 概念以每公斤水果 0.09 美元的低处理成本，提出了一种有效且可持续的方法来解决全球食品浪费问题，防止收获后果实损失。