環(huán)境食品學(xué)：概念、內(nèi)涵及其研究方法

李斌

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院/環(huán)境食品學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430070

1 環(huán)境食品學(xué)概述

人和食物不僅與歷史不能分離，而且與環(huán)境息息相關(guān)。幾千年來(lái)，食物的進(jìn)程和發(fā)展，主宰了人口的增長(zhǎng)、城市的文明和發(fā)展、移民和新居民點(diǎn)的設(shè)立，極大影響到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和政治理論，這就是食物的多域性。對(duì)于食品科學(xué)工作者而言，根據(jù)當(dāng)今的系統(tǒng)運(yùn)籌學(xué)和空間觀點(diǎn)，食品的地域性和時(shí)域性（geographical and time domain）成為了現(xiàn)代環(huán)境食品科學(xué)研究和關(guān)注的重點(diǎn)。

世界衛(wèi)生組織在健康飲食建議中強(qiáng)調(diào)個(gè)體飲食模式受到地理和環(huán)境因素（包括氣候變化）的影響。膳食因素與人體健康及常見(jiàn)疾病的關(guān)系一直是人類(lèi)健康科學(xué)、特別是營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的主要內(nèi)容［1］。然而，現(xiàn)代科學(xué)對(duì)環(huán)境與食品耦合（協(xié)同）之于健康的關(guān)系及其機(jī)制研究涉及甚少。實(shí)際上，人們進(jìn)食必然處于某一環(huán)境之下（如氣候條件、環(huán)境地理因素），那么人體的吸收、代謝都必須與之協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。對(duì)于它們的內(nèi)在關(guān)系、發(fā)展規(guī)律及諸多相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題，迄今仍然是需要探索和揭示的自然奧秘。

在強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)和辯證觀的我國(guó)傳統(tǒng)科學(xué)文化中，有關(guān)食品以及人們生活環(huán)境的耦合（或協(xié)同）對(duì)人體健康的影響已有較多總結(jié)和記載，不僅在民間延續(xù)了大量的并且被一再檢驗(yàn)有效的涉及環(huán)境的飲食俗語(yǔ)、諺語(yǔ)等；而且一些經(jīng)典文獻(xiàn)還進(jìn)行了系統(tǒng)概括和凝煉，如忽思慧早在《飲膳正要》中就記載：“春氣溫，宜食麥，以涼之。夏氣熱，宜食菽，以寒之。秋氣燥，宜食麻，以潤(rùn)其燥。冬氣寒，宜食黍，以熱性制其寒”。其肯定了在不同氣候條件下應(yīng)季進(jìn)食不同的食品，更易獲得健康；在《黃帝內(nèi)經(jīng)》的《靈樞·刺節(jié)真邪》中，更是直接提出“與天地相應(yīng)，與四時(shí)相副，人參天地”，認(rèn)為有利于健康的飲食需要和進(jìn)食的時(shí)間、空間密切相關(guān)，即“天人相應(yīng)”的健康觀［2］。我國(guó)地域遼闊，不同地域有不同的飲食習(xí)慣和特色，這些都為環(huán)境食品學(xué)研究奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)和傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。但由于方法學(xué)的限制，以及西方現(xiàn)代科學(xué)對(duì)該問(wèn)題缺乏認(rèn)識(shí)，無(wú)論是民間流傳還是典籍記載，所有這些有關(guān)環(huán)境耦合食品之于健康的作用規(guī)律，至今仍停留在經(jīng)驗(yàn)性描述和中醫(yī)觀點(diǎn)上，尚缺乏更多對(duì)自然規(guī)律的總結(jié)和現(xiàn)代科學(xué)的證實(shí)與闡述。食品和環(huán)境的耦合對(duì)健康影響的宏觀規(guī)律和微觀機(jī)制的現(xiàn)代研究仍基本處于空白。

關(guān)于食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)、環(huán)境健康學(xué)、食品環(huán)境學(xué)的定義早已清晰，結(jié)合相關(guān)學(xué)科的界定，可以將“環(huán)境食品學(xué)”大致界定為：基于東方人天人相應(yīng)的健康觀以及體質(zhì)的特殊性，采取現(xiàn)代科學(xué)手段研究處于特定環(huán)境下進(jìn)食之于健康的關(guān)系及機(jī)制的系統(tǒng)科學(xué)，是食品科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)、食品性味論、預(yù)防醫(yī)學(xué)、相關(guān)組學(xué)（如基因組學(xué)和蛋白組學(xué)）、食品信息學(xué)的新興交叉學(xué)科，是具有中國(guó)特色的學(xué)科。中國(guó)地大物博，傳統(tǒng)食品種類(lèi)繁多，而且中國(guó)自古以來(lái)就有食療的習(xí)慣和文化。在科學(xué)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的今天，傳統(tǒng)食品的健康作用與其起源及環(huán)境和人類(lèi)健康的耦聯(lián)關(guān)系，尚有許多需要探索、論證和解決的問(wèn)題。環(huán)境食品學(xué)的基礎(chǔ)性研究將指導(dǎo)相關(guān)的現(xiàn)代食品科學(xué)的應(yīng)用研究和食品工業(yè)發(fā)展，提高中國(guó)傳統(tǒng)食品在西方乃至世界的地位和作用，如環(huán)境地理食品的開(kāi)發(fā)與物流，應(yīng)季食品的開(kāi)發(fā)與物流，食品科學(xué)和飲食文化的向外輸出，新的特色餐飲企業(yè)和相關(guān)培訓(xùn)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)等，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極促進(jìn)作用。

2 環(huán)境因素與傳統(tǒng)飲食習(xí)慣

傳統(tǒng)的飲食習(xí)慣起源于農(nóng)耕初期階段，是氣候隨季節(jié)變化的結(jié)果，受到氣溫、濕度、土壤質(zhì)量以及與水源的距離（尤其是海岸線）的綜合影響。高粱（非洲）、水稻（中國(guó)）、玉米（中/南美洲）和小麥（中/近東地區(qū)）是傳統(tǒng)飲食中典型谷物類(lèi)植物的代表，也是世界各地的主食。這些谷物類(lèi)植物的種植受到環(huán)境影響，如稻田在熱帶低地環(huán)境中占主導(dǎo)地位，流行于南亞和東南亞，而玉米生長(zhǎng)于熱帶地區(qū)或溫帶地區(qū)，在南非、東非以及中美洲很常見(jiàn)。與植物類(lèi)食品類(lèi)似，動(dòng)物類(lèi)食品及其制品在傳統(tǒng)飲食的占比也由其地理位置所決定，如魚(yú)類(lèi)和海鮮只能成為沿海地區(qū)或淡水附近地區(qū)的特色。

地中海飲食（Mediterranean diet）源于1940-1950 年環(huán)地中海地區(qū)及國(guó)家（希臘、意大利南部及西班牙）的傳統(tǒng)飲食型態(tài)，具有以植物性食物（蔬菜水果、五谷雜糧、豆類(lèi)和橄欖油）和魚(yú)類(lèi)為主的飲食風(fēng)格，這種飲食的飽和脂肪含量低（≤能量的7%～8%），且總脂肪含量占能量的25%～35%［3］。地中海飲食是一種公認(rèn)的健康飲食模式，具有廣泛的健康益處［4］。1987年的1項(xiàng)七國(guó)研究中發(fā)現(xiàn)，地中海地區(qū)或國(guó)家的人群遵循著以橄欖油為主要脂肪來(lái)源的飲食規(guī)律，其死亡率、心血管疾病發(fā)病率相較于其他國(guó)家都有所降低［5］。1995 年1 項(xiàng)關(guān)于“地中海飲食評(píng)分”的研究共量化了八大主要飲食成分：?jiǎn)尾伙柡椭九c飽和脂肪的比率，酒精，豆類(lèi)，谷類(lèi)，面包和土豆，水果，蔬菜，肉類(lèi)和奶制品［6］。在這項(xiàng)橫跨希臘3個(gè)鄉(xiāng)村的小型研究中，分?jǐn)?shù)每增加1 分，總死亡率就會(huì)降低17%。只有在整體飲食模式中才能觀察到該顯著效果；即單獨(dú)考慮時(shí)，單個(gè)飲食元素之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)性。至此之后，數(shù)百項(xiàng)觀察性研究皆證實(shí)了一點(diǎn)，即除希臘以外，包括澳大利亞、瑞典、丹麥、西班牙和美國(guó)等其他國(guó)家的人們采用地中海飲食皆會(huì)產(chǎn)生有益效果［7］。相關(guān)的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)也證實(shí)了特級(jí)初榨橄欖油和葡萄酒的獨(dú)特作用，部分原因在于這些食品的多酚含量較高［8］。

“藍(lán)色地帶”（Blue Zones），即世界上5 個(gè)長(zhǎng)壽的地區(qū)，分別位于希臘的伊卡利亞島、意大利的撒丁島、日本的沖繩島、哥斯達(dá)黎加的尼科亞半島和美國(guó)的加利福尼亞州洛馬琳達(dá)市［9］。如表1 所示，“藍(lán)色地帶”飲食組成皆以?xún)?yōu)質(zhì)未加工的碳水化合物、植物性蛋白質(zhì)以及有益心臟健康的多不飽和脂肪、單不飽和脂肪為基礎(chǔ)［9-10］。部分生物標(biāo)志性的證據(jù)表明，沖繩百歲老人的氧化應(yīng)激較低，這可能與沖繩飲食中抗氧化性物質(zhì)含量高有關(guān)，該研究結(jié)果證實(shí)了自由基衰老理論。研究數(shù)據(jù)還表明，生命早期時(shí)，10%～15%的能量限制可能與長(zhǎng)壽有關(guān)，且此時(shí)大量攝入紅薯、魚(yú)、海菜和姜黃等食物同樣起到抗衰老作用［11，14］。除此之外，還有許多未知的因素如基因-環(huán)境之間的相互作用影響著人類(lèi)的壽命。

隨著食品加工和運(yùn)輸水平的提高，人們的飲食習(xí)慣逐漸不再受季節(jié)或傳統(tǒng)的限制。以精加工食品，高糖、高鈉和高熱量的飲料，高肉制品和奶制品攝入量以及快餐文化為特征的西方飲食模式日益流行［15］。因此，傳統(tǒng)的飲食習(xí)慣隨著全球化進(jìn)程和西化飲食文化入侵日益淡化。

3 地理環(huán)境因素與人體健康

有關(guān)中國(guó)地理環(huán)境與健康的研究始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)由于大骨節(jié)病和地方性克山病的流行嚴(yán)重威脅著有關(guān)地區(qū)人民的健康。我國(guó)地學(xué)工作者和醫(yī)學(xué)工作者通過(guò)40多年來(lái)大量的野外考察和試驗(yàn)分析，編輯出版《中華人民共和國(guó)地方病與環(huán)境圖集》［16］。隨著近幾年關(guān)注健康問(wèn)題的地理學(xué)工作者的增多，我國(guó)地理環(huán)境與健康的發(fā)展逐步進(jìn)入新的階段。主要地方病的分布規(guī)律及其與地理環(huán)境因素密切相關(guān)?？松讲『痛蠊枪?jié)病主要分布在我國(guó)東北到西南的溫帶森林和森林草原地帶內(nèi)；我國(guó)存在土壤低硒帶與大、克兩病的分布相吻合［17-18］。飲水碘含量與地甲病的分布密切相關(guān)［19］，而地理生態(tài)系氟則與地氟病的類(lèi)型（飲水型、溫泉型、巖礦型、燃煤型等）有關(guān)。此外，飲水中過(guò)量砷暴露則是發(fā)生導(dǎo)致人群地方性砷中毒的主要危險(xiǎn)因素之一［20-21］。

4 地理環(huán)境因素與人類(lèi)微生物群

數(shù)百萬(wàn)年來(lái)，人類(lèi)與微生物共同形成了一個(gè)“超有機(jī)體”，形成一種和諧的共生關(guān)系。人類(lèi)微生物群，主要指在人體內(nèi)的共生細(xì)菌和其他微生物群落，受包括個(gè)體的遺傳背景、生理狀態(tài)、環(huán)境因素（如地理位置、生活條件和飲食習(xí)慣）和藥物（抗生素）等多重因素影響［22-24］。人體內(nèi)含有數(shù)以兆計(jì)的微生物，被稱(chēng)為人類(lèi)的第二基因組。人類(lèi)腸道，尤其是結(jié)腸中，大約生活90%～95%的微生物，腸道菌群的代謝活動(dòng)會(huì)影響全身的系統(tǒng)和器官。腸道微生物能夠提供人類(lèi)基因組中所缺的消化酶。人類(lèi)基因組編碼有限的酶，只有17 種酶參與可消化碳水化合物（如淀粉、蔗糖和乳糖）的降解，而腸道微生物基因組可編碼大量的酶［25］。不同的微生物具有將復(fù)雜分子分解為不同簡(jiǎn)單分子的能力，這種分解或降解過(guò)程由一系列碳水化合物活性酶（CAZymes）控制。Wastyk等［26］曾假設(shè)人類(lèi)腸道微生物群作為豐富的CAZymes庫(kù)，可以根據(jù)飲食變化重新配置其自身的CAZyme 功能布局。1 項(xiàng)為期17 周的人體隨機(jī)研究表明，盡管微生物群落多樣性穩(wěn)定，但高纖維飲食增加了微生物組編碼CAZyme 的相對(duì)豐度［26］。此外，與傳統(tǒng)飲食的農(nóng)村居民相比，膳食纖維攝入量減少的西方城市居民面臨著腸道微生物群中CAZyme 庫(kù)豐度減少的問(wèn)題［27］。腸道微生物群構(gòu)成了一個(gè)特殊的相互依賴(lài)的群落，其中某種微生物的代謝廢物通過(guò)基質(zhì)和代謝物交叉喂養(yǎng)又成為其他微生物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。腸道微生物的的交叉喂養(yǎng)行為形成大量不同的底物和代謝物，以維持微生物多樣性，從而保持腸道的菌落穩(wěn)定［28-29］。

人類(lèi)消化道細(xì)菌受到飲食習(xí)慣如不同地域飲食文化的影響。1 項(xiàng)發(fā)表于《自然》的研究表明，有1 種能夠消化海藻的細(xì)菌（Bacteroides plebeius）存在于日本人而非美國(guó)人的腸道內(nèi)［30］。研究人員將13 個(gè)日本人與18個(gè)北美人的微生物基因組進(jìn)行了對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，13 個(gè)日本人中有5 人帶有這種腸道細(xì)菌酶，而18個(gè)北美人中均沒(méi)有［30］。由此推斷，當(dāng)日本人開(kāi)始吃諸如魚(yú)、蝦和貝類(lèi)等海洋食物時(shí)，來(lái)自海洋的細(xì)菌也會(huì)與腸道細(xì)菌遺傳基因片段發(fā)生交換。研究表明，坦桑尼亞的哈扎族狩獵采集者和博洛尼亞的意大利人的腸道微生物群有顯著的差異［31］。哈扎人的飲食隨著雨季和旱季以及食物的可獲得性而波動(dòng)，與西方飲食的消費(fèi)者相比，他們吃的食物種類(lèi)更多樣，腸道細(xì)菌也發(fā)生了相應(yīng)的變化。相比之下，意大利人的微生物組穩(wěn)定且缺乏季節(jié)性變化。與世界上其他群體（例如生活在美洲城市或亞馬遜雨林村莊的人）的進(jìn)一步比較也得出了類(lèi)似的結(jié)果：與西方飲食模式的人相比，季節(jié)性飲食者的腸道菌群更多樣化，波動(dòng)也更大，而且許多腸道微生物是那些只在傳統(tǒng)社會(huì)中出現(xiàn)的罕見(jiàn)微生物［32］。一般來(lái)說(shuō)，有2 類(lèi)食物會(huì)影響腸道微生物群。一類(lèi)是益生菌，它是飲食中攝入的活的微生物，比如酸奶中常見(jiàn)的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌；另一類(lèi)是益生元，包括一些可被腸道細(xì)菌發(fā)酵的纖維和抗性淀粉，它們并不是活的微生物，但可以喂養(yǎng)有益（“好”）微生物［33］。益生菌和益生元都能增加腸道中有益細(xì)菌的比例，并產(chǎn)生積極的健康效應(yīng)。當(dāng)腸道菌群失衡時(shí)（可能是因?yàn)榻】禒顩r發(fā)生改變），它們的功用尤其重要［34-35］。越來(lái)越多的營(yíng)養(yǎng)研究顯示出益生菌和益生元對(duì)多種腸道疾病（如炎癥性腸病和腸易激綜合征）的重要作用，它們與免疫系統(tǒng)也有關(guān)，可能影響過(guò)敏性和自身免疫性疾?。?6］。還有一些研究表明，微生物組與慢性疾病，如肥胖、Ⅱ型糖尿病以及一系列神經(jīng)或精神疾病似乎也有關(guān)聯(lián)［37-38］。

口腔菌群是人體內(nèi)種類(lèi)第二豐富的微生物群落，容納著700 多種細(xì)菌，這些細(xì)菌分布在牙齒的硬表面和口腔黏膜的軟組織中［23］。據(jù)報(bào)道，生活在不同地理和氣候地區(qū)（阿拉斯加、德國(guó)和非洲）的人群在其唾液微生物組中表現(xiàn)出差異，這表明口腔微生物組的差異受到環(huán)境和氣候條件的影響［39］。初步研究表明，苦味受體TAS2R38 的遺傳變異反映在北歐地區(qū)（芬蘭）和南歐地區(qū)（西班牙）受試者口腔黏膜的微生物組成中，并且多因素分析顯示不同國(guó)家人群的微生物組成存在顯著差異，且與味覺(jué)基因型有關(guān)［40］。

5 環(huán)境地理因素耦合下的食物性味與人體健康

盡管西方營(yíng)養(yǎng)學(xué)、膳食學(xué)研究已經(jīng)比較深入，但基于分析還原論的思維邏輯而獲得的研究結(jié)果，實(shí)際上一直以來(lái)受到越來(lái)越多的質(zhì)疑，對(duì)處于特定環(huán)境條件下的以混合膳食進(jìn)食的個(gè)體而言，指導(dǎo)作用實(shí)際上仍很不充分［41］。在科學(xué)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的今天，傳統(tǒng)食品的健康作用與其起源及環(huán)境和人類(lèi)健康的耦聯(lián)關(guān)系，尚有許多需要探索、論證和解決。國(guó)人自身的體質(zhì)和飲食習(xí)慣亦有自身的特點(diǎn)，比如在寒熱體征上較之西方人群表現(xiàn)得更明顯。因此，基于環(huán)境基礎(chǔ)上的膳食營(yíng)養(yǎng)研究和我國(guó)傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代研究對(duì)國(guó)人膳食指導(dǎo)具有更強(qiáng)的針對(duì)性，利于促進(jìn)國(guó)人健康。

5.1 寒熱證的現(xiàn)代指標(biāo)

“上火”是國(guó)人所熟知的一種非健康狀態(tài)，某些食品是“上火”的，有些食品對(duì)一部分人“上火”，另一部分人不“上火”，還有一些食品在某地區(qū)食用是不上火的，但在另外地區(qū)可能是“上火”的，這是一個(gè)存在十分廣泛的環(huán)境協(xié)同食品之于健康的問(wèn)題，屬于界定的環(huán)境食品學(xué)研究必須面對(duì)的問(wèn)題?！吧匣稹笔且粋€(gè)口語(yǔ)化的詞匯，與人們對(duì)身體、心理在某種狀態(tài)下的體驗(yàn)相關(guān)?！吧匣稹迸c中醫(yī)學(xué)中“火熱證”有共同之處，與現(xiàn)代研究的“過(guò)敏”關(guān)系密切［42-44］。

目前，上火的寒熱證現(xiàn)代指標(biāo)通常是從植物神經(jīng)系統(tǒng)功能狀態(tài)探討的。熱證患者會(huì)出現(xiàn)呼吸增快、心率增加、唾液量減少、口腔溫度升高、尿內(nèi)兒茶酚胺類(lèi)物質(zhì)含量升高的癥狀，說(shuō)明交感神經(jīng)-腎上腺系統(tǒng)機(jī)能活動(dòng)增強(qiáng)［45］。郭宇光等［46］用放射免疫法測(cè)定15例虛熱證患者、17 例虛寒證和19 名健康的人尿液中PGE2、PGF2α排出量變化發(fā)現(xiàn)PGE、PGF與寒熱辨證密切相關(guān)。關(guān)正威等［47］參考了中醫(yī)證的研究，以前列腺素2PGF1α（血液內(nèi)PGF1α的代謝產(chǎn)物）為指標(biāo)研究膽石癥、胃癌、乳腺癌等，認(rèn)為膽石癥病人的尿內(nèi)PGF1α 在128 mg 以上者為熱證，以下者為寒證。

5.2 寒熱（性味）及作用機(jī)制

寒熱性與藥物、機(jī)體間熱能反應(yīng)關(guān)系方面的研究大致有2 種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為決定中藥的寒熱性是由產(chǎn)生熱能的差別對(duì)機(jī)體自身熱能反應(yīng)狀態(tài)的影響決定的［48］；另一種觀點(diǎn)則從生物熱動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，認(rèn)為藥物所含物理內(nèi)能與中藥寒熱性密切相關(guān)，即藥物在體內(nèi)運(yùn)行過(guò)程中，寒性藥能夠?yàn)闄C(jī)體吸收并帶走熱能，熱性藥能夠?yàn)闄C(jī)體釋放熱能［49］。分子藥性假說(shuō)認(rèn)為食品或中藥中并非所有化合物分子均是有效成分，而具有一定骨架的化合物或不同骨架分子組成的分子群往往表現(xiàn)出特定的治療作用［50-51］。由上述對(duì)中藥寒熱性的物質(zhì)基礎(chǔ)進(jìn)行探索的研究可以表明，在中藥物質(zhì)基礎(chǔ)的探索上還有相當(dāng)?shù)睦щy，必須從多側(cè)面、多途徑對(duì)物質(zhì)基礎(chǔ)及其作用機(jī)制進(jìn)行綜合分析和研究，方能獲得明確的結(jié)果。

大多數(shù)的寒熱研究集中在中醫(yī)藥方面，對(duì)食物性味的現(xiàn)代研究較少，但相關(guān)的方法是完全可以借鑒的。曾榮今等［52］對(duì)炒制花生“上火”的研究集中在其中結(jié)合水的含量對(duì)“上火”影響，表明人們攝入炒制花生時(shí)，其營(yíng)養(yǎng)成分分子可以與口腔里的水分子形成氫鍵并釋放能量。由此推斷食物“上火”的原因可能與食物結(jié)合水的缺乏密切相關(guān)。但同樣也有另一些研究者提出反對(duì)，因?yàn)樵撗芯坎⑽磳?duì)花生炒制過(guò)程中產(chǎn)生的300 余種風(fēng)味成分及蛋白質(zhì)等的其他變化進(jìn)行研究，單從水的角度探討顯然不能確定上火的機(jī)制，僅為可能機(jī)制之一。

對(duì)牛乳和食用蛋白粉的上火物質(zhì)基礎(chǔ)及其作用機(jī)制的研究，雖然曾得到較多研究者的關(guān)注，然而，采用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究的較少。任國(guó)譜等［53］對(duì)牛乳中各種營(yíng)養(yǎng)素和非營(yíng)養(yǎng)素和上火的關(guān)系進(jìn)行了一些分析和推測(cè)，但缺乏實(shí)驗(yàn)的支持。?in等［54］發(fā)現(xiàn)喂食采用油炸后的食用油的老鼠可以增加巨噬細(xì)胞產(chǎn)生PGE2 的數(shù)量。Miwa 等［55］則發(fā)現(xiàn)上火和清火物質(zhì)與老鼠巨噬細(xì)胞產(chǎn)生PGE2 的數(shù)量密切相關(guān)。Huang 等［56］也發(fā)現(xiàn)涼性的菊花、苦瓜和蓮子可降低巨噬細(xì)胞RAW264.7產(chǎn)生PGE2的數(shù)量，而熱性的荔枝、龍眼、龍眼干增加巨噬細(xì)胞RAW264.7 產(chǎn)生PGE2的數(shù)量。此外，楊瑞麗等［57］研究發(fā)現(xiàn)荔枝果肉乙酸乙酯提取物能夠誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞J774 分泌促炎遞質(zhì)PGE2 和NO，從而引起炎癥性“上火”反應(yīng)。這表明巨噬細(xì)胞產(chǎn)生PGE2 的數(shù)量可以在一定程度上用來(lái)表征部分食源性物質(zhì)的熱性和寒性。

5.3 環(huán)境地理與食品性味

有關(guān)食品性味與環(huán)境關(guān)系的研究較少，但中藥材方面已經(jīng)有較多研究。曾有研究者利用四格表卡方檢驗(yàn)法和相關(guān)分析法對(duì)青藏高原中藥材的性味與環(huán)境地理因素的相關(guān)性進(jìn)行分析，表明藥用植物中化學(xué)成分可能受到環(huán)境影響，地理因素及海拔與中藥性味之間呈現(xiàn)出某些相關(guān)性［58］。鑒于過(guò)往對(duì)食源性“寒熱”研究的現(xiàn)狀，必須采用多種手段和方法，部分借鑒中藥寒熱性的本質(zhì)以及其物質(zhì)基礎(chǔ)的研究方法和思路，在分子、細(xì)胞和動(dòng)物整體等多層次的全面研究，方能對(duì)其物質(zhì)基礎(chǔ)及其作用機(jī)制給出明確的答案。在建立生物量熱分析、“寒熱”體細(xì)胞篩查法及動(dòng)物模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)不同食物品種、不同貯藏階段、不同環(huán)境的特性進(jìn)行多角度評(píng)價(jià)以確定可能目標(biāo)物；采用現(xiàn)代分離科學(xué)及結(jié)構(gòu)分析手段對(duì)可能目標(biāo)物進(jìn)行分離鑒定，探討其作用機(jī)制和控制措施。

6 環(huán)境食品學(xué)的現(xiàn)代研究方法

6.1 營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)與環(huán)境食品學(xué)研究結(jié)合方面

不同環(huán)境地理因素的人，在進(jìn)食同一種食物，可能對(duì)健康產(chǎn)生不同的影響，一方面可能與環(huán)境地理因素和氣候有關(guān)，但另一方面，則可能與基因的多態(tài)性有關(guān)。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的重要應(yīng)用領(lǐng)域是保健食品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用和確定營(yíng)養(yǎng)素需要量。利用功能性基因組學(xué)技術(shù)對(duì)食物中活性組分進(jìn)行篩選以預(yù)防疾病的研究項(xiàng)目在不同的國(guó)家啟動(dòng)。由于食物中生物活性物質(zhì)對(duì)機(jī)體的影響往往較藥物微弱，傳統(tǒng)的生化指標(biāo)往往不能反映出這種微弱的變化。實(shí)際上，這對(duì)于環(huán)境地理食品或者應(yīng)季食品的機(jī)理闡述具有極大的借鑒意義。此外，基因組技術(shù)將有助于發(fā)現(xiàn)大批分子水平上可特異地反映營(yíng)養(yǎng)素水平的指標(biāo)，從而推動(dòng)營(yíng)養(yǎng)素所需量的制定工作。此外，未來(lái)基于個(gè)體基因組差異定制化營(yíng)養(yǎng)將逐漸為人們所認(rèn)識(shí)和接受。這對(duì)于環(huán)境地理因素或應(yīng)季食品研究意義重大，對(duì)制定具有中國(guó)特點(diǎn)的膳食指導(dǎo)方案也提供了最堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

6.2 蛋白質(zhì)組學(xué)與環(huán)境食品學(xué)研究結(jié)合方面

作為后基因組時(shí)代的一門(mén)新興學(xué)科，蛋白質(zhì)組學(xué)是由基因組學(xué)在邏輯上發(fā)展而來(lái)。與基因組的穩(wěn)定性相比，蛋白質(zhì)組則具有可變多樣的特點(diǎn)，即對(duì)于同一機(jī)體的各種細(xì)胞，相比于穩(wěn)定的基因組，蛋白質(zhì)組則是不相同的。差異蛋白質(zhì)學(xué)研究的理論假設(shè)認(rèn)為當(dāng)某一細(xì)胞或組織在發(fā)生某種變化（正常或異常）時(shí)，其蛋白質(zhì)組會(huì)發(fā)生相應(yīng)的、有規(guī)律的改變，如進(jìn)一步證明蛋白質(zhì)組與該病理變化緊密相關(guān)，差異蛋白則被認(rèn)為是這種變化的一類(lèi)標(biāo)志性蛋白。同樣，對(duì)于某一食品在不同環(huán)境地理因素、不同季節(jié)、不同個(gè)體食用時(shí)，其血清蛋白質(zhì)組學(xué)可能有所變化，因此，它對(duì)區(qū)域食品或應(yīng)季食品的可能影響、功能成分靶標(biāo)尋找、細(xì)胞調(diào)控分子鑒別等均有極大的實(shí)際意義。

食物的性味，如上火，與過(guò)敏具有某種聯(lián)系，這方面的蛋白質(zhì)組學(xué)研究剛起步。Crameri［59］在2005年分析了蛋白組學(xué)應(yīng)用于過(guò)敏研究的前景，通過(guò)體液或組織的蛋白研究，可以加快過(guò)敏研究進(jìn)程。Selgrade 等［60］認(rèn)為通過(guò)血清篩選過(guò)敏蛋白，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以從結(jié)構(gòu)上分析預(yù)測(cè)過(guò)敏原。Suzuki 等［61］通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)研究雞蛋過(guò)敏血清IgE 抗體結(jié)合蛋白是否存在于蛋清中，發(fā)現(xiàn)15 個(gè)雙向凝膠電泳點(diǎn)可以結(jié)合到血清IgE 抗體，其中1 個(gè)確定為卵轉(zhuǎn)鐵蛋白，分析給出了與IgE 抗體結(jié)合的蛋清蛋白質(zhì)全譜圖，為準(zhǔn)確診斷及脫敏治療提供了重要理論依據(jù)。過(guò)敏的蛋白組學(xué)揭示，過(guò)敏與血清蛋白的調(diào)控密切相關(guān)，通過(guò)某些蛋白的調(diào)控，可以對(duì)過(guò)敏人群進(jìn)行治療和過(guò)敏原預(yù)測(cè)。由此推測(cè)，上火相關(guān)的調(diào)控蛋白可通過(guò)血清蛋白譜篩選，這為研究“性味”這一傳統(tǒng)食療養(yǎng)生理論帶來(lái)新思路和技術(shù)手段。

6.3 代謝組學(xué)與環(huán)境食品學(xué)研究結(jié)合方面

自古以來(lái)，中國(guó)就有藥食同源的理論。代謝組學(xué)在與毒理基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)相結(jié)合時(shí)可從基因型到表型方面完整地評(píng)價(jià)食療組方的功效和毒性，其“整體模式”或“指紋”具有單一靶標(biāo)，具有更好的一致性和預(yù)見(jiàn)性。劉樹(shù)民等［62］以2，4-二硝基苯酚誘導(dǎo)的熱病證候模型為切入點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)小分子代謝產(chǎn)物的恢復(fù)相較于宏觀體征具有明顯滯后性。劉衛(wèi)紅等［63］進(jìn)行痰瘀證候代謝組學(xué)研究，認(rèn)為中醫(yī)痰瘀證候的生物學(xué)本質(zhì)可應(yīng)用代謝組學(xué)分析尋找痰瘀演變過(guò)程標(biāo)志性代謝產(chǎn)物來(lái)闡釋?zhuān)嚓P(guān)的方法完全適用于食物的研究。對(duì)機(jī)體中不同來(lái)源的生物樣品（尿樣、血樣、組織樣等）進(jìn)行代謝組學(xué)分析的整合代謝組學(xué)及基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組等組學(xué)綜合策略，有可能揭示食物證候?qū)嵸|(zhì)和食療作用機(jī)制，加快食療現(xiàn)代化進(jìn)程，從而促進(jìn)環(huán)境食品學(xué)這一具有中國(guó)特色的學(xué)科發(fā)展。

7 展 望

健康是人類(lèi)的共同追求，同樣也是全社會(huì)的共同責(zé)任，不僅涉及到個(gè)人、家庭的幸福，也影響到社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展?；诖?，國(guó)內(nèi)外廣泛研究的諸多學(xué)科，如營(yíng)養(yǎng)學(xué)、食品科學(xué)、環(huán)境健康學(xué)、食品環(huán)境學(xué)等不斷涌現(xiàn)出新的研究成果，同時(shí)營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、營(yíng)養(yǎng)代謝組學(xué)、生物信息學(xué)、地理信息學(xué)等新興、邊緣學(xué)科的發(fā)展也日新月異。但這些根植于西方現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)學(xué)科及新興、邊緣學(xué)科往往忽視了進(jìn)食環(huán)境和食品的耦合與健康的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。

環(huán)境食品學(xué)的研究聚焦于環(huán)境耦合食品之于健康的基礎(chǔ)性科學(xué)問(wèn)題，從更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的方向來(lái)看，這些基礎(chǔ)性研究一旦產(chǎn)生重要的研究成果，必將指導(dǎo)相關(guān)的應(yīng)用研究和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)，利于提高中國(guó)食品在西方乃至世界的地位和影響，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極促進(jìn)作用。