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作者：刘永峰 李建科 单位：陕西师范大学食品工程与营养科学学院
1分子营养学的产生和发展
分子营养学从产生到现在已有20多年的历史。1975年，美国实验生物学科学家联合会第59届年会在亚特兰大举行了“营养与遗传因素相互作用”专题讨论会，美国国立卫生研究所（NIH）营养协调委员会主席ArtemisPSimopoulos博士认为，这是营养学历史上具有里程碑意义的一次盛会。1985年，ArtemisPSimopoulos博士在美国西雅图举行的“海洋食物与健康”的会议上，首次使用了“MolecularNutrition”，即分子营养学这个名词；1988年该领域研究的论文与综述骤然增多，文章涉及的内容大致包括分子生物学技术在营养学研究中的应用、分子生物学与营养学结合的必要性、基因转录的代谢调节、基因表达的营养（或营养素）调节、营养与变异、基因多态性与营养素之间的相互作用对营养相关疾病的影响、基因多态性对营养素需要量的影响等7个部分[2]，已经囊括分子营养学的所有研究内容。20世纪末至21世纪初，人类基因组计划完成之后，相继提出了环境基因组计划和食物基因组计划，而食物基因组计划主要研究与食品中营养素和非营养素显著相关的基因及其突变位点，尤其是研究与营养素代谢显著相关的突变基因[3]。接着，美国麻省理工学院临床研究中心DrYong教授指出：营养学家应该考虑基因组序列对他们的研究意味什么，如果不去尝试回答这个问题，营养学将面临死亡[4]。在这种背景下，分子营养学应运而生。人类对癌症研究快速推动了营养学与基因表达的联姻，直接导致了分子营养学的诞生。
随后，科学家们考虑到人们年龄、性别的差异，尤其是考虑到了个体在营养素需要量上的特殊性，根据对特异营养素影响基因表达及特异基因不同基因型对营养素需要量和营养素利用程度影响不同等方面的研究，营养学研究者制订了不同基因型人群相应的推荐摄入量（RNI）。这些研究推动了分子营养学研究的发展，将有利于促进对人类健康有利的基因进行表达，抑制或沉默与营养代谢疾病有关的基因进行表达。随着分子营养学的产生和飞速发展，以及学生渴求知识的范围更广泛，自主学习的氛围更浓，食品科学与营养科学等同类院系为本科或研究生开设分子营养学课程，无疑为学生创造了更好的教学环境，让学生能够学习到最前沿、最新兴的专业学科，更快地进入科研状态，更好地适应社会发展。
2分子营养学与食品营养学的关系
食品营养学是现代营养学的一门分支学科，其侧重点是从农产品原料的营养物质组成及含量、膳食结构与营养素的合理搭配、食品贮藏加工中营养素的变化等角度研究食品营养与人体健康，广义上还包括食品营养与农业发展的关系。可以说，食品营养学是食品科学与工程专业的主干课程。目前，越来越多的高校将食品科学专业的院系设置为食品科学与营养科学并重的院系，从这些举动中，看到了食品营养学的发展重要性及前景。分子营养学当前最公认的概念是，应用分子生物学技术和方法从分子水平上研究营养学的一个新领域，是营养科学研究的一个高级层面，也是营养科学的一个组成部分或分支。从分子水平上研究营养学，也就是从DNA水平或基因乃至蛋白质水平研究营养学。研究内容遍及营养科学的各个领域，当前的研究热点主要有营养与基因表达调控、营养与遗传变异、营养与基因组的稳定性、营养与个体基因多态性对相关疾病的影响等。因此，在开设食品营养学、食品生物技术等课程的同时，需要紧随学科发展形势和科学研究前沿，拓展营养科学研究内容，尽量让学生多掌握一些分子营养学知识，并进行该领域的试验，以便迎接食品营养学领域面临的新挑战。
3食品科学专业分子营养学的教学内容
食品营养学的课程一般在大学二年级作为必修课开设，而分子营养学是营养学领域中发展最快的一门科学，与食品营养学息息相关。在学生已经掌握食品营养学知识的基础上，为其开设分子营养学选修课程，让有兴趣的学生能够从宏观到微观，从现象到本质，更深层地了解食品营养的分子机理及分子作用。另外，作为食品科学专业的研究生，深层次地了解分子营养机理就更为必要了。食品科学专业分子营养学课程的教学内容主要包括：基因表达的概念和基因表达调控的基本理论和基因表达调控的意义；食品中营养素对基因表达的调控、对基因组结构和稳定性的影响；食品中各类营养素对基因表达的调控，分别介绍食品中蛋白质、脂肪、碳水化合物、钙、铁、锌、硒、VA，VD，VE对基因表达的调控；基因多态性对食品营养素吸收、代谢和利用的影响，主要介绍基因多态性对食品中叶酸代谢的影响、VD受体基因多态性对食品中钙代谢的影响、基因多态性对食品中胆固醇代谢的影响、基因多态性对食品中铁代谢的影响和基因多态性与食品中乳糖不耐征；个体化的营养素供求量制订及其个体化健康影响的规律及机制，食品营养素与基因相互作用在个体化营养相关疾病的一般作用和生命早期食品对成年后营养相关疾病发生的营养及机制。在教学过程中，针对食品科学专业学生的自身特点，设置了整个教学内容，充分利用学生已有的食品科学和营养科学知识基础，合理选择教学内容，注意和实践相结合，提高学生学习兴趣，同时注重学生系统学习能力和科研能力的培养。首先，应考虑到介绍基因表达的概念和基因表达调控的基本理论，因为食品营养素对基因表达的调控要涉及到这些分子生物学的基础理论，所以在本课程的前面进行介绍有助于为学习后面的知识奠定基础。其次，食品营养素对基因表达的调控、对基因组结构和稳定性的影响以及基因多态性对食品营养素吸收、代谢和利用的影响，这是分子营养学的主要研究内容，但是这些内容比较抽象，针对本科生和研究生，需要结合实例，形象地进行介绍，而且本科生可以相对简单地进行讲述，以便学生更容易理解。再次，因为食品中各类营养素对基因的表达调控虽然有一些共同点，同时它们又各具特色，以各种营养素为例，详细地介绍每一种食品营养素对基因表达的调控。最后，在以上内容的基础上，针对本科生和研究生，以不同难易程度来讲述个体化的营养素供求量制定及其对个体化健康影响的规律及机制，详细阐述不同个体营养素的需求量和供给量及在营养相关疾病发生中的作用。如此这样，学生结合自学，可以全面学习和理解分子营养学的知识内容。
4食品科学专业分子营养学的教学方法
#p#分页标题#e# 分子营养学涉及到了许多分子生物学、基因工程等抽象的概念，仅仅通过理论教学，是难以让学生融会贯通的，需要在课程中间设置部分实验，通过学生亲自动手操作，以了解一些食品科学专业中分子营养学的基本知识，如PCR技术的操作、动植物食品中基因组DNA的提取、DNA的纯化及质量测定、食品中RNA的提取及测定、粮油食品个体化营养素需求量及供给量的制定等最基础的实验技能。同时，通过多媒体技术结合网络进行部分生物信息学的讲述，如介绍一些生物基因组序列的组成与比对、NCBI数据库、多态位点数据库等最基础的生物信息学工具；针对多媒体实例介绍，以及营养素与基因相互作用在营养相关疾病发生中的作用及机制。最后，针对学生存在的问题，进行重点介绍和讲述。
5分子营养学在食品科学专业中的重要性
目前，分子营养学课程在全国高校的食品相关专业尚未见开设，主要在医学类专业开设的比较多。随着国家对食品营养及食品安全的重视程度的加强，加之国家对学科交叉的重要性倍加关注，食品科学专业科研及教学工作者对食品营养和安全的评价不仅仅停留在宏观研究上，而是深层次地意识到了食品营养素的功能和作用在分子水平上的重要性。陕西师范大学食品工程与营养科学学院经过形势分析，在李建科教授策划及带领下，率先组建食品营养与分子营养学实验室，已在该学院食品化学博士学位点培养方案中设置了分子营养学课程，并着手在本科生教学计划中配合食品营养学必修课开设分子营养学选修课，为学生深入了解各种食品营养素在人体生命活动中的作用机理提供知识和能力储备，进而使学生在今后的工作和深造中发挥重要作用。分子营养学课程在食品科学专业中的重要性主要体现在以下几个方面：
首先，分子营养学涉及前沿学科较多，可以扩展学生的学习领域，提高学生的学习兴趣和创新能力。人类对生命现象与本质的认识经历了由整个机体水平向器官、组织、细胞、亚细胞结构及分子水平这样一个逐渐深入的过程。传统营养学对动物或人机体营养代谢的过程已经有了深入的阐述，但是这些研究绝大部分是在机体水平上的研究。随着分子生物学技术的日渐成熟，并向整个生物领域快速渗透，营养学自身发展需要从细胞水平阐明营养物质或生物活性物质调控机体营养分配与代谢的途径及机理。分子营养学是营养科学研究的一个层面，是营养科学的组成部分，是营养科学研究的一个新兴领域和营养科学的前沿。营养科学研究乃至生命及医学科学研究一般都是在人群、动物个体、细胞和分子4个层面上展开的。人群层面多采用流行病学方法，以调查研究为主；个体、细胞、分子层面多采用实验研究。4个层面相辅相成，构成一个营养科学研究的系统工程。营养代谢疾病研究观察到的现象需要通过实验研究证实，实验研究通过个体、细胞、分子水平逐步认识现象的本质。分子水平是实验不断发展的产物，更有助于探索现象的本质。分子营养学不仅可以证实营养现象，更重要的是探索营养现象的内在机制。目前，对于处在生物科技飞速发展时代的大学生和研究生，开设分子营养学有利于他们紧跟科学研究步伐，培养创新能力。
其次，分子营养学可与食品营养学互为补充，有利于学生由浅入深、全面了解。分子营养学技术在食品营养学研究中的应用促进了食品营养科学的发展，但就食品营养科学研究本身而言，仍要宏观与微观并举，既要不断将营养科学提高到分子水平，又要充分发挥宏观研究的优势，不断将营养科学研究引向深入。学生在学习的过程中，既可以运用微观知识来理解宏观问题，又减少了微观知识的抽象性，更加容易理解两门课程，提高学习积极性。
最后，分子营养学课程及其试验的开设，对于学生在今后的工作或者科研中进行运用具有重要意义。基于分子生物学技术制订个体化的营养素需要量及相应的推荐摄入量，并预测个体化营养疾病，指导人类健康饮食，在今后研究中有着举足轻重的作用，为膳食标准的制订、营养相关疾病的治疗、营养与保健产品的研发奠定了理论基础。学生通过该门课程的学习及其实验技术的掌握，可以在该领域中贡献一份力量。
