基于营养生命周期评估的动物源食品营养与环境足迹整合研究

《Sustainable Production and Consumption》：Integrating nutritional and environmental impacts of animal-source foods via nutrition-based life-cycle assessment (nLCA)

本研究针对传统生命周期评估(LCA)忽视食品营养价值的局限，创新性地采用营养生命周期评估(nLCA)方法，系统量化了五种动物源食品（猪肉香肠、火腿、培根、牛肉香肠和牛排）的营养-环境足迹(NEF)。研究发现牛肉产品环境足迹普遍较高，而牛排营养评分最优；整合评估显示猪肉培根和香肠在多数情景下NEF得分更低。该研究为食品可持续性评估提供了新范式，为产业优化、政策制定和消费者选择提供了科学依据。

　　

在当前全球面临气候变化和营养健康双重挑战的背景下，如何平衡食品生产的环境影响与营养价值已成为可持续发展的重要议题。动物源食品，特别是红肉（如牛肉和猪肉），在日常饮食中扮演着重要角色，但同时也是环境负担的主要来源。传统上，评估食品环境影响的生命周期评估(LCA)方法多基于物理质量单位，未能充分考虑食品的营养功能。这就导致评估结果可能无法全面反映食品的综合可持续性。为此，研究人员开始探索将营养指标纳入环境评估的新方法——营养生命周期评估(nLCA)。

为了更科学地评估动物源食品的可持续性，北卡罗来纳州立大学的Ajinkya Arun Atkare、Jonathan C. Allen和Minliang Yang在《Sustainable Production and Consumption》上发表了题为"Integrating nutritional and environmental impacts of animal-source foods via nutrition-based life-cycle assessment (nLCA)"的研究。该研究创新性地构建了营养-环境足迹(NEF)框架，对五种常见动物源食品（猪肉香肠、猪肉火腿、猪肉培根、牛肉香肠和牛肉牛排）进行了从摇篮到大门的环境影响与营养价值的整合评估。

研究采用了多学科交叉的方法论框架，主要关键技术包括：基于ISO 14040/14044标准的全生命周期评估(LCA)用于量化全球变暖潜能(GWP)、酸化潜能(AP)、富营养化潜能、土地利用和水资源使用等环境指标；营养生命周期评估(nLCA)方法整合了能量、蛋白质、钠、铁和饱和脂肪等关键营养指标；采用三种功能单位（每份、每50克蛋白质、每100千卡能量）进行计算；运用排序法和实际值法两种权重分配策略；使用ReCiPe 2016中点方法和AWARE V1.05等标准化评估模型；并进行了蒙特卡洛模拟以处理数据不确定性。

3.1. 牛肉产品的环境足迹结果

研究发现，牛肉产品的环境足迹显著高于猪肉产品。在基础饲料情景下，每公斤活牛、牛肉胴体、牛肉香肠和牛排的全球变暖潜能(GWP)分别为14.5-15.6千克CO_2e、24.0-25.8千克CO_2e、34.6-37.3千克CO_2e和34.5-37.1千克CO_2e。浓缩饲料情景下这些值略有降低。贡献分析表明，牛群饲养阶段是环境影响的主要来源，占总影响的98%以上，其中母牛群维持是最大的贡献者。肠道甲烷排放是GWP的主要驱动因素，其次是粪便中的N₂O和CH₄排放以及饲料生产。

3.2. 猪肉产品的环境足迹结果

猪肉产品的环境足迹明显低于牛肉产品。每公斤活猪、猪肉胴体、猪肉香肠、猪肉火腿和猪肉培根的GWP分别为2.3±0.1千克CO_2e、3.3±0.1千克CO_2e、4.5±0.1千克CO_2e、4.8±0.1千克CO_2e和4.9±0.1千克CO_2e。饲料生产是环境影响的主要贡献者，特别是玉米和大豆种植过程。与牛肉系统不同，猪肉生产中的粪便CH₄排放是GWP的主要来源（占53-55%），其次是饲料生产（占32-33%）。

3.3. 营养足迹结果

从纯营养角度评估，牛肉牛排是评分最优的产品，这主要归因于其高铁含量、低钠含量（每份比较除外）和高蛋白含量。相反，猪肉火腿由于高钠含量和低能量供应（每份比较除外），在实际值法中得分最低。值得注意的是，营养足迹结果受计算方法选择和营养参数设定的影响较大，不同评估方法可能导致产品排序的差异。

3.4. 营养-环境足迹结果

整合评估显示，尽管牛肉产品在纯营养评估中表现优异，但其较高的环境足迹导致整体NEF得分上升。在不同功能单位和计算方法下，猪肉培根和猪肉香肠通常获得较低的NEF得分，表明它们在环境可持续性和营养价值的平衡方面表现更好。特别是，猪肉培根由于高蛋白密度和高能量密度，在每50克蛋白质和每100千卡能量的功能单位下表现突出。而猪肉火腿由于高钠含量，在多数情景下NEF得分较高。

研究结论表明，动物源食品在环境与营养维度存在明显的权衡关系。虽然牛肉产品在纯营养方面具有优势，但其较高的环境足迹影响了整体可持续性表现。猪肉产品，特别是培根和香肠，在整合评估框架下显示出更好的综合性能。这一发现为消费者选择、产业优化和政策制定提供了重要参考。

该研究的创新之处在于建立了可扩展的nLCA评估框架，能够同时考量食品的环境影响和营养价值。NEF评分体系可作为多方利益相关者的决策支持工具：消费者可基于此做出更可持续的食品选择；食品产业可优化产品设计和生产工艺；政策制定者可据此建立更科学的食品认证和推荐指南。未来，该框架还可进一步扩展至植物基和替代蛋白产品，并与经济、社会维度整合，实现食品系统的全面可持续性评估。

尽管本研究存在权重分配均等化、系统边界限于 cradle-to-gate 等局限，但它为食品可持续性评估提供了新范式，推动了营养与环境指标的深度融合，为构建更健康、更可持续的食品系统奠定了方法论基础。随着消费者对食品营养和环境影响的关注度日益增加，这种综合评估方法将在未来食品政策和消费决策中发挥重要作用。