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【人民日報(bào)】以技術(shù)突破指導(dǎo)產(chǎn)品加工 亞熱帶果蔬實(shí)現(xiàn)高值化利用
食品營養(yǎng)與健康是重大國家戰(zhàn)略與民生需求，發(fā)展?fàn)I養(yǎng)功能食品產(chǎn)業(yè)是保障國民健康的重要途徑。在去年11月出爐的2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎中，“營養(yǎng)健康導(dǎo)向的亞熱帶果蔬設(shè)計(jì)加工關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”食品項(xiàng)目成果躋身其中。近日，記者圍繞這一科技成果采訪了項(xiàng)目牽頭人廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長、廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系“農(nóng)產(chǎn)品初加工與深加工”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家張名位。在他看來，針對不同人群的營養(yǎng)功能食品精準(zhǔn)加工是實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)調(diào)控的關(guān)鍵，也是食品科技領(lǐng)域的前沿課題，而以“食藥同源”的特色農(nóng)產(chǎn)品為原料精準(zhǔn)加工的營養(yǎng)功能食品是重要的發(fā)展方向。通過技術(shù)創(chuàng)新，將龍眼、荔枝等通常以鮮食為主的亞熱帶水果精準(zhǔn)加工成保健食品、特膳食品，確保產(chǎn)品的營養(yǎng)充足性和功能有效性，可以滿足不同消費(fèi)群體的多元需求。
張名位團(tuán)隊(duì)開展科研工作
張名位介紹，從2003年開始，項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)聚焦龍眼、荔枝、苦瓜、葛根等“食藥同源”的亞熱帶地區(qū)特色果蔬，在深入挖掘其營養(yǎng)健康效應(yīng)機(jī)制的基礎(chǔ)上，針對其功能特點(diǎn)開展設(shè)計(jì)性精深加工，研發(fā)適合不同人群的營養(yǎng)功能食品，突破了亞熱帶果蔬長期以鮮銷和干制初加工為主、精深加工的高值化產(chǎn)品少、產(chǎn)業(yè)綜合效益不高等瓶頸，推動了產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效發(fā)展。團(tuán)隊(duì)不懈的努力也取得了累累碩果，記者了解到，該項(xiàng)目成果整體技術(shù)達(dá)國際領(lǐng)先水平，獲授權(quán)發(fā)明專利36件，核心專利獲中國專利銀獎1項(xiàng)，發(fā)表SCI論文82篇，研發(fā)新產(chǎn)品28個，獲保健食品批文7個。
項(xiàng)目成果實(shí)現(xiàn)三大創(chuàng)新
人們在剝過龍眼、荔枝后手上會很黏，而這種高黏性讓亞熱帶水果精準(zhǔn)加工面臨困難。張名位告訴記者，亞熱帶果蔬加工的技術(shù)難點(diǎn)主要集中在以下三方面：
一是亞熱帶果蔬原料的營養(yǎng)健康機(jī)制不清楚，導(dǎo)致加工利用缺乏導(dǎo)向依據(jù)和理論基礎(chǔ)?；钚晕镔|(zhì)復(fù)雜，主要活性成分的具體化學(xué)組成及其精細(xì)結(jié)構(gòu)特征表征難，導(dǎo)致活性物質(zhì)基礎(chǔ)不明確；對其主要營養(yǎng)健康效應(yīng)的認(rèn)識僅停留在傳統(tǒng)消費(fèi)習(xí)俗上，具體作用機(jī)制不清楚，量效構(gòu)效關(guān)系不明確。二是營養(yǎng)導(dǎo)向的加工技術(shù)缺乏或受瓶頸制約，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)加工。亞熱帶果蔬高糖高黏，活性成分提取率低，難以兼顧高活性與高得率；原料加工過程中活性成分損失嚴(yán)重，難以實(shí)現(xiàn)其活性穩(wěn)態(tài)增效。三是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的營養(yǎng)和功能針對性不強(qiáng)，高附加值產(chǎn)品少，產(chǎn)品難以滿足不同人群的營養(yǎng)功能需求和消費(fèi)者對產(chǎn)品類型多元化的需求。
創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在多年的不懈努力中，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的三大創(chuàng)新點(diǎn)。
一是系統(tǒng)解析了亞熱帶特色果蔬中多糖、多酚和三萜等主要活性物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，揭示其主要營養(yǎng)健康效應(yīng)分子機(jī)制，解決了其健康食品設(shè)計(jì)創(chuàng)制主要物質(zhì)基礎(chǔ)不明確、量效構(gòu)效關(guān)系不清楚的問題。創(chuàng)建龍眼荔枝活性多糖級分快速分離技術(shù)，分離效率提高1倍以上，率先解析其免疫調(diào)節(jié)主活性級分的一級和高級結(jié)構(gòu)，明確了主要活性空間結(jié)構(gòu)特征。從龍眼、荔枝和苦瓜中鑒定多酚和三萜類新化合物34個和首次報(bào)道已知化合物42個，首次明確槲皮素-3-蕓香糖-7-鼠李糖苷是荔枝的主要酚類組分（占總酚含量46.6%）。通過化學(xué)、細(xì)胞、動物等不同水平的系統(tǒng)研究，闡明了原料主要健康效應(yīng)機(jī)制。發(fā)現(xiàn)龍眼荔枝多糖對腸道黏膜損傷具有明顯的保護(hù)作用，揭示了其通過增強(qiáng)腸道組織的黏膜免疫功能從而增強(qiáng)全身免疫活性的作用機(jī)制。同時發(fā)現(xiàn)龍眼多糖與腸道微生物相互作用，通過腸腦軸作用于大腦，起到促睡眠作用。這一發(fā)現(xiàn)科學(xué)地闡釋了龍眼“安神”“滋補(bǔ)”作用的科學(xué)機(jī)理。此外，項(xiàng)目還闡明了荔枝、葛根多酚對于過量飲酒引起的肝臟損傷保護(hù)機(jī)制以及苦瓜三萜基于刺激胰島素分泌與葡萄糖吸收的降糖活性機(jī)制。
二是突破亞熱帶果蔬活性物質(zhì)高效提取制備關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)創(chuàng)制亞健康人群專用功能食品，實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)健康導(dǎo)向的特色農(nóng)產(chǎn)品精準(zhǔn)加工與增值利用?；邶堁劾笾钚远嗵敲庖哒{(diào)節(jié)等活性的構(gòu)效關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)明了龍眼荔枝多糖物理場輔助-酶降解提取與發(fā)酵乳桿菌可控降解的高活性多糖制備技術(shù)，多糖得率明顯提高，平均分子量降低45%—51%，免疫調(diào)節(jié)等生物活性顯著增強(qiáng)；發(fā)明結(jié)合態(tài)多酚釋放的酸水解制備技術(shù)和乳酸菌發(fā)酵釋放制備技術(shù)，總酚提取率提高1倍以上，提取物的抗氧化明顯提高；發(fā)明了苦瓜三萜-多糖聯(lián)合提取技術(shù)，原料利用率提高80%；以活性多糖、多酚為重要功能性成分，設(shè)計(jì)創(chuàng)制出具有免疫調(diào)節(jié)、改善記憶和睡眠、護(hù)肝和改善糖代謝等功能的系列產(chǎn)品，獲保健食品批文7個。
三是創(chuàng)建亞熱帶果蔬活性物質(zhì)穩(wěn)態(tài)增效的原料整體利用加工關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)創(chuàng)制系列特膳食品并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。發(fā)現(xiàn)龍眼、荔枝適度熱加工裂解多糖，促進(jìn)多糖蛋白復(fù)合物形成，提高其免疫活性，創(chuàng)建了促進(jìn)多糖-蛋白復(fù)合物形成并增強(qiáng)多糖免疫調(diào)節(jié)活性的龍眼、荔枝變溫節(jié)能干燥-冷凍超微粉碎的龍眼全粉制備技術(shù)；在發(fā)現(xiàn)苦瓜降糖活性成分三萜的苦度與其降糖活性之間存在正相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，研發(fā)出苦味抑制結(jié)合微膠囊包埋的低苦味苦瓜全粉制備技術(shù)，解決高活性苦瓜粉苦度影響其應(yīng)用的難題；以上述果蔬全粉為基質(zhì)，設(shè)計(jì)創(chuàng)制出適宜腸道損傷、糖代謝異常等人群食用的特醫(yī)特膳食品新產(chǎn)品。據(jù)了解，這些產(chǎn)品在全國1000多家醫(yī)院實(shí)現(xiàn)了臨床應(yīng)用，顯著改善患者營養(yǎng)水平。
產(chǎn)品研發(fā)全面開花
在整個項(xiàng)目的推進(jìn)中，張名位堅(jiān)持以營養(yǎng)健康為導(dǎo)向。在他看來，營養(yǎng)健康導(dǎo)向重點(diǎn)體現(xiàn)在兩方面：一方面，項(xiàng)目針對不同人群營養(yǎng)需求與病理生理代謝特征，精準(zhǔn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品配方模式；在明確產(chǎn)品營養(yǎng)與功能特性之后，再篩選原料和功能性成分，確保原料和功能成分選擇合適，產(chǎn)品功能定位準(zhǔn)確。另一方面，深入挖掘不同原料的健康功效機(jī)制，為產(chǎn)品研發(fā)奠定科學(xué)理論，提供量效構(gòu)效指導(dǎo)依據(jù)；創(chuàng)建活性保持與原料增效利用的精準(zhǔn)加工技術(shù)，確保產(chǎn)品的營養(yǎng)充足性和功能有效性。
“在營養(yǎng)健康導(dǎo)向下，項(xiàng)目的創(chuàng)新性成果與亞熱帶特色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工全產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)緊密對接。”張名位認(rèn)為，原料營養(yǎng)健康功效機(jī)制研究豐富了亞熱帶果蔬基礎(chǔ)科學(xué)理論，為特色農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價以及區(qū)域品牌打造、引導(dǎo)消費(fèi)等提供了科學(xué)支撐。
張名位介紹，活性穩(wěn)態(tài)增效加工技術(shù)主要是在廣東澤豐園農(nóng)產(chǎn)品有限公司、廣州市清香農(nóng)產(chǎn)有限公司等一些農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，開發(fā)了高品質(zhì)果干、果蔬健康食品配料等；活性成分提取制備技術(shù)主要是在無限極（中國）有限公司、廣東生命一號藥業(yè)股份有限公司等食品加工企業(yè)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，設(shè)計(jì)開發(fā)了保健食品和特膳食品。他舉例說，自2005年起，與廣東生命一號藥業(yè)股份有限公司開展緊密的產(chǎn)學(xué)研合作。由于對龍眼益智功效物質(zhì)基礎(chǔ)缺乏認(rèn)識，公司在生命一號口服液研發(fā)初期，僅將?；撬岷土字鳛楫a(chǎn)品的功效成分。在產(chǎn)學(xué)研合作中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)探明了龍眼多糖改善學(xué)習(xí)記憶活性及其作用機(jī)制、明確龍眼多糖與牛磺酸、磷脂協(xié)同改善記憶的組效關(guān)系，為產(chǎn)品功能聲稱提供了科學(xué)理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)之上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)公司在產(chǎn)品品控管理中新增加多糖含量作為衡量產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)。此外，在發(fā)現(xiàn)β-1,6-半乳糖結(jié)構(gòu)是龍眼多糖改善記憶重要活性位點(diǎn)后，建立龍眼多糖超聲強(qiáng)化-復(fù)合酶解制備工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了活性位點(diǎn)的充分暴露，從而指導(dǎo)企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品加工工藝，有效保證了活性多糖的提取效率，進(jìn)一步穩(wěn)定了產(chǎn)品的功效和品質(zhì)。據(jù)了解，相關(guān)產(chǎn)品最高年銷售額超過6億元。
創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈融合加速
此次項(xiàng)目合作單位涉及多個領(lǐng)域，有高校、科研院所、藥企、食品企業(yè)，這種多領(lǐng)域交叉合作對于項(xiàng)目的落地起到了怎樣的作用？張名位告訴記者，項(xiàng)目牽頭單位廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所聯(lián)合華中農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院華南植物園主要是探究亞熱帶特色果蔬中的主要健康功效成分，揭示其健康功效機(jī)制，為加工利用明確方向與依據(jù)。此外，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所聯(lián)合企業(yè)開展加工關(guān)鍵技術(shù)突破和產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)。企業(yè)的作用則是把高校和研究所的研究發(fā)現(xiàn)和技術(shù)最終轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品推向市場?！案鲉挝坏墓δ芏ㄎ环謩e處在整個創(chuàng)新鏈條的不同階段，相互支撐，形成有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的有機(jī)融合。”張名位說。
張名位告訴記者，通過項(xiàng)目構(gòu)建起的“理論創(chuàng)新、技術(shù)突破、產(chǎn)品創(chuàng)制、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”上下游貫通的營養(yǎng)健康導(dǎo)向的特色農(nóng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工理論與關(guān)鍵技術(shù)，為“食藥同源”特色農(nóng)產(chǎn)品的精準(zhǔn)加工提供了示范和樣板?！绊?xiàng)目成果的創(chuàng)新思路與研究模式可以復(fù)制推廣到其他特色農(nóng)產(chǎn)品資源的加工利用，從而推動產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效?！?/p>
張名位透露，下一步還將繼續(xù)拓展項(xiàng)目成果的應(yīng)用。一方面，加快亞熱帶特色果蔬精深加工企業(yè)和產(chǎn)品品牌建設(shè)，通過政府、科研單位和相關(guān)企業(yè)合力推進(jìn)，打造更多標(biāo)桿企業(yè)和示范企業(yè)，帶動產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展。另一方面，在保障產(chǎn)品營養(yǎng)功能特性的基礎(chǔ)上，不斷創(chuàng)新產(chǎn)品形態(tài)與消費(fèi)方式，適應(yīng)不同消費(fèi)層次、群體、場景的需求。同時，通過加強(qiáng)營養(yǎng)健康科普知識的宣教，讓人們對營養(yǎng)健康食品及其對身體健康的重要作用有科學(xué)的認(rèn)知。通過消費(fèi)者需求的升級，倒逼相關(guān)企業(yè)向營養(yǎng)健康轉(zhuǎn)型，提高產(chǎn)業(yè)的整體水平和效益。
