产业主导

专注于农产品加工基础和应用研究 中国学者在诸多领域形成重大突破

时间:2018-12-19 09:30 来源:中国食品安全报 作者:admin点击: |

今年上半年,我国农产品加工业深入推进供给侧结构性改革,转型升级步伐加快,质量效益持续改善,产能利用率不断提高,产业融合发展趋势明显,总体呈现稳中向好态势。日前,在中国食品科学技术学会第十五届年会上,主办方特别设置了“特色农产品加工研讨会”,来自全国多家高校院所的多名专家在会上作了主题报告。报告内容涉及不同农产品品种,囊括了基础研究、应用基础以及产品开发等不同方面。与会专家和企业代表分享了各自领域取得的研究成果及最新的加工技术,对未来农产品加工产业发展给出了建设性意见。中国农业科学院农产品加工研究所副所长王强、山东农业大学食品科学与工程学院副院长李大鹏主持了此次研讨会。

植物蛋白研究逐步深入

在此次特色农产品加工研讨会中,花生蛋白、大豆蛋白等植物蛋白的研究,成为众多专家学者关注的重点。

花生拉丝蛋白、花生短肽发展看好  中国农科院农产品加工研究所石爱民副研究员在“花生蛋白多尺度结构变化与品质功能调控”的报告中指出,我国是花生生产第一大国,2018年中国花生产量预计达1810万吨,占全球40.6%,居世界首位。尽管我国花生产量巨大,但从目前来看其用途还局限在榨油和食用上,而在花生蛋白加工与利用新技术方面,与美国、欧盟等国家和地区相比还有较大差距,尤其是在花生蛋白加工与利用新技术方面亟待突破。

石爱民表示,通过深入研究,研究团队确定了高水分花生拉丝蛋白的制备工艺和纤维结构评价方法,初步阐明能量输入方式对花生拉丝蛋白品质影响规律,明确物料蛋白种类及含量、加工响应参数及产品品质的构效关系,解析了高水分挤压过程中花生蛋白高级结构的变化,初步揭示了花生蛋白水分挤压过程中纤维化结构形成机理。同时,利用花生肽酶解之后的产物进行研究,建立了功能化花生短肽高效制备技术。通过原发性高血压大鼠动物实验,表明花生短肽具有降压功效。在产品开发方面,目前,研究团队已开发出素食肠、素肉鸡丁等。此外,研究团队还重点关注了人造奶油替代物这一热点领域。研究发现,Pickering乳液将是实现人造奶油替代的潜在方向之一。研究团队围绕Pickering颗粒的制备做了大量工作,成功制备了高质量的Pickering乳液。

花青素为大豆蛋白乳化性研发打开了一个新窗口  说到植物蛋白,在国内最常见的就是大豆蛋白。小分子化合物花青素是黄酮类物质,是一种水溶性多酚,最为主要的花青素单体是矢车菊素-3-葡萄糖苷。东北农业大学食品学院隋晓楠教授通过实验发现,花青素的加入能够增强蛋白的乳化特性,也为大豆蛋白的乳化特性研发打开了一扇新窗口。

隋晓楠通过多重光散射技术和分子对接技术,研究蛋白大分子和花青素之间的聚集后发现,以矢车菊素-3-葡萄糖苷为代表的花青素,镶嵌力非常强,每毫克蛋白质所绑定的花青素,随着花青素浓度的增加而增大。随着花青素浓度的增加,三维荧光光谱图中复合物溶液的荧光强度明显降低,蛋白质多肽链解折叠随之结构发生改变。

深挖农产品健康功效成热点
 

此次特色农产品加工研讨会中的一个亮点是对于农产品健康功效“全方位”的挖掘。除了荔枝、大枣、食用菌等我国特色农产品的研究外,有关特色产品红曲及农产品副产物,如杨梅叶的研究也受到了国内研究学者的关注。

探明荔枝健康效应促进精深加工  今年是荔枝的大年,各地荔枝丰收了,但是价格上不去。如何促进我国荔枝产业升级发展,成为食品学者们关注的焦点。在广东省农科院蚕业与农产品加工研究院张瑞芬研究员看来,开展精深加工、延长荔枝产业链,是荔枝产业健康发展的重要途径。她在报告中指出,探明荔枝健康效应的物质机理,对其精深加工意义深远。

张瑞芬介绍说,荔枝的果肉富含多酚和多糖。通过酒精液体饲料诱导的ALD小鼠模型发现,荔枝多酚在小鼠体内,在现在的剂量范围内有一个明显的抗氧化活性,对肝脏的氧化应激改善效果好。研究证明,一方面,荔枝多酚保护酒精性肝损伤,保护线粒体结构和功能,抑制Cytc泄漏,减少肝细胞凋亡;另一方面作用于肠道,保护肠黏膜屏障,阻断了肝脏的炎症反应,从而达到保护酒精肝损伤的作用。

此外,研究团队在研究中发现,通过环磷酰胺诱导免疫抑制的小鼠实验表明,荔枝果肉多糖可能通过在消化道当中与肠道微生物的相互作用,通过肠黏膜上皮细胞,肠黏膜的免疫系统影响到机体的免疫功能,进而再影响到整体的免疫稳态。

食用菌产业将朝向现代化、多样化、个性化、市场化的方向发展  我国食药用菌资源丰富,食用菌产业已成为位列粮食、蔬菜、果树、油料之后的第五大产业;食用菌出口占世界总产量的75%以上,食用菌产品出口126个国家和地区,食用菌出口量约占亚洲出口总量的80%,占全球贸易量的40%。但我国食用菌的加工率还不到10%,还是处在重生产轻加工的初级阶段,高值化利用创新技术不高。对此,南京财经大学食品科学与工程学院杨文建教授进行了相关研究。

杨文建在报告中介绍了在食用菌加工新技术与产品方面的研究进展。目前,在食用菌主食产品加工技术、食用菌休闲产品加工技术、食用菌调味产品加工技术、食用菌功能产品加工技术等方面取得了较大进展,并开发出多种可加工产品。对于未来食用菌产业的发展,他认为,食用菌将呈现传统产品现代化、加工产品多样化、高端产品个性化和新型市场化的发展趋势。随着研究的不断深入,将由开发出多种品质优良、营养丰富的传统产品向精深加工的新型食品转变。

在小小杨梅叶中“挖宝”  杨梅作为浙江省第二大水果,每年种植面积达到8.85万吨,产值达60.3亿元。但杨梅叶作为副产物往往被弃之不用,修剪产生的废弃枝叶约26万吨。浙江大学生物系统工程与食品科学学院却在小小的杨梅叶中“挖宝”。浙江大学生物系统工程与食品科学学院叶兴乾教授在“杨梅叶原花色素:提取分离及功能”的报告中介绍了杨梅叶的诸多好处。叶兴乾研究团队发现,杨梅叶中富含的原花色素具有多种功能活性:一是抗癌活性。杨梅叶原花色素可以造成G1细胞周期阻滞,抑制癌症细胞分裂增值;二是神经保护功能。基于Aβ蛋白级联假说,Aβ蛋白的寡聚化和纤维化是导致阿兹海默症的主要原因,杨梅叶原花色素可以抑制Aβ诱导的细胞凋亡;三是减肥、减脂活性。杨梅叶原花色素通过α单元Thr172磷酸化被激活,进一步激活下游能量分解通路,可作为控制能量代谢的靶点。

红枣功能成分γ-氨基丁酸受关注  红枣是我国传统的滋补食品,塔里木大学生命科学学院副院长侯旭杰教授的实验表明,在SD小鼠饲料中添加红枣皂苷,能产生镇静效应。研究发现,红枣皂苷是对γ-氨基丁酸的表达与激活作用,从而促进睡眠。γ-氨基丁酸是一个抑制性神经传递物质,具有促进睡眠、降血压的功效。经过氨基酸分析仪分析发现,红枣里确实含有γ-氨基丁酸。其研究团队已经建立了一个红枣当中γ-氨基丁酸的测定方法,实验过程比较快速简单,所得到的结果也比较稳定。通过实验表明,红枣中的γ-氨基丁酸可能是很重要的功能活性成分,因此,γ-氨基丁酸在红枣育种当中应该是非常重要的指标,也可以作为重要的衡量品质的指标。

红曲功能食品开发是未来方向 福建是我国红曲的主要产区,其年产量占全国总产量85%,主要分布在古田、建瓯、安溪、永春、连江。福州大学食品科学技术研究所所长倪莉教授讲到,目前红曲研究的不足主要集中在快筛体系的构建,菌株库的完善、调控作用机制和副产物的综合利用等方面。在副产物的综合利用方面,通过分析不同实验组和对照组的大鼠脂肪形成效果比较发现,摄入红曲色素之后,对肥胖组的肠道菌群有比较显著的影响。

倪莉介绍说,红曲色素可以抑制形成脂肪酸或胆固醇酶的活性。同时,它还可以提高胆汁酸排出的能力。在肠道菌群方面,它都能够影响跟脂质代谢相关的菌株。进一步研究肝脏相关基因的转录水平,发现它能够改变包括脂肪酸和胆固醇的合成或者分解代谢的相关基因的转录水平。

扎实推进基础研究夯实产业基础
 

深入研究油脂凝胶性质与机理  油脂凝胶的应用正日渐广泛,目前应用最多的在食品方面是替代一些高反式或者高饱和的脂质,另外还可以添加到巧克力中,并作用油脂或者药物输送或控制载体等。天冷时,家里的花生油会出现浑浊的絮状沉淀或者凝固,由此,江南大学食品学院郑召君博士在研究中产生了一种猜测——花生油低温呈半固体状态是不是因为花生油发生了凝胶化?为此,研究团队研究了包含网络结构、悬浮结构和乳液结构三种结构的油脂凝胶。

郑召君在研究中选取了3种不同加工方式的花生油:冷榨花生油、适度热处理压榨花生油和热榨花生油进行检测。检测结果表明,加工方式影响花生油低温凝固或凝胶状态,热榨花生油HPO低温凝固速度快,而冷榨花生油HPO低温凝固速度慢;热榨花生油HPO结晶起始温度和峰值温度高,熔点高,冷榨花生油CPO结晶起始温度和峰值温度低,熔点低;3种花生油类凝胶状态的差异主要表现于TAG组成的不同。

郑召君在报告中介绍说,油脂凝胶的特点可以分为5种,即结晶粒子、小纤维网络、纳米颗粒填充、液晶中间向和聚合物网络。归纳出油脂凝胶的主要性质主要包括:它是类固体的状态,主要液相为油脂,具有一定的三维网络结构。这是脂肪结构的结构层次,油脂的机械性能和流变特性取决于结晶脂肪的网络结构。研究表明,加工方式影响花生油TAG组成、热行为和流变行为。高熔点物质如GMS、FHBO可增强花生油凝胶行为。花生油凝胶行为受限于GMS含量、降温速率和搅拌速率等因素;花生油可与其他固脂复配,用于食品专用油脂以开发涂抹脂、面包用油等产品。

农产品功能成分的交互作用不容忽视  丰富多样的农产品含有蛋白质、碳水化合物、脂类、维生素、矿物质等多种营养成分。其中含有的多酚、肽类等多项活性成份有助于发挥抗氧化、抗炎症等多重功效。山东农业大学食品科学与工程学院副院长李大鹏认为,在进行食品研发时,不能单独看一个成分,而是需要看到它和其他成分的交互作用。

李大鹏在报告中介绍说,具体表现在农产品加工或膳食过程中,众多功能成分会和蛋白、碳水化合物、脂类等成分发生交互作用。例如:多酚与蛋白质以共价结合或非共价结合的方式发生交互作用,变温压差膨化苹果脆片实验中发现,根皮苷与蛋白质会发生美拉德反应生成了一些产物,这些产物大多具有不同程度的抗氧化特性。另外,多酚和淀粉类的物质也会发生一些非共价的交互作用,来自植物中的多酚类物质和淀粉发生结合之后,可以显著地降低淀粉被消化吸收的速度。多酚与脂类发生交互作用影响脂类物质的消化吸收、氧化等特性。

李大鹏还指出,除了功能成分和主要的营养素发生交互作用之外,功能成分之间还会产生一些交互作用产生协同、拮抗、加和效应。例如,通过小鼠模型分析新疆阿克苏灰枣中的多糖、多酚和三萜类化合物,结果显示多糖和多酚具有协同免疫作用。

分子印迹吸附检测技术应用获进展  在农产品安全检测中,60%的花费用于样品的前处理,90%的误差也来自于样品前处理。在分子印迹吸附检测技术应用于样品前处理方面,山东农业大学食品科学与工程学院副院长徐志祥教授介绍了其团队的相关研发进展。研究团队进行的多识别位点的分子印迹聚合物制备,对于多种物质都有作用的分子印迹聚合物吸附剂的富集倍数,能够达到100~1042。运用分子印迹聚合物吸附剂,可以对猪肉、鸡肉、辣椒农产品里的有害物质进行有效的检测。

 

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