油料功能脂质创新研究 提升我国国际竞争力

　　【2016年度国家科技奖食品领域获奖项目系列报道】

　　由中国农业科学院油料作物研究所、无限极（中国）有限公司等共同完成的“油料功能脂质高效制备关键技术与产品创制”，日前荣获2016年度国家科学技术进步奖二等奖。以往，与人体营养健康密切相关的功能油脂研发滞后，而该功能油脂项目的技术成果，填补了国内多项空白，在全国10多个省份的30多家企业得到应用，产品销往全球多个国家和地区，显著提升了我国功能脂质产业的国际竞争力。

　　功能油脂需求高

　　制约发展技术瓶颈多

　　项目第一完成人、中国农业科学院油料作物研究所黄凤洪研究员在接受采访时介绍，我国是世界上最大的油料生产和消费国，全国油料总产量已经达到5700多万吨，食用油总消费量3000多万吨。

　　油料富含天然功能脂质成分，功能脂质是具有功能活性的特异脂肪酸、脂类伴随物及其衍生物的统称，包括甾醇、多酚、维生素E、角鲨烯、多不饱和脂肪酸等。

　　当今慢性疾病已成为影响我国居民健康的主要因素。《中国居民营养与健康现状》报告显示，我国仅高血压、血脂异常和糖尿病人群高达3.4亿人，且呈快速增长趋势。功能脂质的结构和组成，与人体的营养健康密切相关，尤其对高血脂、高血糖、记忆衰退等慢性疾病具有积极的干预和调理作用。随着人们生活水平的提高，功能脂质的市场需求快速增长。但长期以来制约我国油料功能脂质产业发展还存在多个关键技术瓶颈。

　　一是油料功能脂质稳定性差，易氧化损失，溶出率低，高效制备技术缺乏。

　　二是油料脂质的结构与功能单一，功能有待拓展提升，绿色高效修饰改性技术亟待突破。

　　三是功能脂质的作用机理不明，适于我国不同人群营养健康需要的功能脂质产品研发滞后。

　　理论技术产品多项突破

　　系列多功能新品迭出

　　针对以上突出问题，在国家“863”计划等课题的支持下，中国农业科学院油料作物研究所等单位的研究人员和技术人员，按照理论、技术、产品和产业转化协同创新的技术路线，经过十多年系统研究与攻关，取得多项重大技术突破。

　　创建了微波调质压榨—物理精炼制备功能脂质技术，探明了脂类伴随物的溶出变化规律，突破了油料功能脂质绿色高效制备的技术瓶颈。

　　研究建立了微波调质技术，实现油料细胞的微膨化，芥子碱有效转化产生高功能活性菜籽多酚；促进脂类伴随物的高效溶出，脂质中总酚提高了3倍。

　　发明了功能脂质低温物理精炼技术，有效脱除磷脂等极性杂质，消减反式脂肪酸等风险因子，使脂类伴随物保留率从低于30%提高至80%以上；创建了微波调质压榨—物理精炼制备功能脂质技术，开发了成套装备与自控系统。 

　　发明了广适高效的脂质分子修饰与物理改性技术，创制出结构稳定、功效突出的新型功能脂质。创建了基于双重吸附的酶固定化技术，获得了高效稳定的固定化脂肪酶，其催化甾醇酯化速率提高2倍。建立了多不饱和脂肪酸的超声波预处理酶促定向酯化技术，创制的α亚麻酸甾醇酯纯度达96.9%，其脂溶性较甾醇提高20倍。发明了功能脂质微囊化技术，攻克了脂质分散性差、易氧化的难题。 

　　建立了功能脂质构效、量效、组效评价利用技术，创制出了适于不同人群的功能脂质系列产品。基于色谱—质谱—波谱脂质结构高效剖析技术，构建了功能脂质干预脂质代谢紊乱、记忆衰退等慢性疾病的功效评价动物模型。联用细胞生物学、脂质代谢组学等方法，系统研究了功能脂质与其他活性物质的组效关系和协同增效机制，建立了多相和共混体系，利用纳米乳化、胶囊化、营养强化、稳态化等功能脂质技术，创制出具有降血脂、缓解视疲劳、促进生长发育等作用的功能脂质产品系列产品。

　　高纯度高活性高稳定性

　　技术居国际先进水平

　　据了解，项目技术整体居国际先进水平，部分达国际领先水平。 

　　“微波调质压榨—低温物理精炼技术”与同类技术相比，工序减少50%，脂类伴随物保留率提高1.6倍以上，氧化稳定性提高1.8倍，显著提升了产品营养、感官品质和稳定性，消减了安全风险因子。低芥酸菜籽油中活性菜籽多酚含量增加8倍以上，自由基清除能力增加3倍以上。

　　“脂质酯化分子修饰技术”与同类技术相比，反应温度降低30℃以上，助剂安全，无副产物，α-亚麻酸甾醇酯纯度优于美国食品化学法典中的标准要求。利用分子修饰技术制备的功能脂质共轭亚油酸酯，纯度达97.5%，显著提高了其转化率与安全性；甾醇酯脂溶性较甾醇提高20倍，吸收利用率提高5倍，且降脂活性显著增加；功能脂质微囊粉稳定性显著增加，拓展了应用范围。

　　项目创制的功能脂质产品与同类产品相比，具有多机制协同作用、功能显著等优点，其中缓解视疲劳保健食品、辅助降血脂保健食品、富活性菜籽多酚的低芥酸菜籽油、甾醇酯强化油等产品实现了组效、量效创新。研制的保健食品和功能脂质油脂活性显著，各项品质和功能指标达国际先进水平。

　　据分析，该项目成果应用前景广阔。通过进一步研究建立与原料相适应的技术方法，还可拓展应用于油料以外天然资源中功能脂质成分的系统剖析和发掘利用。通过建立“药食同源”的功能脂质营养基础数据库，将为功能脂质产品的创制提供有效支撑。通过进一步集成创新，联用人体营养健康指标实时快速检测技术、大数据、云计算等新技术、新方法，促进个性化、多元化功能脂质产品研发与互联网+的融合，可以不断提升“以人为本”的功能脂质的个性化、即时精准营养干预调理的水平，为功能脂质大健康产业快速发展提供助力。 

　　应用于三十多家企业

　　增强产业国际竞争力

　　项目技术成果在无限极（中国）有限公司等30多家企业应用。研发的功能脂质产品销往美国、欧洲等全球多个国家和地区，成果应用单位无限极已发展成为我国最大的保健食品生产和销售商之一；嘉必优成长为全球第二大ARA（花生四烯酸）生产商；大连医诺的共轭亚油酸酯产品，销量位居全球前三位，显著提升了我国功能脂质产业的国际竞争力。项目技术成果产生了显著的社会效益和经济效益。

　　一是促进了我国油料产业加工技术的科技进步。项目成果微波调质压榨—低温物理精炼制备技术，为现行油料油脂“过度加工”工艺的转型升级，实现资源节约、环境友好和产品高质化提供了新方法、新途径。对我国油料产业的优质优用、提质增效与可持续发展具有显著的社会、经济和生态效益。符合我国油脂供给从过去“有的吃”“吃得饱”向“吃得好”“吃出营养健康”转化的时代趋势。 

　　二是有利于人民营养健康水平的提高。项目成果提升了油料功能脂质的营养功效，创制的功能脂质系列产品对提高全民健康水平、预防慢性疾病和实现“健康中国2030”具有重要意义。

　　三是提高了油料产业的综合效益，有利于农民增收。我国油料作物常年种植面积约3.8亿亩，油茶6000万亩，涉及4亿多油料作物农民。项目创建的功能脂质绿色高效制备技术，实现功能脂质产品增值率达200%以上，显著提高了油料产业的综合效益，对促进一二三产业融合和农民增收意义重大。

　　项目构建的基于“原理创新、技术创新、产品创新”三创协同的产学研合作机制，推动了学科、人才团队建设与国际合作。第一完成单位“油料品质化学与营养”团队入选科技部油料化学与功能脂质创新团队、农业部农业科研杰出人才及其创新团队和中华农业科技奖优秀创新团队，建立了中国—美国油料绿色加工与高值化利用联合实验室、中国—新西兰脂质化学与营养联合实验室，对提升我国功能脂质产业的创新能力与水平，实现产业跨越式发展与提质增效具有重要意义。谢玲/选题策划  潘锋/文