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        陳峰:加快微藻產業的研究助力健康中國

        時間:2023-03-29 來源:網絡



        “營養健康是未來食品工業的發展趨勢,營養健康產業是‘健康中國’行動中的重要組成部分?!苯?,深圳大學高等研究院院長陳峰在“未來食品高峰論壇”接受采訪時表示,“人造肉”將是未來食物的代表。微藻 “人造肉”具有巨大的開發潛力,發展適合微藻特性的個性化加工技術是關鍵。目前微藻培養技術仍較傳統導致產率偏低,發展新型培養策略和先進的代謝調控技術將是未來的趨勢。同時,對微藻功能成分及功效的研究亟須加強,以提升產品價值。

        自1987年起,陳峰在微藻領域的探索已有三十余年,率先提出利用異養方式規?;呙芏扰囵B微藻,以生產高附加值功能性食品成分及藻類生物能源,從根本上解決了傳統上微藻光合養殖由于光限制導致生物質產量低的問題,同時還將研究擴展到其他微生物和植物資源的開發及功能性成分研究等領域。

        前景廣闊

        根據Credence Research的報告顯示,微藻的全球市場在2016-2023年間的年均復合增長率超過5.2%,預計在2023年將達到447億美元。

        自然界中的微藻有200,000-800,000種,代謝路徑豐富,富含蛋白、油脂、多糖、色素等產物,但真正工業化應用的種類僅十幾種,截至目前,在我國共有6種藻獲得食品資質,具有巨大的挖掘潛力。

        陳峰表示,微藻替代蛋白“人造肉”的優勢是從原料生產到最終產品,全程實現工業化生產,蛋白獲取效率高,有望降低價格、賦予產品更多健康功能。

        他介紹說,微藻類蛋白質擁有人體必需的氨基酸種類,蛋白質含量可達60%—70%,遠高于牛肉、大豆等高蛋白食物。以小球藻為例,由高達60%的蛋白質組成,其蛋白質含量比牛肉高3倍。大多數小球藻提取物每盎司最多可含16克蛋白質,并含有多種人體必需的氨基酸,使其成為理想的植物蛋白來源。

        畜肉中飽和脂肪酸與膽固醇不利于健康,而藻油中不但不含膽固醇,還有豐富的不飽和脂肪酸,尤其是陸生植物缺少的長鏈多不飽和脂肪酸,如DHA、EPA。脂肪對于“人造肉”必不可少,添加藻油會提高其健康功能。

        微藻中含有豐富的色素,如蝦青素、巖藻黃素、玉米黃素等,其中脂溶性的類胡蘿卜素有多重功能:著色、抗衰老、抗肥胖、抗氧化功能、抑制AGEs、調節腸道菌群等。微藻類胡蘿卜素用于“人造肉”,可以發揮如下作用:其前體具有規?;a血紅素、天然色素的可能,混合不同類胡蘿卜素藻粉,模擬肉類血紅色、抑制AGEs產生,提高熱加工安全性、賦予健康功能。

        面臨挑戰

        微藻的技術研究雖然取得了諸多進展,但也面臨著不少挑戰。陳峰表示,微藻蛋白質在未來食品應用上面臨著由于光合作用為主,細胞密度和含量低導致蛋白質等食品營養素產率受到限制;微藻蛋白質性質差異較大,加上顏色和特殊氣味,限制了其在食品中的廣泛應用;功能成分及功效的研究尚有不足,限制了產品升級和升值等挑戰。

        陳峰通過發酵罐發酵策略提高產率、基因工程改造合成途徑、代謝工程提高產率、目標產物生物合成與調控、微藻原位磁分離收獲技術等方式來提高食品營養素。首次開發了一種新型、快速體外分析DGATs功能的方法。揭示了DGATs在微藻合成中性油脂途徑的關鍵作用及在基因工程中的應用價值,顯著提高EPA等脂肪酸產率。

        陳峰采取微藻藻種選擇及相關生物技術(顏色解決方案),通過異養培養裸藻使得藻粉綠色減弱或丟失。同時,以螺旋藻、豆類蛋白為原料,采用高水分蛋白擠壓重組工藝制造出蛋白脆片產品。擠壓的過程也有效去除不良氣味。相比市場上的淀粉脆片類產品(如薯片、米餅、鍋巴等)有不會引起血糖驟升、也不會攝入過多油脂,增加肥胖風險的優點。更重要的是,螺旋藻蛋白具有可以提高免疫力等優勢。

        近年來,陳峰一直在加強功能成分和功效的研究。以螺旋藻為例,近年來有關研究主要集中在其功能活性的確證方面。螺旋藻主要的活性成分為藻藍蛋白、β-胡蘿卜素、硫酸多糖、γ-亞麻酸。研究表明,螺旋藻已知的活性有抗氧化性、抗炎癥、提高免疫力等,針對糖尿病的抗糖基化作用、抗痛風、抗肥胖、抗衰老等有著顯著的功效。

        陳峰認為,微藻 “人造肉”待解決問題方案包括建立以蛋白、功能油脂、功能色素為目標的工業化異養/混養微藻培養方法。建立微藻組織化蛋白品質評價方法及標準,以及建立能提高組織化蛋白持水力的方法。開展微藻色素模擬肉類血紅素顏色的研究,并優化微藻蛋白減色脫色工藝,積極開發、申報微藻新資源食品原料。

        產學研用一體化

        應用研究的關鍵價值在于實驗室的成果向現實生產力的轉化。利用現代生物工程方法解決規?;囵B難題、建立食品功能精準驗證手段及發展現代食品加工技術,才能使微藻在未來食品的探索和應用中發揮應有的作用。

        陳峰站在企業的角度把握科學研究的方向,注重產學研一體化,根據客戶的需求進行研發,最大化帶動微藻食品行業的發展,他認為這是高校的一種社會責任。

        陳峰作為潤科生物工程公司首席科學家成功指導了該公司創建年產1000噸微藻DHA生產線(二十二碳六烯酸)。該公司是中國第一家、世界第二家規?;a微藻DHA企業,也是目前中國微藻DHA銷售量最大的企業。

        “年輕一代會越來越重視對環境的影響,并且從宗教或者人道主義和健康方面去考慮飲食,未來食品面臨著巨大的發展機遇?!标惙灞硎?,深圳大學高等研究院將繼續開展藻類等營養食品產業化轉化的研究,促進科技成果產業化轉化,為企業創新發展提供科技支撐,為健康中國的建設貢獻自己的力量。(中國周刊/李莉)

        專 家 檔 案

        陳峰,國際歐亞科學院院士、國際食品科學院院士、深圳大學高等研究院院長、深圳大學食品產業創新發展研究院院長、國際歐亞科學院中國科學中心副秘書長等。


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