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Nature:“新食品原料”蓝莓花色苷的发展之路

2024-06-11 11:16   来源:新营养

文/蓝美股份

近日,《Nature》正刊“焦点关注”以“如何科学的保存浆果中的营养成分”为题,对沈阳农业大学国家浆果加工技术研发专业中心在浆果(蓝莓)加工与营养领域的最新研究进展进行了报道。

该报道介绍了沈阳农业大学李斌教授团队在破解国际浆果加工产业发展的瓶颈问题——天然活性物质花色苷分子稳定性差、加工易降解方面所取得的最新研究进展。

1. 小浆果,大产业

全球健康食品需求的飙升,“浆果类”原料在营养品和食品饮料配方中备受瞩目。其丰富的维生素、矿物质和抗氧化成分,使其成为健康消费的新宠。中国作为拥有超过400种可食用浆果的世界级产区,其种植规模庞大,为市场提供了源源不断的优质原料。

上世纪九十年代,浆果在中国主要是以野生状态分布,极少有浆果种植农场。李斌教授作为博士研究生,师从于著名农业科学家孟宪军教授,开始专注于培育适合大规模种植的浆果品种,主要以蓝莓、越桔、覆盆子和桑葚为主。这些品种帮助了中国浆果产业的发展,增加了产量和品种多样性,并减少了对进口产品的依赖性。

在浆果种植领域,果农技术滞后、管理粗放,经济效益受限,且常因品质问题遭遇销售困境。技术层面,专用品种选育、标准化栽培及储藏保鲜等核心难题尚未攻克。这些短板显著制约了我国浆果产业的发展。由于消费者对浆果的喜爱导致其供不应求,李斌教授看到了浆果行业持续发展的机遇,他说:“我们致力于建立一个高科技基础技术,该技术可以有效促进浆果产品在中国的高价值应用。”

2. 新星登场,蓝莓花色苷获批“新食品原料”

蓝莓花色苷是以杜鹃花科越橘属蓝莓的果实为原料,经酶解、水提取、纯化、浓缩、干燥等工艺制成的粉状物质。根据《中华人民共和国食品安全法》和《新食品原料安全性审查管理办法》规定,国家卫生健康委员会委托审评机构依照法定程序,组织专家对蓝莓花色苷的安全性评估材料审查并通过。

在过去的十年里,李斌教授团队的研究方向集中在一种被称为花色苷的类黄酮上,它在浆果中含量很高,并赋予了浆果鲜艳颜色。越来越多的研究表明,蓝莓的主要成分是花色苷,其富含多种生理活性,具有抗氧化、降血糖(降低血糖的能力)抗衰老、增强免疫力、缓解视疲劳、改善睡眠、抗炎症等多重特性。

3. 加工模式创新,保证蓝莓花色苷高效又稳定

目前国内外都在积极研究天然高效的抗氧化剂,但蓝莓花色苷抗氧化功能的研究大多停留在粗提取物及体外实验,且花色苷抗氧化机制的研究也较少,加之花色苷极不稳定,要甄别出高效稳定的花色苷难度较大;加工过程中暴露在光照和高温下会迅速降解。例如,干制浆果可以显著延长它们的保质期,但会减少浆果中的营养成分(花色苷)。一项研究发现,在70°C的热空气中干燥10小时,将损失蓝莓中60%的花色苷。

李斌教授团队作为世界上最著名的蓝莓花色苷研究团队之一,为解决天然活性物质花色苷分子稳定性差、加工易降解等问题,聚焦花色苷营养功能和稳态化技术研究,为行业提供了新的技术参考。

·保证加工过程中花色苷的稳定性

团队开发了一种微胶囊包埋技术,称之为“手-手套”保护方法。在实验室中小分子花色苷可以被纤维素和酪蛋白(天然食品源大分子)包裹形成纳米例子,从而起到保护作用,产业中实现提高花色苷稳定性30%以上,生物利用度提高8-10倍。

如果将大分子比喻为“手套”,花色苷被比喻为“手”,通过大分子空间结构域形成“手-手套”保护作用。应用该方法,在实验室高达90°C的温度下,花色苷纳体系的稳定性提高了30%。这个技术现在已经从实验室转化到生产花色苷产品的浙江蓝美科技有限公司(Zhejiang Lanmei Technology Co. Ltd.)的生产线上。使用该技术生产的提取物已被中华人民共和国国家卫生健康委员会批准销售(该机构是负责卫生政策和监管的政府机构)。

“大分子(多糖和蛋白)就像手套一样保护着娇嫩的双手(花色苷),”李斌教授说,他推测,大分子和花色苷分子之间的化学键相互作用是增加花色苷稳定性的关键,因为复合后体系更耐高温加工处理。

·提高花色苷的生物利用率

李斌教授说:“由于花色苷在肠道环境中会快速降解,其在肠道的吸收利用率不足1%”。但是,当把浆果花色苷与一种叫做β-酪蛋白的酪蛋白或一种叫做羧甲基纤维素的纤维素衍生物复合一起给老鼠服用时,花色苷及其代谢物从肠道进入血液的吸收率增加了10倍。李斌教授把这种递送系统称为“分子帽”,因为分子进一步封堵在了“手套”复合物外层。此外团队还研究了花色苷对大鼠肠道菌群的影响,检测了肠道微生物群组成和菌群代谢产物变化——这两者都与某些慢性疾病相关。

·促进基础农业种植发展

尽管从事高科技工作,李斌教授并没有失去对浆果种植低端技术方面的兴趣。他和他的同事们还创造了富含高花色苷的浆果新品种,该品种可以适应一些低收入农业地区的土壤和气候,从而有效的促进了新兴地区产业发展。他们还在使用水而不是酒精提取浆果营养物质方面做了很多研究,因为水提取更加环保。本报道刊出的同时,在沈阳农业大学浆果农场,李斌教授和他的团队正在为下一个丰收季节和又一个富有成果的研究年做着忙碌的准备。

4. 关于蓝美

2010年,「蓝美股份」创立以来,始终致力于蓝莓产业的深度开发与全产业链布局。公司与沈阳农业大学及其他科研机构合作,用近9年的时间,完成了反复杂交、选育、测产、确定品种的过程,培育出了属于中国本土的蓝莓品种——“蓝美1号”。

「蓝美股份」专注于两大核心业务:一是科技种业端的“蓝美1号”蓝莓种苗的研发、生产和销售,产品已通过国家蓝莓林木品种认定,成为“国家良种”(良种编号:国R-ETS-VC-006-2018),并在2023年成为蓝莓花色苷的独家提取源;二是以蓝莓花色苷为核心,打造系列精深加工产品,满足市场需求。

目前由杨雪峰先生申请的发明专利(专利号:ZL 2022 1 0416464.5)已正式下发,该专利的发明名称为“一种以蓝莓冻果为原料清洁生产高含量花色苷粉末的方法”。

这一专利的获得,不仅标志着蓝美股份拥有在蓝莓花色苷生产领域的知识产权,为公司在市场竞争中提供了强有力的保障。

在未来,蓝美股份坚守“科技健康”理念,依托专利与科研合作,提升产品质量与竞争力,加速蓝莓花色苷市场推广。不断将深化与沈阳农业大学等机构的合作,推动创新技术落地,助力蓝莓全产业链升级,为消费者带来更高品质的健康产品。


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