農(nóng)產(chǎn)品生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化研究
時(shí)間:2022-06-10 09:02:16
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摘要:生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化是通過(guò)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)栽培措施和現(xiàn)代生物技術(shù)來(lái)發(fā)展高微量營(yíng)養(yǎng)的農(nóng)產(chǎn)品,越來(lái)越受到研究者的重視。闡述了幾種微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的研究現(xiàn)狀,以期為生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。
關(guān)鍵詞:生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化;農(nóng)業(yè)栽培;生物技術(shù);微量營(yíng)養(yǎng)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題越發(fā)引起人們的重視與關(guān)注,人們對(duì)食物的要求不僅僅是吃飽,而是更加關(guān)注其營(yíng)養(yǎng)、健康、安全。由于攝入營(yíng)養(yǎng)不均衡或缺乏某種人體必需的維生素和微量元素而引起的隱性饑餓,已經(jīng)成為全球最普遍、最受關(guān)注的公共健康問(wèn)題。生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化是提高人體營(yíng)養(yǎng)水平的一種新方法,通過(guò)生物技術(shù)手段或農(nóng)藝措施,進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品的生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化,無(wú)需改變?nèi)祟惖娘嬍沉?xí)慣,也無(wú)需額外營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑,既安全又有效,可覆蓋廣泛的人群,有效防治和改善微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏及相關(guān)疾病發(fā)生,是目前解決人們微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏最具可持續(xù)發(fā)展的途徑之一[1]。
1生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化
生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化主要有兩種手段,一是通過(guò)傳統(tǒng)育種手段強(qiáng)化育種,選育具有富集某些目標(biāo)營(yíng)養(yǎng)素和提高其生物有效性的新品種;二是通過(guò)生物強(qiáng)化栽培(土壤施肥、葉面施肥),利用生物的自身生長(zhǎng)特性,將環(huán)境中有益的目標(biāo)微量營(yíng)養(yǎng)素,經(jīng)過(guò)生物新陳代謝,由無(wú)機(jī)態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)態(tài)物質(zhì),供人們安全食用,從根本上解決農(nóng)作物微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏問(wèn)題[2]。同藥劑補(bǔ)充和食品添加劑強(qiáng)化相比,生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化更加安全、普及率更高。目前,生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化研究主要集中在硒、鐵、鋅、葉酸等人體必需的微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以作為一種營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充方式,來(lái)緩解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏而引起的隱性饑餓。
2硒
2.1硒元素營(yíng)養(yǎng)價(jià)值
硒是人體必需的微量元素之一,具有多種生物活性功能,對(duì)人體健康起著非常關(guān)鍵的作用。硒具有抗氧化、抗衰老、提高機(jī)體免疫力等功效,而且影響人類健康的多種疾病都與硒元素的缺乏有關(guān),如“克山病”、“大骨節(jié)病”等,免疫功能低下、癌癥和心腦血管疾病等重大人類健康問(wèn)題也與硒元素?cái)z入不足相關(guān)。硒在人體內(nèi)不能自主合成,必須通過(guò)攝入外界食物獲取,食用硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的食品、蔬菜和水果,對(duì)人類健康有著重要作用。
2.2硒的生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化
自然界的硒以兩種形式存在:無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒。無(wú)機(jī)硒一般為硒酸鹽和亞硒酸鹽,生物利用率低、毒性大,人體不宜直接食用。有機(jī)硒主要為硒代氨基酸,參與體內(nèi)蛋白質(zhì)合成,容易在組織內(nèi)儲(chǔ)存、吸收,被人體吸收后可迅速被利用,有效改善人體內(nèi)缺硒狀況。生物富硒已成為研究熱點(diǎn),多項(xiàng)研究表明了農(nóng)產(chǎn)品生物強(qiáng)化富硒的可能性。孟君等[3]在黃豆和綠豆的發(fā)芽過(guò)程中加入一定濃度的亞硒酸鈉,結(jié)果表明黃豆芽和綠豆芽都對(duì)硒元素有一定的富集作用,其中綠豆芽的富硒能力較黃豆芽強(qiáng)。無(wú)機(jī)硒被植物吸收后,經(jīng)過(guò)生物合成作用轉(zhuǎn)化成有機(jī)硒。樊翠等[4]研究表明用無(wú)機(jī)硒溶液浸泡大豆,大豆發(fā)芽會(huì)富集硒,并部分轉(zhuǎn)化成有機(jī)硒。由于突出的生物活性和低毒性使有機(jī)硒成為補(bǔ)硒的最佳選擇,生物強(qiáng)化富硒能提高農(nóng)產(chǎn)品中有機(jī)硒的含量,人們通過(guò)飲食補(bǔ)充硒元素是一條安全有效的途徑。
3鐵
3.1鐵元素營(yíng)養(yǎng)價(jià)值
缺鐵性貧血是目前最普遍的微量營(yíng)養(yǎng)元素缺乏癥,特別在發(fā)展中國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家的兒童和年輕婦女中十分常見(jiàn)。鐵元素的缺乏會(huì)對(duì)身體活動(dòng)、智力發(fā)育和學(xué)習(xí)能力造成不良影響。人們身體中的必需營(yíng)養(yǎng)素主要來(lái)源于飲食,但我們主要食用的糧食作物大米、小麥、豆類等,其可食部分含鐵量偏低,這就需要生物強(qiáng)化這種營(yíng)養(yǎng)干預(yù)手段,提高農(nóng)產(chǎn)品的鐵含量,以減少和預(yù)防人體缺鐵性貧血引起的身體疾病。
3.2鐵的生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化
通過(guò)葉面施鐵肥和育種來(lái)增加鐵的積累是目前增加農(nóng)作物中鐵含量的主要措施。He等[5]研究比較了施用四種不同形式的葉面鐵肥對(duì)精米的鐵含量、生物利用度和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,在開(kāi)花期進(jìn)行葉面施肥是提高精米中鐵含量和生物利用度的有效途徑。余賽西等[6]在大豆萌發(fā)過(guò)程中用不同濃度的硫酸亞鐵浸種和強(qiáng)化處理,結(jié)果表明這種強(qiáng)化方式能顯著提高大豆萌發(fā)后的鐵含量。生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化是一種提高農(nóng)產(chǎn)品鐵含量的可持續(xù)發(fā)展方法,它可以為飲食不均衡或難以額外補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的人群帶來(lái)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的主食作物。
4鋅
4.1鋅元素營(yíng)養(yǎng)價(jià)值
鋅元素會(huì)影響植物的膜結(jié)構(gòu)、激素活性、光合作用、糖合成、蛋白質(zhì)合成、核酸代謝和基因表達(dá)等。缺鋅會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物生長(zhǎng)遲緩,造成產(chǎn)量降低。人體缺鋅則會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)失衡,可能引發(fā)多種疾病。日常飲食中鋅元素長(zhǎng)期攝入不足或生物利用率低,會(huì)引起食欲不振、異食癖、生長(zhǎng)發(fā)育緩慢、傷口不易愈合或皮炎等不適癥狀。由于人類對(duì)鋅元素的高需求量,鋅元素缺乏已經(jīng)成為人類不可忽視的營(yíng)養(yǎng)不良問(wèn)題,這就需要提高農(nóng)產(chǎn)品中鋅含量及鋅的生物有效性。
4.2鋅的生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化
葉面施鋅是一種快捷高效的生物強(qiáng)化方法。張欣等[1]研究表明葉面施鋅肥可以顯著增加稻米中鋅含量,施鋅后可使不同品種糙米的鋅含量平均增加27.9%。種植土壤中的鋅含量直接影響農(nóng)作物的鋅含量,因此土施鋅肥是鋅營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的重要手段。潘斐等[7]在大蒜種植時(shí)期,通過(guò)基肥形式土施鋅肥,結(jié)果表明此方法可以顯著提高大蒜各個(gè)部位的含鋅量,并且提高鱗莖鋅的生物有效性。
5葉酸
5.1葉酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值
葉酸是一種水溶性維生素,在促進(jìn)機(jī)體成長(zhǎng)和維持機(jī)體健康方面發(fā)揮著重要作用。葉酸攝入不足可能導(dǎo)致孕婦流產(chǎn),兒童巨幼紅細(xì)胞貧血,胎兒神經(jīng)血管畸形,增加成年人患心腦血管疾病與癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。植物和微生物可以自身合成葉酸,但人體內(nèi)不能合成葉酸,只能從日常膳食中攝取,菠菜、蘿卜、油菜等蔬菜葉酸含量較高,小麥、玉米、谷子等主食作物中含量相對(duì)較少,這些作為我國(guó)主要糧食作物急需開(kāi)展生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化,以達(dá)到膳食攝取補(bǔ)充人體必需葉酸的目的。
5.2葉酸的生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化
生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化通過(guò)一次性投入,可以使眾多的城市和農(nóng)村人口受益,增加人們?nèi)粘H~酸攝入量,是一種行之有效的途徑。張春義帶領(lǐng)的生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了多種葉酸營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化型新產(chǎn)品,如高葉酸含量甜糯玉米,其鮮籽粒中葉酸含量每100g可達(dá)150~200,是普通玉米的2~3倍,與葉酸片中的二氫葉酸不同,葉酸強(qiáng)化玉米以5-甲基四氫葉酸和5-甲酰四氫葉酸為主,更易于人體吸收利用[8]。
6結(jié)語(yǔ)
生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化不僅能提高農(nóng)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),也提高了農(nóng)產(chǎn)品本身的商品價(jià)值,不僅能改善公眾營(yíng)養(yǎng)健康狀況,也能提高農(nóng)民收入水平,具有可操作性、可持續(xù)性、安全易接受等優(yōu)點(diǎn),是推進(jìn)發(fā)展?fàn)I養(yǎng)型優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的重要手段。
作者:李菁 單位:黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院
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