農(nóng)產(chǎn)品生物營養(yǎng)強化研究進展

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學研究院，哈爾濱 150081)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，營養(yǎng)問題越發(fā)引起人們的重視與關(guān)注，人們對食物的要求不僅僅是吃飽，而是更加關(guān)注其營養(yǎng)、健康、安全。由于攝入營養(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)注的公共健康問題。生物營養(yǎng)強化是提高人體營養(yǎng)水平的一種新方法，通過生物技術(shù)手段或農(nóng)藝措施，進行農(nóng)產(chǎn)品的生物營養(yǎng)強化，無需改變?nèi)祟惖娘嬍沉晳T，也無需額外營養(yǎng)補充劑，既安全又有效，可覆蓋廣泛的人群，有效防治和改善微量營養(yǎng)素缺乏及相關(guān)疾病發(fā)生，是目前解決人們微量營養(yǎng)素缺乏最具可持續(xù)發(fā)展的途徑之一[1]。

1 生物營養(yǎng)強化

生物營養(yǎng)強化主要有兩種手段，一是通過傳統(tǒng)育種手段強化育種，選育具有富集某些目標營養(yǎng)素和提高其生物有效性的新品種；二是通過生物強化栽培(土壤施肥、葉面施肥)，利用生物的自身生長特性，將環(huán)境中有益的目標微量營養(yǎng)素，經(jīng)過生物新陳代謝，由無機態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C態(tài)物質(zhì)，供人們安全食用，從根本上解決農(nóng)作物微量營養(yǎng)素缺乏問題[2]。同藥劑補充和食品添加劑強化相比，生物營養(yǎng)強化更加安全、普及率更高。目前，生物營養(yǎng)強化研究主要集中在硒、鐵、鋅、葉酸等人體必需的微量營養(yǎng)物質(zhì)，以作為一種營養(yǎng)補充方式，來緩解營養(yǎng)物質(zhì)缺乏而引起的隱性饑餓。

2 硒

2.1 硒元素營養(yǎng)價值

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題也與硒元素攝入不足相關(guān)。硒在人體內(nèi)不能自主合成，必須通過攝入外界食物獲取，食用硒營養(yǎng)強化的食品、蔬菜和水果，對人類健康有著重要作用。

2.2 硒的生物營養(yǎng)強化

自然界的硒以兩種形式存在：無機硒和有機硒。無機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，多項研究表明了農(nóng)產(chǎn)品生物強化富硒的可能性。孟君等[3]在黃豆和綠豆的發(fā)芽過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。無機硒被植物吸收后，經(jīng)過生物合成作用轉(zhuǎn)化成有機硒。樊翠等[4]研究表明用無機硒溶液浸泡大豆，大豆發(fā)芽會富集硒，并部分轉(zhuǎn)化成有機硒。由于突出的生物活性和低毒性使有機硒成為補硒的最佳選擇，生物強化富硒能提高農(nóng)產(chǎn)品中有機硒的含量，人們通過飲食補充硒元素是一條安全有效的途徑。

3 鐵

3.1 鐵元素營養(yǎng)價值

缺鐵性貧血是目前最普遍的微量營養(yǎng)元素缺乏癥，特別在發(fā)展中國家和發(fā)達國家的兒童和年輕婦女中十分常見。鐵元素的缺乏會對身體活動、智力發(fā)育和學習能力造成不良影響。人們身體中的必需營養(yǎng)素主要來源于飲食，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，這就需要生物強化這種營養(yǎng)干預手段，提高農(nóng)產(chǎn)品的鐵含量，以減少和預防人體缺鐵性貧血引起的身體疾病。

3.2 鐵的生物營養(yǎng)強化

通過葉面施鐵肥和育種來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精米的鐵含量、生物利用度和營養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在開花期進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)過程中用不同濃度的硫酸亞鐵浸種和強化處理，結(jié)果表明這種強化方式能顯著提高大豆萌發(fā)后的鐵含量。生物營養(yǎng)強化是一種提高農(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充營養(yǎng)的人群帶來營養(yǎng)強化的主食作物。

4 鋅

4.1 鋅元素營養(yǎng)價值

鋅元素會影響植物的膜結(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等。缺鋅會導致農(nóng)作物生長遲緩，造成產(chǎn)量降低。人體缺鋅則會造成營養(yǎng)失衡，可能引發(fā)多種疾病。日常飲食中鋅元素長期攝入不足或生物利用率低，會引起食欲不振、異食癖、生長發(fā)育緩慢、傷口不易愈合或皮炎等不適癥狀。由于人類對鋅元素的高需求量，鋅元素缺乏已經(jīng)成為人類不可忽視的營養(yǎng)不良問題，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 鋅的生物營養(yǎng)強化

葉面施鋅是一種快捷高效的生物強化方法。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養(yǎng)強化的重要手段。潘斐等[7]在大蒜種植時期，通過基肥形式土施鋅肥，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 葉酸營養(yǎng)價值

葉酸是一種水溶性維生素，在促進機體成長和維持機體健康方面發(fā)揮著重要作用。葉酸攝入不足可能導致孕婦流產(chǎn)，兒童巨幼紅細胞貧血，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險。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較少，這些作為我國主要糧食作物急需開展生物營養(yǎng)強化，以達到膳食攝取補充人體必需葉酸的目的。

5.2 葉酸的生物營養(yǎng)強化

生物營養(yǎng)強化通過一次性投入，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)的生物營養(yǎng)強化團隊開發(fā)出了多種葉酸營養(yǎng)強化型新產(chǎn)品，如高葉酸含量甜糯玉米，其鮮籽粒中葉酸含量每100 g可達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

生物營養(yǎng)強化不僅能提高農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)品質(zhì)，也提高了農(nóng)產(chǎn)品本身的商品價值，不僅能改善公眾營養(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，是推進發(fā)展營養(yǎng)型優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的重要手段。

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