◎ 文/易亚卿
邓尚贵:掘金“蓝”海助海洋生物产品“高值化”发展
◎ 文/易亚卿
近年来,我国对战略性海洋新兴产业的重视程度不断提高。随着陆地资源的日益减少,品种多样的海洋生物成为“蓝色经济”开发的重要源泉。
深海鱼油可以生产降压药,鲨鱼软骨素可以开发抗肿瘤药物,虾壳、蟹壳等“下脚料”也能摇身变为氨基葡萄糖……占地球表面积71%的海洋,不仅是人类所需的优质食物及能源资源的生产地,还是一个取之不尽的药物宝库。
据浙江海洋大学食品与医药学院院长邓尚贵介绍,随着世界各国对海洋资源开发利用日益重视,高附加值海洋生物功能制品的研发也就势成为了海洋资源开发利用的热点,成为了我国海洋高新技术产业发展重中之重。日前,财政部、国家海洋局联合下发的《关于推进海洋经济创新发展区域示范的通知》也将海洋生物医药、新型海洋生物制品及新型海洋生物材料,列入了海洋经济创新发展区域示范重点领域。
然而,近年来我国海水产品加工以原料粗加工形式为主,大宗低值海水产品及其加工副产物多数仍未被有效利用,这已成为我国水产行业精深化发展迫切需解决的难题之一。同时,资源短缺成为了海洋生物功能制品开发与利用的最大瓶颈,寻找活性显著、资源丰富的海洋生物资源也就成为了研究的关键。
“行驶在快车道上的我国海水产品加工产业因为这些路障而难以提速。”邓尚贵说。
为了推动中国高附加值海洋生物功能制品产业的形成与发展,邓尚贵教授带领团队携手企业界自2010年起开始在国家自然科学基金项目、国家重大科技合作项目、国家海洋局公益性行业科研专项等的支持下,展开了长期的自主创新,部分研究达到了国际领先水平。
目前,低值海水产品及加工副产物蛋白质的水解利用,日益引起了水产加工行业的关注,它也是我国水产蛋白资源精深利用的重要发展方向。其中,蛋白肽-金属螯合物因在生物体内具有稳定性高、吸收快、适口性好及生物效价高等诸多特点,受到研究界及产业界重视。然而,从目前公开的报道来看,可应用于保健食品、饲料配料、调味料增强剂的功能肽达到数十种,但真正开发成产品的却很少,且产品均局限于以单纯的蛋白肽为原料,而基于制备的蛋白水解肽-金属螯合物活性而开发的产品尚未见报道。
数年来,邓尚贵教授带领团队首次建立了水产品副产物制备金属修饰肽的酶解与修饰工艺,阐明了制备条件对金属修饰肽功能特性的影响,进而制备获得了活性水解肽-金属螯合物,并阐明了多种金属修饰肽的分子结构及抑菌作用机制。
生物元素缺乏或摄入不足,成为了全球性普遍存在营养健康问题。邓尚贵等人通过开展金属修饰肽对缺铁性贫血大鼠的治疗与抗疲劳、对大鼠补钙和防骨质疏松的作用及毒理学研究,阐明了金属修饰肽的体内吸收机制及安全性,从而为低值水产品副产物高值利用、医用食品开发提供了重要支持和依据。金属修饰肽分子结构及抑菌机制的阐明,则解决了水产品副产物利用率低、致病微生物超标问题。
沿海水产动物重金属污染严重,成为威胁我国养殖业经济和人类健康重要隐患。为保障水产养殖动物食用安全和消费者身体健康,邓尚贵率队研究了金属修饰肽对养殖动物体内重金属含量的影响,成功阐明了金属修饰肽对养殖动物重金属分布及脱除作用的机制,这为新型重金属脱除剂开发提供了开发依据。通过查新发现,这也是国内首次成功发现并解析金属修饰肽对养殖鱼虾内重金属的脱除作用。
针对目前海鲜调味料中存在的风味差、像真度低的缺点,他们以海洋小虾为对象,借助一系列技术的集成应用,基本实现了原料全利用、蛋白质小肽化、突出海鲜原料自身风味,实现了虾味香精的制备及产业化应用。其中,攻关中全封闭管道式生产流水生产线技术体系的开创和应用,杜绝了物料与外界环境的接触,避免了微生物的污染,可有效保证物料的生产的质量与安全;同时,可大大提高生产效率,节省劳动力,降低生产成本,提高企业的经济效益。另外,在新型虾味香精的研发过程中,团队主动引入HACCP质量管理体系,对生产过程中可能出现的生物性、化学性及物理性的危害因素进行危害分析,并提出了有效的相应的监控措施。
以往,水产品通常采用低温保藏的方法来抑制腐败变质的发生,而在加工之后,鱼骨、鱼头及内脏等副产物均处于常温环境,这使得微生物的生长繁殖变得极为迅速。鱼骨等副产物在微生物、酶及氧气的作用下其蛋白质、脂肪等营养成分发生腐败变质和氧化,因而产生了具有强烈刺激性气味的小分子,导致鱼骨产生了令人头疼的腥味、臭味和涩味。以这样的原料生产的鱼骨产品具有强烈的腥臭味,同时口感上具有明显的涩味。为解决这一问题,邓尚贵他们针对性地创建了鱼骨脱腥脱臭及脱涩工艺技术,并开展了鱼骨钙粉的超微粉碎技术研究,和深海鱼骨钙片的钙生物利用率研究,之后在此基础上研发了“深海鱼骨钙片”系列海洋食品,并形成和完善了具有一定规模的海洋低值骨钙资源的高效利用产业和相关技术质量标准。
这些研究的展开依托于紧密的产学研合作,集聚了1个高等院校及3家企业单位,形成了完整的低值海水产品及其加工副产物高值化研究产学研一条链。项目团队本着“优势互补、互利共赢”的原则,建立了“共同发展、成果共享、风险共担”的产学研合作平台,建立了组织结构优化、布局合理、精干高效的研究开发体系,形成了开放、流动、竞争、协作的创新机制。
该项目成果已获中国商业联合会特等奖,及浙江省科技进步奖等6项省部级奖。研究团队先后发表了相关论文40篇,获得授权发明专利10项,开发新产品8种,已成功产业化。
据介绍,该研究的相关技术成果已成功在杭州纽曲星生物科技有限公司、浙江味海食品配料有限公司、舟山市越洋食品有限公司等企业推广应用,研制了“养殖饲料添加剂”、“调味料辅料”、“贝类产品添加物”、“重金属脱除剂”等系列功能制品。
目前,这些产品不仅深受消费者青睐,还成功构建了较大规模的海洋功能金属修饰肽类产品研发与生产基地,实现了低值海洋生物资源及加工副产物的“高利用、低浪费、高效能”先进制造理念。依托于研究成果构建的海洋功能金属修饰肽类生物制品技术体系,则不仅有效突破了低值海水产品及海水产品加工“下脚料”的高值化利用这一瓶颈问题,还对新的海洋资源加工企业和基地的建设起到了很好的示范作用。
“十三五”期间,我国将深入贯彻落实建设“海洋强国”“21世纪海上丝绸之路”等发展战略,海洋生物资源的利用也将逐步从近海、浅海向远海、深海发展,海洋生物资源从低值利用到高值利用也将是必然趋势,邓尚贵他们此前探索的另一重重要意义在于:为我国水产加工业精深化发展突破重围找到了一条新路子,开创了一种新模式。