安徽省老科協農業分會會長禮和
殼寡糖是利用海洋豐富的動物甲殼素(蝦、蟹殼等)通過生物工程技術降解製備的低聚氨基葡萄糖(殼寡糖),是天然糖中唯一大量存在的鹼性氨基寡糖。具有水溶性好、安全無毒、易吸收等優點。在保健品、營養劑、食品添加劑、植物生長調節劑及飼料添加劑等方面具有良好的應用價值。目前殼寡糖已在日本、韓國、美國、加拿大等國家應用於日常食品、保健品中。我國殼寡糖的研究開發雖起步較晚,但2000年後國內文獻專利數量明顯增加,殼寡糖產品種類數量快速增長,目前正處於快速發展階段。中科院上海生化所、中科院上海有機所、北京醫科大學、中科院大連化學物理研究所等都在進行研究,均取得了一些令人欣喜的成績。中科院大連化學物理研究所天然產物與糖工程研究組,在近20年製備、研究和應用殼寡糖的過程中,承擔並完成了國家「九五」到「十二五」科技攻關、「863」科技計劃及自然科學基金等重要項目;通過5項科技成果鑑定及驗收。獲得5項省市級科技進步一、二等獎;在國內外刊物上發表論文近200篇;申請發明專利60餘項;成功地研究開發了殼寡糖生物農藥、飼料添加劑和保健品,並實現產業化,在糖生物工程領域取得了可喜的研究成果。
一、 殼寡糖在種植業畜禽養殖業中的應用效果顯著殼寡糖具有調控植物生長、發育、繁殖、防病和抗病等方面的功能,我國一些地方使用殼寡糖溶液對水稻、小麥、玉米等種子進行浸種和對蔬菜、水果等進行噴施處理,在其整個生長期間通過施用生物農藥和寡糖肥料,因此可使糧食、水果、蔬菜增產10~30%。我國農作物長期使用化學農藥,病蟲害的抗藥性越來越強,傳統農藥的用量越來越大,對生態環境和資源的可持續開發與利用造成較大負面影響。殼寡糖農藥具有環境相容性好、超高效、安全性好、不會引起抗藥性反應等優點。以殼寡糖為原料生產的生物農藥「好普」,目前已在遼寧、黑龍江、海南、江蘇、陝西等全國17個省市推廣應用,均收到顯著成效。同時用殼寡糖做的肥料有效控制土壤中病菌和細菌的生長,從而有利於作物的生長發育,因此生物農藥和寡糖肥料的出現將為種植業帶來希望。我國生產的畜禽飼料,長期使用大量抗生素及違禁飼料添加劑,對畜禽產品造成嚴重危害,讓人談食色變。藥物殘留不僅造成了畜禽產品品質的下降,而且對人類健康構成了日益嚴重的威脅。因此飼料安全即食品安全已在世界範圍內形成共識。人們非常關注無毒、無害、無殘留、無汙染並能代替抗生素作用的綠色飼料添加劑的應用,開發高效廉價的綠色飼料添加劑成為目前添加劑領域的研究熱點。飼料添加殼寡糖能夠提高肉仔雞消化吸收功能,增強免疫功能,改善肉品質,促進肉仔雞生長。殼寡糖對斷奶仔豬的日糧中添加殼寡糖100~400mg/kg時,可以有效增強仔豬的生長狀況,平均日增重、日採食量等指標都有一定的提高。殼寡糖對促進肥豬生長,提高母豬受孕率也有很好的效果。因此寡糖飼料的出現使我國飼料工業發生革命性變化。
二、殼寡糖生物技術在黃山區試驗推廣獲得成功2012年5月,北京中科惠澤糖生物工程科技有限公司在我省黃山市黃山區投資成立黃山知仁生物科技有限公司,主要在黃山區甘棠鎮莊裡村及三口鎮巷聯村運用殼寡糖生物技術對水稻、蔬菜、水果、茶葉及養殖業進行試驗和推廣。
1、茶葉試驗
2012年起,黃山知仁生物科技有限公司的知仁農場,連續四年在黃山區甘棠鎮莊裡村烏羊山上100餘畝高山茶葉基地,對「太平猴魁」和「黃山毛峰」兩大品種開展試驗。試驗小區的茶葉生長條件(土壤類型、施肥、樹齡、生育階段、株行距等)和品種、長勢、栽培措施一致,試驗設計:1 寡糖製劑50ppm(1000倍溶液);②寡糖製劑750ppm(750倍溶液);③生產上常用製劑;④正常管理。每小區面積1畝,使用常用機械進行常量噴霧,保證藥量準確,霧滴分布均勻,藥量偏差超過10%的進行記錄,然後調查長勢,茶葉開採前,每小區取5個點,調查發芽數量,測定百芽重和鮮葉產量,同時取5g鮮葉測其含水量,測定茶樹葉生長量、長度和小區產量,目測茶樹葉生長情況及質量,葉色變化等。對不同處理的茶葉採收後,按農殘檢測要求取樣檢測農藥殘留。經過對比試驗,發現噴施過殼寡糖生物農藥的茶葉產量增加6%,口感明顯好於沒有噴施過殼寡糖的茶葉,農殘也很低。
2、養殖業試驗根據大連化學物理生物工程研究所提供的畜禽餵養參數及殼寡糖添加飼料技術,知仁農場連續兩年分別對所飼養的1000隻土雞和40頭豬進行飼料投喂,所用飼料全部為農場種植和外購碎米及皮糠,通過殼寡糖添加劑的餵養,生豬增重明顯,比傳統方式餵養的豬增重快、毛色亮、肉質好。土雞生長迅速,產蛋率高。
3、蔬菜試驗在蔬菜生產上,用750倍濃度的殼寡糖溶液通過浸種、噴灑(苗期、生長期各一次),蔬菜的抗逆性、抗病性明顯增強,蔬菜發病明顯減少,從而減少了農藥的噴施,蟲害較以往有所減少。
4、水果試驗黃山知仁生物科技有限公司與黃山區甘棠鎮莊裡村部分農戶進行合作,分別在西瓜和梨樹上進行試驗。近兩年,通過試噴殼寡糖溶液,西瓜和梨子的品質大大提升,西瓜比未噴殼寡糖的每斤多賣0.5元,梨子比未噴殼寡糖的每斤多賣1元。
5、水稻試驗知仁公司分兩片進行試驗:一片在甘棠鎮莊裡村,面積100畝;另一片在黃山現代農業示範區(三口鎮巷聯村),面積300畝。噴施殼寡糖溶液分別在浸種、苗床、孕穗和抽穗揚花期噴施四次。在莊裡村進行了噴施對比試驗,在現代農業示範區開展了濃度對比試驗(分別為1500倍、1000倍、750倍、500倍濃度的四組)。通過試驗,噴施750倍液增產效果最好,依次是500倍液和1500倍液。綜合增產情況,噴施了殼寡糖的比未噴殼寡糖的要增產10%以上。
三、未來展望
糖生物學是生命科學的前沿。繼基因工程、蛋白質工程之後,糖生物工程已成為引人注目的生物技術新領域,國際科學界稱為第三代生物技術。由糖生物和糖工程建立起來的糖生物工程產業將成為21世紀高科技主流產業之一。
目前殼寡糖的研究與應用,已涉及到工業、農業、醫學、環境保護、國防、食品、日用化工等眾多領域。僅在農業領域中的應用就已凸顯其非凡成效。殼寡糖生物農藥和殼寡糖飼料添加劑的成功研發,其重要意義在於:一是對我國糧食生產和畜禽養殖業的發展將帶來可喜變化;二是從根本上解決了人類的食品安全;三是可使農業增效,農民增收,為人類解決吃飯問題有了保障;四是對生態環境的保護和資源的可持續開發與利用將產生積極影響;五是對提高人類生活質量和健康水平提供了安全條件。
尤其值得一書的是:中科院大連化學物理研究所,根據殼寡糖的調節免疫、降脂保肝、增加骨密度等作用研製的保健食品「奧利奇善」膠囊具有八大功效,對免疫性疾病、高血壓、高血脂、糖尿病、骨關節痛、腫瘤、肝病及腸胃道等疾病都有積極防治作用。在目前中國13200多種保健品中,是唯一經過國家科技部、中科院頒發科學技術成果鑑定證書,達到國際先進水平。該產品已獲國家衛生部、食品藥品監督管理局保健食品證書,並已在全國各地銷售。令人自豪的是,該保健品已順利出口俄羅斯,走進俄羅斯人民生活中。2015年8月參考資料杜昱光 王克夷 白雪芳 殼寡糖的功能研究及應用蘇克模 殼寡糖生物技術在黃山區的應用