蚕桑资源综合利用研究团队|建库、筛种、创产品,引领我国蚕桑产业多元化发展
桑基鱼塘,是我国东、南部水网地区人民创造的一种传统复合型农业生产模式,距今约有2500多年历史。从种桑开始,通过养蚕而结束于养鱼的生产循环,构成了桑、蚕、鱼三者之间密切的关系,“五里七里一纵浦,七里十里一横塘”的棋盘式塘浦排灌系统确保了水稻、桑蚕和鱼塘收获。但令人惋惜的是,随着自由市场的兴起,由于蚕桑业生产周期长、风险大、产值低,桑基鱼塘面积逐渐缩小,1995年以后这一历史文化遗产面临着消失的困境。
但如今,桑基鱼塘非但没有消失,反而在佛山、广州等地四处开花,佛山基塘农业系统甚至申报入选了“中国重要农业文化遗产”。与传统蚕桑不同,这些蚕桑基地以新科技、新理念重塑了桑基鱼塘的模式,不仅给珠三角带来一抹绿意,还使桑基鱼塘这一古老的农业模式得以传承与发展。在当下建设美丽乡村的浪潮中,桑基鱼塘也不失为生态农业的标准样板。这一切得归功于广东省农业科学院的蚕桑资源综合利用研究团队。
团队现有科研骨干11人,博士7人,硕士4人,其中6人是广东省农村科技特派员。团队成员专业覆盖蚕桑学、食品科学、天然产物化学、微生物学等学科方向。近五年,团队成员晋升副高职称6人,引进博士4人,联合培养硕士研究生15人。团队学科带头人廖森泰研究员现任广东省农业科学院党委书记、中国蚕学会理事长、国家现代农业蚕桑产业技术体系加工研究室主任。
构建数据库,创制桑蚕资源食药用新产品
上世纪80年代,广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所蚕桑资源加工利用团队正式创立,21世纪以来,团队进入快速成长期。2008年,随着国家蚕桑产业技术体系蚕桑多功能利用功能实验室的成立,团队发展进入到新阶段,旨在形成特色鲜明的蚕桑资源研发新理论和新技术体系,引领我国蚕桑产业多元化发展进程。“十三五”期间,团队在研项目35项,其中国家级3项、省部级11项,发表论文45篇,申请发明专利36件,授权发明专利10件。团队研究成果获省部级一等奖、二等奖各1项。
蚕桑资源综合利用研究团队系统鉴评了我国代表性桑蚕资源的食药用价值并构建了数据库,筛选出营养功能成分含量高且加工特性好的专用桑品种和蚕品种共9个;系统评价我国华东、华南、西南、新疆及西藏地区400余个代表性桑蚕品种的营养成分、生物活性及物质基础,构建了桑蚕资源食药用加工基础数据库;依据桑蚕资源食药用加工的特定要求,建立涵盖功能成分、加工特性和农艺/经济性状等参数的食药用品种指标体系及数学评价模型,筛选出营养活性成分含量高且加工特性好的6个桑品种和3个蚕品种为加工专用品种,为桑蚕资源食药用加工优质原料和成分导向的桑蚕品种分子辅助育种奠定了基础。
此外,团队还确证了桑资源抗病毒、降血糖等生物活性及物质基础,突破了桑叶传统加工技术活性成分损失及风味劣变等技术瓶颈,发明了桑资源食药用加工新技术并创制系列新产品。发明了基于CO2萃取联合膜精制的高抗病毒活性的桑叶有效成分提取技术,提升了传统中药“夏桑菊颗粒”的质量标准。建立基于二次发酵与高温提香的高香桑叶茶加工技术。发明基于叶绿素和黄酮减损的桑叶菜加工技术。创制脱水桑叶菜、桑叶乌龙茶等多个优质食用桑叶新产品。桑叶茶和桑叶菜加工技术连续3年入选广东省农业宝马11222这个网站。
团队还建立了基于生物转化的家蚕蛋白、油脂加工及蚕蛹虫草人工培养关键技术,解决大分子蛋白致敏、油脂氧化和虫草人工培养的连续化生产等技术难题,创制保健食品和风味食品配料等新产品;建立超临界CO2萃取联合生物酶法精制的蚕蛹油绿色加工技术;集成定向酶解和脂质体纳米包埋技术,发明风味浓郁醇厚且具有抗氧化和降低钠盐用量的蚕蛹味肽关键制备技术,并建立其在肉类休闲食品中的配套应用技术。通过菌种筛选和培养条件优化,团队建立高产虫草素的蚕蛹虫草的连续化生产技术,建立基于微生物转化的蚕蛹生物脱臭除敏技术,有效解决蚕蛹原料的不良风味和蛋白致敏问题,创制安全、营养、风味优良的新型蚕蛹系列食品。
科技复兴桑基鱼塘,探索新生态农业模式
“十三五”期间,团队利用蚕桑资源综合利用技术成果,对桑基鱼塘中各环节相关的物质、生物和文化资源进行综合高效的开发利用,建立出多元化桑基鱼塘模式:从种桑养蚕、养鱼至养畜、养人,深入开发和推广示范蚕桑食药用、肥料用、饲料化加工新技术,构建出新型的蚕桑生态循环体系,同时开展农业休闲旅游与科普文化展示,现已形成独特的、适应社会发展的、高效益的多元化桑基鱼塘系统,让传统桑基鱼塘焕发出新的生机。
在此基础上,团队进一步拓展基塘农业生产技术创新研究,应用蚕桑多元化利用技术,以经济动植物立体高效种养、废弃物资源化利用等关键技术,构建新型基塘农业生态循环利用模式,建立了相关技术体系,并通过实践验证了其可行性。目前,团队已在广东宝桑园(花都)新生态农业科普基地、佛山渔耕粤韵桑基鱼塘科普休闲区、顺德太子休闲农业产业园等地区开展基塘新生态农业的实践示范。
团队还受南海区人民政府委托制定了《广东佛山珠三角基塘农业系统保护与发展规划(2019-2029)》,实现了珠三角基塘农业系统农业文化遗产保护与发展的既定目标,并协助政府将“广东佛山基塘农业系统”成功申报入选“中国重要农业文化遗产”。
围绕蚕桑产业,助力乡村振兴战略
蚕桑资源综合利用研究团队重点开展蚕桑资源多元化循环利用技术研究及推广工作,为政府部门、企业及基层农户提供技术咨询、人才培训、产品开发等科技服务,推动传统蚕桑企业的转型升级,提高从业人员科技素质,增加农民收入,推动蚕桑产业多元化健康发展。
在基层科技服务方面,团队6名广东省农村科技特派员经常深入茂名、清远、韶关等地市、乡镇和农村,进企业入车间,对蚕桑资源加工进行技术培训和技术指导,为企业遇到的疑难问题“把脉问诊”,为农民朋友排忧解难。针对蚕农生产中桑叶严重浪费的问题,团队选育出了菜桑专用品种,建立了速冻桑叶菜、脱水桑叶菜加工技术,助力脱贫攻坚和乡村振兴。广东省农村科技特派员沈维治发挥自身主动性和创造性,深入基层,为企业和蚕农开展桑叶高值化加工利用技术培训,并指导企业建设桑叶茶生产车间及生产线。此外,沈维治还协助清远市英德万仔蚕桑专业合作建立了桑叶菜生产线。万仔蚕桑专业合作社采用“合作社+农户”的运营模式,以每斤4元的价格向村民收购新鲜桑芽叶进行加工,加工后的桑叶菜销往珠三角的商超及餐厅,取得了较好的社会经济效益。目前,桑芽菜产业已成为当地“一村一品”的重点发展产业。
在传统桑蚕产业中,蚕蛹作为副产物并不被大众熟知,研究蚕桑与药食资源加工的广东省农村科技特派员穆利霞博士深有体会,她表示蚕蛹具有蛋白含量高、氨基酸结构合理、油脂中不饱和脂肪酸及多种功能性成分含量高等优点,具有极高的营养价值,但蚕蛹、蚕蛾一直没有得到有效利用,导致整体产业经济效益不佳。为实现产业提质增效,穆利霞团队十年磨一剑,专注于以蚕蛹为基料开发一些食品、保健品和药品,科技特派员根据蚕蛹的营养成分,通过筛选、烫漂灭酶、打浆、酶解、美拉德生香和风味包埋等工艺,研发出了一些富肽型高档呈味的基料,风味独特,受到食品企业的热捧。团队还入选了“扬帆计划”创新团队,重点开展蚕蛹味肽改良潮式肉制品研发,已在广东真美食品股份有限公司应用转化,极大提升了蚕蛹资源的附加产值,农民收入和企业效益也大幅度提高。
团队科技特派员积极组织科技培训及参加三下乡活动。如开展“基塘农业保护与发展”培训;受聘“柳州市双百人才专家”,培训柳州市、县、乡(镇)蚕业技术人员及农户代表100余人次;受邀在农业农村和城建环资专题学习班授课,开展《现代农业多功能拓展》培训。受邀参与“湖北蚕桑茧丝绸产业发展大会”,并作《发展生态多元蚕桑业》报告。与钟落潭天仁灵芝种植合作社共建“桑枝栽培食药用真菌试验基地”。参与广东省现代农业产业园建设,担任蚕桑现代农业产业园建设产业专家服务团队。
未来“十四五”期间,团队将围绕蚕桑、南药等药食两用资源的高值化加工利用,开展优势种质挖掘、营养活性评价和新技术新产品研发,解决一批产业共性关键技术问题,支撑蚕桑和南药产业发展,力争成为蚕桑和南药资源食用化加工技术的区域创新中心和人才中心。