中國是油料進口大國，2022年中央一號文件提出，大力實施大豆和油料產能提升工程，讓“油瓶子”里盡可能多裝中國油。為推動脂質科學與健康相關領域的研究和產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，在由中國農業(yè)科學院油料作物研究所和西北農林科技大學聯(lián)合舉辦的第六屆國際脂質科學與健康研討會上，與會專家學者圍繞脂質科學與健康等前沿學術話題進行了專題報告和討論，包括開發(fā)昆蟲油脂、改良油脂提取工藝等，以提高油脂自給率，破解食用油依賴進口的難題。
供求缺口大，凈進口量逐年攀升
我國是全球油料生產、消費和貿易大國，國內油料作物種植規(guī)模僅次于糧食。
國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，我國油料生產快速發(fā)展，2020年全國油料作物(含油菜、大豆、花生、向日葵、芝麻、胡麻)種植面積達到3.5億畝(占世界約7%)，比2019年增長1.6%；油料作物總產量約5700萬噸(占世界約20%)，比2019年增長約2.6%，油菜、花生、大豆占中國油料作物總產量的94.2%。
2019年中國食用植物油產量2384萬噸，占世界食用油產量10.5%，排名世界第2；從食用消費植物油脂構成來看，主要食用油品種包括大豆油、菜籽油、棕櫚油、花生油等。
從生產規(guī)?？?，全國油料作物種植面積在規(guī)模上僅次于水稻、玉米、小麥三大谷類糧食作物。從品種看，全國油菜、大豆和花生三者種植面積與總產量之和均占油料作物90%以上，是油料生產和利用的主體。從品質看，各種油料均培育出高含油量品種，大豆和花生培育出高蛋白品種，油菜和花生培育出高油酸品種。從產區(qū)分布看，長江流域的冬油菜、東北地區(qū)的大豆、黃淮地區(qū)的花生、北方干旱鹽堿地區(qū)的向日葵，是油料作物種植的集中產區(qū)和優(yōu)勢產區(qū)。
“盡管我國油料生產總體保持增長趨勢，但隨著消費需求加快增長，國產植物油面臨自給率偏低、進口依賴度過高的現(xiàn)實問題。”中國農業(yè)科學院油料作物研究所研究員黃風洪表示，2021年全國植物油脂消費總量為4254.5萬噸，食用油消費同步增加達3708萬噸(占全球消費的17.7%)，是2000年的3倍。2010年以來我國食用油消費增長顯著高于發(fā)達國家，人均油料油脂消費同步增長，2021年我國人均食用油的消費量為30.1千克，超過了2021年世界人均食用油消費量27千克的水平。
由于產需缺口較大，我國油料和食用植物油高度依賴國際市場。以棕櫚油為例，需求端在國內，供給端則幾乎全部依賴進口。油脂油料價格波動頻繁，產業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展面臨較高的不確定性。
黃風洪介紹，1999年之后我國取消了大豆的配額限制，降低關稅，國內外大豆價差明顯，我國油料產品進口量激增。1998年我國油籽進口量為461萬噸，1999年增至694萬噸，是上年的1.5倍，到2020年達到1.08億噸，是2000年的15倍。大豆進口量是國產的5.1倍，芝麻是2.3倍；油菜籽進口量逐年增加，2020年達到311萬噸；2020年花生進口量超過國產。
2021年食用油自給率持續(xù)下降，2021年國內壓榨油共計3708萬噸，其中，國產油料壓榨1150萬噸(油菜、花生)占31%、進口油料壓榨1700萬噸(大豆、油菜)占46%、進口植物油858萬噸(棕油、菜籽油等)占23%，進口依賴度高達70%。
因而，擴大大豆和油料生產，提高國產食用植物油自給率的任務愈加緊迫。
用科學的方法提高自給率
2022年中央一號文件提出，大力實施大豆和油料產能提升工程，讓“油瓶子”里盡可能多裝中國油。農業(yè)農村部提出把擴大大豆油料生產作為明年必須完成的重大政治任務。
要樹立大食物觀，向植物、動物、微生物要油脂，全方位夯實糧食安全根基，確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中。黃風洪表示：“要實打實地調整結構，擴種大豆和油料，見到可考核的成效，以國內穩(wěn)產保供的確定性來應對外部環(huán)境的不確定性。”
“提高市場競爭力的關鍵在于提高含油量。”中國農業(yè)科學院油料作物研究所研究員蔡光勤表示，與糧食作物不同，油脂是油料作物的主要產品，產油量是衡量油料作物最重要的指標，推廣品種的含油量在42%—45%左右，與加拿大等主要油菜生產國相比低4%—6%。
“含油量的遺傳機制不明是制約我國油菜產業(yè)發(fā)展的關鍵瓶頸之一。”蔡光勤介紹，油料植物種子發(fā)育過程中物質積累(油脂和蛋白質等)是一個動態(tài)的變化過程，其中，油脂凈積累存在先增加后降低的趨勢，如何破解油脂降解嚴重影響油料植物種子油脂的凈積累是關鍵的科學問題。
油脂降解是植物維持生命活動重要的生物學現(xiàn)象，如為種子萌發(fā)提供能量、應對非生物脅迫、影響種子發(fā)育過程中油脂積累等。“但目前對油脂分解代謝的代謝調控還不清楚，因此挖掘和識別油脂降解調控的關鍵基因，對于油菜籽等油料作物含油量的遺傳改良具有重要意義。”蔡光勤表示。
發(fā)育的種子中，油脂合成與降解同時發(fā)生，很難找到油脂降解的關鍵基因。萌發(fā)的種子中，主要以油脂降解為主，為后期幼苗的建成提供最主要的能量，更容易開展油脂降解機制的研究。
通過對種子發(fā)芽率和無糖培養(yǎng)基成苗的篩選，鑒定到油脂降解調控關鍵轉錄因子AHL4。AHL4通過抑制參與三酰甘油水解和脂肪酸氧化的特定基因的表達來抑制脂質分解代謝。AHL4過表達株系種子含油量較野生型增加4.5%—6.7%，AHL4過表達株系種子中亞油酸含量顯著高于野生型。蔡光勤表示，本研究為油菜乃至其他油料作物的油料產量遺傳改良提供了“要提高油料作物含油量，可抑制種子發(fā)育過程中油脂的降解”這一新策略。
昆蟲蛋白，作為可替代蛋白質來源之一，已經(jīng)被大眾所熟知并運用到飲料、休閑零食、蛋白棒等多個食品領域分支里。昆蟲脂肪同樣具有很高的開發(fā)價值，昆蟲油脂以不飽和脂肪酸為主，消化性能好，微量元素豐富，糖分含量低，昆蟲脂質及油脂除可作為優(yōu)質營養(yǎng)調和食用油外，還可用于制藥工業(yè)及其他行業(yè)，如黃粉蟲可作保健品添加用油、化妝品添加劑和變壓器用油，蠶蛹油可用于制備降低膽固醇的藥物、潤滑油等，可食用昆蟲的價值被更多地挖掘出來。
目前世界上已經(jīng)知道的昆蟲種類已超過100萬種，其中已確定3650余種昆蟲可供食用，我國食用昆蟲種類據(jù)推測有800多種。昆蟲體內脂質的含量，隨昆蟲的生活史而變動，但總的來說，昆蟲的脂肪含量豐富，許多昆蟲的脂肪比例達30%甚至40%以上。此外，昆蟲體內也包含一些脂溶性維生素，如維生素A、維生素D、維生素E等。“昆蟲脂質是昆蟲體內的重要成分，開發(fā)昆蟲脂質具有重要意義。”江蘇科技大學教授王俊介紹。
蠶蛹中含有豐富的n-3不飽和脂肪酸，如α-亞麻酸，對人體健康至關重要。然而，由于昆蟲體內存在的脂類、蛋白質等成分具有獨特的性質，用壓制法提取油脂雖工藝操作簡單、生產規(guī)模大小靈活，但出油效率低。目前大部分采用的浸出法，勞動力強度低、生產效率高，但有機溶劑使用量大、安全性較差、對環(huán)境不友好。水酶法是以水代法為基礎，在特定條件下利用生物酶破壞細胞結構，促使油脂釋放的一種油脂提取方法，具有提取條件溫和、綠色安全、可同時分離出油脂和蛋白質等產品的優(yōu)點。
王俊團隊采用磁性納米顆粒固定化酶等方法改進了水酶法，以達到更綠色、安全、高效且經(jīng)濟地提取昆蟲油脂。結果顯示，催化性能顯著提升，提取時間比改進前的水酶法減少了2小時，僅需4小時，過程所需溫度從原本的80攝氏度下降到50攝氏度，且不需要反復多次提取，使用的溶劑為水，通過離心后溶劑可重復利用。改進前的水酶法提取率為70%，改進后的水酶法提取率為93.13%，提油效果顯著提升。
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