科技进展
湖南大学生物学院隆平分院丁云龙等 | 基于新资源挖掘的果蔬健康效应与绿色制造研究进展
2025-07-29 新闻来源:《中国食品学报》 浏览人次:0

果蔬富含维生素、矿物质、多糖、多酚、萜类以及生物碱等多种功能成分,具有多种健康功效,对维持人体健康至关重要。我国是全球最大的果蔬种植和生产国,深入挖掘果蔬新资源对机体生理功能的影响及作用机制,是促进其高效、高值化利用,践行“大食物观”,应对“隐性饥饿”,满足居民营养健康需求的重要举措。在可持续发展与“双碳目标”战略背景下,如何确保人们获得所需的果蔬营养,同时减轻生产对环境的负担已成为刻不容缓的议题。文章围绕“功能成分-绿色制造-提质增效”,综述果蔬资源中功能成分挖掘、健康调控新功能、作用机制及其绿色制造的关键共性技术等,为促进果蔬资源绿色低碳、高效高值和综合循环利用以及产业高质量发展提供重要参考。

1、果蔬食品功能成分

果蔬的功能成分主要来源于果蔬次生代谢产物,包括多糖、多酚、萜类以及生物碱等,这些功能成分因突出的健康效应而成为食品新资源挖掘的重要对象,然而,不同果蔬中的功能成分存在差异。

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2、果蔬功能成分的促健康机制

果蔬功能成分具有调节代谢、抗抑郁、调节肠道、抗炎症、抗氧化以及抗癌等多种健康功能,具有天然来源、低毒性以及多靶点作用等特性,能够有效干预疾病的发展,为开发绿色健康食品、膳食补充剂以及药物前体等提供可持续的解决方案,是连接饮食与精准营养理念的新载体。

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3、果蔬功能成分制备与增效的关键共性技术

我国果蔬食品产业化仍存在采后腐损率高,绿色加工技术水平和资源综合利用率低,信息智能化基础薄弱等瓶颈问题。因此,在可持续发展与“双碳目标”战略背景下,以减损增值、节能减排和高效利用为基本特征的关键共性技术,对于果蔬功能成分的充分挖掘与高效高值化利用具有重要意义。

3.1 绿色提取技术

果蔬功能成分提取主要集中于提取过程中的能耗更低、效率更高,减少溶剂使用或使用替代溶剂和可再生天然产物。

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3.2 生物合成技术

果蔬功能成分的传统工业化提取需使用大量原料和提取溶剂,引发资源浪费和环境污染等问题。合成生物学技术可通过突破菌种计算设计、高通量筛选、精准调控等关键技术构建细胞工厂,实现果蔬功能成分的精准、高效合成,逐步削弱传统工艺与环境资源之间的紧密联系。

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3.3 结构修饰与半合成技术

随着果蔬功能成分结构特性与构效关系研究的深入,发现分子质量、侧链基团类型等因素对其功能活性影响较大。结构修饰技术能基于功能成分结构特性的改变,进而提高其稳定性、生物利用度与功能活性。

3.4 稳态化技术

果蔬功能成分往往存在自身稳定性差、易降解、在机体胃肠道环境影响下生物活性降低且生物利用度不高等问题。包埋技术能够实现果蔬功能成分的稳态化递送及靶向释放,从而提高其应用稳定性及生物利用度。

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4、果蔬功能成分挖掘未来发展趋势

1)果蔬功能成分的新功能挖掘  构建更完整且更具代表性的功能成分预测模型,深入挖掘其促健康机理,并结合多组学以及计算机模拟等技术,明确功能成分的体内生物转化过程及其所介导的健康效应。

2)绿色智能制造技术创新  在菌种工程、代谢工程和发酵工艺方面进行深入研究,并结合AI辅助设计与机器学习等智能化技术,不断优化基因编辑策略,深入解析底盘细胞的代谢网络调控机制,构建高效的细胞工厂。

3)功能成分增效技术创新  针对功能成分的结构特性以及人体复杂的胃肠道环境,突破现有增效技术瓶颈,同时深入挖掘功能成分的协同增效机制,充分发挥功能成分的健康调控功能,

4)果蔬资源“吃干榨尽”全利用  开发集成化的全链条利用技术以及构建资源循环利用体系,形成“从农田到餐桌,再回到农田”的循环经济模式。同时,拓展资源利用途径,开发基于果蔬废弃物的生物材料等。

 

原文链接:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=hQuCc5bkPPNhW2N3SZ1lov8RgV-dp5-SFU0nXRtZve3Gaeve27Z2JWzUHiDVi_ThQhy0mW0ltLtpK3-5j4rCP_tjZeCJO_2IGZL-rKQhXI5kr8XYVgXPWzU631JOqzQaIH8MNcIvxhY2j0q32aiqn7Nt1t-LlSh3gXaMsz3tyy3EJia_MM4zwA==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

Start at 2015-10-19 10:30 AM