中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 自?20?世紀以來，全球人口普遍出現(xiàn)了由于營養(yǎng)過剩而引起的“富貴病”，如糖尿病、心腦血管疾病等，繼而引發(fā)功能性食品的概念。2017?年，十九大報告提出“健康中國”發(fā)展戰(zhàn)略。在大健康戰(zhàn)略背景下，發(fā)展集營養(yǎng)和健康為一體的功能性動物產(chǎn)品，不僅是驅(qū)動畜牧業(yè)供給側(cè)改革逐步形成高質(zhì)量發(fā)展的產(chǎn)業(yè)新格局的有力抓手，而且是助力健康中國戰(zhàn)略落地的重要途徑。2020—2035?年，我國在全面建成小康社會、實現(xiàn)第一個百年奮斗目標后，將向第二個百年奮斗目標進軍。全社會對健康產(chǎn)品的需求日益多元化、差異化和個性化，肉、蛋、奶等動物性產(chǎn)品在我國居民膳食結(jié)構(gòu)中的消費量逐年增加，人們對動物產(chǎn)品質(zhì)量的要求將愈發(fā)迫切。未來?15?年，我國中等收入群體規(guī)模預計將從?4?億人增長到?8?億人。強大的內(nèi)生市場需求在牽引產(chǎn)品產(chǎn)量增加的同時，也將促進高質(zhì)量功能性動物產(chǎn)品的生產(chǎn)和發(fā)展，以滿足中等收入群體的消費需求。

為滿足我國?14?億人口對肉、蛋、奶等動物性產(chǎn)品的剛性需求，我國畜牧業(yè)過去?40?年來數(shù)量型增長成就斐然。目前，我國飼養(yǎng)著全世界?1/2?的豬、1/3?的家禽、1/5?的羊和?1/11?的牛，畜牧業(yè)生產(chǎn)規(guī)模居世界前列。一方面，我國草食畜牧業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆＝y(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019?年我國全年肉產(chǎn)量?7?759?萬噸，其中豬肉產(chǎn)量?4?255?萬噸，牛肉產(chǎn)量?667?萬噸，羊肉產(chǎn)量?487?萬噸，禽肉產(chǎn)量?1?897?萬噸；同時，禽蛋產(chǎn)量?3?309?萬噸，牛奶產(chǎn)量?3?298?萬噸。與我國居民肉類消費結(jié)構(gòu)進行對比，耗糧型豬禽肉占比為?79%，而食草性牛羊肉僅占?15%。耗糧型豬禽占比扭曲不僅反映出我國畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)嚴重不合理，而且與我國自然資源稟賦和種植業(yè)副產(chǎn)物資源（擁有約?4?億公頃的草原，面積位列全世界第一，每年農(nóng)作物秸稈約?8?億噸）不相匹配。與草食畜牧業(yè)發(fā)達國家相比較（例如，新西蘭和澳大利亞食草性牛羊肉分別占比?79%?和?65%），我國草食畜牧業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆Ａ硪环矫妫鎸π掳l(fā)展階段、新發(fā)展理念和新發(fā)展格局框架下我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢，我國草食畜牧業(yè)發(fā)展走高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展道路也是必然趨勢。功能農(nóng)業(yè)將是繼高產(chǎn)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)之后第三個發(fā)展階段，功能性農(nóng)產(chǎn)品被認為是未來高端食品的發(fā)展方向。當前，我國部分畜產(chǎn)品出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性相對過剩：一般性同質(zhì)化產(chǎn)品量大價低，高品質(zhì)產(chǎn)品供給無法滿足消費需求。以奶牛為例，消費者對國產(chǎn)乳制品消費信心不足，伴隨著奶粉進口量大幅度增長，國內(nèi)生鮮乳供需嚴重失衡。因此，發(fā)展草食畜牧業(yè)國產(chǎn)乳肉功能性產(chǎn)品，不僅是草食畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的首要任務，還是重塑民族品牌、讓消費者重拾信心的新突破口，更是推動我國畜牧業(yè)進入世界先進行列的必由之路。

國內(nèi)外功能性動物產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀

功能性動物產(chǎn)品是以動物產(chǎn)品為原料的一類功能性食品。功能性食品除了具有營養(yǎng)和感官功能等食品的基本屬性外，還可在增強機體免疫功能、預防疾病、增強體質(zhì)及調(diào)節(jié)機體功能等方面對人體健康起積極作用。功能性食品發(fā)展大體分?3?個階段：第一階段的功能性食品主要是各類強化食品，是沒有經(jīng)過任何實驗予以驗證的最原始功能性食品，我國的多數(shù)功能性食品均屬于此類；第二階段功能性食品，經(jīng)過人體或動物試驗證明它具有某項生理調(diào)節(jié)功能；第三階段功能性食品主要體現(xiàn)在對功能成分研究透徹，即在第二階段功能性食品基礎上，同時明確功能因子的結(jié)構(gòu)、含量及其作用機制，且功能因子具有穩(wěn)定的形態(tài)。目前，歐美等發(fā)達國家功能性食品研發(fā)基本處于第三階段。

現(xiàn)階段國內(nèi)研發(fā)的功能性農(nóng)產(chǎn)品主要表現(xiàn)為第一階段特征的富含礦物元素（如硒、鈣、鋅等）食品。功能性雞蛋是研究較多的一類動物性產(chǎn)品。例如，富硒雞蛋是使用無機硒或有機硒等含硒量較高的飼料飼喂蛋雞，使硒在雞體內(nèi)轉(zhuǎn)化為有機硒并沉積在雞蛋中。人體對雞蛋中有機硒的吸收率高達?80%，可見富硒雞蛋是較好的硒營養(yǎng)補充劑。另外，通過蛋雞飼料對雞蛋內(nèi)膽固醇、脂肪酸、磷脂、氨基酸、礦物質(zhì)、維生素和類胡蘿卜素等含量進行調(diào)控，生產(chǎn)符合兒童、老人等人群飲食營養(yǎng)需求的功能雞蛋也有大量報道。

草食家畜牛羊肉是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源，膽固醇含量低，且富含許多人體必需氨基酸及其他重要礦物質(zhì)。牛肉中富含豬、禽肉無法相比的共軛亞油酸、肉毒堿、肌氨酸、生物氫化中間體等功能成分，在減少脂肪攝入、預防糖尿病、癌癥和心血管疾病方面對人體健康表現(xiàn)出積極功效。我國草食家畜乳肉功能性產(chǎn)品近年來也有一些報道。例如，以鮮嫩清香、無腥膻味而聞名的國家地理標志產(chǎn)品“柏籽羊肉”，是一種高蛋白、低脂肪且富含游離氨基酸和多種微量元素的優(yōu)質(zhì)山羊肉。此外，初乳由于其富含免疫球蛋白、乳鐵蛋白和細胞因子等增強機體免疫功能和促進生長發(fā)育的生物活性物質(zhì)，被認為是一種極具潛力的功能性食品。目前，我國草食家畜乳肉功能性產(chǎn)品的研發(fā)尚處于起步階段（第一階段產(chǎn)品）；隨著國人健康意識的提高和功能性食品市場的挖掘，瞄準第三階段功能性食品特征開展草食家畜乳肉功能性產(chǎn)品的精細研發(fā)，提升產(chǎn)品科技內(nèi)涵對于指導草食家畜生產(chǎn)和居民科學膳食均具有極其重要的戰(zhàn)略意義。

草食畜牧業(yè)乳肉功能性產(chǎn)品發(fā)展過程中的前沿科學和技術(shù)問題

草食家畜乳肉功能性產(chǎn)品研究總體目標。通過在草食家畜乳肉功能性產(chǎn)品的“靶點解析—動物生產(chǎn)—人體健康”3?個層面開展科技創(chuàng)新，解析乳肉產(chǎn)品重要功能成分形成機理，構(gòu)建草食家畜乳肉功能成分靶向提升技術(shù)，并闡明乳肉營養(yǎng)與人體健康的關系，為指導精準日糧設計和開展個性化的第三階段草食家畜乳肉功能性產(chǎn)品研發(fā)提供基礎理論支撐，其主要研究戰(zhàn)略如圖?1?所示。

草食家畜乳肉產(chǎn)品功能形成理論問題。主要圍繞草食家畜的生物學基礎和營養(yǎng)過程調(diào)控?2?個方面。從自身生物學基礎角度，需闡明草食家畜乳肉產(chǎn)品重要功能成分（如生鮮肉共軛亞油酸、肉毒堿和肌氨酸等；生鮮乳乳鐵蛋白和卵磷脂等）的遺傳基礎，解析表征乳肉重要功能成分及其前體物的關鍵靶基因等。從營養(yǎng)過程調(diào)控角度，需闡明草食家畜發(fā)育過程中重要功能成分的化學結(jié)構(gòu)、生物合成過程及其前體物累積規(guī)律、閾值范圍、影響因素及其調(diào)控機理等；解析飼料關鍵營養(yǎng)素（如碳水化合物、蛋白和脂類）消化、吸收、轉(zhuǎn)運途徑及分配等如何調(diào)控乳肉產(chǎn)品的品質(zhì)與功能。以脂肪代謝為例：因大部分不飽和脂肪酸會被食草家畜瘤胃中的微生物氫化為飽和脂肪酸，所以需明確瘤胃內(nèi)不飽和脂肪酸氫化與乳肉產(chǎn)品中共軛亞油酸生成的關系是什么等。

基于乳肉產(chǎn)品功能成分提升的動物生產(chǎn)技術(shù)問題。草食家畜生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要問題是，如何通過生物和非生物技術(shù)，在保障乳肉產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的基礎上改善其功能成分。對于生鮮肉，通常用肌肉?pH?值、肉色、系水力、嫩度、肌間脂肪含量、硫代巴比妥酸反應物值和風味評分等指標來量化評定肉品質(zhì)量。從生鮮肉功能成分角度出發(fā)，草食家畜養(yǎng)殖需要關注的問題包括：在環(huán)境友好基礎上，如何利用日糧氨基酸平衡、日糧陰陽離子平衡、日糧能氮釋放同步化指數(shù)和功能性綠色添加劑等技術(shù)提升肉產(chǎn)品支鏈氨基酸、磷脂、共軛亞油酸、生物氫化中間體、肌氨酸和肉毒堿等重要功能成分含量；功能性調(diào)控劑的適宜添加形式、添加量與生產(chǎn)成本和動物耐受劑量研究等。對于生鮮乳，我國已制定嚴格的生產(chǎn)和質(zhì)量標準，對生鮮乳乳脂率、乳蛋白和非脂乳固體等指標做了嚴格的閾值限定。在滿足行業(yè)標準基礎上，如何提升生鮮乳重要功能成分（如卵磷脂、共軛亞油酸、乳鐵蛋白）含量，以及生鮮乳調(diào)控劑的劑量效應與生產(chǎn)成本等是奶用草食家畜養(yǎng)殖層面需要關注的問題。

草食家畜乳肉功能成分與人類健康的理論基礎問題。主要包括：乳肉重要功能成分在人體內(nèi)的消化吸收和功效問題，明確乳肉產(chǎn)品的功能型分類；不同年齡階段人群攝入草食家畜乳肉功能成分后，機體免疫系統(tǒng)、肝臟、胃腸道及其微生物等組織器官如何響應；功能成分攝入量與人體生理過程的量效關系和時空效應如何；根據(jù)草食家畜乳肉產(chǎn)品功能成分含量，制定不同生理階段與不同健康水平人群的膳食方案等。

發(fā)展草食畜牧業(yè)乳肉功能性產(chǎn)品的實踐探索

利用遺傳改良方法培育新品系

家畜優(yōu)秀遺傳背景是形成良種的基礎。通過品種選育或基因工程方法培育重要功能成分基因高表達的家畜品種是生產(chǎn)富含特定功能成分功能性動物產(chǎn)品的有效途徑。例如，乳鐵蛋白是可以從牛奶中提取獲得的核心營養(yǎng)蛋白質(zhì)，對人體健康具有調(diào)節(jié)免疫和促骨生長等多種保健功能。國內(nèi)外科研人員利用體細胞克隆技術(shù)獲得人乳鐵蛋白基因，培育人乳鐵蛋白克隆奶牛，提高了生鮮乳中重組人乳鐵蛋白含量。高肌間脂肪是牛羊肉大理石紋生成的基礎，也是影響肉品質(zhì)重要因素之一。肌間脂肪的沉積與草食家畜的品種、管理、營養(yǎng)和遺傳基礎密切相關。中國科學院生態(tài)草牧業(yè)畜牧科研團隊前期明確了影響綿羊肌間脂肪沉積的相關基因，篩選構(gòu)建了以我國綿羊品種為基礎的肉質(zhì)性狀基因篩選芯片，以生產(chǎn)高品質(zhì)羊肉為目標，利用良種選育聯(lián)合育種技術(shù)正在開展具有高肌間脂肪的雪花羊肉新品系選育工作。此外，草食家畜乳肉產(chǎn)品含有可改善心血管健康、代謝疾病和神經(jīng)健康的磷脂，尤其是牛羊肉中含有較高濃度的可增長人類肌肉和增強力量的肌氨酸和肉毒堿。雖然這些功能成分是草食家畜乳肉產(chǎn)品異于豬禽肉產(chǎn)品重要的功能成分，但目前關注較少。通過剖析影響草食家畜乳肉產(chǎn)品中磷脂、肌氨酸、肉毒堿等重要功能成分主控基因，利用遺傳改良方法培育磷脂、肌氨酸或肉毒堿高表達本土草食家畜種源，是實現(xiàn)乳肉產(chǎn)品功能化的發(fā)展方向。

調(diào)控日糧配方改變功能成分合成過程

由于草食家畜具有迥異于單胃動物的消化器官——瘤胃，使得關鍵營養(yǎng)素在動物機體內(nèi)表現(xiàn)出特有的消化代謝機制。例如：在瘤胃微生物發(fā)酵作用下，包括粗纖維等在內(nèi)的碳水化合物降解生成短鏈脂肪酸以作為動物主要能量來源，蛋白質(zhì)降解為氨氮并進一步生成含各種必需氨基酸的微生物蛋白質(zhì)，脂肪中不飽和脂肪酸氫化生成飽和脂肪酸等。國內(nèi)外科研人員從草食家畜營養(yǎng)代謝過程角度調(diào)控乳肉產(chǎn)品重要功能成分已進行了多年研究探索，其中以共軛亞油酸研究最多。草食家畜乳肉產(chǎn)品中含有較高的共軛亞油酸，在減少脂肪攝入、預防糖尿病、癌癥和心血管疾病方面對人體健康有著積極作用。研究表明可通過提高草食家畜日糧粗飼料比例、改變脂肪酸種類和數(shù)量等方法來改善乳肉共軛亞油酸含量。中國科學院生態(tài)草牧業(yè)畜牧科研團隊前期在應用植物功能成分調(diào)控草食畜產(chǎn)品品質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)，在肉羊日糧中添加?3.0—4.0 g/kg?兒茶素可有效改善肉羊肌肉品質(zhì)，提升肌肉中不飽和脂肪酸的比例；在泌乳羊日糧中增加單寧，羊乳中單不飽和脂肪酸及多不飽和脂肪酸含量隨日糧中單寧添加量增加而線性增加。目前，通過日糧調(diào)控方法改善草食家畜乳肉產(chǎn)品中磷脂、肌氨酸和肉毒堿等重要功能成分研究較少，基于其在草食家畜乳肉產(chǎn)品和人類營養(yǎng)中的重要性，需要加強針對這些重要功能成分的靶向日糧配制技術(shù)和功能型飼料產(chǎn)品研發(fā)。

靶向合成草食家畜乳肉功能成分前體物質(zhì)

近年來，合成生物學在改造微生物的遺傳物質(zhì)和代謝途徑方面已經(jīng)取得了令人矚目的進展。DNA?序列的從頭設計合成能力已經(jīng)從單純的某個基因發(fā)展到整個微生物的基因組，病毒、原核生物基因組及真核生物染色體相繼被成功合成。伴隨合成生物學技術(shù)的不斷突破，研究人員已經(jīng)能夠在特定微生物宿主體內(nèi)引入復雜的外源代謝途徑并進行工程化改造，實現(xiàn)定向進化。對于草食家畜而言，瘤胃內(nèi)棲息著復雜多樣的微生物，包括細菌、真菌、古菌和原蟲等，具有種類多樣性和功能復雜性，可以作為各種功能性成分（如氨基酸、脂肪酸、維生素）的天然資源庫。基于合成生物學，挖掘草食家畜功能成分前體物質(zhì)的合成途徑，在瘤胃模式微生物中構(gòu)建相應的合成通路；并將經(jīng)過功能驗證的功能成分前體物質(zhì)代謝途徑按照功能簇的形式進行組合合成；通過高效合成元件的挖掘、增加關鍵限速酶的拷貝數(shù)和引入分子調(diào)控線路等手段實現(xiàn)合成網(wǎng)絡的組合優(yōu)化。靶向改造草食家畜瘤胃特定微生物以合成功能成分前體物質(zhì)，促進草食家畜功能性肉品質(zhì)（支鏈脂肪酸和風味氨基酸等）和乳成分（共軛亞油酸、磷脂和乳鐵蛋白等）合成與沉積，在提升草食家畜乳肉產(chǎn)品質(zhì)量方面的應用潛力巨大，亟待挖掘。

政策建議

草食畜牧業(yè)乳肉功能性產(chǎn)品發(fā)展還處于摸索階段，在國家戰(zhàn)略層面圍繞草食家畜乳肉功能性產(chǎn)品開展重大基礎研究、重大技術(shù)攻關和重大產(chǎn)品開發(fā)，對形成差異化草食畜牧業(yè)乳肉產(chǎn)品，打造旗艦乳肉品牌，并推動我國草食畜牧業(yè)走高質(zhì)量發(fā)展道路和引導消費者健康膳食具有重要的戰(zhàn)略意義。對于草食畜牧業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，提出?2?點政策建議。

完善組織管理。需進一步強化頂層設計，統(tǒng)籌草食畜牧業(yè)功能產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的相關科技資源。積極主動與國內(nèi)外頂尖學術(shù)機構(gòu)和科學家建立起緊密的合作關系，形成科研共同體，發(fā)揮主動權(quán)和話語權(quán)，搶占若干領域制高點，并組建一支頂尖的學術(shù)隊伍，建立一批頂尖的學術(shù)科研平臺。

加強研究投入。在國家戰(zhàn)略層面各級政府發(fā)揮在政策制定中的引導作用，針對不同區(qū)域和不同人群消費需求，圍繞草食畜牧業(yè)功能性產(chǎn)品發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈部署重大科技任務，加大政府投入用于基礎研究，并引導企業(yè)和社會資本投入草食家畜乳肉功能性產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)。

 （作者：賀志雄、周傳社、譚支良，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點、中國科學院大學、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學學院實驗室；王敏、焦金真、湯少勛，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室； 楊果，中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院；鐘榮珍，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、吉林省草地畜牧重點實驗室。《中國科學院院刊》供稿）。

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