农业科技人员聚焦大健康产业选育功能稻

产生日期:2025-01-10 14:50      来源: 东方城乡报

  米饭是市民重要的主食之一,上海市农业科学院作物育种栽培研究所特种稻课题组专家聚焦市民的健康需求,花费了20多年时间,选育出了对糖尿病患者“友好”的优糖稻,给这一人群带来了福音。

  □记者 施勰赟

  为什么糖尿病患者要控制米饭摄入?原来白米饭餐后血糖生成指数(GI)能够达到80以上,属于高升糖食物,糖尿病患者体内没有足够的胰岛素应对,或者存在胰岛素抵抗问题,容易造成血糖快速升高。但对于很多习惯吃米饭的国人而言,米饭又是很难割舍的主食。为此,上海市农业科学院作物育种栽培研究所特种稻课题组专家聚焦市民的健康需求,花费了20多年时间,选育出了对糖尿病患者“友好”的优糖稻,该稻米生糖指数仅为48.53,是普通白米饭的60%,更适合控糖人士食用。

  优糖稻的诞生

  国人习惯用“吃饭”代表“用餐”,足以看出对米饭的依赖。糖尿病患者群体庞大,他们对米饭的需求不容忽视。因此,市农科院的特种稻研究团队从20多年前就已经以“低生糖”为目标启动了特种水稻品种选育。

  “糖尿病患者不宜多吃米饭,因为米饭里的淀粉含量较高,消化后会迅速转化为葡萄糖,导致血糖升高。但如果能够选育出‘抗性淀粉’高的稻米,就能让患者食用后,显著降低餐后血糖水平,减缓血糖应答。”市农科院作物所特种稻研究团队博士杨瑞芳作为优糖稻的主要研发人员之一,向记者介绍道,抗性淀粉的定义是“不被健康人体小肠吸收的淀粉及其分解物的总称”,如果能选育出抗性淀粉含量高的稻米,糖尿病患者在食用后就可以避免快速消化导致的血糖急剧上升,从而能更好地控制病情,基于这样的理解,团队开启了优糖稻的选育之路。

  2009年,第一个优糖品种问世,命名为“降糖稻1号”,这是国内首个高抗性淀粉粳稻新品系,并有了对应的大米产品“优糖米”。2012年,复旦大学附属华东医院对优糖米米饭进行了血糖指数测试。实验结果表明,优糖米米饭血糖指数为48.53,属于低血糖指数食物,具有控制糖尿病人餐后血糖、改善血脂、饱腹耐饥饿等功效。

  但“降糖稻1号”有不少短板,最主要的问题是产量低、熟期晚、不抗病、不抗倒伏,以及出糙率和出米率低。产量低加投入高,导致当时每公斤优糖米的市场售价超过100元。

  团队并没有因此而止步,而是在“降糖稻1号”育种成功的基础上,继续选育更优质的品种迭代。

  最终,在团队科技人员的不懈努力下,首次成功定位了控制抗性淀粉的关键基因,并基于该基因建立了快速的育种技术路线,成功选育了兼具功能性和高产、优质的“高抗性淀粉”水稻新品系“优糖稻2号”“优糖稻3号”,并通过上海市农作物品种审定。

  这两个新品种的抗性淀粉含量平均可达13%以上,是传统水稻品种的20倍;亩产量达到了500公斤,为优糖米降价和普及提供了基础。目前,优糖稻资源在国内已覆盖近20个省份进行引种示范种植。在全国农业科技成果转移中心公众号上,经过推介和分析,它成为2024年度最受关注的十大农业科技成果之首。优糖稻的推广不仅为糖尿病患者提供了健康饮食的新选择,还推动了农业科技创新和产业的发展,带来了显著的社会效益。

  让优糖米的口感越来越好

  尽管高抗性淀粉稻米在健康方面具有显著优势,销售价格也通过产量提升有了大幅下降,但其市场推广却受到食味品质的制约。原来,高抗性淀粉稻米品种,因直链淀粉含量偏高,导致口感偏硬、黏性不足,影响了消费者的接受度。

  有了优糖稻,下一步要解决的就是如何提升口感的问题。为突破瓶颈,团队打算通过种质创新和精深加工产品的开发等手段优化优糖稻的食味性,确保其在保留健康价值的同时,也能满足消费者的口味偏好。

  一方面,团队以高抗性淀粉水稻材料“优糖稻”作为高抗性淀粉基因型供体亲本,结合传统育种方法如杂交、回交、复交,以及现代分子生物学技术,包括分子标记辅助选择育种和花药培养、小孢子培养等技术,实现高抗淀粉含量基因型与低直链淀粉性状基因型和香味性状的快速聚合,创制出若干份含有香软米基因型的高抗性淀粉核心种质。

  另一方面,团队与企业合作,不断开发适口性更好的产品。通过挤压膨化技术,结合优糖稻的加工特性,团队成功复配出口感更软糯的重组米。目前,优糖稻麦米产品已在市场上销售。“我们还通过采用传统的焙炒技术,成功开发出抗性淀粉含量超过20%的高品质熟米粉,其口感更佳,易于大众接受。”杨瑞芳介绍说,该产品因形态与代餐相似,食用方法简便快捷,尤其受到健身人士的喜爱,目前已获发明专利授权。此外,通过与黑木耳的复配,团队还开发出了冲调性显著提升的基础产品,有效增强了优糖稻熟米粉的冲调特性,该产品不仅口感顺滑,而且营养价值丰富,适合健康及糖尿病患者食用,还可以根据个人喜好,作为精准定制产品的主要基料。

  通过全产业链技术研究与开发,团队已较好解决了种源、栽培和加工等关键难题,促进了高抗性淀粉水稻新品种的产业化应用。2017年,“调节餐后血糖的高抗性淀粉水稻新品种选育及产业化开发”获得了上海市科学技术发明奖二等奖。

  更多功能稻正在研发中

  那么,除了糖尿病患者外,还有哪些人群需要具有特殊功能的水稻来提升健康水平?

  杨瑞芳告诉记者,团队当前在其他功能稻米领域也取得了不少成就。比如针对肾病患者要减少高蛋白食物摄入的需求,团队培育研发了低谷蛋白水稻品种。“谷蛋白是水稻种子中含量最高的贮藏蛋白,占种子总蛋白的70%以上,是稻米蛋白中可供人体吸收的主要营养成分,但对于肾病患者而言,蛋白质摄入会加重肾病患者的病情。”杨瑞芳说,低谷蛋白稻米的诞生可以作为肾病患者的主食,减少患者蛋白摄入量。

  除此之外,团队还培育研发了富含花青素的高抗性淀粉水稻新品系,以及聚合抗性淀粉和低谷蛋白性状的功能稻新品系,让特殊人群不仅能够放心食用大米,还能从大米中吸收更多有益营养。这些品种在控制血糖、调节血脂水平、保护肾功能等方面都具有积极的效果。

  目前,功能稻已成为我国功能食品中不可缺少的种类之一,既能作为米饭品种的补充,也能让特定人群愉快享受米饭的美味。农业科技人员表示,越来越多针对市民大健康需求的功能稻正在选育中。

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