夏收时节,陕西省农业农村厅副厅级退休干部、正高级农艺师张录德,正在家中每天从早到晚抓紧整理夏收中从市郊农村7亩多租赁地试验田里收获的高抗性淀粉小麦,为下一步继续试验做准备。
张录德经过10多年的科学研究,在高抗性淀粉小麦品种科研上取得了重要成果,他研发的“糖寿麦1号”2021年底获得农业农村部颁发的“植物新品种权证书”,并获得国家知识产权局商标注册。经资料查询,这一成果填补了国内高抗性淀粉小麦品种培育的空白。2022年他获得了中国老科协奖,并获得陕西省创新方法大赛二等奖。前不久,他研究 的“糖寿麦2号”已向国家有关部门申报新品种权获得受理。
张录德1983年毕业于西北农学院(今西北农林科技大学)农学系,上大学时就喜欢搞育种研究。参加工作后,他主持的地窖韭黄栽培技术引进试验与推广项目曾获得西安市未央区1989年度科学技术进步一等奖,并获得西安市星火科技一等奖和国家星火科技博览会优秀奖。
张录德家族有多人是糖尿病患者。2006年一次同学聚会上,从事育种的同学们议论起育种趋势时谈到,近些年心血管病、糖尿病、直肠癌、肥胖症等慢性病发病率成倍增长,给国家、社会、家庭造成很大负担,引起世界许多国家政府的高度重视。
经科学家研究论证,培育抗性淀粉含量高的作物是解决这一问题的有效途径。张录德敏感地认识到“抗性淀粉”值得关注。此后,他就有意识地注重这方面的资料收集和技术研究。
他通过资料了解到,英国生理学家 Hans在较长时间研究的基础上,于1983年首先提出了抗性淀粉(Resistant Starch,简称RS)的概念,很快引起学术界的广泛关注。1992年,联合国粮农组织 (FAO)将抗性淀粉定义为:“在健康者小肠中不能被消化,但能在大肠中发酵或部分发酵的淀粉及其淀粉降解产物。”抗性淀粉属于淀粉中的一类。
人们根据淀粉在肠道内的消化吸收速率及血糖应答状 况的不同,将淀粉分为快速消化淀粉(RDS)、缓慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)。抗性淀粉也称抗酶解淀粉,它虽不能在人体小肠中消化吸收,却可在大肠中被发酵产生对人体有益的短链脂肪酸及其降解产物,起到预防肠道疾病、降低胆固醇、抑制脂肪堆积、促进矿物质、维生素的吸收利用等作用。抗性淀粉是一种新型的膳食纤维,具有较低的血糖生成指数,可以有效地稳定餐后血糖、控制体重,比普通膳食纤维有着更为广泛的保健作用。此外,抗性淀粉具有不溶于水、热稳定性高、持水性低以及热量低等较好的理化性质,作为新型的、具有保健功能的“食品添加剂”加入到食品中,能够增加食品的脆性、减少食品的膨胀度、改善食品口感。国外已经培育出了抗性淀粉含量高的大麦品种,吃后可降血糖。
张录德想,既然能有可降血糖的大麦品种,何不想方设法研究能够降血糖的小麦品种?自己是学农的,有一定的育种技术知识,他先后上网查阅国内外相关论文资料100多篇,并先后翻译相关论文60多篇、近70万字,比较全面地掌握了全球高抗性淀粉作物育种的最新进展、存在问题和发展趋势。
2009年,张录德在自己弟弟开办的制砖厂,利用厂子的边角闲散土地,利用业余时间开始进行抗性淀粉小麦品种的种植观察试验,取得初步进展后,在市郊农村租赁土地进行科研试验,2013年前后取得了突破性进展。经过几年时间的系统选育终获成功,2017年8月他向国家有关部门申报小麦新品种权获得受理,并于2021年12月30日获得农业农村部《植物新品种权证书》(品种权号 CNA2017080.6),“糖寿麦”2021年9月7日获得国家产权局商标注册(商标注册证53144415号)。2017年,他参与的《普通小麦一十倍体长穗偃麦草衍生新品种抗赤霉病基因的分子鉴别》论文发表在中国农业科学院、中国农学会主办的《中国农业科学》杂志上。
在这期间,世界上一些国家的抗性淀粉小麦品种研究也取得了进展。据报道,2015年,美国一家公司研发的“抗性淀粉水平提高的小麦”已获得美国专利和商标局的专利。2018年,澳大利亚研发出一种有助于抵御肠癌和二型糖尿病等富含抗性淀粉的小麦品种。澳大利亚、美国、日本、新西兰等国家市场上已出现了抗性淀粉作物加工生产的食品。西北农林科技大学教授吉万全等育种专家认为,张录德的科研成果,是中国在小麦高抗性淀粉品种培育方面的一座里程牌,是一个重大突破。
张录德开始进行育种试验时尚未退休,工余时间和节假日基本上都把精力用在育种科研上,退休后更是一头扎进小麦新品种科研事业当中。十多年来,他的工资几乎全部用于 支付引进材料、租赁土地、购买生产资料和试验用品、雇工、 检测、产品试制加工、临床试验等上面,人手不够,除了自己事事亲力亲为,还常常把妻子(比他低一级的校友)、孩子、亲戚拉来“义务帮忙”。他对抗性淀粉小麦品种的育种研究,几乎达到了“痴迷”的程度。几天不到育种田里去,他就像“丢了魂儿一样”,吃饭不香,觉也睡不踏实。他在田间地头穿梭的身影感动了当地的老百姓,他们说:城里来的“老张”比我们还能吃苦耐劳。2020年,他在西安市郊农村租赁了40多亩耕地,进行大面积繁种试验,仅这一年,家里为老张育种科研投入的资金就超过了10万元。
张录德的抗性淀粉小麦品种培育成功后,很快引起国内外有关方面专家的关注。西北农林科技大学、河南工业大学、中粮研究院、西安交通大学第二附属医院等,先后对张录德研发的糖寿麦1号的淀粉特性等进行进行了相关检测研究。
据资料介绍,一般小麦品种的抗性淀粉含量为0.2%—1%, 经四川省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所进行检测,“糖寿麦1号”为非转基因品种,其抗性淀粉含量为11.1%,是国内一般小品种含量的10倍以上。
小麦是世界30%以上人口消费的主要作物。它是谷物类 加工产品的主要来源,如面包、饼干、意大利面和面条等。 一般来说,淀粉含有直链淀粉和支链淀粉两种主要的葡萄糖 聚合物,它们在葡萄糖链的聚合度(DP) 和分支的频率上有所不同。在小麦胚乳中,淀粉由大约70%—80%的支链淀粉和20%—30%的直链淀粉组成。直链淀粉与抗性淀粉的含量成正比。用糖寿麦1号加工的高抗性淀粉小麦粉还漂洋过海,丹麦哥本哈根大学布伦安教授团队与西农大等高校科研人员合作,经过对包括玉米、小麦、大麦、马铃薯等作物品种不同高直链淀粉颗粒特性的研究,在国际知名的《食品胶体》杂志在线发表了《不同高直链淀粉淀粉颗粒的表征》研究论文。其中表明:糖寿麦1号的直链淀粉含量67.2%,其直链淀粉分子结构等特性与一般小麦有很大区别,具有很高的科学研究和食用价值。
西安交通大学第二附属医院的有关专家进行了“高含量 抗性淀粉小麦粉干预对初发2型糖尿病患者糖脂代谢以及肠 道机能的影响”和“高抗性淀粉小麦粉与大鼠肝脏脂代谢的研究”两个临床试验。试验结果表明:高含量抗性淀粉小麦粉干预可改善初发二型糖尿病患者糖脂代谢紊乱以及肠道菌群水平,为糖尿病患者的管理提供了新的选择;抗性淀粉(RS)对小鼠肝脂肪变性有预防作用”。
张录德说,育种是一条永远没有终点的路,要通过进一步的研究,培育出更优秀的高抗性淀粉小麦品种,这也是自己坚持要一直走下去的动力。他说,希望尽快和食品、保健品和功能食品加工企业合作,研发出适合中国人消费习惯的产品,推向老百姓餐桌,为缓解我国II型糖尿病,心血管病等慢性病的高发态势做出贡献,为健康中国行动添砖加瓦。
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