让部分中国粮食先强化起来
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你可能已经长期处于亚健康状态,却不知不觉,这就是缺乏微量营养素(包括微量元素和维生素)的危害。拜无数营养品的宣传所赐,人们已经对它们的重要性有所了解。但是,靠吃补品、药品,或者在食物中添加微量营养素,这些方法都昂贵且不方便。而“生物强化”工程要从作物品种出发,发动又一场国民膳食健康的革命。
米饭2 两、一盘鱼香肉丝、一盘清炒菠菜、一盘松子玉米,一顿看似营养充足的午膳下肚,其实仍然饥饿。因为铁、锌、碘、维生素A 等微量营养素的摄入不足,一场微量营养素的膳食革命已经于1994 年在全世界展开,但中国人仍在蒙受“隐性饥饿”带来的伤害,直到2004 年,国内的农业学家和营养师联合发出了“你真的吃饱了吗”的质疑。
呼声起于北京的中国农业科学院东北角,重大科学工程楼4 楼,由范云六院士牵头,张春义、王磊等多位博士组建的项目小组试图通过不用化肥、不用转基因、也不用人工添加的方式,改变微量营养素在中国膳食结构中曲高和寡的局面。项目小组给这次行动取了一个代号,名为“生物强化”。
实际上项目小组成员对这个代号并不满意,因为它容易让人联想起“无所不能”的实验室加工。“对这个名字我们也很苦恼。国外1994 年就开始做了,他们叫‘HarvestPlus’,我们翻译得似乎不那么贴切,容易让人误解,大家都以为是利用一些工业手段,以人工添加的方式实施,其实,我们是纯农业手段。”负责β- 胡萝卜素富集甘薯种子培育的张春义博士解释道。2004 年,也就是项目实施之初,张春义和诸位同事们经历了听课、检测、临床试验等多种形式的“再教育”方才正式接受了“生物强化”这一概念在中国的首次莅临。
给微量营养素一个说法
每1 千克水稻种中含有10~15 毫克的铁元素,这是铁富集水稻种达标的国际标准。虽然微量营养素对人体健康的作用已众人皆知,常被保健品厂商作为促销的噱头,但是在国内作物的审核标准中,微量营养素的地位一直无关痛痒。“由于中国颁发品种证书只有针对亩产量、蛋白质、淀粉含量等的审核,对于微量营养素还从来没有意识到要设定一个审核标准,我们只有参考世界健康组织推荐的各种微量营养素的日摄入量,还有比如墨西哥等国的标准等等。”农科院生物强化项目组的王磊博士介绍道。
在2004 年之前,中国有关微量营养素摄入状况的系统调查几乎空白。2007 年,中国疾病预防控制中心和美国北卡罗来纳大学协作展开了一个名为“中国健康与营养调查”的项目,追踪15 年间(1989~2004年)中国居民膳食结构与营养状况的变迁,近400页的报告中,反映我国居民微量营养素摄入情况的只有只言片语――“只有21% 的成人维生素A 的摄入量能够达到推荐摄入量”。
从理论到实践均不够重视,直接导致了我国群众常年因微量营养素缺乏而处于“隐性饥饿”中。营养素尤其是微量元素含量不足,且摄入不均衡,这些事实都被“吃饱”的假象掩盖了。因为缺铁、锌、碘、钴、镍等微量元素引发的儿童智力低下、视力减退等“看不见的病”一直在拖国民素质的后腿,而昂贵的额外添加微量元素手段,很难推广到广大的不发达地区。2006 年4 月,四川大学华西公共卫生学院对陕西省淳化县官庄镇中学初一年级422 位学生的贫血与智力状况做了调查,结果表明,这里的学生维生素A、铁、锌、铜等微量营养素的摄入均不足,由此导致该校初一学生贫血患病率高达37.7%,智力中下和缺陷者比例居高不下,占40.5%。很巧的是,此次调查的所在地――四川和陕西均成为生物强化项目的首批实验地。
一颗富铁水稻种的前世今生
“生物强化”在我国开展的环境,也就是农作物生长的环境与国外还有所不同:水质遭受严重污染,微量元素在土壤中的分布不均匀,例如湖北省恩施市富硒,而黑龙江省克山县却严重缺硒,这样的原因导致我国农作物中微量元素的含量先天不足。“生物强化”工程通过天然手段开始了后天的努力。针对4 种基本农作物――水稻、小麦、玉米、甘薯,培育一批微量元素富集的种子,治标治本。当这些种样适应了中国的温带气候、土壤质量等环境,而微量元素含量达到实验之初设定的标准时,就成为生物强化小组众望所归的“种子选手”。
水稻作为项目组的重点课题,研究进展备受关注。由“生物强化”国际以及中国项目组提供,上千个来自中国、美国、墨西哥、南非等世界各国的水稻品种和品系分批经过测定,筛选出铁元素及其他微量营养素含量较高的优种,两个优种杂交之后,种植在试验田中,它们生产的后代继续经历筛选、测定、杂交、育种这一过程,直到找到符合标准的富铁水稻种,最终得到的达标优种往往是含多国血脉的“混血儿”。
富铁水稻种的开发是个漫长的过程:每年做两三次育种,3~4 次鉴定,每次育种选择2~3 处试验田,每个实验田有1~2 亩地。而刨去作物成熟所需的时间,仅样品种子微量元素的测定就需要半年之久。其他的作物优种诞生的方式和富铁小麦种是一样的。“这一过程比想象的复杂很多。100 次杂交之后才能筛选出几个优种,一般开发出一个微量元素达标的品种,比如这次含8mg/kg 铁富集水稻种需要3 年左右时间,其他的甚至需要5 年。”王磊博士深谙生物强化项目的难度。有时,实验结果还会无情地给科研人员开个玩笑,比如两个富铁的水稻种子,杂交之后的下一代也许并不富含铁元素。
“烤红薯是最科学的吃法”
“生物强化”项目组选择四川作为中国首批试验目标地之一,而蓬溪县成为了富β- 胡萝卜素甘薯的专属实验地,这些甘薯将在今年10 月成熟,登上百姓的餐桌。
“在上市之前,我们会做严谨的实验,其中包括临床试验。”四川华西医院营养师曾果介绍,“2006~2007 年之间,我们对蓬溪县其中两三个小学的学前班以及1~3 年级的学生做了试验,给他们吃这种富含微量营养素的甘薯,最后的结果表示,不管是智力反应还是视力都有了很明显的改善。”
这些富含微量营养素的甘薯在吃法上还有讲究。任何食物在加工过程中都会有部分营养流失,“就像2008 年火爆一时的‘德润生天价大米’,它的活性成分极不稳定,即使真的存在,经过高温烹煮之后活性成分也很难存留了。”张春义博士表示食品的储藏、加工过程都不可避免营养素的流失,“我们通过‘生物强化’的方式培育出的作物也有这个问题,我们会对此做很多次测定。比如富含胡萝卜素的甘薯,我们实验它在烤、蒸、煮等各种情况下,微量营养素的流失,发现在烤的过程中流失是最少的,烤红薯是最科学的吃法。”
目前,富集各种微量营养素的首批优种水稻、小麦、玉米、甘薯大部分已经培育成功,都将进入从餐桌到农田的阶段。而这次四川省蓬溪县的β-胡萝卜素富集甘薯即将成熟,课题负责人张春义博士表示,“这是第一次把微量营养素富集的品种种在农民的田里,让老百姓来吃。”
对话
“生物强化”的是与非
中国“生物强化”项目小组成员、农科院张春义、王磊博士= 农
新知客= 新
新:“生物强化”与转基因之间有什么不同或者联系?
农:转基因是“生物强化”的手段之一,但我们还没有使用。“生物强化”是指提高作物的性能,比如产量,蛋白质、淀粉的含量,或者是微量营养素的含量。我们做的就是提高微量营养素的含量。还有,比如做食物强化的,他们是工业手段,施洒化肥或者是人工往成品里添加一些营养元素,像富铁的酱油等等。我们是农业手段,通过杂交选种等方式,比较绿色天然。
新:“生物强化”是主要针对贫困地区,还是仅仅针对贫困地区?
农:“生物强化”主要是改善中国营养失衡的状况,我们只是首先选择贫困地区,最终是要向全国推广的。首先选择比如陕西、河南、四川等地是因为那里摄入不足的问题较严重,他们的饮食结构比较单一,只能种什么吃什么,并且没有其他渠道获得营养均衡的有关知识,而经济水平较高的地方还可以买点营养补品来缓解,比如妇女缺铁性贫血,可以买点补铁的药片吃。
新:一旦达标的优种培育出来,还需要定期追踪检测含量的变化或者继续改良吗?
农:“生物强化”不是一劳永逸的。它需要不断更新,就像计算机软件的升级,现在实验所得的品种可以理解为低版本,而优化的版本一方面把现有富集微量营养素提高,另一方面还可以提高别的元素,比如铁锌富集小麦优种,那么提高铁和锌含量的同时也可以提高硒、维生素等其他微量营养素,这样人体所需微量营养素在其中逐渐富集。每一次育种都是一次升级,平均一年我们会做两三次杂交育种。
新:造成我国土壤质量低,难以让作物吸收足够的微量元素矿物质的原因是什么?
农:影响农作物微量元素含量的原因主要有两个,一个是土质矿物质含量分布不均引起的缺乏,另一个是作物品种本身的原因。作物品种不好,生长期根系不够发达,难以吸收土壤深层的矿物质,微量元素自然无法达标。那么,土质除了矿物质含量分布不均之外,还受到多年来种植习惯的影响,比如为求亩产量高、抗病虫害能力高,大量施洒化肥,这种情况对土质有一定程度的破坏,但不是导致土质不好的本质原因。