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一项开创性的科研产业合作利用室内农业技术的进步,培育出富含维生素 B12 的豌豆苗,为农民开辟了一条令人兴奋的市场之路,并满足了一项重大的公共卫生需求。
一项开创性的科研产业合作利用室内农业技术的进步,培育出富含维生素 B12 的豌豆苗,为农民开辟了一条令人兴奋的市场之路,并满足了一项重大的公共卫生需求。
约翰·英纳斯中心和位于诺里奇研究园的夸德拉姆研究所、布里斯托尔大学以及室内农场专家 LettUs Grow 合作,利用最新的气培技术,成功地在 15 克豌豆苗中提供了每日推荐摄入量 (RDA) 的维生素 B12。
这种强化沙拉作物不仅超出了预期,每份沙拉中维生素 B12 的含量就超过了每日推荐摄入量 (RDA),而且研究团队还发现,豌豆苗在长时间冷藏后仍能保持其保质期,维生素 B12 的含量也得以保留——这些都是该作物在商业上取得成功所必需的要素。
Quadram 研究所进行的模拟人体消化实验证实,强化豌豆苗可以被消化吸收,这意味着这种作物不仅成功地添加了维生素 B12,而且这种重要的营养物质很可能会进入食用者的血液中。
这项发表在《通讯生物学》上的研究,为补充维生素和营养素的膳食摄入提供了一种新的、具有商业可行性的方法,预计这种方法不仅适用于豌豆苗,也适用于在室内农业环境中种植的其他快速生长的沙拉作物。
更广泛地说,该项目为隐性饥饿问题提供了一种快速、经济高效且可持续的解决方案。隐性饥饿是指人们摄入足够的热量,但缺乏维持健康所需的各种营养素。此外,“隐性饥饿”一词也适用于服用食欲抑制药物的人群可能出现的营养缺乏情况。
约翰·英纳斯中心的研究组组长兼该研究的通讯作者安东尼·多德教授表示:“这种新型强化方法对种植者来说成本极低,可以为消费者提供一种经济有效的方式,以人体可以利用的形式补充维生素 B12。”
维生素B12,又称钴胺素,是一种植物无法合成的必需营养素,对于不加补充剂的素食者和纯素食者来说,存在营养不足的风险。缺乏维生素B12的症状包括贫血、肌肉无力以及心理、认知和神经系统问题。
维生素B12是结构最复杂的营养素,它完全由细菌合成。人类主要从动物性食物中获取维生素B12,例如鱼、肉、家禽、蛋、牛奶和其他乳制品。
据估计,英国约有6%的人口缺乏维生素B12,另有44%的人可能维生素B12水平不足,尽管许多人并未意识到自己存在营养缺乏。在全球范围内,维生素B12不足的情况很普遍,尤其是在动物性食物摄入量较低的人群和老年人群中。
片剂营养补充剂虽然随处可见,但也存在一些缺点:容易被遗忘,而且空腹服用效果较差(因为进食过程会释放营养吸收所需的酶)。此外,许多人更倾向于从天然食物中获取营养,而不是服用补充剂。
鉴于这些限制——以及可持续植物性饮食的兴起——迫切需要替代的植物性维生素 B12 来源。
维生素B12的一个难题在于其分子结构的复杂性,使得传统的化学合成方法无法实现,从而导致其商业化生产成本过高。生产维生素B12需要大量的细菌,这使得它成为市场上最昂贵的维生素,每公斤价格高达2万英镑——相当于黄金价格的三分之一。目前,全球约90%的维生素B12产自中国。
在这个项目中,团队利用 LettUs Grow 开发的气雾栽培技术,通过气雾剂向豌豆苗的根部输送富含维生素 B12 的营养液。
利用这项技术,植物根部会形成一层营养薄膜,维生素B12会被植物自身的营养运输系统吸收利用。在为期八天的培养期间,植物被施用了最广泛应用且生物利用度最高的维生素B12形式——氰钴胺素。对收获的植物进行的实验表明,叶片中积累的维生素B12含量超过了每15克植物材料中达到每日推荐摄入量(RDA)所需的量。
气培法能够控制昂贵维生素原料的施用,使生产更加高效,并为商业伙伴和消费者带来成本效益。
该团队估计,在豌豆苗袋(或含有豌豆苗的沙拉袋)中添加维生素 B12 的额外成本可能不到一便士 (1p)。
他们目前正在研究该产品的商业交付方式,并调整该技术,使其既适用于垂直农场也适用于园艺温室。
该研究的第一作者贝瑟妮·埃尔德里奇博士(Bethany Eldridge)获得了生物技术与生物科学研究理事会(BBSRC)灵活人才流动账户(FTMA)和后续基金的资助,以支持她在这一产学研合作项目中发挥核心作用。她表示:“这项工作的精妙之处在于它以如此经济高效的方式将高科技和低科技结合起来。豌豆苗就像海绵一样吸收维生素B12,而垂直农场则提供了一个可控的环境,我们可以在其中调整植物对维生素B12的吸收。”
“这种方法丰富了人们从日常饮食中自然摄取维生素B12的途径,尤其适合纯素食者或素食者,特别是那些不食用肉类和奶制品,或者少量食用肉类和奶制品的弹性素食者。全球维生素B12水平正在下降,如果我们能找到多种生物可利用的途径将其添加到食物中,那将是一件令人振奋的事情。”
约翰·英纳斯中心业务发展主管、该研究的作者之一乔纳森·克拉克博士表示:“我们面临的挑战是如何在素食膳食中提供一种生物利用度高的维生素B12来源。解决方案并非通过改造植物,而是简单地利用植物吸收维生素B12的能力。这是一种创新性的多学科方法,凸显了诺维奇研究园及其产业界和学术界合作伙伴之间强大的合作实力。”
Quadram研究所首席科学官、该研究的作者之一马丁·沃伦教授表示:“人们通常认为维生素B12缺乏症仅仅是素食者或纯素食者的问题,但实际情况远比这广泛。在许多人群中,维生素B12摄入不足会导致营养学家所说的‘隐性饥饿’——即使人们摄入足够的热量,也会出现微量营养素缺乏。开发将维生素B12融入日常食物(例如这些强化豌豆苗)的实用方法,为提高营养韧性提供了一条令人振奋的途径。这表明农业和食品技术的进步如何能够帮助应对一个鲜为人知但却意义重大的全球健康挑战。”
LettUs Grow 的研发主管 Jack Farmer 表示:“这个项目最令人兴奋的地方在于,它是首次将气培技术提高产量的潜力与 B12 强化带来的营养增强相结合,并能以商业规模进行推广。”
通过气培法强化沙拉作物中的维生素B12来解决维生素B12缺乏症的问题,发表在《通讯生物学》杂志上。