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海洋生物资源高值利用:从基础研究到产业化突破

海洋生物资源是人类重要的食物来源和可持续利用的资源宝库。借助现代生物技术,海洋生物高值利用研究正成为开发海洋药物、功能食品、生物材料等高附加值产品的关键方向。本文系统梳理了该领域的研究进展、应用现状及我国取得的显著成果。

研究开发受追捧

海洋生物资源高值利用以鱼、虾、贝、藻、微生物等经济海洋生物为对象,通过活性物质制备、结构改性、安全质控及产业化技术,研发海洋食品、药物、生物材料及生物质能等高附加值产品。该方向具有三大属性:可再生经济属性——通过生物技术将丰富物种转化为功能性产品;绿色属性——采用生物酶解、分子筛分离等绿色技术,提高资源利用效率并保护海洋环境;高附加值属性——将低值水产品精深加工,提升产品价值。

应用领域广泛

自20世纪90年代起,美、日、英、法等国相继推出“海洋生物技术计划”等,投入巨资开发海洋药物。全球已从海洋生物中分离出1.5万多种新型化合物,研发出抗肿瘤、抗艾滋病等海洋药物及功能保健食品。我国也积极部署项目,聚焦海水养殖品种优化、病害防治等,取得一批重要成果。

国内成果显著

在海洋生物活性物质研究方面,我国重点开展了自主创新药物的药源技术、新型农用产品制备工艺等研究。中国科学院已完成微波技术制备甲壳低聚糖、壳寡糖的工艺优化,获得废弃虾蟹壳资源再利用技术,合成5种抑菌增强的壳聚糖衍生物,并建立卤素过氧化物酶生物催化体系。此外,还攻克了海藻多糖胃溶植物空心胶囊的产业化关键技术。

在海洋微生物活性物质研发方面,我国针对热带海洋微生物,开展了生物学、遗传学、酶学及次生代谢产物研究。目前,中国科学院已采集保藏南海、印度洋热带海洋特色菌株3798个,鉴定菌种1206个;分离鉴定化合物384个,其中新化合物86个,筛选出90多个具有抗肿瘤、抑菌等活性的代谢产物;构建了5个基因文库,并对台勾霉素和中尼霉素进行组合生物合成研究,合成15个新结构中间产物。

此外,我国借鉴国内外农业产业链经验,以海水养殖动物为核心,整合苗种供应、养殖生产、流通加工等环节,构建了以虾夷扇贝为代表的养殖贝类绿色产业链,显著提高产品质量,实现绿色高效利用。

海洋生物资源高值利用是海洋战略性新兴产业的支柱,是解决人类资源短缺问题的有效途径。未来,随着生物技术的不断进步,该领域有望为人类健康与可持续发展做出更大贡献。

(作者单位:中国科学院重大科技任务局)

《中国科学报》 (2014-04-08 第8版 生物)

(责任编辑:泉水)