為什么會選擇從事食藥用菌領域的科學研究?楊焱的答案從一個科學家開始,最終歸于日復一日的工作所帶來的職業認同感。對這個領域的愛和堅守,成就了她在食藥用菌領域的成績,而多年來支持她度過科研生涯的初心和經歷,她慢慢道來。
為什么會選擇從事食藥用菌領域的科學研究?從小就崇拜居里夫人的她一心想從事與科研相關的工作。1997年,她離開江蘇省微生物研究所來到上海市農業科學院食用菌研究所。從事研究20多年來,隨著對這個行業逐漸深入的了解,楊焱坦言,自己已越來越熱愛這個領域。“感興趣的點不斷出現,想研究的內容也越來越多,渴望有新的突破,時常感到時間不夠用。”
正是這樣的熱忱,讓她帶領著
食用菌研究所加工技術與發酵工程研究室不斷取得科研突破,近年來在靈芝、猴頭菌、灰樹花、桑黃、蛹蟲草、雞腿菇等食藥用真菌的基礎研究和應用開發方面收獲了多項重大科研成果,同時還積累了豐厚的相關知識產權,共獲授權發明專利35項;認定靈芝新品種5個、猴頭菌新品種2個;開發出獲得國家食健字號批文的保健食品6個;發表學術論文216篇(其中SCI收錄72篇)。
歷時12年的研究
為桑黃揭開神秘面紗
和楊焱初次約見,是在她的辦公室。炎炎夏日,她辦公桌上的養生壺內滾著熱茶,蒸騰起陣陣水霧。“這是桑黃,是我們近幾年研究的珍稀藥用真菌品種,它富含多種活性成分,能夠提高免疫力、降血糖、抗腫瘤、抗氧化……,還可以防治很多疾病,”就這樣,在朦朧的水汽中,楊焱開始為我講述她與桑黃的“不解之緣”。
初入農科院工作不到兩年,楊焱就因所在團隊研發的功能性食品被企業認可,隨著研發團隊一起進入了農科院與企業合作的公司做市場推廣。短短三年的企業工作經驗讓她感到科研的重要性。“要知其然更要知其所以然,這樣生產的產品才能被市場認可。”為了做好對產品更精細、深入的研究,楊焱選擇回到農科院攻讀在職博士。在她讀博期間,她的同事從安徽大別山地區帶回了桑黃的子實體。那是她第一次接觸桑黃,當時我國并沒有對桑黃的系統研究。通過查閱國際上各種相關文獻,楊焱開始察覺,眼前的真菌在我國大健康領域有著無限的潛力。
對桑黃的關注,引發了楊焱博士畢業論文的選題,即圍繞桑黃的活性成分之一的多糖進行系統研究。通過4年的科學研究,楊焱分離出桑黃子實體中5種不同結構的活性均一多糖,并研究發現桑黃多糖不僅能提高人體免疫力同時還具有抑制腫瘤的作用。除多糖外,她還研究了桑黃中的次級代謝活性產物,發現桑黃黃酮有很高的含量,且發揮著顯著的抗氧化活性。由于桑黃栽培的難度較大,子實體產量較低,楊焱帶領團隊對桑黃菌種的發酵培養技術進行研究,經過反復的探索和試驗,終于取得桑黃液體發酵高產黃酮的突破。2007年,她與食用菌所栽培團隊的專家合作,受企業委托在福建永春縣多個林場建示范基地,開啟了桑黃的栽培試驗。在他們的努力下,不僅栽培取得了成功,還首次實現了袋料栽培替代傳統的椴木栽培,這一方法更環保,同時還能大大縮短栽培周期和生產成本。
2011年,基于前期的科學研究積累,楊焱所在團隊成功申請到國家十二五科技支撐項目的課題,并依托該項目,對桑黃子實體與菌絲體的有效成分進行了系統的比較。“我們在研究中發現,菌絲體和子實體相比,多糖含量差別不大,但另一重要的活性成分黃酮則更多富集于生長后的子實體中。”有了這樣的研究成果,楊焱放棄了單純使用菌絲體的想法。通過前期對桑黃不同階段各類活性代謝物的深入研究發現菌種對其活性產物有較大的影響,2015年開始,楊焱將研究重點放在了桑黃新品種的選育上,進一步提高栽培子實體中有效活性代謝物的含量。2018年,楊焱團隊選育的高產活性代謝物的優質桑黃菌株已栽培成功,其黃酮和多糖的含量均高于初發菌株20%以上。
通過研究,他們發現桑黃中有效成分多為脂溶性物質,也就是說單純的水煮并不能將這些有效成分充分利用,就想到了先對桑黃脂溶物進行提取,再將提取后的脂溶物與剩余的物質一同入茶,這樣消費者購買后,只需水煮就能獲得其所有的活性成分,目前他們團隊已開發出了桑黃蟲草茶等深加工產品,該發明專利也以100萬元成功進行了技術轉讓。
建立活性多糖高效制備和精準定量技術,提高生產效益
我國食藥用真菌和藥用植物種植量占全球75%,但深加工率低,還處在產業鏈的低端。楊焱很早就意識到,在功能食品蓬勃發展的進程中,還存在許多需要解決的科學問題和技術瓶頸,尤其是真菌類活性多糖還缺乏構效關系的系統理論研究、高效的制備技術和精準質控技術,難以滿足多糖類功能食品的進一步開發要求。
“過去我們知道食藥用真菌中主要的活性成分是多糖,但并沒有深入去研究,不同真菌所含的多糖具有哪些不同功效尚不清楚,如果我們可以搞清其中的關系,就能更有針對性地對其開發利用,定向研發功能食品。”經過數十載的科研攻關,楊焱帶領科研團隊對30多種食藥用菌多糖的構效關系進行了系統研究,闡明了其功效作用的結構基礎,為定向功能開發提供了重要的理論支撐。
基于多糖構效的研究基礎,楊焱帶領團隊創建了HPSEC和HPAEC并聯指紋圖譜分析技術體系,不同來源的多糖通過檢測得到快速篩選,對原料品質進行鑒定,實現了多糖原料的有效鑒別和穩定性的控制,保障產品質量。突破了多糖含量測定中復雜基質干擾的技術難題,實現多糖的精準檢測。團隊發明的超微破碎提取技術、超濾分離及脫色技術將食藥用菌多糖得率提高了60%以上,純度提高40%,活性提高50%以上,不僅可以大大提高原料的綜合利用率,釋放出更多有效的多糖,也能有效地降低提取成本。
這一“天然活性多糖質效控制關鍵技術與產業化應用”項目在2017年獲得了上海市科技進步一等獎。目前,通過該技術篩選的多糖高產菌株已推廣應用到全國11個省市,建立了加工專用型優良品種栽培基地,獲得了高產多糖的優質深加工原料,促進了產業升級。以猴頭菌為例,優選出的高產多糖猴頭菇品種,比親本猴頭菌多糖含量提高20%以上,大大提高了以此為原料的一系列產品功效。
【對話】
記者:“這20多年來,您時常在同一時期承擔多個項目研究,可以說科研工作占用了您大量的時間,您如何在家庭與事業間取得平衡?”
楊焱:“在工作時提高效率,克服、戰勝惰性,合理分配時間和精力、做好計劃、設定合理明確的目標和完成時間表。這樣一來就能有更多家庭時間,能夠陪伴孩子成長。在孩子的教育上,我也花費了很多精力去思考怎樣做個稱職的母親,也指導他做過青少年科技創新課題研究。我覺得,事業心可以讓你和你的另一半有更多共同語言,可以促進雙方共同進步。而家庭,特別是母親這個角色會成為你遇到困難時支撐你走下去的最強大內動力。”
記者:“您帶領團隊屢屢獲獎,有什么心得分享嗎?”
楊焱:“我覺得團隊協作很重要,每一個獎的背后都有全體隊員的付出和汗水。科研成果的產出不是一朝一夕,也不是憑一己之力就能完成的,需要隊員之間相互支持補位。所以除了鼓勵、培養年輕科研人員申請項目寫論文外,我也會組織一些文體活動,增強團隊凝聚力。我們的團隊協作能力很好,去年還被授予上海市工人先鋒號,今年獲得農委系統優秀青年團隊,我為這個團隊感到驕傲。”
記者:“您下一階段的工作目標是什么?”
楊焱:“首先是做好團隊建設,培養青年科技人才成長。目前我們團隊已有很多優秀的青年人才,未來是他們的,希望在我們這一代退出舞臺前能夠培養更多科技創新人才接棒研究項目。另外,對桑黃的研究我還在繼續,目前桑黃因為在我國民間人群服用時長不滿20年,還沒進入我國保健食品原料目錄,還不能用于商業開發更多產品。但我相信這個藥用價值極高的珍稀真菌最終會獲國家認可,只是目前桑黃生產成本很高,一公斤干制品售價可達4000元。希望在我們的努力下能夠突破更多技術壁壘,降低桑黃的生產成本,讓桑黃也能像靈芝一樣,變得親民,同時開發出更多產品,讓老百姓受惠。我對食藥用真菌研究上還有很多感興趣的新方向,渴望去突破,實現技術創新,希望我們的科研成果能真正為我國大健康保健產業添磚加瓦。”
人物檔案
楊焱,上海市農業科學院食用菌所二級研究員,博士生導師,上海市第十一次黨代會代表,中國食用菌協會藥用真菌委員會委員、中國農學會食用菌分會理事、上海市女科學家聯誼會理事;現任上海市農業科學院食用菌研究所加工室主任。1970年出生于新疆烏魯木齊,1992年畢業于南京農業大學,2007年于江南大學獲食品科學博士學位,2007~2008年于德國柏林自由大學做訪問學者。2012年入選上海市閔行區領軍人才,2016年入選上海市農業領軍人才,2018年入選上海市領軍人才。2017年主持獲得上海市科技進步一等獎1項,2009年主持獲得上海市技術發明三等獎1項;參與獲得中華神農科技二等獎1項、上海市科技進步獎3項;在國內外學術刊物發表論文210多篇,獲授權國家發明專利28項,獲批5項國家食健字號功能食品。