趙超：挖掘海藻資源的無限可能性

肖貞林

趙超，1983年12月生，民進會員，中山大學與國家海洋局第三海洋研究所聯(lián)合培養(yǎng)海洋生物學博士，美國加州大學戴維斯分校訪問副研究員、客座講師，福建農(nóng)林大學副教授，生物能源研究所副所長，碩士生導師。福建省杰出青年科學基金獲得者、

“金山學者”優(yōu)秀人才，智利國家科學技術研究委員會化學部項目評審專家，美國食品技術協(xié)會專家會員，Journal of Agronomy and Agricultural Aspects主編，International Journal of Food Science and Biotechnology編委。他師從我國海洋生物基因工程主要奠基人徐洵院士，5次公派赴美訪學研究，先后在華中農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)微生物學國家重點實驗室、中山大學有害生物控制與資源利用國家重點實驗室、國家海洋局海洋生物遺傳資源重點實驗室、中國科學院海洋生物資源可持續(xù)利用重點實驗室等學習，現(xiàn)從事營養(yǎng)基因組學、海藻應用與糖化學生物學方面的研究。

2012年以來，已主持包括國家自然科學基金、福建省高校產(chǎn)學合作科技重大項目、省屬高校專項重點項目等國家級及部省級課題12項，參與國家科技支撐計劃等國家級課題5項，福建農(nóng)林大學“校杰出青年科研人才”培養(yǎng)專項基金獲得者。他所獲中國博士后科學基金特別資助和一等資助，均為同批次海洋科學領域福建省唯一獲得資助項目。他還獲得了2014年中國輕工業(yè)優(yōu)秀教材三等獎、第三屆高等林（農(nóng)）業(yè)研究優(yōu)秀論文三等獎、市科技進步二等獎，發(fā)表學術論文50多篇，以第一作者身份發(fā)表了SCI論文22篇，已授權國家發(fā)明專利13項，申請發(fā)明專利57項（國際專利1項及美國專利1項）。

甜食因其美妙的口感而擁有大批忠實擁躉，卻又因其高能量而令很多人望而卻步。作為糖類大家族中的一員，功能性寡糖（又名低聚糖）具有多種有益人體健康的生理功能，而且很難或不會被人體消化吸收，可在低能量食品和功能性食品中發(fā)揮作用，最大限度地滿足那些喜愛甜食又擔心發(fā)胖者的要求，還可供糖尿病人、肥胖病人食用。由于其功能的多樣性和獨特性，被廣泛應用于食品、醫(yī)藥、化妝品、農(nóng)業(yè)等領域。

目前，國際上對特征寡糖的研究日益深入。2016年3月，化學領域國際權威學術期刊Chemical Communications發(fā)表了一篇論文，論述了在人體功能寡糖合成及其應用研究領域取得的重要進展，該研究發(fā)展的化學酶法精準合成復雜糖鏈的高效體系，為深入理解和研究人體功能寡糖對腸道微生物的調(diào)節(jié)作用提供了一種新的研究手段。

“復雜寡糖和糖綴合物的功能與構效關系研究，目前已成為全球熱點研究方向之一。我的研究利用新型高活性嗜熱聚球藻巖藻糖基轉移酶，在國際上率先完成了人體重要功能寡糖LNFP-I的化學酶法克級生產(chǎn)及純化體系，并證實了其對腸道益生菌的增殖活性?！闭撐淖髡呲w超說。現(xiàn)為福建農(nóng)林大學食品科學學院副教授的他，是一位在海藻應用生物學、營養(yǎng)基因組學和糖生物學上都取得了諸多成果的“八零后”。

立足實際，著眼創(chuàng)新

“隨著海洋生物產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，許多國家都將加速海洋生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為戰(zhàn)略重點，力求催生新產(chǎn)業(yè)，形成新的經(jīng)濟增長點?！壁w超說：“作為一類寶貴的海洋資源，海藻一直是人們研究、開發(fā)和利用的重點。而海藻高值化產(chǎn)品的開發(fā)，是海洋生物產(chǎn)業(yè)的重要方面，也是我國‘十三五期間的重點任務?！?/p>

目前，我國海藻在總產(chǎn)量、養(yǎng)殖規(guī)模方面均居世界首位。但相對于其他發(fā)達國家，我國對海藻的開發(fā)利用較為粗放，對海藻的深加工率較低，尤其是海藻功能性食品研發(fā)不足，成為限制行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和資源高效利用的瓶頸。

“要想發(fā)展海藻產(chǎn)業(yè)，就必須深入研究和開發(fā)海藻類產(chǎn)品的營養(yǎng)與功能性，提高產(chǎn)品的市場競爭力?！壁w超說，“福建省擁有我國重要大型海洋藻類的資源和產(chǎn)業(yè)。立足與此，以福建農(nóng)林大學食品科學學院為依托，針對福建省海藻相關產(chǎn)品的加工技術瓶頸，我開始了對于海藻營養(yǎng)與功能性食品的研究與開發(fā)?！?/p>

在這個項目中，趙超提出滸苔、馬尾藻、巨藻等海藻的特殊功能產(chǎn)品開發(fā)關鍵技術的研究與應用，研發(fā)海藻營養(yǎng)與生物活性成分的高效提取、快速篩選與鑒定技術，低成本高效益地獲得高純度的海藻生物活性物質。研發(fā)優(yōu)質海藻營養(yǎng)和功能性食品，開展產(chǎn)業(yè)化關鍵技術研究與示范，有利于提高大型海藻的資源利用率。同時，挖掘特殊功能以提高產(chǎn)品附加值，開發(fā)特殊功能產(chǎn)品、功能保健品，市場潛力巨大，不僅能有效滿足加工企業(yè)對新技術和優(yōu)勢產(chǎn)品的迫切需求，同時也適應現(xiàn)代人對健康飲食和生態(tài)保健的需要，有利于促進福建省海洋戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

“醫(yī)食”結合，人文關懷

“海藻寡糖低熱穩(wěn)定、安全無毒、吸濕性強且不易被胃腸道消化，具有改善血糖含量、促進體內(nèi)胰島素分泌、調(diào)節(jié)腸道微生物區(qū)系等生理功能?！壁w超解釋道，“而目前對海藻中的褐藻及紅藻寡糖的研究較多，對綠藻寡糖的功能性研究較少。因此，對綠藻寡糖的研究是一個極具價值的方向。”

目前，國內(nèi)外對綠藻生物質的研究十分有限，趙超課題組應用現(xiàn)代生物組學技術系統(tǒng)開展綠藻的高值化開發(fā)利用?！拔业难芯恐饕譃閮蓚€方面：基于多組學技術的降解綠藻產(chǎn)糖菌群的微生物群落結構與功能研究、基于腸道微生態(tài)學的綠藻寡糖改善T2DM胰島素抵抗的分子機制研究?！?015年9月，趙超因其研究成果獲邀參加在美國波士頓哈佛大學醫(yī)學院舉辦的第十八屆功能食品中心國際會議，并作邀請報告。

一方面，當前糖尿病發(fā)病率逐年增加，已成為繼心腦血管病、腫瘤之后危害人類健康的第三大慢性疾病，而胰島素抵抗是2型糖尿?。═2DM）發(fā)病的關鍵因素。針對胰島素抵抗治療是防治T2DM及代謝綜合征的關鍵，探討其發(fā)病機制和尋找切實有效的治療藥物勢在必行，開發(fā)高效低毒的降糖天然海洋藥物成為當前全球關注和研究的熱點。

腸道菌群與胰島素抵抗及T2DM發(fā)病密切相關。近年更多的世界前沿醫(yī)學研究將目光聚焦于腸道菌群對T2DM的影響.逐漸嘗試通過以功能寡糖為代表的功能因子干預調(diào)節(jié)腸道菌群達到防治效果。

“在美國加州大學戴維斯分校研究期間，我曾在國際上率先利用化學酶法完成了人體重要巖藻糖基化寡糖LNFP-I的克級生產(chǎn)，并證實了其對腸道益生菌雙歧桿菌的增殖活性，為精準研究功能寡糖對腸道微生態(tài)的作用提供了新的研究手段?！壁w超補充道，“但目前對腸道菌群的改變與T2DM易感性的增加是否有關，以及腸道菌群的改變是T2DM發(fā)病的原因還是結果尚無定論。腸道菌群與藥物參與機體代謝的確切機制有待更深入的研究?！?/p>

另一方面，海藻資源特別是海藻加工副產(chǎn)物藻渣，還可被開發(fā)利用為生產(chǎn)生物燃料，對解決我國生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難題及解決海洋環(huán)境生態(tài)問題具有重要的現(xiàn)實意義。

綠藻中糖類和粗纖維含量豐富，是良好的生產(chǎn)生物燃料的原料。綠藻具有不與糧食爭耕地、易于養(yǎng)殖、生物量大、廉價易得等優(yōu)勢，是寶貴的可再生生物質資源，可為生物質能產(chǎn)業(yè)提供充足廉價的原料供應。長久以來.綠藻作為潛在生物質能原料來源卻被忽視。利用綠藻生產(chǎn)生物燃料，既能解決原料問題，降低生產(chǎn)成本，又能解決綠潮帶來的環(huán)境、生態(tài)和經(jīng)濟問題。

“當前，國內(nèi)外對降解綠藻滸苔的研究十分有限，對基于組學技術研究發(fā)酵綠藻滸苔產(chǎn)生物燃氣的菌群結構及功能的研究報道更少。該研究是迄今對綠藻發(fā)酵菌群結構及功能的一個較為深入的研究?！?/p>

對于趙超來說，海藻資源中具有無限可能性，而他的任務只是把它們挖掘出來?！凹饶馨l(fā)現(xiàn)生物學的秘密.又能造福于人民，何樂而不為呢？”“八零后”趙超這樣說道。