中国网/中国发展门户网讯自20世纪以来，全球人口普遍出现了由于营养过剩而引起的“富贵病”，如糖尿病、心脑血管疾病等，继而引发功能性食品的概念。2017年，十九大报告提出“健康中国”发展战略。在大健康战略背景下，发展集营养和健康为一体的功能性动物产品，不仅是驱动畜牧业供给侧改革逐步形成高质量发展的产业新格局的有力抓手，而且是助力健康中国战略落地的重要途径。2020—2035年，我国在全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标后，将向第二个百年奋斗目标进军。全社会对健康产品的需求日益多元化、差异化和个性化，肉、蛋、奶等动物性产品在我国居民膳食结构中的消费量逐年增加，人们对动物产品质量的要求将愈发迫切。未来15年，我国中等收入群体规模预计将从4亿人增长到8亿人。强大的内生市场需求在牵引产品产量增加的同时，也将促进高质量功能性动物产品的生产和发展，以满足中等收入群体的消费需求。
国内外功能性动物产品发展现状
功能性动物产品是以动物产品为原料的一类功能性食品。功能性食品除了具有营养和感官功能等食品的基本属性外，还可在增强机体免疫功能、预防疾病、增强体质及调节机体功能等方面对人体健康起积极作用。功能性食品发展大体分3个阶段：第一阶段的功能性食品主要是各类强化食品，是没有经过任何实验予以验证的最原始功能性食品，我国的多数功能性食品均属于此类；第二阶段功能性食品，经过人体或动物试验证明它具有某项生理调节功能；第三阶段功能性食品主要体现在对功能成分研究透彻，即在第二阶段功能性食品基础上，同时明确功能因子的结构、含量及其作用机制，且功能因子具有稳定的形态。目前，欧美等发达国家功能性食品研发基本处于第三阶段。
现阶段国内研发的功能性农产品主要表现为第一阶段特征的富含矿物元素（如硒、钙、锌等）食品。功能性鸡蛋是研究较多的一类动物性产品。例如，富硒鸡蛋是使用无机硒或有机硒等含硒量较高的饲料饲喂蛋鸡，使硒在鸡体内转化为有机硒并沉积在鸡蛋中。人体对鸡蛋中有机硒的吸收率高达80%，可见富硒鸡蛋是较好的硒营养补充剂。另外，通过蛋鸡饲料对鸡蛋内胆固醇、脂肪酸、磷脂、氨基酸、矿物质、维生素和类胡萝卜素等含量进行调控，生产符合儿童、老人等人群饮食营养需求的功能鸡蛋也有大量报道。
草食畜牧业乳肉功能性产品发展过程中的前沿科学和技术问题
草食家畜乳肉功能性产品研究总体目标。通过在草食家畜乳肉功能性产品的“靶点解析—动物生产—人体健康”3个层面开展科技创新，解析乳肉产品重要功能成分形成机理，构建草食家畜乳肉功能成分靶向提升技术，并阐明乳肉营养与人体健康的关系，为指导精准日粮设计和开展个性化的第三阶段草食家畜乳肉功能性产品研发提供基础理论支撑，其主要研究战略如图1所示。
草食家畜乳肉产品功能形成理论问题。主要围绕草食家畜的生物学基础和营养过程调控2个方面。从自身生物学基础角度，需阐明草食家畜乳肉产品重要功能成分（如生鲜肉共轭亚油酸、肉毒碱和肌氨酸等；生鲜乳乳铁蛋白和卵磷脂等）的遗传基础，解析表征乳肉重要功能成分及其前体物的关键靶基因等。从营养过程调控角度，需阐明草食家畜发育过程中重要功能成分的化学结构、生物合成过程及其前体物累积规律、阈值范围、影响因素及其调控机理等；解析饲料关键营养素（如碳水化合物、蛋白和脂类）消化、吸收、转运途径及分配等如何调控乳肉产品的品质与功能。以脂肪代谢为例：因大部分不饱和脂肪酸会被食草家畜瘤胃中的微生物氢化为饱和脂肪酸，所以需明确瘤胃内不饱和脂肪酸氢化与乳肉产品中共轭亚油酸生成的关系是什么等。
草食家畜乳肉功能成分与人类健康的理论基础问题。主要包括：乳肉重要功能成分在人体内的消化吸收和功效问题，明确乳肉产品的功能型分类；不同年龄阶段人群摄入草食家畜乳肉功能成分后，机体免疫系统、肝脏、胃肠道及其微生物等组织器官如何响应；功能成分摄入量与人体生理过程的量效关系和时空效应如何；根据草食家畜乳肉产品功能成分含量，制定不同生理阶段与不同健康水平人群的膳食方案等。
发展草食畜牧业乳肉功能性产品的实践探索
利用遗传改良方法培育新品系
调控日粮配方改变功能成分合成过程
靶向合成草食家畜乳肉功能成分前体物质
近年来，合成生物学在改造微生物的遗传物质和代谢途径方面已经取得了令人瞩目的进展。DNA序列的从头设计合成能力已经从单纯的某个基因发展到整个微生物的基因组，病毒、原核生物基因组及真核生物染色体相继被成功合成。伴随合成生物学技术的不断突破，研究人员已经能够在特定微生物宿主体内引入复杂的外源代谢途径并进行工程化改造，实现定向进化。对于草食家畜而言，瘤胃内栖息着复杂多样的微生物，包括细菌、真菌、古菌和原虫等，具有种类多样性和功能复杂性，可以作为各种功能性成分（如氨基酸、脂肪酸、维生素）的天然资源库。基于合成生物学，挖掘草食家畜功能成分前体物质的合成途径，在瘤胃模式微生物中构建相应的合成通路；并将经过功能验证的功能成分前体物质代谢途径按照功能簇的形式进行组合合成；通过高效合成元件的挖掘、增加关键限速酶的拷贝数和引入分子调控线路等手段实现合成网络的组合优化。靶向改造草食家畜瘤胃特定微生物以合成功能成分前体物质，促进草食家畜功能性肉品质（支链脂肪酸和风味氨基酸等）和乳成分（共轭亚油酸、磷脂和乳铁蛋白等）合成与沉积，在提升草食家畜乳肉产品质量方面的应用潜力巨大，亟待挖掘。
政策建议
草食畜牧业乳肉功能性产品发展还处于摸索阶段，在国家战略层面围绕草食家畜乳肉功能性产品开展重大基础研究、重大技术攻关和重大产品开发，对形成差异化草食畜牧业乳肉产品，打造旗舰乳肉品牌，并推动我国草食畜牧业走高质量发展道路和引导消费者健康膳食具有重要的战略意义。对于草食畜牧业的高质量发展，提出2点政策建议。
加强研究投入。在国家战略层面各级政府发挥在政策制定中的引导作用，针对不同区域和不同人群消费需求，围绕草食畜牧业功能性产品发展产业链部署重大科技任务，加大政府投入用于基础研究，并引导企业和社会资本投入草食家畜乳肉功能性产品的技术研发和产品开发。
（作者：贺志雄、周传社、谭支良，中国科学院亚热带农业生态研究所、中国科学院亚热带农业生态过程重点、中国科学院大学、现代农业科学学院实验室；王敏、焦金真、汤少勋，中国科学院亚热带农业生态研究所、中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室；杨果，中国科学院西北生态环境资源研究院；钟荣珍，中国科学院东北地理与农业生态研究所、吉林省草地畜牧重点实验室。《中国科学院院刊》供稿）。