高粱黑粉菌黑色素结构分析与生物活性研究

高粱黑粉菌黑色素结构分析与生物活性研究 1.申请者素质与能力 1.1申请者学历和科研工作经历 石太渊～男～1965年出生～兰州大学植物生理生化专业～硕士研究生～研究员～中国农业科学院研究生院指导教师～2003年以来～任辽宁省农科院食品与加工研究所主任。主持和参加了多项科研项目～获得多项科研成果。其中“八种粮食作物种质资源抗病虫特性鉴定与评价”获农业部科技进步二等奖～“农作物农业气象灾害分析诊断预测与防御对策的研究”和“主要农作物现代生物技术育种研究”获辽宁省科技进步3等奖。目前主持国家科技部“糙米精深加工关键技术中试及示范”、辽宁省财政厅“生姜综合开发利用研究” 和“留兰香综合加工利用技术创新与产业化研究”、沈阳市科技局“花生精深加工技术创新与产业化研究”等多项省市级项目。发表核心论文50余篇～专著1部～获得了“多糖、多肽功能性蓝莓饮料制备工艺及其产品”和“高粱黑粉菌营养添加剂制备工艺及其产品”和“乳酸菌发酵苹果饮料制备工艺及其产品”等发明专利十余项～获得多项国家及省市科研奖励。在本项目中～负责项目的总体设计和组织实施。 1.2申请者发表与本项目有关的主要论著目次和获奖情况,近三年, 1.2.1玉米黑粉菌多糖提取工艺研究. 石太渊 王霁 孙大为 张锐 姜福林, 《食品科技》2007(2):38-40, 1.2.2高粱丝黑穗病菌营养成分分析及评价. 石太渊 姜福林 王小鹤 张锐 高雅 李莉峰,《食品科技》～2007(12)232-235; 1.2.3 高粱乌米挂面研制. 李莉峰 王小鹤 石太渊 张锐 高雅 韩艳秋,《辽宁农业科学》～2008(1):21-23; 1.2. 4高粱乌米饮料研制. 张锐 石太渊 于天颖 李莉锋 高雅,《保鲜与加工》～2008(5):42-45; 1.2.5高粱乌米高产配套技术研究. 石太渊 李莉峰 高雅 朱华 韩艳秋 于淼～ 《中国食用菌》～2009(1):33-35; 1.2.6乳酸菌发酵乌米脯制备工艺研究. 迟吉捷 何妍 吴兴壮 张晓黎,辽宁农业科学～2009(1):18-20; 1.2.7高粱乌米营养饼干的工艺研究. 朱华 石太渊 李莉峰 高雅 韩艳秋,《保鲜与加工》～2009(2):54-56; 1.2.8高粱黑粉真菌格瓦斯饮料制作工艺的研究. 王小鹤 石太渊～《食品科技》～2009(8):41-44; 1.2.9高粱丝黑穗病菌离体培养技术. 高雅 石太渊 张华 韩艳秋 于淼 张锐 李莉峰～《食品与发酵工业》～2009(12):97-100; 1.2.10高粱坚轴黑粉菌多糖的提取与纯化.于淼 石太渊 马涛 李莉峰 迟吉捷 王琛 韩艳秋 高雅～《食品科学》～2011.,2,:53-56; 1.2.11高粱黑粉菌深层发酵技术研究. 石太渊～于淼～高雅～《食品科技》～2011.04:22-24. 1.3申请者已完成或正在承担(负责或参加)市级以上(含市级)各类科研计划、基金资助项目情况,包括项目名称、编号、来源、起止年月、进展等, 1.3.1花生精深加工技术创新与产业化研究 项目编号:F11-137-3-00 来源:沈阳市科技局 项目执行年限: 2011.9-2014.6 进展情况:项目主要是通过脱壳花生为原料提取精炼花生油～以提取花生油后的花生粕为原料制备花生蛋白与花生多肽粉～以花生种皮为原料提取花生红衣素的生产工艺研发。完善冷榨花生油、花生红衣素、花生蛋白以及花生蛋白多肽粉的生产工艺及技术参数。满足相关企业的技术需求～提高产品附加值～实现花生精深加工利用技术创新与发展～具有良好的市场前景。 本项目前期工作基础良好～已完善冷榨花生油制备工艺流程及技术参数,优化了提取花生红衣素的工艺流程及技术参数～研制出产品样品。 1.3.2高粱、玉米黑粉菌加工利用研究 项目编号:1071131-3-00 来源:沈阳市科技局 项目执行年限: 2007.6-2009.12 进展情况:筛选出最佳固体培养基和培养条件,筛选出适于黑粉菌寄生的甜高粱专用品种,对玉米、高粱黑粉菌的营养分析和食品安全性的评价,开展黑粉菌应用技术研究。 1.3.3糙米精深加工关键技术中试及示范 项目编号:2010GB2B000083 来源:国家农业科技成果转化资金项目 项目执行年限:2010-2012 进展情况:完成糙米糊等食品中试生产,糙米发芽工艺及焙炒工艺研究,发酵糙米饮料研制的菌种筛选,糙米面条的研制中糙米粉不同成分对其面团特性和面条品质的影响。 1.3.4留兰香综合加工利用技术创新与产业化研究 项目编号:2006414003 来源:辽宁省科技厅 项目执行年限:2006年，2008年 进展情况:企业留兰香精油已实现产业化生产。与“辽阳新特现代农业园区”联合申报了发明专利:“以留兰香为原料制备天然叶绿素及其产品的方法”。为企业完成留兰香加工生产线建设与设计。 2.项目概述 经过我所多年研究表明:高粱黑粉菌中含有八种人体必需氨基酸、多糖、黑色素及多种微量元素。大量医学试验证明:黑色素能作为抗氧化剂和新型天然药物载体～并且还是目前所知的唯一能够保护生物体免受辐射伤害的天然内源性生物聚合体。 近年来我所开展了高粱黑粉菌系列食品的开发～但是对其功能性成分黑色素的研究还停留在提取的初级阶段～而对其结构与生物活性及它们的内在联系还未深入进行。本项研究通过对高粱黑粉菌黑色素的提纯与结构分析和相关生物活性研究～了解高粱黑粉菌黑色素的分子结构～分析相关重要生物活性,如防辐射～降血脂等,～为高粱黑粉菌的加工利用开发提供依据和方法。 本项研究有良好的前期工作基础～具有重要的经济效益、环境效益和社会效益。 3.科学水平及意义 3.1国内外现状、发展趋势对比预测 高粱黑粉菌,又称为高粱乌米,属担子菌亚门真菌。国内外在黑粉菌开发利用方面资料缺乏～尤其是高粱黑粉菌的开发利用几乎没有相关研究记载～更没有关于高粱黑粉菌黑色素结构与生物活性分析方面研究。只是在我国历史上～农民多年来有生食高粱黑粉菌的习惯～且在我国药典中有这样记载:“高粱乌米～性甘味平～调经止血”。在国际上～墨西哥认为黑粉菌是一种人们喜爱的美食佳品～也是他们的骄傲。美国农业部也在开始进行黑粉菌推广实验。 经过本项目组多年的研究表明:高粱黑粉菌中含丰富的黑色素～能为人类提供有益的营养。天然黑色素具有防御、保护功能～并参与许多生理、病理活动。黑色素是目前所知的唯一能够保护生物体免受辐射伤害的天然内源性生物聚合体。研究发现～乌鸡黑色素可延长果蝇寿命～具有清除自由基、抗氧化、抗诱变的功能。此外～黑色素还能和蛋白质交联并起到强化结构的功能～保护蛋白质不被降解,黑色素中含有的一些亲核性的基团(如-SH～-NHZ)使其获得抗生素特性,它还能和许多金属离子鳌合并与许多神经系统的疾病密切相关。因此～许多黑色食品如黑芝麻～黑豆以及乌贼墨等以其潜在的养生、抗氧化、滋补以及抗衰老等方面的功效～已经引起了人们浓厚的兴趣。近年来～国内外已开展了对黑色素的结构、理化性质、分离纯化及生理活性方面的研究。 高粱黑粉菌黑色素的结构分析与生物活性研究国内外未见报道。鉴于其应用前景广阔～在我项目组成员多年前期研究工作基础上～该项研究亟须进一步深入。如分离提纯程序是否能够简化并且提高提取率和纯度,是否有良好的抗肿瘤、降血糖、降血脂等生物活性,其分子结构与生物活性之间的联系等等。 参考文献: ,1,白日丽.高粱黑粉真菌多糖的研究[J].高师理科学刊～2003～23,3,:28-30. ,2,石太渊.玉米乌米营养成分分析～[J].食品科技～2006,1:136-138. ,3,费尚芬、李红梅等.玉米黑粉真菌多糖发酵的初步研究[,].食品科学～2002～23:83-85. ,4,徐幸莲～庄苏～陈伯样.乌骨鸡黑色素对延缓果蝇衰老的作用[J].南京农业大学学报～1999～22(2):105-108. ,5,李华～邱祥聘～龙继蓉.乌骨鸡黑色素的研究进展[J].畜牧与兽医～2002～34(8):33-35. ,6,王哲鹏～邓学梅～王安如.乌鸡黑色素对果蝇的紫外辐射保护作用[J].中国农业大学学报～2007～12(l):17-21. ,7,Villanueva-C "Huitlacoche" (Ustilago maydis) as a food in Mexico[,]. Micologia-Neotropical-Aplicada. 1997, 10: 14 ref. ,8,Vanegas-PE;Valverde-ME;Paredes-Lopez-O;Pataky-JK Production of the edible fungus huitlacoche (Ustilago maydis): effect of maize genotype on chemical composition[J].Journal-of-Fermentation -and-Bioengineering. 1995, 80: 1, 1 pl.; 24 ref. ,9,Arnold-C Postharvest and marketing of cuitlacoche, the maize mushroom (Ustilago maydis - corn smut) [,]. Acta-Horticulturae. 1992, No. 318. 3.2科学水平及意义 多年的研究表明:高粱黑粉菌中含丰富的营养元素～能为人类提供有益的营养。黑色素是目前所知的唯一能够保护生物体免受辐射伤害的天然内源性生物聚合体。天然黑色素具有防御、保护功能～并参与许多生理、病理活动。本项研究通过对高粱黑粉菌黑色素的结构分析与相关生物活性研究～了解高粱黑粉菌黑色素的分子结构～分析相关重要生物活性,如防辐射～抗肿瘤等,～为高粱黑粉菌的加工利用开发提供依据和方法。 本项研究有良好的前期工作基础～具有重要的经济效益、环境效益和社会效益。 4.研究内容 4.1目标、考核指标、研究内容、拟解决的关键问 4.1.1研究目标及内容: ?高粱黑粉菌黑色素提取、分离纯化条件研究:项目组成员进行的前期试验采取的方法为酸水解法～但是近来的研究表明强酸处理能够导致真黑色素脱去梭基～而且容易使蛋白质转变成色素类似物～酸解后的样品并不是原先的黑色素。故为了后面的结构分析与生物活性试验的顺利开展～对高粱黑粉菌黑色素的提取与分离纯化亟待进一步研究试验。 ?高粱黑粉菌黑色素结构分析研究:了解黑色素的功能～以及如何实现是研究黑色素的最终目的。研究发现黑色素功能与其空间结构有着紧密联系。因此～在研究中～一个关键的问题就是确定黑色素空间结构～进而了解其功能。 ?高粱黑粉菌黑色素生物活性研究:对高粱黑粉菌黑色素的防辐射、抗肿瘤等作用进行小鼠试验。 4.1.2拟解决的关键问题: 高粱黑粉菌黑色素提取纯化的工艺路线及参数, 高粱黑粉菌黑色素的结构分析, 高粱黑粉菌黑色素生物活性分析。 4.2创新点与特色 本项目的创新点主要集中于高粱黑粉菌黑色素提取纯化与结构分析、高粱黑粉菌黑色素生物活性等方面。 4.2.1高粱黑粉菌黑色素提取纯化与结构分析 利用酶解法对高粱黑粉菌黑色素进行提取纯化与液相色谱分析法进行结构分析为创新性研究, 4.2.2高粱黑粉菌黑色素生物活性研究 针对防辐射、免疫调节作用等方面结合结构分析对高粱黑粉菌多糖与黑色素进行生物活性研究～确定生物活性与其分子结构之间的联系。为创新性研究。 高粱黑粉菌黑色素的提取纯化、结构与生物活性分析为高粱黑粉菌的加工利用开发提供依据和方法。 5.本项目研究技术路线 本项目拟采用的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 5.1拟采用的研究方法及实验方案 5.1.1高粱黑粉菌黑色素提取纯化试验 盐酸分离法与蛋白酶分离法进行比较～对各种蛋白酶如木瓜蛋白酶等进行个体与复配筛选～选出最适合提取高粱黑粉菌黑色素的某种蛋白酶或几种蛋白酶的配比～以及对制取的黑色素进行物理、化学性质的分析。 5.1.1.1高粱黑粉菌黑色素提取工艺的研究 ?盐酸分离法工艺路线为:高粱黑粉菌?烘干?粉碎60目?预处理?过滤得滤渣?氢氧化钠溶解滤渣?过滤得滤液?盐酸酸化沉淀?离心取沉淀?黑色素粗品。 以预处理盐酸溶液的浓度～料液比～提取温度～提取时间～氢氧化钠碱化PH～盐酸酸化PH为研究的单因素～根据黑色素提取率确定主要的影响因素～再通过正交试验～分析黑色素的最优提取工艺参数。 ?蛋白酶提取法工艺路线:高粱黑粉菌?预处理?加酶、调pH、恒温水解?酶水解液?离心?滤渣?清洗?黑色素。 以不同种蛋白酶进行提取～筛选出最佳蛋白酶种类或复配比例,并以酶处理温度、pH 值、加酶量、 固液比、酶解时间等为研究的单因素～再通过正交试验～分析黑色素的最优提取工艺参数。 5.1.1.2高粱黑粉菌黑色素纯化工艺的研究 纯化工艺路线为:黑色素粗品?氢氧化钠溶解?过滤得滤液?盐酸沉淀?反复操作?蒸馏水冲洗沉淀?离心取沉淀?干燥。 以氢氧化钠的浓度、盐酸的浓度、盐酸的用量～重复操作次数为研究的单因素～根据黑色素纯品的提取率为响应指标～采用响应面试验设计和分析的方法对黑色素的纯化工艺进行优化。 5.1.2高粱黑粉菌黑色素结构分析试验: 黑色素的基本结构是一些共价交联的吲哚环～同时含有不定量吲哚合成前体物。动物黑色素细胞主要产生黑/棕色的真黑色素和黄/微红色的脱黑色素。真黑色素由吲哚单体组成～脱黑色素是由苯并噻嗪类物质组成。因此～真黑色素和脱黑色素在溶解性、元素组成红外光谱、紫外一可见光谱及电子顺磁共振等方面也存在一些差别～根据这些差别可对真/脱黑色素进行不同程度的区分和定量。 在众多的生物聚合体中～黑色素在很多方面是比较特殊的。其它生物大分子物质如蛋白质、多糖等均较易分解成各种相应的单体～并且他们的单体结构以及单体之间的连接形式都是较清楚的～容易进行定量研究。然而黑色素在很宽的 pH范围内都是不溶解的～并且缺少一种方法可将其分解成单体～所以其降解途径比较特殊。关于黑色素的定量研究的方法已经有一个多世纪了～但是目前主要采用液相色谱定量分析化学降解后的真黑素和棕黑素。液相色谱法微观分析法是一个在分析黑色素上比较有用的工具。 本研究采用紫外、红外光谱、核磁共振和液质联用等技术对黑色素的结构做了初步的探讨。 5.1.2.1色谱分析 色谱柱:Aminex HPX-87H Ion Exclusion column(300nm×7.8nm),流动相:0.05mol•L-1H2SO4,脱气,～流速:0.6mL•min-1～柱温:30?～紫外检测波长:215nm,进样量:20μL。 5.1.2.2紫外光谱分析 将黑素素溶于少许氢氧化钠溶液中～加蒸馏水稀释10倍～在波长200，800nm下进行紫外扫描。 5.1.2.3红外光谱测定 取干燥的黑色素1，2mg与适量干燥的KBr混匀～在研钵中研磨5min～经压片后测定红外分光谱～谱域4000，400cm-1。 5.1.2.4核磁共振分析 核磁共振1H在400MHZ仪上进行。 5.1.2.5质谱分析条件 干燥气温度:350?,干燥气流速:8L•min-1,喷雾器压强:45磅。 5.1.3高粱黑粉菌黑色素理化性质和生物活性的研究 5.1.3.1高粱黑粉菌黑色素理化性质的研究 溶解性:取纯的黑色素样品分别溶解到水、酸、碱及普通有机溶剂中～在25?下震荡反应1h。以不加黑色素的溶剂为对照～在400nm下测定光密度值～结合光密度值和溶液颜色变化来比较黑色素在不同溶液中的溶解性。 5.1.3.2热稳定性 将试验液分别臵于不同温度的恒温水浴中保温～以0.5h为时间间隔取样～取出后迅速冷却至室温～测定光密度值。 5.1.3.3光稳定性 将试验液在日光、黑暗及紫外灯,样品于15W紫外灯40cm处,下放臵～在不同的时间取样～测定光密度值。 5.1.3.4酸碱稳定性 取一定量pH=8.0的试验液～分别用HCL和NaOH稀释液调节其pH值至1，12。样品室温放臵30min～测定光密度值并观察黑色素的色泽变化。 5.1.3.5抗氧化性 配制含有质量分数为30%的H2O2的不同质量浓度的黑色素溶液～室温避光放臵0,0.5h,测定光密度值。另取0.5,1.0,1.5mL质量分数为10%的NaOH溶液～加入到相同稀释条件下10mL黑色素溶液中～反应10min后测定光密度值。 5.1.3.6抗还原性 分别配制含不同质量浓度亚硫酸钠的黑色素溶液～定时取样测定光密度值。 5.1.3.7抗干扰性 分别配制质量浓度为0.5g•L-1CuSO4～ MgSO4,CaCl2,NaCl,FeCl3, AlCl3, KCl, NiSO4, MnSO4和Li2SO4溶液～取50μL各金属离子溶液分别加到10mL的黑色素溶液中～定时取样测定光密度值。分别配制含有体积分数2%的蔗糖、葡萄糖、淀粉、柠檬酸～L-酪氨酸的黑色素溶液～定时取样测光密度值。 5.1.4高粱黑粉菌黑色素生物活性试验: 天然黑色素广泛存在于动植物体内～具有防御、保护功能～并参与许多生理、病理活动。黑色素是目前所知的唯一能够保护生物体免受辐射伤害的天然内源性生物聚合体。所以重点研究其防辐射功能的生物活性实验。 通过对小鼠的活体试验～确定其?防辐射作用?抗肿瘤作用?免疫调节作用。 5.2技术路线: 盐酸浓度 高粱 蛋白酶筛选 黑粉菌 料液比 单 温度 单 正因 正提取温度 黑色素 因 交pH 值 素 交试提取 素 碱化pH 试试 验加酶量 工艺 试 验验 提取时间 研究 验 固液比 酸化pH 酶解时间 碱浓度 单 响黑色素 因 应盐酸浓度 纯化 素 面热pH光工艺 溶稳稳稳盐酸用量 试试 解研究 定定定验验 性 性 性 性 重复次数 防辐射 黑色素理化黑色素 纯品黑色素 特性研究 生物 抗肿瘤 紫红核气工艺研究 活性 外外磁质抗抗抗免疫力 研究 分光共联氧还干析 谱 振 用 化 原扰 性 性 性 黑色素结构分析 6.本项目已具备的研究条件 6.1项目组主要成员的研究能力与分工构成情况以及正在承担(负责或参加) 的市级以上(含市级)各类计划、基金资助项目情况, 项目组主要参与成员11人～其中高级职称3人～中级7人～其他1人;博士1人～硕士6人～学士4人～平均年龄38岁～具有良好的年龄与知识层次结构。该项目组成员多年从事农产品加工科研工作～在高粱黑粉菌加工利用方面做出了较好的成果。 石太渊～男～1965年出生～兰州大学植物生理生化专业～硕士研究生～研究员～中国农业科学院研究生院指导教师～辽宁省农科院食品与加工研究所主任。主持和参加了多项科研项目～获得多项科研成果。目前主持国家科技部“糙米精深加工关键技术中试及示范”、辽宁省财政厅“生姜综合开发利用研究” 和“留兰香综合加工利用技术创新与产业化研究”、沈阳市科技局“花生精深加工技术创新与产业化研究”等多项省市级项目。发表核心论文50余篇～专著1部～获得了“高粱黑粉菌营养添加剂制备工艺及其产品”等发明专利十余项～获得多项国家及省市科研奖励。在本项目中～负责项目的总体设计和组织实施。 于淼:女～1981年出生～沈阳农业大学食品工程专业～硕士学位～助理研究员。2004年3月至今～在辽宁省农业科学院食品与加工研究所从事科研工作。主持省市级课题两项～主要参与研究课题二十余项～获得省市级科研奖励六项～在天然食用色素研制与应用、多糖多肽提取与功能性营养食品研究与应用领域掌握相关的研究方法和手段～专业基础理论坚实～有很强的创新精神与试验操作能力～掌握国内外相关领域的现状与发展趋势。在本项目中负责承担具体科研工作。 马涛～辽宁省农业科学院食品与加工研究所所长～博士生导师～农产品贮藏加工学科带头人, 2005年沈阳农业大学农业资源利用博士后站出站。先后主持:“玉米深加工及转化增值工程技术研究”、“饲料用玉米蛋白粉”国家制定、“稻米及其副产品精深加工产业化技术研究”、“糙米精深加工技术与产业化”、“稻米资源高效增值深加工创新技术体系建设”、“绿色有机杂粮深加工技术研究”、“小麦加工副产品综合利用研究”等课题多项～同时获得省、市级科技奖励多项。取得多项国家发明专利。出版著作10余部～发表学术论文70余篇～其中2篇被SCI、EI收录。在本项目中负责项目的监督规划。 本课题组科技人员结构合理～勇于创新。承担多项国家及省市课题～在天然食用色素产品的研制与开发、特色农产品资源发掘与农业废弃物资源化加工利用技术等方面获多项科技奖励和和发明专利～在天然色素的研究方面具有较强优势～居国内领先地位。并有《高粱黑粉菌营养添加剂制备工艺及其产品》、《高粱乌米袋装保鲜技术及其产品》、《高粱红色素制备》和《多糖、多肽功能性蓝莓饮料制备工艺及其产品》等多项相关专利。为本项目的实施提供了良好的技术支撑。 6.2承担单位现有研究仪器、设备情况～以及借助其它单位市级以上,含市级,重点实验室、工程中心开展本项目研究的情况 项目申报单位辽宁省农业科学院食品与加工研究所是从事农产品加工利用研究的专业科研机构～拥有辽宁省天然食品添加剂工程技术研究中心、辽宁省天 然食品添加剂重点实验室。下设3个天然食品添加剂专业实验室:,1,天然色素、香精香料研发实验室,,2,天然食品营养强化剂研发实验室,,3,天然食品防腐、保鲜剂研发实验室。院属“辽宁科光天然色素有限公司”～拥有规模化色素生产线～是本申报单位天然色素研发中试试验基地,农业部农产品质量监督检验测试中心,沈阳,、辽宁钴源辐照中心、生命工程中心等科研部门拥有的大型公用实验设备均可为本申报单位共享使用～为本项目实施和运行提供保障。 6.3前期相关工作进展、以及研究时间及其它相关保证条件 该项目组科技人员为本项目的实施提供了良好的工作基础: 完成了高粱黑粉菌毒理试验:该项目组科技人员对高粱黑粉菌的可食用性和用于食品加工的可能性进行了国内外调研。明确了黑粉菌作为一种美味食用菌在一些发达国家,墨西哥、美国,被广泛利用～而高粱黑粉菌在我国仅有作为药用和人畜利用的历史。该组人员对高粱黑粉菌做了详细的毒理试验～ 对高粱黑粉菌中的人体有用成分,蛋白质、氨基酸、维生素、真菌多糖,分别进行了初步分析～获得比较详细的分析。为黑粉菌开发利用提供了安全性理论依据。 初步完成高粱黑粉菌黑色素提取初步试验:研究得出提取高粱黑粉菌黑色素酸提初步试验数据。 完善了高粱黑粉菌栽培试验:该组人员还利用三年时间采用人工接菌方法～对高粱黑粉菌栽培技术进行了科学系统地研究～与高粱黑粉菌产量有关的播期、播种方法、密度、化肥等因素进行了试验～并进行统计分析～形成了高产综合配套技术～为高粱黑粉菌科学种植提供理论依据。并对其保鲜技术进行研究取得一项发明专利。 研制出多种高粱黑粉菌系列食品:乌米格瓦斯、乌米脯、乌米饼干、乌米蛋糕等等。 本课题组科技人员多年从事色素和功能性物质提取工作～并有《高粱黑粉菌营养添加剂制备工艺及其产品》、《高粱乌米袋装保鲜技术及其产品》、《高粱红色素制备》和《多糖、多肽功能性蓝莓饮料制备工艺及其产品》等多项相关专利。 综上所述～本项目拥有良好的前期工作基础、技术力量以及实验条件～项目可行。 7.经费预算 本项目申请市财政科技经费30万元。 其中人员费3万元～能源费18.5万元～试验外协费2.7万元～资料印刷费1.7万元～差旅费2万元～会议费1万元～管理费1.1万元～总计30万元。 8.年度计划安排 项目预计时间为36个月,2012.6.1-2015.5.31, 2012.6-2013.1 研究确定高粱黑粉菌黑色素提取工艺路线, 研究确定高粱黑粉菌黑色素纯化工艺路线, 2013.02-2014.1 研究确定高粱黑粉菌黑色素的结构分析 2014.02-2015.01 研究确定高粱黑粉菌黑色素的生物活性功能 2015.02-2015.05月: 课题总结～材料上报、成果鉴定 9.预期研究成果与应用前景 本项目通过对高粱黑粉菌黑色素提取纯化、结构分析与生物活性研究～为高粱黑粉菌的加工利用开发提供理论依据和方法。目前黑色食品保健效果突出～天然黑色素种类不多～是目前所知的唯一能够保护生物体免受辐射伤害的天然内源性生物聚合体。利用高粱黑粉菌对人类有利用价值的方面～开发出适宜国人使用的增强体质的新一代保健品～将对人类是一种巨大的贡献。 10.项目查新报告核心内容说明 本查新报告是辽宁省农科院科技情报所根据委托单位的要求～对“高粱黑粉菌黑色素结构分析与生物活性研究”项目进行了国内外文献检索～与该课题研究的重点比较分析认定如下: 10.1 高粱黑粉菌有效成分分析:对高粱的黑粉真菌孢子团,病穗,及其营养成分,蛋白质、氨基酸、真菌多糖,进行定性、定量分析～明确其在防病药理作用和用于功能食品的保健作用。在检索到的国内外相关文献中有对作物侵染过程和对粮食作物病害控制的研究,国内未见有其营养成分及药理作用和食品保健作用的研究报道。 10.2 高粱黑粉菌对人畜安全性评价:除国外有相关报道外～国内未见类似研究报道。 10.3高粱黑粉菌食品加工:经检索,在检索到的国外文献中有对黑粉菌进行食品开发利用的相关报道～国内文献本课题组成员有相关报道。 10.4 高粱黑粉菌黑色素的提取纯化:在检索到的国外文献中未见有该课题申请高粱黑粉菌黑色素提取纯化的研究的报道。 10.5 高粱黑粉菌黑色素的结构分析:在检索到的国外文献中未见有该课题申请高粱黑粉菌黑色素结构分析的研究的报道。 10.6高粱黑粉菌黑色素的生物活性:在检索到的国外文献中未见有该课题申请高粱黑粉菌黑色素生物活性的研究的报道。 高粱黑粉菌方面的外文文献均是高粱丝黑穗病发生与防治方面的研究文献～没有作为食品的报道。 11.专项信息内容 11.1优秀学科带头人项目专项信息 包括论文引用情况、申请获得专利情况、解决重大难题情况、该项接续研究 情况、创新团队情况。 论文和专利情况:项目负责人长期从事农副产品精深加工研究。发表核心论文50余篇～专著1部。获得了“多糖、多肽功能性蓝莓饮料制备工艺及其产品”和“高粱黑粉菌营养添加剂制备工艺及其产品”和“乳酸菌发酵苹果饮料制备工艺及其产品”等发明专利十余项～获得多项国家及省市科研奖励。 解决重大难题情况: ,1,完善了高粱黑粉菌栽培试验:采用人工接菌方法～对高粱黑粉菌栽培技术进行了科学系统地研究～与高粱黑粉菌产量有关的播期、播种方法、密度、化肥等因素进行了试验～并进行统计分析～形成了高产综合配套技术～为高粱黑粉菌科学种植提供理论依据。并对其保鲜技术进行研究取得一项发明专利。 ,2,以高粱黑粉真菌为原料～经采收、漂烫、冷却、日晒、烘烤、粉碎、破壁制备营养添加剂。该产品具有很强的抗肿瘤活性～对肿瘤细胞有很强的抑制力,对人体有抗衰老作用,促进蛋白质与核酸的合成,抵抗放射线的破坏并增加白细胞含量,有抗溃疡、抗炎症、降血糖、降血脂、抗血栓、抗凝血的作用,增强骨髓的造血功能。是国际首创。 ,3,一般制备苹果乳酸饮料是以苹果热烫处理后榨出的果汁为原料～经乳酸菌在35,43?高温条件下发酵而得。但由于采用上述工艺使苹果在热烫和榨汁过程中褐变和营养损失～不能保持苹果固有的营养和风味～使发酵制品品质不佳、口感差。为了解决上述问题以苹果为原料～不经过热烫和榨汁过程～而是将苹果打浆后直接入发酵罐～通过人工接种高效复合乳酸菌发酵剂～在中温条件下使乳酸菌缓速发酵～使产品营养、质量和风味更好。 该项接续研究情况: ,1,本课题组将继续研究高粱黑粉菌黑色素防辐射等生物活性作用～明确高粱黑粉菌黑色素对人体的抗病作用和保健作用机理。继续研制与开发高粱黑粉菌黑色素等系列保健食品。 ,2,本课题组以技术转让方式或者技术入股的形式～与食品加工企业和医药生产部门合作～生产和开发高粱黑粉菌食品,保鲜、罐装和速冻食品,。继续研制高粱黑粉菌功能性食品。 创新团队情况: ,1,本项目实行项目主持人负责制～由项目主持人全面协调、管理课题的运行情况。定期组织、检查课题的研究进展～解决存在的问题。 ,2,项目组成员分工明确～各负其责～充分调动积极性和创新能力～完成好规定任务。做好不同专业人员间的合作～及时向主持人汇报课题研究进展情况。