茶与大健康产业协同创新关键技术研究

~ 1、背景和意义
随着茶叶种植面积不断增加和劳动力成本增高，全球茶叶长期产大于销，资源利用率低，产品同质化严重，品牌生产缺乏活力、不成规模，严峻的市场环境和经济形势，严重影响着中国茶产业的健康和发展。面对当前困局，针对中国茶产业产业链相对较短的实际，稳定一产、巩固和创新二产、发展三产，突破创新，延长产业链、实现价值链向中高端跃升，提高抗风险能力，加快探索适合中国特色和定位的转型之路，是中国茶产业发展的必由之路。
近年来，茶产业已由传统的种植加工业不断向纵深发展，与食品工业、医药工业、精细化工等产业不断融合形成了茶资源跨界应用的现代茶产业。现代茶产业以生物技术为引领，吸收和融入食品、医药、精细化工、材料科学等各个高新技术领域的技术，进行产业融合，使传统茶产业迅速向以绿色安全、营养健康为特征的现代茶产业转换，从而形成一个新的协同产业运作模式。产业融合和协同创新已逐渐成为我国茶产业发展必然趋势。
①食品工业发展的主题-呼唤大健康
近几年中国社会进入了新的转型期，在经济增长、慢病井喷和人口老龄化等因素的推动下，随着健康观念和医学模式不断发生深刻变革，“大健康”产业面临前所未有的机遇，发展大健康产业是大势所趋。在过去的两年里，从中央到地方频繁出台的改革措施，从各个方面呼唤着中国食品工业新的生机。
2013年，《国务院关于促进健康服务业发展的若干意见》提出，到2020年，基本建立覆盖全生命周期、内涵丰富、结构合理的健康服务业体系，打造一批知名品牌和良性循环的健康服务产业集群，并形成一定的国际竞争力，基本满足广大人民群众的健康服务需求。健康服务业总规模将达到8万亿元以上，成为推动经济社会持续发展的重要力量。这也为食品产业的升级指明了方向，那就是在产品中融入健康的理念，在流通中走上大健康的平台。
《食品工业“十二五”发展规划》首次将“营养与保健食品制造业”列为我国重点发展行业。规划指出，到2015年我国营养与保健食品产值达到1万亿元，年均增长20%，并形成10家以上产品销售收入在100亿元以上企业。百强企业的生产集中度将超过50%。在食品工业高速发展和公众科学消费意识不断提升的背景下，在坚守安全底线的基础上，追求更加健康的品质将是食品产业未来的主题。
②茶—食品—大健康产业融合与协同创新
从当前中国乃至世界茶产业发展的背景及趋势来看，我们面临的是一个多元化需求与多元化生产的时代，茶产品正从普通的农产品向工业品和营养、健康食品转化。茶产业以其绿色、健康的价值属性和“和静致远”的文化内涵已成为食品和大健康产业不可分割的一部分。茶产业与食品工业、大健康产业相互之间的产业关联性和技术、产品互通性使其已基本实现技术融合、产品融合、业务融合、市场融合，具备产业融合的基础条件。然而，应该看到，茶-食品-大健康之间的产业融合仍处于初级阶段，技术融合不够深入、产品融合不富个性、业务和市场融合不够紧密，行业间的技术壁垒仍然存在，缺乏推动产业进步的突破性创新。在此背景下，构建和打造茶-食品-大健康产业协同创新体系是推动茶产业向价值链中高端跃升、实现三大产业联动发展的重要途径。
2、研究内容
①茶天然产物与功能成分研究
利用基于复合酶低温提取-多级膜分离-工业级制备色谱-化学计量学相组合的天然产物提取、分离、纯化和分析技术，对茶资源（根、茎、叶、花、果）提取、分离、纯化和功效利用过程中的复杂体系进行多因素、多水平、多层次的立体网络数据分析和处理，在剔除无效的因素和水平的同时，有效挖掘影响产品工艺、性能的关键因素和水平的程度以及它们之间的相互协同作用，实现对整个过程的定向调控。形成耦合式的茶天然产物与功能成分—分离纯化方法—功效应用关联模型，重组优化茶天然产物与功能成分的制备途径，促进标准化、安全化、稳定可控的茶天然产物与功能成分制备平台的形成。
②茶叶全成分生物转化技术及其应用
从中医药角度出发，更好地发挥茶叶中多成分、多靶点、多途径的整体协调效应，利用微生物转化模型制备体内代谢产物，研究茶叶全成分生物转化技术，进一步提高茶叶生物活性成分的营养保健功效。选育高分泌表达菌株,构建相关酶类的高效表达新系统，培育高效产酶优良菌种。建立并完善茶叶主要生物活性成分儿茶素类物质的生物转化过程的动力学模型，并根据敏感性分析，探讨底物中抑制物浓度、底物酶性能与发酵性能三者之间的定量关系。分析温度、酶用量、底物浓度控制策略。对不同反应器规模下的发酵过程进行优化和控制。进行工业化约束条件下的生物转化过程放大研究，优化工艺参数，建立生产线，通过高效发酵与代谢流控制生产茶功能成分高活性产品。结合多维色谱-质谱联用—化学计量学数据处理方法相组合的高通量组学分析技术，对茶叶全成分生物转化产物的主要化学成分进行系统分析和鉴定，明确茶叶全成分生物转化产物的化学物质基础。建立基于模糊分析的高效液相色谱-三重四级杆质谱（HPLC-QqQ-MS）的茶叶全成分生物转化产物指纹图谱全定性和全定量评价方法，并运用高效液相色谱-三重四级杆质谱（HPLC-QqQ-MS）的指纹图谱技术考察生物转化过程参数对茶叶全成分生物转化产物质量稳定性的影响，应用于茶叶全成分生物转化产物生产质量控制，并以此为依据制定茶叶全成分生物转化产物质量标准，为茶叶全成分生物转化产物标准化生产奠定技术基础。
③茶基功能化天然食品添加剂的研发和应用
发展新的过程耦合技术和集成系统，开展基于茶资源的高活性功能化天然食品添加剂产品的研发和产业化应用技术研究。针对食品加工过程中脂质过氧化引发多源危害物的生成、迁移和转化的关键问题，采用高通量筛选及多维色谱-质谱联用技术，通过自由基淬灭及植物活性抗氧化成分干预创造竞争性抑制环境等，探索阻断脂质过氧化产物与蛋白质交联、干预小分子醛类重组等靶向控制美拉德反应、控制不饱和脂肪酸双键异构化等的相关技术和方法。建立以儿茶素、茶黄素等茶叶黄酮类为核心成分的天然食品添加剂在焙烤食品加工过程中丙烯酰胺阻断关键技术，研发稳态化新剂型、新产品，并形成标准或技术规范。解决末端糖基化衍生物、生物胺、丙烯酰胺、反式脂肪酸、蛋白质高级氧化产物等食品中长期存在的重大潜在危害物问题。
④茶叶香气天然成分多组分协同控制技术及其应用
研究开发新型茶叶香气成分提取和回收系统，建立不同茶叶特征香气成分多组分调和规律模型，研究茶叶香气组成与多组分反应过程的协同控制，发展集成仿生嗅觉原理和化学计量学方法的香气品质分析与检测技术，建立茶叶香气品质客观准确评价方法与技术。研究基于纳微尺度的新型茶叶胶囊香精的制备与缓释控制技术及其在食品、工艺品、纺织品、皮革等领域的应用技术。

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