江南大学金征宇院士主旨演讲-中食国粮 | 药食同源·大健康产业论坛

深挖淀粉价值 赋能产业创新——金征宇院士在中食国粮·药食同源大健康产业论坛上的主旨演讲。四月的武汉草木葱茏，产学研界的智慧在此汇聚。4月11日至13日，由武汉轻工大学主办的第五届粮食安全与食品科技创新国际论坛隆重召开。

作为本次论坛的核心板块，中食国粮·药食同源·大健康产业论坛以“向新、向质、向未来”为主题，吸引了来自全国粮食安全与食品科技领域的顶尖专家、青年学者和产业从业者齐聚一堂，围绕健康中国·大健康医药产业理论体系，新质生产力赋能粮食产业创新、大健康产业融合发展等核心议题展开深度研讨。

中国工程院院士、江南大学食品学院教授、博士生导师金征宇应邀出席论坛，并作题为《制糖工程与淀粉科学领域的思考》的主旨报告，系统梳理了我国淀粉科学领域的发展现状，对比国际前沿指出了当前的发展差距，深入解析了淀粉制糖领域的关键科学问题，提出要以科技创新深挖淀粉及衍生物的应用潜能，拓展淀粉在材料、生物医药等大健康相关领域的应用边界，为粮食深加工产业高质量发展注入新质生产力。

对标国际：

看清淀粉科学领域的发展现状与差距

作为我国碳水化合物与粮食深加工领域的领军专家，金征宇院士从我国淀粉产业发展的基础谈起。他指出，我国是世界最大的淀粉生产国和消费国，玉米、木薯、马铃薯等淀粉原料资源丰富，经过数十年发展，我国已经形成了从原料种植、淀粉生产到深加工应用的完整产业链，淀粉产量连续多年稳居世界第一，淀粉制糖、淀粉改性等传统产业规模不断扩大，为我国食品工业、医药工业、材料工业等多个领域提供了核心基础原料。

“过去几十年，我国淀粉科学领域从追赶到并跑，在很多方向已经实现了突破，特别是在功能性碳水化合物、食品加工高新技术等领域，我们提出了淀粉结晶功能调控与糊精化利用的新理论和新方法，创建了高附加值淀粉衍生物加工新技术，开发出了一系列绿色环保的淀粉基产品，不仅满足了国内产业需求，部分技术也已经达到国际领先水平。”金征宇介绍。

以自己带领的科研团队为例，先后承担了包括国家自然科学基金重点项目、863计划、国家科技支撑计划在内的25项国家级、省部级项目，开发的抗性淀粉、环糊精等淀粉衍生物产品，已经广泛应用于功能食品、医药辅料等领域，为产业升级提供了技术支撑。

但在肯定发展成就的同时，金征宇也客观指出了我国淀粉科学领域与国际前沿的差异。他分析，当前国际淀粉科学研究正在朝着两个方向快速推进：一是基础研究层面，对淀粉结构与功能关系的解析不断深入，基因编辑、合成生物学等新技术已经应用于淀粉分子的定向改造，能够定制化生产具备特定功能的淀粉产品；

二是应用拓展层面，淀粉作为可再生的天然高分子材料，正在从传统的食品、饲料领域向生物可降解材料、生物医药、储能材料等新兴领域拓展，国际上已经出现了淀粉基全生物降解塑料、淀粉基药物载体、淀粉基3D打印材料等一批创新产品。

反观我国，目前淀粉产业仍然以初级加工为主，70%以上的淀粉用于生产淀粉糖、糊精等传统产品，产品附加值较低，在高端淀粉衍生物、新兴领域应用开发等方面，我们和国际领先水平还有不小差距，基础研究厚度不够、产业创新能力不足、应用场景拓展缓慢等问题都比较突出，需要整个行业共同努力突破。

“淀粉是完全可再生的生物质资源，来源广、价格低、可完全生物降解，在双碳目标下，淀粉的绿色属性越来越受到重视，我们必须抓住这个历史机遇，加快基础研究和应用创新，缩小和国际前沿的差距，把我国的资源优势转化为科技优势和产业优势。”金征宇强调。

聚焦核心：

破解淀粉制糖领域的关键科学问题

报告中，金征宇院士针对淀粉制糖这一淀粉深加工的核心领域，梳理了当前需要突破的一系列关键科学问题。他指出，淀粉制糖是我国淀粉深加工最大的板块，占国内淀粉消费总量的一半以上，从日常食用的葡萄糖、麦芽糖到果糖，绝大多数都来自淀粉制糖，这个产业看起来成熟，实际上还有很多核心科学问题没有完全解决。

金征宇具体分析说，首先是淀粉的定向水解问题。我们现在要生产不同糖组分的淀粉糖产品，需要控制水解的程度，但目前工业生产中主要依靠酶制剂选型和反应时间控制，还做不到完全精准的定向水解，不同批次产品的组分波动比较大，不仅影响产品质量稳定，也会增加后续分离提纯的成本，如何实现淀粉糖苷键的精准断裂，定向生产我们需要的糖组分，是第一个需要突破的核心科学问题。

其次是淀粉糖的结构与功能关系问题。不同聚合度、不同结构的淀粉水解产物，具备不同的生理功能，比如低聚异麦芽糖能够促进肠道益生菌增殖，抗性糊精具有低升糖、调节血脂的作用，这些功能已经得到了临床验证；

但对于不同结构的淀粉糖如何发挥生理功能，其作用机制是什么，我们目前的研究还不够深入，很多产品只能说“具备某种功能”，说不清楚具体的作用路径，这也限制了淀粉糖在功能食品、特殊医学用途配方食品等高端领域的应用。

第三是绿色生产过程中的技术问题。随着双碳目标提出和环保要求提升，淀粉制糖产业需要朝着低能耗、低污染、零排放的方向转型，现在生产中存在的酶制剂成本高、副产物利用率低、废水排放量大等问题，都需要通过技术创新解决，比如开发更耐极端条件的高效酶制剂，优化清洁生产工艺，实现副产物的全利用，这些都是产业发展提出的现实科学问题。

“这些关键科学问题能不能解决，直接关系到我国淀粉制糖产业能不能从‘做大’走向‘做强’，从规模扩张转向高质量发展，需要科研界和产业界共同发力，从基础研究到技术开发，一步步突破。”金征宇说。

拓展边界：

挖掘淀粉在大健康领域的应用潜能

在报告的最后，金征宇院士明确提出，我国淀粉产业未来发展的核心方向，就是不断挖掘淀粉及衍生物的应用潜能，创造应用机遇，拓展应用边界，特别是要大力开发淀粉在大健康、生物医药、绿色材料等新兴领域的应用，培育淀粉产业发展的新质生产力。

“很多人对淀粉的印象还停留在‘做糖、做粉条、做饲料’，实际上经过改性、衍生化处理的淀粉，已经可以应用在很多高端领域，特别是大健康领域，淀粉基产品的优势非常突出。”金征宇举例说，在生物医药领域，改性淀粉可以作为药物的赋形剂、载体，也可以做手术缝合线、伤口敷料，淀粉基微球已经用于药物缓释，能够延长药物作用时间，降低药物副作用；

在功能食品领域，抗性淀粉、低聚糖、抗性糊精等淀粉衍生物，本身就是很好的功能原料，具有低GI、调节肠道菌群、控制血糖血脂的作用，非常契合大健康产业对天然功能原料的需求，和药食同源理念的发展方向高度契合，可以和药食同源原料复配开发各类健康产品，市场空间非常广阔。

在绿色材料领域，淀粉作为完全可生物降解的天然高分子，是制备全生物降解塑料的核心原料之一，现在已经广泛应用于一次性包装、一次性餐具、农用地膜等领域，随着限塑禁塑政策的推进，淀粉基可降解材料的需求还会持续增长，未来甚至有可能开发出淀粉基纤维、淀粉基工程塑料，应用在更广泛的领域。

金征宇强调，拓展淀粉应用边界，关键要靠科技创新，要坚持产学研协同创新，打通从基础研究到产业应用的链条。科研机构要做好基础研究和核心技术开发，企业要做好成果转化和市场开拓，共同推动淀粉产业向高端化、多元化发展。

针对当前产业发展的现状；他提出三点建议：第一，要加强基础研究，深入解析淀粉结构与功能的关系，为新功能产品开发提供理论支撑；第二，要强化技术创新，突破淀粉衍生化改性、高效清洁生产等关键技术，降低高端产品的生产成本，提升产品竞争力；第三，要主动拓展应用场景，加强和下游领域的合作，针对生物医药、可降解材料、大健康食品等领域的需求，开发定制化的淀粉基产品，创造新的市场需求。

本次中食国粮·药食同源大健康产业论坛设置了十一个分论坛，围绕健康中国·大健康医药产业理论体系展开研讨，内容涵盖新质生产力赋能农业科技产业创新与粮食安全、小麦及面制品新质加工、粮油食品质量安全品控检测、粮食营养与健康、粮食储藏技术与安全管理等多个领域，同时专门设置研究生论坛为青年学者提供交流平台。

金征宇对论坛的举办给予高度评价，他指出，粮食安全与食品科技创新国际论坛已经连续举办五届，始终聚焦粮食和食品领域的关键问题，为产学研交流提供了很好的平台，在提升我国粮食和食品安全水平、促进产业健康发展上发挥了重要作用。未来淀粉科学领域的发展，也需要这样的平台凝聚产学研各方力量，共同推动创新，让我们国家从淀粉大国变成淀粉科技强国。

“淀粉作为我国最重要的粮食深加工原料之一，在保障粮食安全、赋能产业创新、推动大健康产业发展中都有着不可替代的作用。”中国经济和信息化研究中心主任、中食国粮·药食同源大健康产业论坛主持人万祥军解读表明：只要我们坚持创新驱动，深挖淀粉价值，拓展应用边界，一定能让这一古老的农产品资源，在新时代焕发出新的活力，为推动粮食产业高质量发展、建设健康中国作出更大贡献。

江南大学金征宇院士主旨演讲-中食国粮 | 药食同源·大健康产业论坛