
最近一个月,HT公号后台新增粉丝特别猛。做了一番“溯源”后,我发现至少有一半是被丁妈和朱院士的直播访谈的内容吸引过来的。果然物以类聚,人以群分,HT的科普内容虽然看上去不太“平易近人”,但关注生命科学前沿科技的还是大有人在。
(传送门--独家对话全球顶尖科学家朱健康院士 | 站在巨人的肩膀上看未来)
虽然访谈中的很多术语听不懂,但完全不影响大家对朱院士的仰慕。温和谦逊的朱老师,在开玩笑的时候也是金句频出,而各种科研术语也是让人直呼yyds。
甲基化时钟,CRISPR基因编辑,表观遗传学,小干扰RNA这些就不用说了,更多的小伙伴对于“马上就能吃到的”内容显然更加感兴趣,比如高GABA番茄,高油酸大豆油,高赖氨酸鲜甜玉米等等。
我前一阵儿去了朱老师在济南的科研基地--舜丰生物,这里集合了朱健康院士,匡廷云院士以及Harry Klee院士在内的几名全球最顶尖科学家,以及上百名生物领域的科研人才。最值得骄傲的是,舜丰生物不仅曾经是我国唯一一个拥有基因编辑自主研发能力的团队,也是我国第一个获得基因编辑生产应用安全证书--高油酸大豆的机构。

而我们今天要讲科普的内容,就和这张证书密切相关--高油酸大豆油。

我们老百姓日常吃的最多的,就是各种植物油和动物油。虽然来源不同,但这些油都有一个共同点--都含有碳链长短不同的的脂肪酸,比如我们常说的【棕榈酸】,就是16个碳的脂肪酸,因此又叫十六烷酸,而【硬脂酸】是18个碳,因此也称为十八烷酸。

根据碳链的结构不同,脂肪酸又具体分为饱和脂肪酸SFA、单不饱和脂肪酸MUFA和多不饱和脂肪酸PUFA这三种,它们又分别有完全不同的属性和优点。

饱和脂肪酸含量高的比如椰子油和猪油,它们不含不饱和键,因此结构稳定,对高温的耐受也最强。这部分的代表就是硬脂酸,棕榈酸等等。
而多不饱和脂肪酸则有两个或两个以上的不饱和键,这种不饱和双键是最“活泼不稳定”的结构,优点是抗氧化性比较强,对心脑血管健康有很大的帮助。但是一旦遇到高温环境,它们就容易“变性”成其他物质,比如反式脂肪酸。因此多不饱和脂肪酸,不适合高温爆炒等方法,适合凉拌冷菜。这部分的代表就是亚麻酸,亚油酸,以及鱼油中的DHA和EPA等等。
而夹在这俩中间的单不饱和脂肪酸,它因为只含有一个不饱和键,就兼具了二者的优点。既具有抗氧化属性,帮助降低胆固醇水平;同时也有很强的稳定性,但是也比较能耐高温,不容易氧化,可以用于煎炒烹调。而单不饱和脂肪酸的杰出代表就是--油酸(OA)。

那你会问,既然单不饱和脂肪酸这么好,那哪种食用油中只含有它呢?其实这个问题无解,因为所有的食用油都含有这三类脂肪酸,只是在组成方面有差异罢了。
比如即便是饱和脂肪酸含量最高的椰子油中,也含有7%左右的油酸,而以多不饱和脂肪酸含量高出名的葵花籽油中,除了70%左右的亚油酸,同样也含有15%左右的油酸。

众所周知的是,体检报告单上的高密度脂蛋白对人体有益,而低密度脂蛋白则是有害的胆固醇,二者对心血管健康有非常重要的影响。
高油酸食用油对心血管的好处显而易见,不仅可以提升和维持对高密度脂蛋白胆固醇的水平(HDL-C),还能同时降低有害的低密度脂蛋白胆固醇的水平(LDL-C),这种一举两得的好事儿,对于我们每个人来说都很关键。【1】【2】
另外,一些消化科医生也会告诉你,如果你有顽固性便秘等问题,可以把家中的食用油改成高油酸油,这样可以促进肠道蠕动,起到润肠和通便的作用,这就是为什么有不少人改成吃橄榄油后大便通畅很多的原因。
但你并不知道,高油酸对健康的益处远远不止上面提到的两点。比如油酸可能有很好的遏制癌症和阻断癌细胞的功效,比如2021年的一项研究表明,油酸OA和油酸代谢产物(OEA)都可以阻断癌细胞中程序性死亡配体1(PD-L1),从而阻断癌症的进展。【3】

2020年,江南大学对囊括1634名参与者的31项RCT研究进行了荟萃分析,总结了油酸对成年人血液炎症因子的影响【4】

最终结果表明,只要增加每日油酸的补充剂量,就可显著降低不同人群中的血液中C-反应蛋白(CRP)的水平,受益的不仅是健康人群,也包括高胆固醇,糖尿病和高血脂患者等等。

另外,在其他动物试验中也都观察到一致的结论,补充油酸可以通过不同的作用机制,比如提升脂质代谢,减少脂肪积累或者减少蛋白毒性对身体的伤害,从而达到延长寿命的效果。【5】

(图片来源于文献【5】)

(图片来源于文献【6】)
从这方面的初步结论来看,适量的多补充高油酸食物,很可能有助于轻松减脂和维持体重(但不要贪杯哦)。
就在2018年11月,美国食品和药物管理局FDA发布公告,认为摄入食用油中的油酸比例超过70%可以显著减少冠心病的风险。

换句话说,只要含量在70%以上的植物油,就可以认定为高油酸类产品,并且对心血管具有健康益处。比如橄榄油,高油酸的葵花籽油等等。

既然有上面说的这么多好处,现在的问题来了,橄榄油完美符合上面70%的标准,我们日常直接多用橄榄油做饭不就好了?

在健康的高油酸植物油中,橄榄油是最典型的代表,但橄榄油并不见得特别适合我们。一个是橄榄油的价格相对较高,其中一个比较直观的原因,是目前我们能消费的绝大部分橄榄油原料,还要依赖于从地中海种植区的国家进口。
还有一个问题就是,虽然橄榄油中的油酸含量较高,但其中的风味更适合做凉拌菜时使用,不饱和脂肪酸含量也不低,高温爆炒后的口感并不佳,而且高温后也有可能生成反式脂肪酸,因此也限制了橄榄油在炒菜时的使用。
那有没有一类油,能符合大部分中国人的烹饪和饮食习惯,既可以高温爆炒,多次回锅使用也不会产生反式脂肪酸,同时也适合凉拌冷菜,没有植物油自身的特殊气味。最关键的是还要【性价比】高,让大多数人都买得起。
因为我们打小就有经验,一听到谁家说“起锅烧油”这4个字,那可不是简单的一小勺,而是“kucha”一下子,小半桶油就吨吨吨的倒进锅里了。
为了解决这个民生问题,科学家们把目光投到了性价比最高的大豆身上。试想一下,如果能把大豆油改造的比橄榄油还好,那不就是中国版的“橄榄油”了吗?而且大豆油的最大优势就是成本低,大规模产量也能迅速提上来。
还有一个优势就是,大豆油脂中的脂肪酸组成,使得它非常容易改造和优化。豆油中含量最高的是多不饱和的亚油酸(LOA),含量占到了一半以上,其次是单不饱和的油酸OA,这个只占到了20%左右,最后是饱和脂肪酸中的硬脂酸,棕榈酸这几种。

聪明的你又会问了,亚油酸和油酸只差一个字,而大豆油中的亚油酸含量占到了50%以上,只要把它全部转化成油酸,再加上大豆本身就有的20%油酸,这不就达到了70%以上的高油酸标准了吗?
恭喜你,能提出这个想法说明你已经一只脚跨进了科研的大门里,因为能发现问题本质是科研里最重要的一个环节,它占到了科研中的70%。
接下来我们就看怎么把亚油酸转化成油酸呢?

相信很多小伙伴都对这个部分的内容比较感兴趣(大管家说,你可真会给自己找补啊,哪个好人能对这个环节感兴趣啊)
在控制大豆脂肪酸合成的信号通路中,遵循的是一个叫“从头合成”的过程(这个你爱咋理解就咋理解吧)。也就是以乙酰辅酶A为原料,在细胞中经过一连串的“酶促反应”,就可以合成16碳(棕榈酸)和18碳(硬脂酸)的长链脂肪酸。【8】

硬脂酸在一种叫SAD(硬脂酰-ACP Δ9脱氢酶)的酶促作用下,在第Δ9位脱氢就生成了油酸。而油酸在FAD2(脂肪酸脱氢酶)的作用下,就会在Δ12位进一步脱氢产生双键,就生成了亚油酸。

如果用最简单的思路来理解,就是FAD2基因对于种子里油酸和亚油酸的含量,有着决定性的影响。FAD2基因的表达越强,油酸的含量可能就越低,而亚油酸的含量就会越高。对于大豆种子来说,FAD2基因要比其他种子更加关键。因为在花生中,FAD2基因只有三个同门兄弟,而大豆中却有6个同门兄弟。同门兄弟越多,一定程度上就决定了它的力量是否足够强大。
所以科学家就开始琢磨,如果把大豆种子里的FAD2基因的兄弟们都给“干掉”,让他们以后都无法工作,那油酸就再也不会转化为亚油酸,积累量就会越来越高。【9】
接下来的工作看上去就简单了,因为能“干掉”FAD2的方法有很多。比如利用RNAi基因干扰,TALEN靶向基因敲除,以及更精准的CRISPR/Cas9的基因编辑方法等等。但是CRISPR/Cas9技术目前受到专利等的制约,在实际生产中会被受限“卡脖子”。因此朱老师团队开发出了一套更精细的,同时拥有自主知识产权的CRISPR Cas SF01等一系列基因编辑工具。而且SF01的优势更明确,不仅比传统的CRISPR/Cas9的体积小20%,更利于转化,编辑效率上又大幅提升了90%。【10】

有了这个“趁手”的兵器,就有了我们上面提到的国内第一张基因编辑安全证书,高油酸大豆品种改良和产业化开始真正落地,也才有了我们今天能吃到的真正物美价廉且比橄榄油更好的高油酸大豆油。

关于大家都想团购高油酸大豆油的事情,管家也已经落实好,很快就可以正式走进千家万户了。

第一,营养价值和健康益处更高。坚持日常摄入一定量的油酸,有助于降低低密度脂蛋白胆固醇的水平,从而减少心脑血管疾病的发生,这个上面说过了。
第二,耐热性强,更适合反复高温爆炒。高油酸大豆油的烟点高,即便经过长时间的煎炸,油中的极性组分含量也非常低,也不会产生反式脂肪酸等,这方面就明显优于日常吃的玉米油,橄榄油和菜籽油等其他植物油脂,当然就更不用说普通大豆油了。
如果家里人喜欢煎炸食物,而且喜欢反复利用(在咱们国家的家庭可能不太好避免),那改良后的高油酸食用油一定是最健康的选择。
第三,更易保存,不容易氧化变质。与亚油酸和亚麻酸等比起来,油酸的稳定性明显更强,不管是高温烹炸还是长时间的存放,都不容易氧化变质。所以即便是买回家开封后用,也比较放心。
第四,菜的原始香味保留更充分。高油酸大豆油中其他的脂肪酸以及化合物等含量都明显降低,这样即便在高温炒菜后不容易掩盖菜的原始香味,也不会有明显的“豆腥气”。
说了这么多关于油酸改良的细节,再多说点儿朱老师团队在大豆开发上更开眼界的应用吧,看上去都是基础科研,但其实与我们的生活都息息相关。

你身边应该也有人打小就不喜欢吃豆子或者豆制品,其实就是因为一种叫“豆腥气”的东西。而有极少部分品种的大豆,竟然天生就有一种独特浓郁的“体香”,我们可以称之为班兰香(pandan-like)。这种香味可以用来区分是否芳香类大豆品种,是制备优质豆制品或植物饮料的上佳之选。
而早在20年前,科学家就发现这种如同稻花香的清香味,正是一种叫2-acetyl-1-pyrroline(2-AP)的芳香化合物,而这种香味的来源,与一个叫BADH(甜菜碱醛脱氢酶)的基因直接相关。正是BADH基因的存在,“阻止”了大多数大豆品种生成香味化合物。【11】【12】【13】
找到了靶基因,剩下的工作看起来就能迎刃而解,只要敲除掉BADH基因,就可以让其他大豆也产生浓郁的稻花香。朱院士团队利用进一步优化的CRISPR/Cas技术,对大豆中的GmBADH1和GmBADH2这两个同源基因同时进行定点敲除,从而成功培育出了双基因突变的芳香型大豆品种。使用这种豆子加工出的豆浆,香味更加浓郁扑鼻,hin适合作为植物奶等饮料的基础原料。【14】


另外,基因编辑还可以显著改变豆子的大小和产量。朱院士团队的研究人员对负调控大豆种子大小的miR396基因进行了定点敲除,培育出了多个多重基因的突变体。而实地种植结果也表明,基因编辑后的不仅种子更大更饱满,产量也得到了显著提高【15】

除了大豆和高GABA番茄,我还在实验室里找到了我个人最喜欢和期待的一款玉米--高赖氨酸玉米品种。这个玉米最牛的就是赖氨酸含量比起普通品种高很多,同样也是基因编辑后的高科技品种。

让孩子多吃这种口感鲜甜的玉米,就能达到食物补充赖氨酸的效果,作为家长想想都爽歪歪啊!
说到这里,我突然想到拍到的一株特别有意思的植物。如果你的英文足够好,可以尝试翻译下它的英文名,说说理论上有可能结出什么果实呢?(评论区或者群里答对的话,有机会获得丁妈亲自颁发的大奖!!)

很多人担心转基因有害,其实更多的是担心向植物中转入的外部基因,会对人体健康造成潜在的不良影响。比如有人谣传的吃了不能生育,吃了后会得癌症,外国人为啥不吃转基因等等。其实这些争议,不管你信不信,都可以暂且搁置,以后也自会有答案。
转基因的确是把外源本不属于植物自身的目的基因,“嵌入”到植物的染色体中,让植物获得稳定可遗传的性状。最简单的例子就是传统的大豆不能抗虫,遇到虫害后就会被吃掉(人喜欢吃的东西,虫子自然也喜欢吃),而转入某种外源的抗虫基因后,虫子吃了这种转基因大豆的叶片后会直接死掉。

但基因编辑和转基因是完完全全不同的两种技术和思路。基因编辑是利用基因剪刀(酶)对植物本身的DNA进行修饰,并不引入新的基因进入,就可以让植物基因按照人类需要的方向进行靶向编辑。因此算是一种基因突变,与我们在太空育种有异曲同工之妙,但是因为“剪刀”可以定向裁剪,因此基因编辑的育种效率显然更高更快。
而对于我们消费者来说,基因编辑不仅更容易理解,接受程度也更高,关键是能显著提升更多作物的品质。所以,还是期待咱们的科学家有越来越多的科研成果能真正落地,给到我们普通老百姓更多实惠吧。

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