尊敬的校领导：
为提高我院学科建设水平，加强和深化与校外企业的产学研合作关系，食品科学与工程学院拟成立“哈尔滨工业大学极端环境营养与防护研究所”，更好地为此领域的相关科研和应用项目提供支持。 目前，该科研团队是名称是“极端环境营养实验室”，实验室与中国人民解放军总后勤部军需所以及其他从事相关生产的单位等单位在极端环境防护方面有密切的接触和合作，但是在合作进一步深入时，对方存在建制不对等的顾虑，建议我们以“哈尔滨工业大学极端环境营养防护研究所”的建制来签合约。所以特提出申请。
一、研究所成立的目的和意义：
极端环境包括空间飞行环境下的辐射、微重力、超重、孤独；高寒环境下冰川、冻土、积雪、极地冰雪；山地斜坡环境下崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害；还包括地震、远洋、海啸、高温、野战等特殊环境。这些极端环境是人类不可回避或积极探索的，该环境下的人营养与功
能性食品的研制是在解决了我国人民温饱问题、走向小康之后，迫在眉睫需要解决的、充满未来的问题。
资源优势：我校地处北方，不仅容易获得极端环境，而且具有北方高寒环境下生长的特殊林产、特殊药食两用植物资源，从这些植物中分离得到的一些特殊营养物质是适合不同极端环境生存或营养的难得资源。还可以充分利用北方的大豆、玉米等农产品资源，获得其中的独特营养成分或功效成分，应用于极端环境的营养。
需求优势：极端环境营养是研究各种特殊环境，如高温、低温、辐射等对人体的生理、生化、代谢等方面的影响，并研究适宜的营养需要量和有效的营养保障措施对改善机体的生理和营养状况的作用，以达到增强人体对特殊环境的适应能力和提高劳动效率的目的。这就涉及到如何利用北方特有的天然资源活性物质，将二者有机的结合起来，对于天然活性物质应用于极端环境营养的功能性、毒理学评价显得及其重要。随着地球环境的不断破坏，逐渐给人类带来各种各样的影响，各种亚健康状态困绕着人们。随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们已经不满足于温饱和普通的食品营养，恶劣环境下的营养问题日益突出。由于各种原因，人们必须在寒冷、干旱、潮湿等气候因素复杂、海拔高度高、垂直落差悬殊等复杂
地理地貌以及缺氧、强紫外线等恶劣的环境生活或工作。在极端环境下生活的人，可能会出现各种生理和心理异常，常被称为“极地综合征”。通过食品营养学手段调节、改善“极地综合症”的研究越来越受到人们的重视。同时利用天然活性成分防治与修复极端环境对人体引起的各种伤害的研究也是一个值得关注的课题。黑龙江地区分布的动植物由于受到环境因素的影响，在长期与环境相适应的过程中，具有了独特的生物学特性，比如耐寒冷、抗干旱、抗辐射等，具有独特的活性成分，是极端环境与动植物基因型共同演变的结果。对这一地区的天然动植物资源进行充分利用，对人类的健康事业和社会的经济发展均具有重要的意义。
研究所的成立，将1.促进食品学院科研团队和学科队伍的建设，提高哈工大在极端环境营养防护领域的知名度；2.能够更有利于开展科学研究和对外合作，包括国际合作；3能够更快的将科技转化为生产力，加强与企业间的合作。
二、研究现状和未来发展：
研究所具有明确的稳定的研究方向，并具有承担省部级重大课题的能力，曾经先后承担了国家自然科学基金、国家重点“863”、黑龙江省重点攻关等多项相关课题。在极端环境营养防护领域有一定的学术地位，并具有争取科研课题的竞争能力，有稳定的经费来源。
1.稳定的研究方向：
进行天然产物对极端环境诱导氧化应激的防护作用研究，采用生物分离技术从天然产物中筛选极端环境氧化应激防护因子。重点进行空间环境、军事环境及电离辐射环境下的氧化应激防护研究。从食用植物、食用菌、药食同源物质、保健品原料等各种天然产物中筛选对极端环境下诱导氧化应激具有防护作用的营养因子；对营养因子进行分离、鉴定及分子修饰，揭示作用机制；进行萃取、纯化、衍生物制备工艺研究，设计抗极端环境诱导氧化应激的营养保健品组方，并进行生产加工、中式、放大和产业化关键技术研究。
极端环境条件中营养食品体系的研究：主要包括高寒、高低压、高辐射等环境对于人体的影响，并进行利用天然活性物质对机体损伤的防护及修复研究，建立合理的食品体系。极端环境生物生命保障和营养学的研究：包括生物再生系统的研究和生命保障系统中植物营养的研究。主要集中在极端环境下机体能量代谢与电解质平衡、蛋白质与肌肉的动态平衡、骨中钙和相关营养物质代谢研究。以及极端环境对铁和血红细胞变化的影响、微量元素与维生素抗极端环境对机体伤害与修复的研究、抗氧化剂与天然产物抗极端环境对机体伤害与修复的研究和生物合成与转化制剂抗极端环境对机体伤害与修复的研究。从而明确在极端环境条件对
于机体的影响机理，建立极端环境条件生物生命保障和营养学研究体系甚或数据库，更好的服务于应用。通过本方向的研究为改善在极端环境下生活与工作的人的身体健康、提高其生存质量、修复与医治极端环境对人体引起的各种伤害具有十分重要的意义。
2.未来研究目标：
服务于我国航天及国防建设，提高国际在高端生物产品制造领域的核心竞争力，引领国内功能性新资源食品及高值化特种食品发展方向。
3.研究意义：
随着科技的发展、核技术、空间技术的广泛应用，极端环境伤害已渗透到多个领域，从核电的应用、核燃料生产、医疗中的肿瘤放射、工业上各种物品的灭菌到生活中各种家用电器和通讯工具的使用等，由于电离辐射等氧化应激对机体造成的伤害几乎无处不在，给人们的生活带来了巨大的潜在危害，特别对长期接触核设施和高能粒子环境的军事人员、航天航空人员、工程技术人员的身体伤害极大。
在极端环境下多种因素都会引起机体的氧化应激反应，航天和军事环境下的氧化应激直接影
响人员的身体健康，进而影响我国新时期航天及军事战略的实施，极端事环境下的空间高能粒子辐射、光化学烟雾、核辐射、生化污染、雷达电磁波、疲劳、紧张是产生机体氧化应激反应的主要根源。氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时,体内高活性分子如活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)和活性氮自由基(reactive nitrogen species,RNS)产生过多,氧化程度超出氧化物的清除,氧化系统和抗氧化系统失衡,从而导致组织损伤。自由基作用于生物大分子，对机体产生氧化伤害，使蛋白质发生交联，破坏膜的氧化还原性、渗透性及流动性。如果体内过量的自由基不能得到及时的清除，可诱发细胞内一系列氧化应激的连锁反应，氧化应激可对航天及军事人员产生一系列的生理、心理伤害，引起机体组织损伤、细胞凋亡、DNA突变、免疫力下降、癌症及相关疾病发病率的发生。从功能性食品角度研究极端环境下的氧化伤害的防护作用对保障极端环境操作及接触人员的健康、安全有十分重要意
目前，国内外已研究发现了许多对极端环境诱导氧化伤害具有防治作用的化学和生物制剂，但是这些制剂对人体具毒副作用，不能长期食用。因此，从食物原料中研究和发现对人体有益无害的抗氧化因子已成为当今亟待解决的重要问题。天然产物分离技术是现代生物技术的核心，如果没有分离纯化技术的配套，就不能实现工业化，他的进步程度决定着一个国家在生物技术领域中的竞争力，发展高效生物分离技术已成为特种功能性食品及新资源领域的一
个重要的研究课题。通过天然产物、药食同源物质、新资源食品在体内建立生命保护屏，提高对极端环境机体伤害的抵抗能力成为当今热点，被认为是最为有效的防护方法之一。极端环境营养研究是载人航天科学与军事科学的组成部分，对国防事业的发展具有重要推动的作用。
4.研究特点
A.服务国防与航天建设。
B.利用军品食品加工技术引领国内功能性新资源食品及高值化特种食品发展方向。
C.从源头基础做起，直至产业化，实现从功能因子筛选、分离、鉴定、作用机制、制备工艺、中式、产业化全过程“一条龙”研究。
5.研究基础和优势：
A.极端环境营养实验室撰写了我国第一部空间营养学专著，重点论述了空间辐射和微重力对机体的伤害和营养防御对策。分别揭示了微重力和空间辐射对人体能量代谢系统、心血管系
统、神经系统、免疫系统、细胞生物学及DNA的影响与营养调节机制，并论述了对空间极端环境伤害的营养防护与修复措施。
B已对近120多种食用植物、食用菌、药食同源物质、保健品原料进行了研究，发现很多天然产物具有对极端环境诱导氧化应激具有很好的防护作用，如真菌多糖、松多酚、蓝浆果花青素、多肽及核苷酸等等。尤其，最近从红松球果中发现大量的多酚类化合物，其多酚含量为苹果的13倍，这种多酚类化合物具有极强的抗辐射引起的淋巴细胞氧化伤害能力，经结构鉴定为五羟基二氢黄酮(DPF)，对开发新型抗极端环境诱导氧化应激制剂有十分重要的意义。并分别
C与美国哈佛大学、美国康奈尔大学、中国航天科学院、中国军事医学科学院、总后勤部、大连海事大学进行合作，进行了有关天然产物抗空间高能粒子辐射、抗军事环境氧化应激等多项合作。
D已发表相关论文200余篇（其中SCI、EI文章32篇，最高影响因子4.3）申请专利36项。分别开发出系列航天营养套餐（包括：航天员口粮、航天休闲食品、高能粒子防护剂等）和军事野战食品包系列（包括：野战口粮、超级能量胶、抗应激、警醒食品及核生化防护剂等）。
技术优势：
A在天然产物萃取、分离纯化技术及装备研究方面处于国内领先地位，开发出的《固态生物反应——超声波萃取系统》、《多级凝胶层析分离系统》，使天然活性物质的提取率、纯度、加工稳定性和使用稳定性明显高于国内同类水平。
B研究出了具有自主知识产权的《二维谱多通道分离系统》，配合细胞实验可以对天然活性物质进行高通量筛选，快速分离出活性因子，其效率为常规分离方法的6倍以上。
C目前已转化具有抗氧化应激功能的高值化食品加工技术12项。
三、稳定的研究梯队：
研究所负责人：王振宇、卢卫红
王振宇教授：生物化工专业博士，教授，博士生导师。毕业于哈尔滨工业大学，美国Cornell大学访问学者；哈尔滨工业大学食品科学与工程学院生物化工系主任。国务院政府特殊津贴获得者（1993年）。中国林学会森林食品专业委员会副主任，黑龙江省天然产物工程学会，
美国化学学会会员，美国食品学会会员，国家保健食品评审专家，《中国林副特产》杂志编委。主要研究方向:生物分离工程；极端环境营养学；功能性食品；。共主持各种科研项目30多项，其中国家自然科学基金项目3项，国家863项目1项，省部级项目11项，其他为横向联合项目。获省部级科技进步2、3等奖9项。申请专利36项，发表研究论文200余篇，主编论著13部。
卢卫红副教授：
研究生导师，哈尔滨工业大学航空宇航科学技术博士后流动站出站的博士后。哈工大985学科后备带头人培育计划获得者。主要研究方向：极端环境（空间环境、重粒子辐射、高寒、野战、远洋等）的损伤效应，以及药食同源动植物功能性成分的营养与补偿作用。积极围绕哈工大的航天特，将药食同源食品的功能性成分与特殊环境的危害结合，既体现了学科交叉的优势，又体现了药食同源食品功能性成分的特。同时深入对药食同源动植物药效物质基础研究，通过分离得到单体化合物，明确单体成分与靶蛋白的关系，以及对于蛋白质组学的影响，明确活性成分的作用机理，属于前沿的机理研究。参加2004年国家863计划“空间生物信息获取与分析技术”、国防科工委预研项目“空间生物实验技术研究”的研究。2006年参加
第36届世界空间科学大会，并宣读论文。发表论文20余篇，EI/SCI 6篇。Journal of Agricultural and Food Chemistry杂志审稿人。获黑龙江省政府科技进步二等奖一项。黑龙江省食品学会理事，哈尔滨市食品安全框架专家组成员。
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