發(fā)芽糙米粉理化性質(zhì)研究

王　　娜，吳娜娜，譚　　斌，*，李興峰（1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊050018）.國家糧食局科學(xué)研究院，北京100037）

發(fā)芽糙米粉理化性質(zhì)研究

王娜1，2，吳娜娜2，譚斌2，*，李興峰1，*
（1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊050018）2.國家糧食局科學(xué)研究院，北京100037）

對(duì)發(fā)芽粳糙米粉和發(fā)芽秈糙米粉基本成分、微觀結(jié)構(gòu)、熱焓特性及糊化性質(zhì)（RVA）等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：與糙米粉相比，發(fā)芽糙米粉中粗脂肪含量降低，蛋白質(zhì)含量增加，總淀粉含量降低，粗纖維、灰分等含量變化不明顯；隨著發(fā)芽時(shí)間的增長，糙米粉峰值粘度、最低粘度、崩解值、最終粘度和回升值都降低；發(fā)芽糙米粉峰值溫度、起始溫度、終止溫度及焓值均比糙米粉低，且秈糙米高于粳糙米。掃描電鏡結(jié)果顯示：發(fā)芽后糙米粉顆粒結(jié)構(gòu)變得較疏松，棱角不太明顯，發(fā)芽秈糙米粉顆粒結(jié)構(gòu)較發(fā)芽粳糙米粉顆粒結(jié)構(gòu)更加疏松，淀粉顆粒體積更小。

糙米粉，發(fā)芽糙米粉，理化性質(zhì)

稻谷脫殼即為糙米，糙米營養(yǎng)豐富，較大米含有更多的生物活性成分，但由于其顏色較深，質(zhì)地堅(jiān)硬，不易蒸煮，口感較差，仍然難以作為人們?nèi)粘５闹魇?。糙米的發(fā)芽可改善其食用品質(zhì)進(jìn)一步提高其營養(yǎng)價(jià)值和保健功能［1-2］。劉麗萍、唐淑芬、孟春玲、Ng等［3-5］綜述了糙米發(fā)芽過程中功能性成分和生理活性成分的變化和作用。韓永斌、楊慧萍、郭曉娜等［6-8］人對(duì)糙米淀粉的糊化特性進(jìn)行了研究，對(duì)糙米淀粉凝沉特性、透明度、熱焓特性做了詳細(xì)的介紹。徐杰、Saman、Chung、Morita等［9-12］分析了發(fā)芽產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值，并開發(fā)了面條、面包、方便米飯等產(chǎn)品。

本文研究了粳糙米、秈糙米兩種糙米粉在發(fā)芽前后，營養(yǎng)成分、微觀結(jié)構(gòu)、熱焓特性及糊化性質(zhì)（RVA）等理化性質(zhì)的變化，為發(fā)芽糙米粉應(yīng)用在食品制品中提供基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

粳糙米（福華珍珠米） 購于北京盛和興泰糧油市場；秈糙米（福香米業(yè)） 購于湖南省岳陽市；乙醇、醋酸鎂、石油醚、硫酸、氫氧化鈉均為分析純，北京瑞澤康生物科技有限公司；Megazyme總淀粉測定試劑盒Sigma公司。

國內(nèi)主要以浙江大學(xué)空間結(jié)構(gòu)研究中心設(shè)計(jì)的環(huán)形桁架式、四面體式和正六棱柱式天線支撐機(jī)構(gòu)，建立了可展開機(jī)構(gòu)過程分析理論，應(yīng)用廣義逆理論對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性轉(zhuǎn)化問題進(jìn)行了分析，提出了具有位移約束的空間結(jié)構(gòu)的分析方法[4]。

PL2002-LC型電子分析天平瑞士梅特勒托利多公司；S-300N型電鏡日本Hitachi公司；200FC型差示掃描量熱儀（DSC） 德國Netzsch公司；SX-4-10型高溫馬福爐天津市泰斯特儀器有限公司；索氏抽提器瑞典ROSS公司；粗纖維測定儀丹麥福斯特卡托公司；Helios Gamma分光度計(jì)英國Thermo Scientific公司；快速定氮儀德國Elementar Analysensysteme GmbH公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；中草藥樣品磨天津泰斯特有限公司；Super-3型快速粘度儀（RVA） 澳大利亞Newport科學(xué)分析儀器有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

四是熱帶氣旋登陸多強(qiáng)度大，影響區(qū)域集中。西北太平洋和南海全年共生成31個(gè)熱帶氣旋，較常年偏多5.9個(gè)，有9個(gè)登陸我國，較常年偏多2.1個(gè)，其中5個(gè)登陸時(shí)達(dá)臺(tái)風(fēng)以上量級(jí)，登陸地點(diǎn)集中在福建及其以南沿海。臺(tái)風(fēng)登陸之多、風(fēng)力之強(qiáng)、降雨之大、影響區(qū)域之集中為近年罕見。

鄉(xiāng)村是我國政治經(jīng)濟(jì)與社會(huì)管理中最為基礎(chǔ)的內(nèi)容，由于當(dāng)前鄉(xiāng)村系統(tǒng)環(huán)境越來越復(fù)雜，鄉(xiāng)村規(guī)劃之中也出現(xiàn)了越來越多的問題。鄉(xiāng)村規(guī)劃的過程中一方面要更加重視物質(zhì)環(huán)境的技術(shù)問題，另一方面也應(yīng)關(guān)注鄉(xiāng)村發(fā)展的綜合性問題，促進(jìn)鄉(xiāng)村的可持續(xù)發(fā)展。

1.2.2化學(xué)組分測量水分含量的測定：采用AACC 44-19，135℃烘箱干燥法（AACC，2000）；蛋白質(zhì)含量的測定：采用GB/T 24318-2009，杜馬斯燃燒法；灰分含量的測定：采用AACC 08-02，醋酸鎂快速測定灰分含量（AACC，2000）；總淀粉含量的測定：采用Megazyme總淀粉測定試劑盒（K-TSTA 04/2009）；粗脂肪的測定：根據(jù)ISO 11085：2008提取谷物和谷物制品中的粗脂肪；粗纖維的測定：采用AACC Method 32-10面粉、飼料及飼料填充物的粗纖維含量的測定。

1.2.3糙米粉結(jié)構(gòu)的測定將糙米粉碎，雙面膠固定在樣品臺(tái)上，用棉簽蘸取少量糙米粉均勻地灑在雙面膠上，然后噴濺金粉后，通過S-300N型掃描電鏡選取有代表性的糙米粉顆粒進(jìn)行形貌觀察，拍照。

1.2.4糙米粉RVA測定參照GB/T 24853-2010的方法，稱?。?5±0.1）g水，加入（3.00±0.01）g糙米粉及發(fā)芽糙米粉，用攪拌器將樣品攪拌均勻，然后放入快速粘度儀中進(jìn)行測定。采用升溫/降溫循環(huán)，其糊化程序如下：50℃開始升溫，3.75 min內(nèi)加熱至95℃，并保溫2.5 min，3.85 min內(nèi)冷卻至50℃，并保溫1.4 min，另外，旋轉(zhuǎn)槳在起始10 s內(nèi)旋轉(zhuǎn)速度為960 r/min，以后保持160 r/min至結(jié)束。主要參數(shù)為峰值粘度、最低黏度、衰減值、最終粘度、回升值、起始糊化溫度［16］。

1.2.5糙米粉DSC測定參照田曉紅的方法進(jìn)行差示掃描量熱（DSC）測定，用十萬分之一天平準(zhǔn)確稱取8.00 mg糙米粉（或發(fā)芽糙米粉）樣品放在鋁制坩堝中，加入20 μL去離子水，加蓋后用配套的底座密封。室溫平衡2 h，然后放置在4℃冰箱中靜置20 h，取出后在室溫平衡1 h后進(jìn)行測量，以10℃/min的加熱速率使鋁制坩堝溫度從25℃升高至100℃，以密封空白鋁制坩堝作為對(duì)照得到淀粉的熱特性曲線［17］。

(1)隨著《國家地下水監(jiān)測工程》的完成，尤其國家《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》和《江西省水污染防治工作方案》(2016年)實(shí)施以來，江西省地下水監(jiān)測工作進(jìn)入一個(gè)全面建設(shè)的新時(shí)期。江西省地下水監(jiān)測站點(diǎn)數(shù)由2016年143個(gè)增至2018年423個(gè)，點(diǎn)密度由0.08個(gè)/100 km2增至0.25個(gè)/100 km2，其中國家級(jí)監(jiān)測站點(diǎn)267個(gè)，省級(jí)監(jiān)測點(diǎn)156個(gè)，監(jiān)測能力有較大提高。 其中《國家地下水監(jiān)測工程》完成江西省地下水監(jiān)測信息服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)，標(biāo)志著江西省地下水監(jiān)測進(jìn)入自動(dòng)化監(jiān)測時(shí)代。同時(shí)項(xiàng)目的實(shí)施幫助鍛煉一批專業(yè)地下水監(jiān)測建設(shè)與運(yùn)營維護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，保障今后地下水監(jiān)測隊(duì)伍穩(wěn)定。

1.3數(shù)據(jù)處理

表3為糙米粉及發(fā)芽糙米粉的熱焓特性。由表3中可以看出發(fā)芽糙米粉較未發(fā)芽糙米粉峰值溫度、起始溫度和終止溫度均降低，焓值也在降低。而秈糙米較粳糙米峰值溫度、起始溫度和終止溫度均較高。Jaisut等［24］認(rèn)為這可能是由于糙米在發(fā)芽前浸泡，表面可能形成微小裂縫，糊化時(shí)水分較容易進(jìn)入籽粒內(nèi)部，破壞了淀粉分子間的締合狀態(tài)，分散在水中成為親水性的膠體溶液，產(chǎn)生了較低的糊化溫度。還有可能是在發(fā)芽過程中，糙米粉比發(fā)芽糙米粉脂肪含量高，脂類可以在淀粉顆粒表面形成薄膜，從而限制了顆粒膨脹；另一方面，由于直鏈淀粉具有較強(qiáng)的結(jié)合能力，在淀粉糊化過程中，可能形成直鏈淀粉-脂類復(fù)合物，需要在較高溫度下才能融化這個(gè)復(fù)合物。而大坪研一［25］認(rèn)為粳糙米較秈糙米粉糊化溫度低，可能是由于秈糙米的直鏈淀粉含量較粳糙米高，直鏈淀粉分子間結(jié)合力較強(qiáng)，因此，直鏈淀粉含量高的淀粉比直鏈淀粉含量低的淀粉糊化困難，產(chǎn)生較高的糊化溫度。

圖2為不同糙米粉的快速粘度儀（RVA）測定結(jié)果。由圖2可以看出粳糙米和秈糙米的RVA值包括峰值粘度、最低粘度、崩解值、最終粘度和回升值都隨著發(fā)芽時(shí)間的增長而降低，此外，由圖2分析可知，粳糙米的峰值粘度、最低粘度、崩解值、最終粘度和回升值都比秈糙米的高，可能是由于粳糙米淀粉含量高，淀粉分子運(yùn)動(dòng)劇烈，造成其粘度及崩解值均較高。另一方面，可能是由于糙米經(jīng)過了發(fā)芽處理，激活的蛋白酶打斷了部分二硫鍵和肽鍵，使得許多淀粉顆粒游離出來。在RVA的快速剪切作用力下，發(fā)芽糙米米粉變得更加容易崩解，峰值粘度就遠(yuǎn)小于糙米粉［22］。崩解值反應(yīng)淀粉顆粒的熱穩(wěn)定性，崩解值大說明淀粉顆粒易于分解，說明經(jīng)過發(fā)芽后，提高了淀粉顆粒的熱穩(wěn)定性；Lii等［23］認(rèn)為崩解值和最終粘度與直鏈淀粉的含量有關(guān)；回升值反映淀粉的成膠能力或者回生能力，回升值高說明淀粉成膠能力強(qiáng)，發(fā)芽糙米粉的回升值明顯降低，說明成膠能力降低。

主要分布在寶清縣北部，七星河與撓力河漫灘區(qū)，地下水類型為孔隙潛水，含水層厚度一般在40～60 m，個(gè)別地段可達(dá)68.65 m，地下水水位埋深2.85～6.98 m，水位年變化幅度0.52～2.15 m。富水性強(qiáng)，單井涌水量為3 184.64～4 273.89 m3/d， 設(shè)計(jì) 降 深2.33～3.44m時(shí)推算單井涌水量1 865.38～2 143.34 m3/d。滲透系數(shù)為 35.37～61.52 m/d。

2　結(jié)果與分析

2.1糙米的基本組分

不同發(fā)芽時(shí)間的粳糙米和秈糙米的基本組分含量分別見表1和表2。由表1可以看出，與未發(fā)芽粳糙米相比，發(fā)芽后粳糙米粗脂肪含量逐漸降低，從2.96%降至2.57%，蛋白質(zhì)含量從8.28%增加至8.65%，總淀粉含量從84.11%逐漸降低至77.87%，粗纖維含量、灰分含量變化不明顯。由表2可以看出，與未發(fā)芽秈糙米相比，秈糙米發(fā)芽后粗脂肪含量由3.13%降低至2.58%，總蛋白含量由9.61%增加至10.06%，淀粉含量由83.10%降低至78.69%，粗纖維含量、灰分含量變化不明顯，變化趨勢與粳糙米相同，此變化趨勢與陳志剛、鄭逸梅［18-19］的研究結(jié)果一致。由表1和表2中數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，粳糙米中粗纖維含量、粗脂肪含量、蛋白質(zhì)含量均低于秈糙米，總淀粉含量高于秈糙米。Mohan等［20］認(rèn)為，淀粉含量降低，由α-淀粉酶、β-淀粉酶、脫支酶和α-葡萄糖苷酶等的降解作用造成，所得寡糖，如還原糖，部分被用于種子發(fā)芽所需能量。脂肪含量減少是由于隨著發(fā)芽時(shí)間的增長，糙米內(nèi)脂肪酶被激活，導(dǎo)致糙米脂肪發(fā)生降解，脂肪在酶的作用下逐步分解為小分子，引起脂肪含量的下降，而粗蛋白含量升高可能是來自于酶降解的谷蛋白和新合成的可溶性蛋白。此外，由表1中數(shù)據(jù)顯示，雖然粗脂肪和淀粉含量整體呈降低趨勢，而在發(fā)芽36 h的時(shí)候，其下降趨勢均較明顯，蛋白質(zhì)含量增加趨勢明顯，其可能是由于此粳糙米在發(fā)芽36 h，酶活性較大，導(dǎo)致基本成分變化率較大。而相似的，由表2數(shù)據(jù)可以看出，發(fā)芽24 h秈糙米粗纖維和粗脂肪下降至最低，且粗纖維、粗脂肪含量變化率最大，因此秈糙米可能在發(fā)芽24 h，酶活性最大。

1.2.1糙米發(fā)芽工藝糙米→篩選→清洗→浸泡→發(fā)芽（芽長1～2 mm）→清洗→干燥。

表1　粳糙米和發(fā)芽粳糙米中基本成分含量Table 1　The components of japonica brown rice and germinated japonica brown rice

表2　秈糙米和發(fā)芽秈糙米中基本成分含量Table 2　The components of indica brown rice and germinated indica brown rice

圖1　糙米及發(fā)芽糙米的SEM結(jié)構(gòu)圖Fig.1　The SEM structure of brown rice flour and germinated brown rice flour

2.2糙米粉微觀結(jié)構(gòu)測定

不同采收期承德產(chǎn)黃芩比較，以年限為主因素，月份為副因素時(shí)，黃芩中黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素、千層紙素A成分含量在5～7月間最高，2年生與3年生黃芩從成分變化相近，且3年生黃芩成分含量并未較2年生出現(xiàn)明顯提高[42]。而陜西商洛產(chǎn)黃芩中黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素成分含量于黃芩生長第2年10月下旬達(dá)到最高[43]，基于2015版《中華人民共和國藥典》載[19]，黃芩與春、秋2季采挖，故應(yīng)選擇黃芩生長第2年進(jìn)行采收，季節(jié)視當(dāng)?shù)貧夂驐l件與黃芩有效成分積累而定。

圖1為粳（秈）糙米粉和發(fā)芽糙米粉的電鏡掃描結(jié)構(gòu)圖，由圖1可以看出，粳糙米發(fā)芽后，蛋白質(zhì)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向外擴(kuò)張，整體結(jié)構(gòu)變得松散，棱角較發(fā)芽前不明顯，淀粉顆粒呈不規(guī)則多邊形體，體積變小，表面出現(xiàn)的凹坑淺于發(fā)芽前的糙米淀粉。楊慧萍等［7］認(rèn)為這可能是由于糙米發(fā)芽后，其本身所含的大量酶類如淀粉酶、蛋白酶、植酸酶等被激活和釋放，糙米中的淀粉和蛋白質(zhì)等發(fā)生酶解，其結(jié)構(gòu)從結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，使整體結(jié)構(gòu)變得更加疏松。徐杰等［9］認(rèn)為谷物種子在萌發(fā)過程中始終伴隨著淀粉酶的水解。在一般情況下，酶能滲透到淀粉顆粒內(nèi)部并向外水解，在淀粉顆粒的表面形成了針孔。而且，直鏈淀粉分布并不均勻，在顆粒表面含量多于內(nèi)部［21］。于是可以推斷，淀粉酶首先接觸淀粉顆粒表面并進(jìn)行侵蝕作用，從而降解了更多的直鏈淀粉，使得淀粉顆粒體積減小。由粳糙米和秈糙米發(fā)芽后結(jié)構(gòu)圖可以看出，秈糙米發(fā)芽后的結(jié)構(gòu)較粳糙米結(jié)構(gòu)更加疏松，淀粉顆粒體積更加小，這種改變更有利于制作面包，蛋糕等要求蓬松，有彈性的食品。

圖2　糙米粉和發(fā)芽糙米粉的RVA特性Fig.2　The RVA feature of brown rice flour and germinated brown rice flour

2.3糙米粉糊化特性

推動(dòng)依法處理國際經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)事務(wù)，保障對(duì)外開放和和平發(fā)展。40年來，我國不斷建立健全涉外法律法規(guī)體系，運(yùn)用法治方式維護(hù)我國主權(quán)、安全、發(fā)展利益。改革開放初期，為吸引外資，我國先后制定了中外合資經(jīng)營企業(yè)法、中外合作經(jīng)營企業(yè)法、外資企業(yè)法等一系列涉外法律法規(guī)。2001年加入世界貿(mào)易組織后，為構(gòu)建符合多邊貿(mào)易規(guī)則的法律體系，大規(guī)模開展法律法規(guī)清理修訂工作。同時(shí)，我國積極參與國際規(guī)則制定、全球治理體系改革和建設(shè)，增強(qiáng)在國際法律事務(wù)中的話語權(quán)和影響力。通過建立和完善法治，40年來，我國成為世界多極化和經(jīng)濟(jì)全球化的重要力量，為推動(dòng)建設(shè)開放型世界經(jīng)濟(jì)和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體作出了重大貢獻(xiàn)。

將糙米篩選除雜后，浸泡在溫度為38℃的水中，浸泡10 h，用pH5.6的磷酸鹽緩沖溶液清洗，然后培養(yǎng)，用pH5.6的磷酸鹽緩沖溶液作為培養(yǎng)液，培養(yǎng)溫度38℃，濕度為85%，每隔8 h加入培養(yǎng)液（500 mL/800 g）。每12 h取樣一次，取出后，用蒸餾水淋洗干凈后，放入45℃烘箱中10 h，確保水分含量低于14%［13-15］。

圖3　粳糙米粉和發(fā)芽粳糙米粉的熱焓特性圖Fig.3　Enthalpy feature chart of japonica rice flour and germinated japonica brown rice flour

2.4糙米粉的熱焓性質(zhì)

采用Excel和SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

紅發(fā)天才是誰？他有一個(gè)很長很長的名字：安東尼奧·盧奇奧·維瓦爾第（你只要記住最后四個(gè)字就夠了）。維瓦爾第是一位意大利音樂家，你對(duì)他的名字感到陌生很正常，但他的作品《四季》你很可能曾渾然不覺地聽到過。這首小提琴協(xié)奏曲經(jīng)常出現(xiàn)在電影配樂中，比如今年口碑爆棚的國產(chǎn)影片《我不是藥神》就選用了《四季》做背景音樂。

圖4　秈糙米粉和發(fā)芽秈糙米粉的熱焓特性圖Fig.4　Enthalpy feature chart of indica rice flour and germinated indica brown rice flour

表3　糙米粉和發(fā)芽糙米粉的熱焓特性Table 3　Enthalpy characteristics of brown rice flour and germinated brown rice flour

3　結(jié)論與討論

3.1與未發(fā)芽糙米粉相比，發(fā)芽后糙米粉粗脂肪含量降低，蛋白質(zhì)含量增加，總淀粉含量逐漸降低，粗纖維和灰分含量變化不明顯；此外，與秈糙米相比，粳糙米中粗纖維含量、粗脂肪含量、蛋白質(zhì)含量較低，總淀粉含量較高。

3.2糙米發(fā)芽后，蛋白質(zhì)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向外擴(kuò)張，變得清晰，整體結(jié)構(gòu)變得疏松，棱角較發(fā)芽前不明顯，顆粒表面出現(xiàn)的凹坑淺于發(fā)芽前糙米粉。秈糙米發(fā)芽后的結(jié)構(gòu)較粳糙米結(jié)構(gòu)更加疏松，淀粉顆粒體積更加小，這種改變更有利于制作面包，蛋糕等要求蓬松，有彈性的食品。

3.3糙米粉的峰值粘度、最低粘度、崩解值、最終粘度和回升值都隨著發(fā)芽時(shí)間的增長而降低；發(fā)芽糙米粉較糙米粉的峰值溫度、起始溫度和終止溫度均降低，焓值也在降低。秈糙米粉的糊化溫度普遍高于粳糙米粉的糊化溫度，糊化困難，更有利于烘焙產(chǎn)品的開發(fā)，防止過早在加熱過程中老化。

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Study on physicochemical properties of germinated brown rice flour

WANG Na1，2，WU Na-na2，TAN Bin2，*，LI Xing-feng1，*
（1.College of Biological Science and Engineering，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang 050018，China；2.Academy of State Administration of Grain，Beijing 100037，China）

The components，microstructure，enthalpy characteristics and pasting properties of the germinated indica rice and germinated japonica rice were investigated.Results showed that higher amount of protein and less amount of fat and total starch were contained in germinated brown rice flour compared to those in brown rice flour.However，the amount of crude fiber and ash did not change significantly（p＜0.05）.As the germinated time increased，the peak viscosity，trough viscosity，break down，the final viscosity and setback of germinated brown rice flour reduced，the peak temprature，starting temprature，termination temprature and enthalpy reduced and these data of the indica rice were higher than those of japonica rice.Electron microscopy analysis showed that the rice flour grainule structure became looser and the angular of starch was not obvious after germination．After germination，grainule structure of the indica rice was looser than that of japonica rice，and the starch granules were smaller.

brown rice flour；germinated brown rice flour；physicochemical properties

TS201.1

A

1002-0306（2015）18-0099-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.18.011

2015－01－22

王娜（1989-），女，碩士研究生，研究方向：谷物精深加工，E-mail：183520276@qq.com。

譚斌（1972-），男，博士，研究員，研究方向：糧食加工，E-mail：tb@chinagrain.org。李興峰（1978-），男，博士，教授，研究方向：苯乳酸，E-mail：xfli@hebust.edu.cn。

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（ZX1303）；國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2013BAD10B03）。