韓云飛,劉小月,劉 丹,曹秭琦,任永峰
(內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031)
隨著人們生活品質(zhì)的提高,“超級(jí)谷物”——藜麥在人們心中的地位日益提升。 藜麥(Chenopodium quinoa Willd)為一年生藜科藜屬草本植物,原產(chǎn)自安第斯山脈等高海拔地區(qū), 被廣泛認(rèn)為是一種提神、促健康和增強(qiáng)耐力的食品,具有獨(dú)特的氨基酸、碳水化合物、脂質(zhì)和微量營養(yǎng)成分,營養(yǎng)水平通常超過谷類產(chǎn)品,是一種營養(yǎng)豐富的谷物,被確定為改善世界糧食安全的重要作物。豐富的營養(yǎng)成分造就了藜麥多種多樣的利用方式,越來越受到學(xué)者關(guān)注[1-3]。 聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)的研究表明,藜麥?zhǔn)俏ㄒ灰环N單體植物即可滿足人體基本營養(yǎng)需求的植物性食物,富含優(yōu)質(zhì)蛋白和多種微量元素,被譽(yù)為“全營養(yǎng)食物”[4]。
內(nèi)蒙古陰山北麓地區(qū)大部分耕地不具備灌溉條件,且海拔高、降雨量少,氣候冷涼,屬典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)域,旱地面積占總耕地面積的92.5%,高海拔、冷涼氣候條件有利于藜麥在該地區(qū)的發(fā)展[5-6]。藜麥產(chǎn)業(yè)以其耗水量低、化肥用量少、無農(nóng)藥殘留、種植成本低、利潤高等優(yōu)勢(shì),正發(fā)展成為推動(dòng)鄉(xiāng)村振興的新興產(chǎn)業(yè)。
藜麥作為一種安第斯偽谷物, 由于其富含蛋白質(zhì)、高纖維、維生素和礦物質(zhì),從20 世紀(jì)初開始在全球廣泛種植。內(nèi)蒙古自治區(qū)是我國首個(gè)引進(jìn)藜麥品種并開展科學(xué)研究工作的地區(qū)。1986 年,原內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院支中生教授通過雞飼料項(xiàng)目引進(jìn)藜麥品種,經(jīng)過多年研究積累已基本形成以品種選育、栽培技術(shù)和食品加工為主要內(nèi)容的全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái),并成立了內(nèi)蒙古藜麥研究中心,實(shí)現(xiàn)了機(jī)電、農(nóng)學(xué)、食品等多學(xué)科領(lǐng)域的交叉融合,為內(nèi)蒙古藜麥的發(fā)展奠定了理論與實(shí)踐基礎(chǔ)[7]。
2011 年, 錫林郭勒盟農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣站開始試種藜麥,為了提高藜麥在當(dāng)?shù)胤N植條件下的出苗率和成株率,農(nóng)技人員總結(jié)近幾年藜麥種植中出現(xiàn)的問題,提出“胡蘿卜種繩種植+無紡布覆膜技術(shù)”[8]。 2015年,內(nèi)蒙古益稷生物科技有限公司在呼和浩特市周邊種植藜麥20 hm2,生長良好。 2018 年,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院在通遼市開展藜麥飼用技術(shù)研究,研究過程中發(fā)現(xiàn)藜麥青貯的可能性[9]。
近年來,通過對(duì)藜麥進(jìn)行系統(tǒng)研究和大規(guī)模推廣種植,發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古大部分地區(qū)適合藜麥生長,且目前也已實(shí)現(xiàn)從播種到收獲的全過程機(jī)械化,為藜麥的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的科研和技術(shù)基礎(chǔ)。但內(nèi)蒙古現(xiàn)有藜麥產(chǎn)品主要為初級(jí)產(chǎn)品,如藜麥種子、藜麥飲品、藜麥糕點(diǎn)、沖調(diào)粉以及藜麥酒等,市場影響力較弱[10],內(nèi)蒙古藜麥產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段。
中國在20 世紀(jì)末引進(jìn)藜麥, 通過深入研究開始種植食用型、飼料型及觀賞型等專用型藜麥。 內(nèi)蒙古從赤峰至額濟(jì)納旗的大部分地區(qū)與藜麥原產(chǎn)地安第斯山脈的環(huán)境狀況相似,均具有海拔較高、干旱缺水、氣候冷涼、日照時(shí)間長、晝夜溫差大等特點(diǎn)。 近年來,藜麥在赤峰市、涼城縣、四子王旗、武川縣等地的推廣種植表明,藜麥適宜在內(nèi)蒙古大部分地區(qū)生長,且可確保其高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)[11-13]。 同時(shí),這些地區(qū)人少地多,非常適合大面積種植藜麥,從而產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。 目前內(nèi)蒙古已審定的藜麥品種有紅藜1 號(hào)、紅藜2 號(hào)、紅藜3 號(hào)、紅藜4 號(hào)。
內(nèi)蒙古自治區(qū)橫跨中國東北、華北和西北三大地區(qū),20 世紀(jì)末藜麥種質(zhì)資源開始逐步被引進(jìn),現(xiàn)在是中國第二大藜麥生產(chǎn)地區(qū)。1988 年,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)開始在呼和浩特市種植藜麥,在內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳的資助下進(jìn)行了藜麥生物學(xué)特性及高產(chǎn)栽培技術(shù)研究。 2015 年,內(nèi)蒙古伊吉生物技術(shù)公司開始在呼和浩特種植藜麥20 hm2。2016 年,在烏蘭察布市農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)局的支持下,該公司在烏蘭察布市種植藜麥400 hm2。此外,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所(ICS·CAAS)和該公司培育的藜麥品種蒙藜1 號(hào)于2015 年通過了呼和浩特市農(nóng)作物品種認(rèn)證委員會(huì)的認(rèn)證。 2018 年,內(nèi)蒙古藜麥的種植面積約為2 300 hm2。
內(nèi)蒙古陰山北麓光照充足、氣候冷涼、降雨較少。地處107°17′E~117°30′E, 40°13′N~43°28′N, 土地總面積為417.3 萬hm2, 其中耕地面積150 萬hm2,年平均氣溫1.5~3.7 ℃, 一年中最高氣溫可達(dá)30 ℃以上,最低氣溫達(dá)-40 ℃以下,海拔1 500~2 300 m,無霜期110 d 左右,年降雨量不足350 mm,年降水日數(shù)74~92 d,但5 mm 以上的有效降水較少,年蒸發(fā)量1 993~2 752 mm,非常適宜藜麥的種植[14]。
對(duì)藜麥的研究涉及各個(gè)領(lǐng)域,功能性食品開發(fā)是目前研究重點(diǎn)之一。 藜麥的多個(gè)部位可以食用:生育前期,植物上部可以像菠菜一樣收獲和食用;當(dāng)花芽分化開始時(shí),第1 個(gè)花蕾可以像發(fā)芽的花椰菜一樣收獲和食用。 藜麥種子的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物、皂苷、維生素、酚類物質(zhì)、礦物質(zhì)、植物蛻皮激素、甘氨酸甜菜堿和甜菜堿的含量達(dá)到極佳的平衡。藜麥種子可以制成面粉,藜麥面粉用途廣泛,可完全或部分替代小麥粉。 Elham R.等[15]發(fā)現(xiàn)富含受控發(fā)酵藜麥(CFQ)的小麥面包表面真菌的生長速度明顯低于其他樣品,因此CFQ 可用作生物防腐劑來生產(chǎn)清潔標(biāo)簽補(bǔ)充小麥面包。 此外, 藜麥種子含有低濃度的脯氨酸(0.5%~7%的總蛋白質(zhì)),適合乳糜瀉患者。 膨化的藜麥可以直接食用,或者磨成速溶食品,作為速溶谷物或者能量棒的成分。 此外,藜麥還可被制作成功能性飲料。 還有學(xué)者研究了藜麥與pH 值相關(guān)的溶解度,發(fā)現(xiàn)溶解度值約為15%~52%, 對(duì)應(yīng)于pH 值為6 時(shí)溶解度最小,pH 值為10 時(shí)溶解度最大。 藜麥面粉在酸性pH 值區(qū)域的溶解度值表明,這種蛋白質(zhì)可用于飲料、脫水湯和醬汁以及低酸食品的配方。
用藜麥等廉價(jià)和非常規(guī)成分取代常規(guī)飼料可改善動(dòng)物生產(chǎn)性能及其產(chǎn)品質(zhì)量。 在安第斯山脈地區(qū),早在西班牙殖民統(tǒng)治前,藜麥就作為駱駝和羊駝飼料的一部分。 西班牙殖民者到達(dá)后,藜麥也開始用于喂養(yǎng)他們引入該地區(qū)的動(dòng)物,如蛋雞、豬、羊和牛。 許多研究已經(jīng)證明藜麥可用于動(dòng)物飼料。 在幾項(xiàng)研究中,家禽、 豬、 牛、 羊、 豚鼠和尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus L.)食用了藜麥的谷物或葉和莖,結(jié)果證明,藜麥作為飼料對(duì)這些動(dòng)物的生產(chǎn)性能和健康都是有利的。 但藜麥的麩皮和谷殼可能含有較高的皂苷含量,這對(duì)于飼用非常不利。對(duì)于反芻動(dòng)物,飼料中的皂苷對(duì)其沒有不良影響。 此外,攝入藜麥含有的某種糖苷可以控制某些腸道寄生蟲, 有利于反芻動(dòng)物的健康。 Ebeid H.M.等[16]為評(píng)估藜麥作為反芻動(dòng)物飼料的營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行了2 個(gè)試驗(yàn),在第1 個(gè)試驗(yàn)中對(duì)藜麥的養(yǎng)分消失和發(fā)酵動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究, 在第2 個(gè)試驗(yàn)中, 體外產(chǎn)氣技術(shù)被用來評(píng)估在0%(Q0)、15%(Q15)、30%(Q30)和45%(Q45)用藜麥替代苜蓿干草的日糧。結(jié)果表明,藜麥可作為反芻動(dòng)物的飼料,可替代苜蓿干草達(dá)45%, 可以作為具有較高營養(yǎng)價(jià)值的反芻動(dòng)物飼料。 但目前,我國對(duì)藜麥飼料加工仍處于研究階段。
由于合成類添加劑具有健康隱患,因此,肉類行業(yè)積極尋求天然食品添加劑。藜麥種子及其次級(jí)產(chǎn)物含有生物活性化合物(主要是酚類化合物),具有極強(qiáng)的生物活性和抗氧化性能,是合成添加劑的優(yōu)質(zhì)替代品之一。藜麥產(chǎn)品中鑒定出的主要生物活性化合物包括酚酸(主要是迷迭香酸和綠原酸)、 黃酮類化合物(主要是槲皮素和異槲皮素)和含氮化合物(主要是倍他林:倍他青素和倍他黃質(zhì))。這些化合物是親水性的水溶性色素,具有很好的生物活性潛力。 所有這些豐富的抗氧化化合物均能應(yīng)用于肉制品加工中,不僅能改善營養(yǎng)和肉制品配方技術(shù)質(zhì)量,而且在脂質(zhì)氧化控制方面的抗氧化特性極強(qiáng)。藜麥產(chǎn)品為肉類行業(yè)提供了新的機(jī)遇,使其能夠從更健康、更清潔的肉制品生產(chǎn)角度重新配制加工肉制品。
除了營養(yǎng)豐富外, 藜麥還具有促進(jìn)健康的特性,例如預(yù)防糖尿病、抗氧化、抗肥胖、有益心臟健康。 藜麥?zhǔn)堑鞍踪|(zhì)、氨基酸、重要礦物質(zhì)和omega-3 脂肪酸的重要來源,并且不含麩質(zhì)蛋白[17],被認(rèn)為是在全球范圍內(nèi)對(duì)抗?fàn)I養(yǎng)不良的一種植物。 藜麥中的皂苷、植物甾醇、植物蛻皮類固醇、酚類和生物活性肽這些化合物可能對(duì)代謝、 心血管和胃腸道健康產(chǎn)生有益影響。皂苷的特點(diǎn)是味苦,高濃度皂苷具有毒性。但皂苷具有多種理化和生物學(xué)特性,包括抗氧化、鎮(zhèn)痛、免疫刺激、抗菌、抗病毒和細(xì)胞毒性活性,以及抗炎和溶血作用。 迄今為止,皂苷因其廣泛的藥理和生物學(xué)特性而受到廣泛關(guān)注。 根據(jù)Gee I M 等的研究,藜麥皂苷可以誘導(dǎo)對(duì)小腸黏膜細(xì)胞的膜溶解活性[18]。 目前已有研究從藜麥中共分離得到40 個(gè)皂苷結(jié)構(gòu), 共含有8種不同的苷元[19]。 它們表現(xiàn)出廣泛的生物活性,其中包括抗菌、溶血和抗炎活性,為醫(yī)藥領(lǐng)域研究提供了新的可能。
多酚和酚酸可預(yù)防癌癥和心血管疾病,具有抗氧化活性、減少自由基和充當(dāng)金屬螯合劑。 生育酚還在細(xì)胞質(zhì)膜中起到抗氧化劑的作用,保護(hù)其脂肪酸免受自由基的傷害[20]。 藜麥中的蛋白質(zhì)、多糖等活性物質(zhì)使機(jī)體免疫功能得到改善, 并產(chǎn)生抗炎作用。Markova Y.M.等[21]研究發(fā)現(xiàn)藜麥的蛋白質(zhì)和多糖可能對(duì)腸道微生物群有積極作用,并且由它們代謝的生物活性物質(zhì)對(duì)身體的代謝有積極作用。Li L.等[22]通過一項(xiàng)系統(tǒng)回顧確定了8 項(xiàng)人類干預(yù)研究和13 個(gè)動(dòng)物試驗(yàn),來調(diào)查藜麥與腦血管疾病(CVD)風(fēng)險(xiǎn)間的關(guān)聯(lián),研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在人類中,與基線或?qū)φ障啾龋秤棉见満笱瑺顩r有所改善。
藜麥具有一些功能(技術(shù))性能,如溶解度、保水能力(WHC)、凝膠、乳化和泡沫,具備多種用途。 藜麥中的高酸性蛋白、 高油脂以及多種礦物質(zhì)元素等,可被制作為具有保濕、抗皺、抗老、抗氧化等多種功能的化妝品[23]。 由藜麥油產(chǎn)生的生物酯是一種天然成分,被描述為可以產(chǎn)生補(bǔ)充皮膚效果。 Camillo-Andrade A.C.等[24]使用鳥槍法蛋白質(zhì)組學(xué)研究藜麥生物酯在暴露0、3、6、12、24 和48 h 后對(duì)人重建表皮三維細(xì)胞培養(yǎng)的影響。 研究結(jié)果表明,與同一時(shí)間點(diǎn)未經(jīng)處理的細(xì)胞培養(yǎng)物相比,蛋白質(zhì)的豐度增加,這些蛋白質(zhì)與預(yù)防早衰、體內(nèi)平衡、組織再生、防止紫外線輻射和氧化損傷有關(guān)。 Sobota A.等[25]的研究報(bào)道了25 個(gè)黃皮藜品種的物理特性、營養(yǎng)成分和抗氧化能力,研究表明,藜麥?zhǔn)且粋€(gè)良好的抗氧化劑,但其成分差異很大。此外,藜麥莖稈、花序和果實(shí)都呈現(xiàn)豐富的顏色變化,色彩艷麗,可作為園林景觀植物。皂苷、多酚類等次級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)害蟲有致死作用,因而藜麥可用于制作殺蟲劑或驅(qū)蟲劑。聚碳酸酯藜麥殼還可作為一種快速處理印染廢水的吸附劑使用[26]。
藜麥在中國是一種新的食品資源,必須獲得食品監(jiān)督管理局的市場許可。 然而,藜麥的許可沒有國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2015 年,由國家糧食和物資儲(chǔ)備局起草的我國首個(gè)藜麥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)獲得國家糧食和物資儲(chǔ)備局批準(zhǔn)。 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了藜麥米的質(zhì)量控制,對(duì)拓寬藜麥?zhǔn)袌鼍哂兄匾饬x。
隨著藜麥產(chǎn)量的增加和市場準(zhǔn)入的許可,藜麥?zhǔn)称返钠贩N已呈現(xiàn)多樣化。有學(xué)者對(duì)意大利市場上的藜麥?zhǔn)称愤M(jìn)行了橫斷面調(diào)查, 調(diào)查出幾種藜麥產(chǎn)品類別,其中谷物和面食是主要產(chǎn)品。目前,除了藜麥谷物和面粉的初級(jí)產(chǎn)品外, 國內(nèi)市場上還可以找到面條、饅頭、薄片、蛋糕和餅干等其他食品。 藜麥還用于飲料、酸奶、黃酒和白酒。此外,現(xiàn)在肯德基、吉野家和中國一些當(dāng)?shù)夭宛^提供有藜麥飲食。
我國引入藜麥的時(shí)間較晚,嚴(yán)重缺乏相關(guān)科技人才,導(dǎo)致藜麥產(chǎn)業(yè)在種植、加工、推廣等方面得不到足夠的技術(shù)支撐,直到2015 年,河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院等單位開始組織專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行藜麥相關(guān)理論與技術(shù)研發(fā),推動(dòng)了國內(nèi)藜麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
目前, 我國藜麥的育種工作正處于起步階段,對(duì)藜麥進(jìn)行育種的科研單位與企業(yè)較少,在國內(nèi)推廣應(yīng)用的藜麥多為從國外引進(jìn)的老舊品種,其品種退化嚴(yán)重,產(chǎn)量和抗性降低,在大田中存在株高不齊、穗型分離、粒色差異大、成熟期不同等問題,缺乏豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)的品種。同時(shí),在栽培技術(shù)上,國內(nèi)栽培和田間管理技術(shù)落后,造成了藜麥產(chǎn)量及品質(zhì)偏低。因此,急需探索總結(jié)出一套適用于我國不同地區(qū)的藜麥栽培技術(shù)。
近幾年,藜麥的種植面積擴(kuò)大,其總產(chǎn)量也隨之增加,但由于我國藜麥在引進(jìn)種植的相關(guān)研究方面起步較晚,對(duì)于藜麥多肽、多酚等小分子活性物質(zhì)的提取純化、結(jié)構(gòu)鑒定分析、生理功能及其作用機(jī)制,以及副產(chǎn)物高效利用等方面的研究仍不夠深入,藜麥產(chǎn)品在消費(fèi)市場仍處于相對(duì)空白階段。 此外,我國缺少藜麥加工龍頭企業(yè),加工技術(shù)較落后,企業(yè)缺少產(chǎn)品研發(fā)的高質(zhì)量隊(duì)伍。 而且,目前國內(nèi)市場上藜麥產(chǎn)品以藜麥米為主,其附加值不高,高附加值產(chǎn)品有待開發(fā)。
科學(xué)合理規(guī)劃布局各個(gè)省、區(qū)、市的藜麥優(yōu)勢(shì)區(qū),以資源和環(huán)境優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ),大力發(fā)展綠色有機(jī)生產(chǎn)基地建設(shè),構(gòu)建并完善各省藜麥生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程和產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示范建設(shè),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和加工的全過程標(biāo)準(zhǔn)化管理。
合理利用藜麥副產(chǎn)物, 全面提高藜麥的附加值,制定品牌發(fā)展戰(zhàn)略,完善品牌運(yùn)作機(jī)制,在全國各地建立起特色藜麥的品牌,迅速提高其在全國的知名度。
推進(jìn)藜麥生產(chǎn)“接二、連三”,推動(dòng)一、二、三產(chǎn)深度融合和全鏈條發(fā)展,實(shí)現(xiàn)一體化經(jīng)營,健全密切合作的利益聯(lián)結(jié)機(jī)制,讓農(nóng)民可以在產(chǎn)業(yè)鏈增值收益中獲得更多的收入,從而幫助貧困地區(qū)實(shí)現(xiàn)增收脫貧。