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张启发院士提出应关注和发掘黑米对营养健康和粮食安全的重大潜在价值
来源:威尼斯电玩中心手机版 发布时间:2021-04-29

张启发院士观察黑稻谷长势(通讯员 张庆路 摄)

 “黑米在中华文化传说中一直被认为是一种延年益寿的食品,但其真正的价值尚未被人们认识,应该重视和发掘。”日前,中国科学院院士、我校张启发教授在Nature Review Genetics 上撰文,提出上述说法。记者就此采访了张启发院士。

张启发表示,稻谷是世界许多地区的主要食物来源,除淀粉外,稻米还含丰富多样的营养物质,包括蛋白质、维生素、膳食纤维、类黄酮等次生代谢物、不饱和脂肪酸油、矿物质等。这些营养素存在于果皮、种皮、糊粉层、胚和胚乳之中。然而,千百年来,出于对口感美味的追求,消费者越来越偏爱精米,其结果是把谷物中约80%的营养物质和有益成分当作米糠,没有被很好地利用。

2008年,英国学者在《自然-生物技术》发表论文,报道了对癌症敏感的Trp53突变小鼠用三种饲料(标准饲料、添加普通番茄的饲料和添加富含花青素的紫番茄饲料)饲喂的对比试验,发现相对于普通番茄添加饲料和标准饲料,含紫番茄的饲料可使小鼠寿命延长28%。研究者推测,花青素对小鼠健康的效应是其作为抗氧化剂的功能的直接影响,它同时激活了内源性抗氧化防御系统和信号通路。受这个研究的启发,张启发开始关注稻米的营养价值和可能产生的健康效益。

稻米有多种不同的颜色,如黑米、红米等。在中华文化传说中,黑米长期以来被认为是延年益寿的食品。近二十年来,许多基于动物模型的研究表明,黑米水溶性提取物(含花青素和其它花色苷)对多种非传染性疾病包括癌症、心血管疾病、糖尿病和代谢综合征等具有防治作用。红米和黑米的色素分别为原花青素和花青素,存在于果皮和种皮之中。按解剖结构,稻谷的细胞组织层从外到内依次为:果皮、种皮、糊粉层、胚和胚乳。除色素外,果皮种皮还含有膳食纤维及其他营养物质,糊粉层富含蛋白质、不饱和脂肪酸油、维生素、矿物质,胚含有多糖及其他生物活性物质。人们食用的精米只有胚乳,其成分主要为淀粉及少量的蛋白质。因此必须食用全谷才能最大限度地获得稻米的营养物质,发挥其健康效益。可以想象,如果广大的消费者都能食用全谷尤其是黑米,无论是对城市居民还是自产自食的种稻农民,都将会产生难以估量的营养和健康效益。

黑米(通讯员 张庆路 摄)

不仅如此,在稻谷加工的过程中,糙米(除谷壳外的全部,又称全谷)的得率(糙米率)为80%,而整精米(仅胚乳)的得率(整精米率)一般不到60%。因此,与精米相比,食用全谷稻米可使食用部分增加30%以上,即相当于增产30%,而且增加的都是营养精华。此举不仅会大大减轻粮食需求压力,保障粮食安全,提高营养水平;而且还可减少粮食生产对环境的压力,促进农业绿色发展。绿色优质的稻米还可为农民增收作贡献。因此,张启发主张应该努力实现“主食全谷化”,尤其是“黑米主食化”。

然而,一个巨大的障碍是糙米普遍难煮,食味欠佳,阻碍了人们消费黑米的意愿。多少年来,黑米在市场上一直被列入杂粮的行列,生产和消费量都很低。而且,大多数消费者用煮粥的方式食用黑米,不仅摄入量少,而且煮的时间长,营养元素损失大,吸收利用得少。可见,改善黑米的蒸煮和食味品质就是寻找开发稻米产能和营养富矿的“金钥匙”。

近十多年来,张启发团队聚焦黑米的蒸煮和食味品质开展研究工作,取得了重要进展。他们筛选到了良好的蒸煮特性和适口性的黑米种质资源,应用基因组育种技术提高其产量、适应性以及对病虫害的抗性。这些改良的品系现已进行了多年多点的田间试验,取得了可喜的结果。

张启发相信,在不久的将来,“黑米主食化”会变为现实,成为水稻科技工作者对人类粮食安全和营养健康的新贡献。

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