人體保持健康,除了需要蛋白質、碳水化合物等大量營養素,還需要必需的微量營養素。與傳統的食品強化或補充營養藥物的方式相比,作物營養強化有其獨到的優勢。
4月的一天,汪洋副總理一行來到了石家莊市欒城區東牛村天亮農業專業合作社考察。他們要看一看這里種植的小麥。當汪洋副總理來到農業技術培訓室,中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心研究員張正斌研究員正在給當地群眾講解座“彩色營養功能小麥食品研發展望及綠色高產高效生產”。
看了有紫色莖稈、抗旱節水、優質高產的紫色小麥苗和紫粒小麥后,汪洋副總理和隨同的河北省市領導對紫小麥產生了濃厚興趣,希望通過種植紫小麥和深加工帶動當地農業轉型,為農民增產增收做出貢獻。
紫色小麥營養更豐富
“我們地里富硒,種的是紫小麥,”張書義是河北欒城緣來農業專業合作社的帶頭人,說起種在地里的紫小麥,他特別有勁頭,“去年我們緣來農業專業合作社就種了360多畝,今年天亮農業專業合作社也種了300畝。”
乍一看,他種的小麥與普通小麥區別不大,但是剝開麥皮,里面卻是紫色的麥粒。
張書義地里種的紫小麥,正是中國科學院遺傳與生物發育學研究所農業資源研究中心研究員張正斌和工程師徐萍選育的紫粒小麥品種。
“是課題組徐萍老師做的遠緣雜交,將小偃麥、野生一粒小麥和黑麥復合雜交,結果發現麥粒有不同的顏色。”張正斌告訴《中國科學報》記者,在收割小麥育種圃時的一次“意外”發現,讓他們從此與彩色小麥結緣。經過十年的鉆研,張正斌現在已經選育出了藍色、紫色、褐色等不同顏色的彩色小麥品種10個。
與普通小麥品種相比,除了顏色上的差異,更重要的是,彩色小麥的氨基酸、微量元素和維生素等營養素的含量更高。
“比如,所有7個紫粒小麥品系中的α-維生素E,β+γ-維生素E和總維生素E含量均高于標準,鋅、鐵、鉀、硒等9種微量元素的含量高于標準。”張正斌說,多次的實驗和檢測表明,彩色小麥在微量營養方面確實高于國家優質小麥標準和其他普通小麥品種。
其實,在育種家們的眼中,彩色小麥并不陌生。
“黑小麥76”“黑秦1號”“中普黑麥1號”“中普綠麥1號”等小麥品種就聲名在外,不僅在顏色上區別于普通小麥,在營養含量上也更勝一籌。據媒體報道稱,“黑秦1號”微量營養元素鐵、鋅含量分別是普通小麥19.2倍和4.1倍,且錳、銅、硒、鎂、鉀、磷等營養素含量亦超過普通小麥。
“國內外已有的大量研究表明,彩色小麥等作物中含有豐富的微量營養元素。”張正斌表示。
在他看來,可開發小麥等谷物的彩色種質資源用于作物營養強化育種,“彩色功能營養小麥遺傳育種應該成為作物營養強化育種的重要方向”。
“隱性饑餓”的新解決之道
事實上,國際上推廣強化面粉已經有80年的歷史。2002年,國家公眾營養與發展中心向全國公眾推薦并逐步強制食用“7+1”營養強化面粉,即在面粉中強化維生素B1、B2、尼克酸、葉酸、鈣、鐵、鋅,而西部地區在上述七種營養素基礎上再增加維生素A。
而早在2004年5月,一項名為“中國作物營養強化”的項目就在中國啟動,目前,該項目仍在持續推進中。
據該項目秘書、中國農業科學院生物技術研究所研究員王磊介紹,該項目旨在通過傳統育種和分子育種技術結合營養科學,培育、研發和推廣中國的富含鐵、鋅、維生素A等微量營養素、葉酸和花青素等營養物質的作物新品種。
“人體保持健康,除了需要蛋白質、碳水化合物等大量營養素,還需要必需的微量營養素。”王磊在接受《中國科學報》記者采訪時表示,“如果這些必需的微量營養缺乏或長期攝入不足,人體就會出現健康問題。”
王磊解釋說,這種現象也被稱為“隱性饑餓”,“這種缺乏或不足一時難以被察覺,是一種隱蔽性的營養需求,但長此以往,會使人體健康受損。”
據統計,隱性饑餓威脅著世界上三分之一人口的健康,而我國正是世界上隱性饑餓人數最多的國家之一,面對著營養攝入不足和營養結構失衡兩類營養不良帶來的雙重負擔。
在這樣的背景下,中國作物營養強化項目選擇了水稻、小麥、玉米、馬鈴薯和甘薯等主食作物作為目標作物,結合中國微量營養缺乏的狀況,重點加強鐵、鋅、維生素A等營養強化研究。
與傳統的食品強化或補充營養藥物的方式相比,作物營養強化有其獨到的優勢。王磊表示,營養強化的作物生產簡單,易于推廣,食用方便且安全,受益人群廣泛。此外,作物營養強化也比較經濟有效。
“作物營養強化只需要一次性投入,育成的強化品種就可以源源不斷地供給,不再需要額外支出。”王磊說。
以該項目培育的β-胡蘿卜素甘薯新品為例,營養干預試驗和人體檢測結果表明,食用富含β-胡蘿卜素的甘薯可以明顯改善兒童體內維生素A缺乏的狀況,而通過作物營養強化甘薯的推廣,每1元的投入可以產生300元左右的效益。正因如此,廣大農戶的種植積極性也非常高。
“農作物育種不僅要關注作物的產量、品質和抗性,同時也需要關注人體健康必不可少的微量營養素的含量。”王磊認為,作物營養強化代表了學科發展新的方向,也是作物育種的前沿領域。
營養強化食品開發待加強
“作物營養強化關注了消費者的需求,而育種則更多的是從生產的角度考慮,”中國農業科學院作物科學研究所研究員何中虎接受《中國科學報》記者采訪時表示,“不過,我認為,這應該會成為一種消費導向。”
何中虎選育的小麥品種“中麥175”就是一個高鐵鋅含量的小麥品種,目前,該品種已經通過了兩個區域國家審定及五省市的品種審定,推廣面積達500萬畝左右。
“總體上看,作物營養強化的品種通過審定的不太多,”何中虎說,“畢竟相關的研究在中國開展時間還不長。”
何中虎分析,農民之所以選擇種植“中麥175”,更多的是因其節水節肥的突出性能,而非“營養強化”。他直言說,“還沒到那一階段”。
不過,張書義倒看中了紫小麥的“營養”。他的老家——河北欒城恰地處在冀中南富硒帶,他在天然富硒的土壤中種上了營養強化的紫小麥。“磨出來的是富硒的紫麥粉,不但好吃,還有營養。”張書義說。
“這種面粉的售價比普通面粉能高幾倍呢”,張書義告訴記者。最近,他開始琢磨起了面粉的精深加工,很快他就發現,這塊市場還有大片空白。
而記者查閱資料也發現,盡管作物營養強化在育種方面取得了重要成果和進展,但是,在此基礎上的進一步精深加工和產業化,似乎并無太大動作。此前也有媒體報道,河南彩色小麥的市場推廣不成功,應用產業沒培育好是主要原因之一。
張正斌認為,相關產業沒有做大,與缺乏政策支持和指引有關。“相關的研究還沒有得到重視,只有極少數的品種通過審定,在種植與推廣上也全靠農民自己‘撲騰’。”
據張正斌觀察,國內外都有相關的產品上市。譬如,日本黑五本鋪株式會社已開始經營包括黑小麥在內的黑色食品;新加坡已經利用紫麥和紫玉米加工了紫麥方便面。而國內也有紫麥月餅、黑小麥富硒醋、黑小麥麥片等產品,但大部分開發的仍是初級的加工產品。
事實上,除了營養強化農作物的精深加工,作物營養強化技術本身在食品加工領域也有著很好的利用前景。譬如,蘇州硒谷科技有限公司就利用作物營養強化技術,生產礦物質植物營養劑和生物礦物質食品添加劑,將其用于食品的加工與生產。
“希望國家組織科研力量攻關,并予以優惠政策和項目支持,加快營養強化功能食品的產業化。”張正斌呼吁,作物營養強化及其產業化值得更多的關注。
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