特殊粒色小麦的研究进展及应用

来源:用户上传      作者:刘文进

　　摘 要：特殊粒色小麦作为一种新的小麦种质资源，具有较高的营养价值、应用价值和开发潜力。该文介绍了特殊粒色小麦的分类、营养价值、应用与开发现状，分析了存在的问题，提出了对策建议，并对今后的研究应用进行了展望，以期为后续研究提供参考。
　　关键词：特殊粒色小麦;营养价值;研究进展及应用
　　中图分类号 S512.1+9 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）20-0044-03
　　小麦的粒色，由自身的遗传因素所决定，同时受环境以及人为因素影响也很大，主要包括温、光、水、肥等[1]。普通小麦，籽粒的颜色一般呈现红色或白色，而特殊粒色小麦，通常又被称作彩色小麦，则有黑粒、紫粒、蓝粒、紫蓝粒、绿粒以及灰粒等[2]。它含有丰富的微量元素和蛋白质，具有较高的营养价值[3]。因其应用范围以及开发潜力较大，受到国内外相关科研人员的广泛关注。本文从特殊粒色小麦的分类、营养价值、应用与开发等方面进行了阐述，以期为特殊粒色小麦的研究和开发应用提供参考。
　　1 特殊粒色小麦的分类
　　小麦籽粒主要由胚和胚乳组成，其籽粒颜色主要由胚乳外的色素层决定[4]，粒色遗传属于母性遗传[5，6]。目前，特殊粒色小麦主要分为以下几大类：
　　1.1 紫粒小麦 早期，Percival等认为，紫粒基因可能来源于野生一粒小麦。但在1982年，Joppa等[7]研究否认了这一观点。育种家研究认为，偃麦草可能也是紫粒小麦的来源之一[8]。紫色小麦中，何一泽教授相继成功选育出“秦黑1号”、“秦黑2号”、“秦黑3号”、“秦黑4号”、“秦黑5号”、“小偃乌麦”以及“植洛乌麦”等系列彩色小麦。2001年，中国科学院西北高原生物研究所培育出的“高原115”紫粒小麦品种，通过青海省农作物品种审定委员会的审定。2009年，“冀紫439”由河北省审定委员会审定。2010年，“山农紫麦1号”通过山东省农作物品种审定委员会审定。
　　1.2 蓝粒小麦 因其糊粉层中含有蓝色色素，所以籽粒呈现蓝色。常见的蓝粒小麦有Blue1、Blue J、enkins和小偃蓝粒等[9]。
　　1.3 黑粒小麦 黑麦的营养品质明显高于普通小麦，人们也将紫粒小麦和蓝粒小麦统称为黑小麦。1996年，孙善澄教授成功培育出“黑粒小麦76”。此外，黑粒小麦还有“漯珍一号”、“河东乌麦526”、“黑小麦1号”、“黑麦3201”、“亚洲1号”等。目前，黑粒小麦新品种“陇紫麦2号”也通过甘肃省农作物品种审定委员会审定。
　　1.4 绿粒小麦 绿粒小麦是因环境影响形成的，可能是由于普通小麦的叶绿素降解受阻，形成的青粒、蓝粒小麦着色较浅才显现出绿色。绿粒小麦品种有“绿优1号”和“绿麦3104”等。
　　2 特殊粒色小麦的营养价值
　　与普通小麦相比，特殊粒色小麦不仅蛋白质和赖氨酸含量丰富，而且微量元素的含量均比普通小麦高，具有较高的营养价值[10]。其中黑粒小麦“漯珍一号”蛋白质含量比普通小麦高23.26%，氨基酸高23%左右，脂类也比普通小麦高11.26%[11，12]。对“黑粒小麦76”的全粉和面粉蛋白含量进行测量发现，其含量相较普通小麦分别高达17.71%和18.26%[13]。绿粒小麦的蛋白质含量，比普通小麦高36%;其氨基酸种类齐全、含量高，单一氨基酸含量均高于红麦[14]。高向阳等[15]对南阳彩色小麦营养成分进行分析，发现不同粒色小麦的氨基酸含量不同，紫麦含量较高，灰麦较低。南阳灰麦的面筋含量高于强筋小麦品种，氨基酸丰富，其他营养成分含量也较高[16]。
　　Vitaglione等[17]研究显示，麸皮是决定谷物营养价值的关键部位。麦麸的维生素和矿物质含量均高于胚乳[18]，其抗氧化物含量也比较高[19]。研究者通过提取黑麦麸皮中的膳食纤维发现，麸皮的可溶性膳食纤维含量转化率很高，达到64.50%，可溶性和不溶性膳食纤维中都含有较高的黑色素[20]。彩麦籽粒中还含有大量的花青素，且麸皮中的含量，明显高于籽粒其他部位。花青素具有保健功效，可以抗氧化、抗突变及肿瘤等等[3，21，22]。小麦胚芽中的亚油酸、亚麻酸、甘八碳醇等，具有调节内分泌、抗氧化、延缓衰老、减少色素沉淀，促进新陈代谢，调节血脂以及预防突发性疾病的作用[23]。黑小麦大量的色素和食物纤维形成的特定蛋白质，在人体内能有效消除体内残余毒素，对糖尿病，高血脂等具有良好的控制效果，也是一种非常理想的美容和保健食品。对不同特殊粒色小麦的抗氧化能力研究发现，蓝麦最低，紫麦次之，蓝紫粒小麦最高，均高于普通小麦。对总色素含量和总黄酮含量进行测定发现，蓝紫粒小麦最高，紫麦次之，蓝麦最低，且均高于普通小麦。所以其认为籽粒越深，其抗氧化物质含量和抗氧化能力越高[24]。与其他谷物相比，彩色小麦中的营养物质高于彩色玉米和彩色大米[10]。
　　由于特殊粒色小麦具有如此大的营养价值，随着对食品保健功能的认识，其食品开发具有重要意义。
　　3 特殊粒色小麦的应用与开发
　　彩色小麦是非转基因产品，是一种利用杂交手段获得的小麦，安全可靠。相较于普通小麦，特殊粒色小麦还具有很多优势。比如抗寒、抗旱能力强，可以作为种质资源和中间材料，为小麦抗病育种和高质量育种提供支撑[25-26]。
　　孙灵霞等测定小麦品种南阳灰麦和新麦18的湿面筋含量。结果表明，南阳灰麦湿面筋含量达到37.47%，符合优质强筋小麦的要求;食用品质方面，在制作馒头上与新麦18无明显差异，而在制作干面条和速冻水饺中，南阳灰麦明显优于新麦18[27];因其独特的营养特点，不仅可作为面食食品开发的新原料，也可用于高纤维功能性食品的开发。此外，还可将彩色小麦和其他彩色谷物结合，以补充赖氨酸，保证彩色小麦类食品的均衡与互补[16]。唐晓珍，董玉秀等[28]研究了彩色小麦面包的制作，得到了1个较好的面包产品的配方。紫麦面条比普通面粉制作的面条略硬，而黏著性较小，口感相对较好[29]。彩麦同普通小麦一样，可加工成专用面粉。彩色小麦营养丰富，一些研究者还开发了保健型酱油、醋、饮料和功能酒等加工技术，充分挖掘彩麦的营养与保健功能，有望成为集彩麦的营养功能于一身的新型食品。陈志成等[31]研究和开发了黑麦面条、面包、馒头和方便面等。党斌等[32]将黑小麦麸皮粉碎，添加到黑麦面粉中做饼干。混合麸皮和面粉团的稳定性较好，膨胀特性降低。石明生等[33]用香菇和黑麦仁研制出黑麦仁香菇酱。研发的黑麦香菇酱的口感较好，还兼具黑小麦和香菇的营养和独特的风味。李文德等[34]选用黑小麦76、黑大豆、黑芝麻或脱脂大豆为原材料，酿造的酱油不仅色泽好，而且营养成分丰富。杜云建等[35]选用黑小麦为原料，加入牛乳后，经发酵处理，制得了黑小麦乳酸菌饮料。 　　4 存在的問题与建议
　　4.1 产量和品质有待提高 大部分特殊粒色小麦的粒型较小，籽粒不饱满、粒重偏低，千粒重中等[1]，总体产量偏低，严重影响了它的推广与应用[36]。虽然南阳彩色小麦的湿面筋含量较高，但其面团稳定时间和拉伸性能等并不理想。因其品质方面的缺陷，限制了品种加工上的一些应用[37]。吕强等认为彩色小麦籽粒形成的关键期，植株的光合能力及物质转运能力差，是产量低的主要原因。可采用栽培措施来改善植株的光合能力，提高籽粒库容，从而提高产量[36]。
　　4.2 品种的推广程度和认知度比较低 特殊粒色小麦的育种起步较晚，品种较少，目前应用于生产的品种数量较少。农民对于彩色小麦的了解并不多，部分农民的种植面积小，混在普通小麦中，影响外观品质，最后导致粮管所不收，农户也不吃，只能作为饲料。相关部门应设置专门的彩色小麦收购渠道，增加农民的种植积极性。
　　4.3 用途单一，产业化还未形成 基本和普通小麦一样，大都集中于小麦粉、小麦醋、麦片、方便面以及面包等普通产品的应用。向高端保健食品方向研发较少，专门针对彩色小麦产品的企业又是少之又少，因此产业化的形成还需时日。
　　5 展望
　　小麦作为我国重要的粮食作物之一，种植面积和应用范围较为广泛，是人们生活必不可少的食品原料。随着生活水平的不断提高，人们的饮食更加注重营养和安全，正在从温饱型向保健型转变。作为新的小麦资源，彩色小麦营养价值丰富，天然有机，还具有医药保健作用。其色泽多彩鲜艳，比普通小麦更具吸引力。利用彩麦籽粒的色泽特点，与其他谷物结合，可加工成特色食品，亦可深加工成其他营养保健食品。
　　彩色小麦的开发和应用，符合当今发展绿色农业和农业供给侧结构性改革的需要。农户对彩色小麦了解较少，相关农业推广人员应对农户进行指导和培训，扩大彩色麦的种植面积。建立产供销一体的产业链，方便和快捷利用彩色小麦，不仅增加了农户的经济收益，还调整了人们的饮食结构和营养水平，具有良好的经济和社会效益，必将具有广阔的发展前景。
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