科學(xué)普及 | 營養(yǎng)健康的彩色小麥

一、彩色小麥簡介

小麥（Triticum aestivum L.）是我國兩大口糧作物之一，在保障國家糧食安全中發(fā)揮了極其重要的戰(zhàn)略地位。常見的小麥籽粒顏色以白粒、黃粒和紅粒為主，近年來，一類特殊粒色的新型小麥——彩色小麥逐漸進(jìn)入人們的視野（圖1A，B）。彩色小麥?zhǔn)侵缸蚜３尸F(xiàn)自然非傳統(tǒng)顏色（紫色、藍(lán)色、黑色等）的小麥品種，這類小麥不僅具有獨(dú)特的外觀，還富含花青素等生物活性物質(zhì)，在功能食品和農(nóng)業(yè)多樣化發(fā)展中具有重要潛力。

圖1 彩色小麥的類型及花青素積累的部位

二、彩色小麥成因

彩色小麥籽粒的紫色、藍(lán)色、黑色等顏色差異主要來源于花青素（Anthocyanins）類型和含量的不同。紫色小麥籽粒種皮內(nèi)富含花青素中的矢車菊素（Cyanidin），藍(lán)色小麥籽粒糊粉層內(nèi)富含飛燕草素（Delphinidin），黑色小麥?zhǔn)亲仙退{(lán)色小麥的雜交聚合產(chǎn)物，矢車菊素和飛燕草素含量均較高，形成深色復(fù)合表型（圖1C，圖2）。在基因來源方面，小麥紫色和藍(lán)色基因來源于二倍體野生一粒小麥、四倍體硬粒小麥、長穗偃麥草、百薩偃麥草、賴麥草、黑麥等小麥近緣種，通過遠(yuǎn)緣雜交、基因滲入等方式進(jìn)入小麥基因組內(nèi)，或來源于普通小麥的物理誘變、化學(xué)誘變等結(jié)果。目前，已有60余個(gè)彩色小麥品種通過國審或省審，正在推廣應(yīng)用，但主要以紫色小麥品種為主，占比80%以上。

圖2 不同顏色的小麥籽?；ㄇ嗨亟M分比例

三、彩色小麥功效

彩色小麥籽粒內(nèi)淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)等含量與普通小麥相似，因此它具備了普通小麥的營養(yǎng)功能。但彩色小麥的獨(dú)特之處在于其種皮或糊粉層內(nèi)積聚了豐富的天然花青素，具有抗氧化、消炎、抗菌等特性，能夠消除體內(nèi)自由基，提高免疫力，抑制癌細(xì)胞生長等，同時(shí)還具有預(yù)防糖尿病，防止肥胖，保護(hù)視力等保健功能。我們從不同類型彩色小麥提取出了相應(yīng)的花青素，比較了它們之間的體外抗氧化能力。結(jié)果表明，彩色小麥抗氧化能力均顯著高于普通小麥品種，以黑色小麥最高，藍(lán)色小麥次之，紫色小麥最低（圖3）。

彩色小麥籽粒內(nèi)還富含對(duì)人體健康至關(guān)重要的微量元素（鐵、鋅、鈣、硒等）、膳食纖維、必需脂肪酸、維生素等活性成分，賦予彩色小麥更多的保健功能，因此，彩色小麥開始備受人們的關(guān)注。

圖3 不同類型彩色小麥花青素抗氧化能力指標(biāo)（T-AOC、DPPH和ABTS）的比較

四、彩色小麥應(yīng)用

1.營養(yǎng)健康食品

用彩色小麥生產(chǎn)營養(yǎng)的面條、饅頭等大宗面食制品（圖4），或加工成面包、餅干、麥片、爆米花等早餐與休閑零食，具備了營養(yǎng)和健康雙重功效，同時(shí)兼具視覺吸引力。

圖4 彩色小麥面粉和面條

2. 天然色素

彩色小麥天然花青素可替代人工合成色素，添加到糖果、糕點(diǎn)、飲料等產(chǎn)品內(nèi)，賦予安全、穩(wěn)定的藍(lán)色、紫色、黑色等的自然色調(diào)，符合營養(yǎng)健康趨勢(shì)，并增加了抗氧化功效。

3. 功能性酒品

將彩色小麥加工釀造成強(qiáng)化型白酒、啤酒等（圖5），可賦予酒品獨(dú)特的色澤和口感，兼具抗氧化等健康功效，一定程度上滿足了消費(fèi)者對(duì)功能健康酒品的需求。

圖5 彩色小麥釀制的白酒

4. 醫(yī)藥保健品

從彩色小麥中提取花青素、微量元素、膳食纖維、脂肪酸、維生素等活性成分，可用于藥物研發(fā)和高檔保健食品制作。

5. 觀光農(nóng)業(yè)

種植藍(lán)色、紫色、黑色和普通小麥等不同類型品種，發(fā)展色彩斑斕、美麗如畫、視覺感強(qiáng)的觀光農(nóng)業(yè)，成為中小學(xué)生科普教育基地或旅游景點(diǎn)，大力宣傳小麥的營養(yǎng)豐富、功能健康、種類多樣等特征，增強(qiáng)廣大城鄉(xiāng)居民，特別是中小學(xué)生對(duì)小麥重要性的認(rèn)知程度。

五、彩色小麥產(chǎn)業(yè)前景分析

當(dāng)前，彩色小麥產(chǎn)業(yè)化面臨多重瓶頸。產(chǎn)品以全麥面條、饅頭等傳統(tǒng)形態(tài)為主，因麩皮導(dǎo)致口感粗糙，且消費(fèi)者對(duì)小麥精粉的消費(fèi)慣性較強(qiáng)，市場接受度有限；同時(shí)，活性成分（如花青素、微量元素）的研究深度不足，高附加值產(chǎn)品開發(fā)滯后，產(chǎn)業(yè)鏈主要由小型經(jīng)營主體分散經(jīng)營，未形成規(guī)模效應(yīng)。然而，其發(fā)展前景廣闊。隨著慢性病防控需求升級(jí)，彩色小麥“食藥同源”價(jià)值凸顯。育種技術(shù)正突破核心痛點(diǎn)，通過選育胚乳富集花青素的新品種（如藍(lán)、黑色小麥），在提升口感的同時(shí)保留活性物質(zhì)；加工端則聚焦活性成分高效提取與功能食品研發(fā)（如營養(yǎng)素緩釋類功能食品、特醫(yī)食品）。依托我國小麥主糧戰(zhàn)略地位，彩色小麥有望從“特色作物”升級(jí)為“營養(yǎng)健康主糧”，在保障國家糧食安全與健康中國建設(shè)中開辟新賽道。

（圖1～圖4來自作者實(shí)驗(yàn)室的研究，圖5由張正斌研究員提供）參考文獻(xiàn)

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作者簡介

康國章，博士，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究員，博士生導(dǎo)師，國家小麥技術(shù)創(chuàng)新中心（籌）副主任，主要從事小麥高產(chǎn)高效與功能健康研究。主持國家和省部級(jí)課題15項(xiàng)，其中國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目6項(xiàng)；以第一或通信作者發(fā)表SCI論文46篇；作為主要完成人，獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)；選育小麥新品種2個(gè)，撰寫學(xué)術(shù)著作6部，授權(quán)國家發(fā)明專利8件；兼任Journal of Integrative Agriculture編委、中國作物學(xué)會(huì)特用作物專業(yè)委員會(huì)常務(wù)理事等。