保障粮食安全，促进营养健康：黑米主食化未来可期

张启发

华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室/湖北洪山实验室，武汉 430070

稻米是人类主要食物来源之一。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[1]。这些营养素存在于果皮、种皮、糊粉层、胚和胚乳之中。然而，几千年来，出于对口感美味的追求，消费者偏爱精米，把谷物中约80%的营养物质和有益成分当作米糠，没有很好地利用。

在中华文化中，黑米长期以来被认为是延年益寿的食品。稻米有多种不同的颜色，如黑米、红米等。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。近二十年许多研究表明，黑米水溶性提取物(含花青素和其他花色苷)对多种易感非传染性疾病如癌症、心血管疾病、糖尿病和代谢综合征等模型动物具有明显的保护作用。2008年，Butelli等[2]采用3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Trp53突变小鼠(易感癌症)，试验结果显示，相对于标准饲料和普通番茄添加饲料，含紫番茄的饲料可使小鼠寿命延长28%。Butelli等[2]推测，花青素对小鼠健康的影响既有其作为抗氧化剂的直接效应，也有其激活内源抗氧化防御系统和信号通路的间接效应。这一结果昭示，黑米花青素具有巨大的潜在利用价值。

按解剖结构(图1)，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。除富含花青素等色素外，果皮、种皮还含有膳食纤维及其他营养物质，糊粉层和胚富含蛋白质、不饱和脂肪酸油、维生素、矿物质、多糖、纤维素、半纤维素等营养素。精米只有胚乳，主要成分为淀粉及少量的蛋白质。因此，必须食用全谷(除谷壳外的全部，亦称糙米)才能有效地获得稻米的营养物质。不仅如此，在稻谷加工的过程中，糙米的得率(糙米率)约为80%，而整精米(仅胚乳)的得率(整精米率)一般不到60%。据此计算，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。

图1 稻谷加工过程中营养物质的变化(吴杰敏图)Fig.1 Changes of nutrients during rice processing (WU Jiemin)

为实现健康中国的目标(中共中央国务院《“健康中国2030”规划纲要》，详见http://www.gov.cn/gongbao/content/2016/content_5133024.htm)，我们提倡转变饮食习惯，实现“主食全谷化”，尤其是“黑米主食化”，以米饭的方式，每人每日食用黑米100 g以上(非稻米主食人群)或200 g以上(稻米主食人群)，以获得营养学家们所推荐的谷物健康效益[3]。

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。长期以来，黑米在市场上一直被作为杂粮，生产量和消费量都很低。而且，消费者大多以煮粥的方式食用黑米，不仅用量少，而且煮的时间长，营养元素损失大，效果不佳。

显而易见，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”。因此，应该加强黑米蒸煮和食味品质的研究，发掘蒸煮特性和适口性良好的黑米种质资源，应用基因组育种技术培育优良黑米品种。可喜的是，目前我国科学家在此方面的研究已取得显著进展，培育出了好煮营养可口的黑米优质品种。应加强产业开发，使“黑米主食化”变为现实。

“黑米主食化”不仅会大大提高人类的营养健康水平，还将减轻对粮食需求的压力，保障粮食安全；同时还能有效减轻粮食生产对资源和环境的不良影响，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。此举将对农业和食品生产的可持续发展、对人类的营养健康产生深远的影响，功在千秋。