高粱的营养价值以及应用现状

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  摘要
  高粱是一种在世界广泛种植的谷类作物,其品种丰富,抗逆性强,并且营养丰富,应用广泛。主要综述了高粱的营养特点以及高粱在食用、酿造、饲用等多个方面的开发应用状况,并对其前景进行了讨论。进一步说明发展高粱多元化产业具有重要的意义和广阔的前景。
  关键词高粱;营养价值;应用
  中图分类号S509.9文献标识码A文章编号0517-6611(2015)21-271-03
  高粱[Sorghum bicolor(L.) Moench]又称乌禾、蜀黍,为禾本科高粱属1年生草本植物,是人类栽培的重要谷类作物之一,已有3 000多年的历史,是世界上种植面积仅次于小麦、玉米、水稻、大麦的第五大谷类作物[1]。与其他主要粮食作物相比,高粱具有高产(旱涝保收)、 高抗逆性(抗旱、抗涝、耐盐碱等)以及用途广泛的特点,是我国重要的旱粮作物,在国民经济中占有极其重要的地位[2]。高粱的营养价值很高,籽粒中含有人体所需的多种营养成分,对人体健康极为有益。近年来,随着科学技术的发展以及人们对高粱营养保健价值的深入了解,推动科技工作者不断地对高粱品种进行改良与优化,使得高粱的营养价值得到进一步改善,其在食品、工业加工等方面的应用价值也得到极大的提高,应用范围越来越大[3]。高粱以其自身的营养保健价值和产业化生产、加工所带来的经济、社會效益,使得高粱产业迎来了新的发展,因此,高粱资源的开发利用和产业化发展都具有非常重要的意义和广阔的前景。
  1 高粱的营养价值与保健功能
  1.1 高粱的营养价值
  高粱具有极高的营养价值,根据谷物营养成分研究报告可知,高粱中含有人体所需的多种营养成分,具体成分如下:碳水化合物74.7%,蛋白质10.4%,脂肪3.1%,膳食纤维4.3%,硫胺素2.9 mg/kg,核黄素1.0 mg/kg,钙220.0 mg/kg,铁63.0 mg/kg,锌16.4 mg/kg,镁129.0 mg/kg,硒28.3 mg/kg[4]。
  高粱的主要营养成分为碳水化合物,其含量与玉米大致相当。与其他谷物一样,高粱含有丰富的蛋白质,含量在6%~18%,且高粱蛋白中氨基酸种类种类较齐全、含量丰富,与其他食物组合可以充分发挥食物的互补作用[5],但是因其赖氨酸和色氨酸含量相对较少,导致蛋白质消化率低,品质较差,但可以通过简单的处理(如发芽、挤压加工)来提高蛋白消化率,从而改善品质。研究发现,与其他谷物相比,高粱中含有丰富的矿物质元素,特别是铁含量为玉米、小麦等的2~3倍。此外,高粱表皮中含有丰富的膳食纤维,对人体健康非常有益。
  但是,高粱的表皮中含有一种具有涩味的多酚化合物——单宁,它是一种抗营养因子,可以与高粱中的蛋白质、酶、矿物质(如铁)、B族维生素(如硫胺素、维生素B6)结合,不仅降低高粱的营养价值,也降低了高粱的适口性[6],影响高粱资源的开发利用。但可以通过挤压加工处理的方式来降低单宁含量,试验研究表明,挤压加工处理后高粱中单宁含量降低了50%以上,明显改善了高粱食用品质[7]。
  1.2保健功能
  中医上认为,高粱性平味甘、涩、温、无毒,具有和胃、健脾、消积、温中、涩肠胃、止霍乱等功效。现代研究已经证明,高粱中含有多酚、抗性淀粉等多种主要活性成分。
  通过对多种谷物多酚含量进行测定分析表明,高粱中多酚类物质含量是最高的,且种类最为齐全,几乎囊括了所有的植物多酚类物质。现代医学研究证明,高粱多酚具有抗氧化、抗诱变、抗癌、抑菌等功效,已在食品、药品、化妆品等工业领域中得到广泛的应用[8]。
  研究表明,高粱中含有数量可观的抗性淀粉,其含量存在显著差异,与品种、种植等有很大关系,但总的来说,与玉米、大米、小麦等其他谷物相比较,高粱中的抗性淀粉含量要比它们高得多,处于较高的水平。现代医学试验证明,抗性淀粉可以降低人体血液中总胆固醇值(TC)的水平,还可以减少三酰甘油(TG)的含量,同时能降低葡萄糖浓度水平、减少胰岛素的分泌,并且可以有效地预防结肠癌,对人体健康十分有益[9]。
  此外,高粱还含有多种植物化学物质,如膳食纤维、植物固醇等,在健康食品和保健食品方面(抗癌、减肥和预防心血管疾病)有潜在的市场前景[10]。可见,高粱营养与保健功能全面,开发市场前景广阔。
  2 应用现状
  近年来,随着现代育种技术的发展,同时也是为了满足不同的生产加工需求,培育了多种高产优质高粱新品种,这使得高粱的应用价值得到逐步的提高。除了用作酿酒和饲料外,高粱还是食品配料、淀粉生产、工业酒精与生物质工业产品的重要原料[11]。随着科学技术的进步,高粱在众多方面的应用必将越来越受到重视,应用范围必将越来越大。
  2.1食用
  高粱自古以来就作为主食为人类所食用,在非洲有“救命之谷”之称。传统的高粱食品有米饭、米粥、窝头、发糕、年糕、炒面、面条等。随着科学技术的发展以及消费者需求的增长,人们不再仅仅满足于传统的高粱食品,越来越多的高粱深加工食品受到消费者的喜爱。
  将适量的高粱粉添加到面粉中来制作高粱面包,既可以充分发挥高粱的保健功效,又不改变面包的风味,这种面包深受消费者喜爱;在糕点制作当中加入适量的高粱粉,通过添加合适的品质改良剂和特殊的工艺处理可生产出口感好、营养全,适合不同消费群体的营养保健糕点;充分利用高新加工技术手段来改善高粱品质,如利用单、双螺杆挤压处理来生产高粱挤压产品、膨化产品;利用喷雾干燥技术生产速溶高粱粉等精深加工产品,丰富了高粱深加工食品的种类,开拓了高粱精深加工的新途径。随着人们对高粱营养保健功效的不断了解,高品质的高粱深加工产品必将受到消费者的青睐,发展前景广阔。
  2.2酿造用
  我国的酒文化历史悠久,自古到今以高粱为原料来酿造白酒已有700多年的历史,素有“好酒离不开红粮”的说法,其中的“红粮”说的就是高粱。我国白酒享誉国内外,以高粱为原料酿造的白酒以其色、香、味俱佳而受到世界人民的追捧[12],其中著名的白酒品牌有茅台、五粮液等。其次,还可以使用发芽高粱来作为啤酒酿造原料,以此来代替大米和部分大麦芽,通过加工工艺的处理,不仅可以获得比普通啤酒高2倍的赖氨酸啤酒,而且不失啤酒的风味和特色,受到啤酒爱好者的喜爱。   食醋是我国一种重要的、历史悠久的饮食调味品。我国北方优质食用醋大多数都是以高粱为原料酿制而成的,如山西老陈醋等。用高粱生产出的曲醋,素有甜、绵、香、酸的醇美风味,久放不沉淀、不变质,深受广大消费者的喜爱。
  2.3饲用
  高粱作为一种品质优良的饲料,对世界畜牧业的发展有着极其重大的推动作用。严格来讲,饲用高粱可分为籽粒型高粱和饲草专用型高粱。籽粒型高粱要求高粱籽粒具有高蛋白、高赖氨酸、低单宁、低消化率,且适口性好的特点;饲草专用品种要求高粱生物学产量高、茎秆中营养成分均衡,可以当作青饲或青贮饲料,或适于作干草的专用品种[13]。专用饲料高粱品质的培育,对于丰富饲料的利用类型和促进畜牧业的发展具有重要意义。同时,饲草高粱的大量种植,可以解决牧草匮乏的问题,保护有限的草场资源,从而减缓土地沙漠化问题,具有不可估量的环境效益。
  2.4制糖
  高粱品种中的甜高粱秸秆的含糖量一般为14%左右,与蔗糖相似,既可生吃,又是制糖的好原料,生产出的糖浆主要用于饮料、食品、糕点生产等方面[14]。我国传统的制糖作物是甜菜和甘蔗,与这两种制糖作物相比较,高粱具有种植不受地域限制、高抗逆性和高产的特点,以甜高粱来作为制糖原料,不但可以利用秸秆来制糖,还可以收获高产的粮食,同时可以利用秸秆制糖后的残渣进行发酵生产工业酒精,实现了高粱产物的全方面循环利用,既提高了经济效益,又避免了废弃物对环境的污染,可谓是一举多得。
  2.5高粱籽粒提取淀粉
  高粱作为一种谷物经济作物,最主要的组分是淀粉(约含65.3%~81.0%),具有极其重要的价值, 应用非常广泛。目前,高粱淀粉在食品工业上得到广泛应用,被大量用作胶黏剂、 伸展剂、 填充剂,吸收剂等;高粱淀粉可作为制糖原料,被大量使用在制糖工业生产当中,著名的“高粱饴”就是由高粱淀粉制得的。此外,以高粱面粉和淀粉混合来制备的可食用保鲜膜受到环保人士的大力追捧;还可以将高粱淀粉与玉米淀粉和豆类搭配,经酿酒酵母和乳酸杆菌发酵后能够显著降低其中的多酚和单宁含量,可用于生产谷物基断乳食品,能够达到营养均衡和提高消化率的目的[15]。
  2.6高粱红色素
  在食品加工业中,色素的使用是比较普遍的,较之合成色素,天然色素具有天然、营养、多功能等特点和优势,因此受到消费者的青睐,被广泛使用于饮料、罐头、糖果等食品加工行业。高粱红色素是从高粱壳中提取的一种红色素,属黄酮类色素,主要成分是异黄酮半乳糖苷,成品呈固体粉末状,棕红色,具金属光泽,可溶于水,是一种安全无毒的天然食用色素,具有很强抗氧化活性。高粱红色素已批准列入我国食品添加剂目录,得到广大消费者的认可[16]。
  2.7造纸板材
  高粱植株高大茂密,其茎叶中含有14%~18%的纤维素,并且高粱纤维的平均长度和直径之比大于针叶和落叶树纤维的相应比值,因而高粱纤维是制取纤维素、纸浆以及工业用化学制品的优良原料[17]。并且高粱秸秆自身带有多种色泽花纹,可以生产出自然、古朴、美观和大方的环保板材,与常用的木质板材相比,高粱板材具有质地轻、强度高、隔热性能好的特点,因而受到消费者喜爱。更为重要的是,高粱秸秆能够作为生产纸张、板材的新型环保原料,可以节省大量的木材,有效地保护森林资源。
  2.8工艺用品
  高粱秸秆因其自身漂亮的色泽花纹以及优良的可塑性,自古以来就是我国重要的编织用料。据统计,高粱秸秆可以加工成100多种工艺品,包括各种席子、鱼篓、门帘、草帽、扇子和生活用具等。并且通过手工艺人的不断创新努力,许多高粱秸秆工艺品还走出国门,打入国际市场,创造了更大的经济效益。此外,我国居民常用的传统的扫帚就是以高粱穗为原料经过捆扎、压软、去壳等简单工艺做成的,因其工艺简单,环保实用,深受人们的喜欢。
  2.9新型能源
  随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高,我国成为仅次于美国的世界第二大能源消费国,对能源的需求日益增加。然而由于不可再生能源的过度开发使用,使得各国对新生能源的关注度越来越大。高粱具有高光合效率、高生物产量、高乙醇转化率等特点,并且高粱的种植可以有效地利用荒地、盐碱地等边际性土地,具有不与粮争地的优势,是目前最有发展潜力的能源作物,因此受到各国的广泛关注,并相继制定相关的能源产业发展计划。此外,甜高粱茎秆加工转化乙醇后,其废渣可用于造纸、制纤维板,或作饲料,实现滚动增值[18]。
  3 展望
  近年来,随着国民健康意识的增强以及营养知识的普及,“五谷为养”的养生重要性被越来越多的人们所认识并接受。高粱以其高抗逆性、高产和营养保健功效受到人们的喜爱,被公认是天然无公害的食品。但我国的高粱加工业一直处于落后阶段,现有的高粱产品大都属于初级加工阶段产品,技术含量偏低,精深加工产品较少,不能满足人们日益增长的营养健康要求。面对我国高粱产业精深加工产品太少,技术含量不高的现状,人们应当将高新加工技术充分合理地运用到高粱产品的精深加工当中去,在高粱产品加工中可以采用挤压膨化技术、真空冷冻干燥、微胶囊以及喷雾干燥等技术,在较大程度上使高粱的营养保健成分得到充分应用。同时,还要充分利用酶工程、基因工程、发酵工程等现代生物技术,根据不同的需求来改善高粱的食用品质,对高粱中的活性功效成分进行深入地分析,再結合先进的深加工技术,研制开发出更多更好的营养与保健的功能性高粱食品。此外,在高粱产品精深加工过程中,要注意保护环境,要合理使用现有技术或开发新技术来充分利用高粱生产加工过程中的废弃物,既要提高高粱的利用率,又要实现零污染、零排放的生产加工。这样就既可以增加经济收益,又可以保护环境,实现可持续发展。
  4结语
  高粱作为粮食、饲用、经济型作物,具有较高的营养保健功效,并且高粱被广泛应用于酿造、饲料和工业生产当中,具有无法比拟的经济优势和社会效益。随着国民经济的发展以及人民健康意识的增强,高粱的营养保健价值和生产应用价值受到越来越多的关注,高粱的消费量必将持续走高。随着高粱各方面的的研究深入,高粱的营养价值将会得到更多的重视,高粱的应用也会越来越广泛,因此高粱的生产、加工具有十分广阔的发展前景。   参考文献
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