高粱功能成分单宁的研究进展

南怀林 曹 雄 梁晓红 刘 静 张瑞栋 王颂宇

（山西农业大学经济作物研究所 汾阳032200）

高粱是世界上五大谷类作物之一，也是世界上最古老的禾谷类作物之一[1]。具有抗旱、耐涝、耐瘠、高产等特点，是中国北方重要的粮食作物，在旱作农业生产中占有重要地位[2]。近年来，随着人民生活水平的提高，高粱籽粒多用于酿酒，而籽粒中单宁的含量对酒的品质起着决定性的作用。因单宁在酿酒过程中通过微生物作用产生丁香酸和丁香醛等芳香味化合物，增加了白酒的风味，使中国白酒具有独特的色、香、味，同时还能够在发酵过程中抑制有害微生物，提高出酒率[3]。高粱籽粒中的单宁属缩合单宁,对人和动物无害，在生物系统中，可作为金属离子螯合剂、蛋白质沉降剂和生物抗氧化剂，具有较好的收敛、止血、抗氧化作用，受到人们的关注[4]。笔者就近年来有关对高粱单宁含量及功能性的研究进了综述。

1 高粱品种资源含单宁情况

朱志华等[5]对“十五”期间存入国家种质库的532 份高粱种质资源的品质分析表明，单宁含量范围为（1.16±0.62）%，变幅为0.01%～2.64%，变异系数为53.87%。于纪珍等[6]对中国历年推广的71 份杂交种单宁含量的分析表明，单宁含量范围为（0.95±0.44）%，变幅为0.10%～1.81%，变异系数为46.42%。毛祥等[7]对5 种酿酒高粱单宁含量进行测定结果表明，红矛六号高粱的单宁含量最高，为0.70%；大高粱、宜宾红皮糯高粱、泸州红皮糯高粱的单宁含量次之，分别为0.63%、0.61%、0.50%； 美国高粱单宁含量最低，为0.28%。陈淑等[8]测定不同类型的高粱单宁含量表明，糯高粱单宁含量最高，平均为1.56%；黑壳高粱单宁含量平均为1.14%； 红壳高粱单宁含量平均为1.02%；黄壳高粱单宁含量平均为0.94%；白高粱单宁含量很低,平均为0.80%,最低为0.30%。肖梦颖等[9]测定了16 个有代表性的辽宁省地方高粱品种的单宁含量结果表明，所有测试品种单宁含量均低于0.50%。其中，红壳棒子（0.38%）和大红粮（0.41%）单宁含量相对较高，黄壳白高粱 （0.15%）、锦粱9-2（0.14%）、真白粱（0.12%）单宁含量均在0.20%以下。苏德峰等[10]研究高粱籽粒中单宁的遗传规律表明，单宁在后代中的性状遗传能力很强，且主要受基因控制，受环境影响较小，能稳定遗传，可在早代对杂交后代进行选择。

2 不同地域对高粱单宁含量的影响

刘娟等[11]测定4 个不同地方品种间单宁含量均存在显著差异，高镇镇品种和石湾镇品种单宁含量均高于平均水平，高镇镇品种单宁含量最高，达到1.87%；石湾镇品种单宁含量次之，为1.62%；波罗镇品种单宁含量为1.14%； 塔湾镇品种单宁含量最低，仅有0.45%。袁蕊等[12]研究南北几种高粱品质结果表明，南方糯红高粱单宁含量较高，而北方粳高粱含量很低。其中国窖红1 号、青壳洋、泸糯八号、黑龙江粳高粱、内蒙粳高粱以及辽宁粳高粱单宁含量分别为1.43%、1.44%、1.38%、0.09%、0.11%、0.08%。卫永太等[13]测定了中国华北地区、东北地区、华东地区、华中地区、西南地区、西北地区、华南地区、台港澳地区高粱品质，结果表明，各生态区单宁含量在0.07%～1.13%之间，平均含量0.74%，西北地区的最低而华南地区的最高。于纪珍[14]等对山西、辽宁、内蒙古、黑龙江和吉林5 省主要高粱杂交种品质比较研究结果表明，单宁含量为吉林（1.18%）>山西（1.15%）>内蒙古（1.05%）>黑龙江（0.89%）>辽宁（0.83%）。

3 土壤肥水对高粱单宁含量的影响

王劲松等[15]对不同肥力影响高粱品质的研究结果表明，低肥力不施肥高粱籽粒淀粉和单宁含量最高，高肥力施肥明显降低籽粒单宁含量。聂友果等[16]不同施氮时期影响高粱品质的研究结果表明，抽穗期追施氮肥最有利于茅粱1 号植株的氮磷钾吸收，单宁含量最适合酿造酱香型白酒的要求。单宁含量为抽穗期追施氮肥处理 （1.82%）>拔节期追施氮肥处理（1.77%）>开花期追施氮肥处理（1.73%）>移栽期一次性施氮肥处理（1.72%）>不施氮肥处理（1.61%）。杨广东等[17]高寒地区不同氮肥水平影响品质的研究结果表明，籽粒单宁含量随着氮肥的增加而减少，单宁含量依次为不施氮肥处理（1.92%）>纯氮用量为100 kg/hm2处理（1.53%）>纯氮用量为200 kg/hm2处理（1.47%）>纯氮用量为300 kg/hm2处理（1.42%）。王劲松、焦晓燕等[18]氮磷钾营养影响粒用高粱品质的研究结果表明，施肥对高粱籽粒单宁含量有明显的影响，NPK 处理籽粒单宁含量最高，单宁含量为NPK（N 225 kg/hm2、P2O560 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2）（13.67 g/kg）处理>NP（12.60 g/kg）处理>CK（不施肥）（11.83 g/kg）处理>NK（11.64 g/kg）>PK（11.14 g/kg）处理。史丽娟等[19]不同灌水量影响高粱籽粒品质的研究结果表明，随着灌水量的增加，高粱籽粒单宁含量呈现显著下降的趋势，单宁含量为灌水60 mm（CK）（1.58%）>灌水90 mm处理（1.55%）>灌水120 mm 处理（1.36%）>灌水150 mm处理（1.31%）>灌水180 mm 处理（1.20%）>灌水210 mm处理（1.11%）。

4 栽培模式对高粱单宁含量的影响

龙文靖等[20]对不同糯高粱品种春夏播影响品质的研究结果表明，春播单宁含量明显高于夏播。其中春播川糯梁1 号、泸糯13 号、金糯粱1 号、郎糯红1 号、国窖红1 号、国窖红3 号单宁含量分别为1.32%、1.94%、2.20%、1.80%、1.93%、1.70%； 夏播川糯梁1 号、泸糯13 号、金糯粱1 号、郎糯红1 号、国窖红1 号、国窖红3 号单宁含量分别为0.81%、1.26%、1.05%、1.26%、1.57%、1.54%。张瑞栋等[21]对播期影响高粱营养品质的研究结果表明，高粱籽粒单宁含量随播期的推迟呈降低趋势。其中辽杂11 号播期4 月30 日、5 月14 日、5 月28 日3 个处理单宁含量分别为5.73 g/kg、5.47 g/kg、4.47 g/kg；沈杂5 号播期4 月30日、5月14日、5月28日3个处理单宁含量分别为2.00 g/kg、1.47 g/kg、1.33 g/kg。奚江等[22]对21 个高粱品种头季和再生季品质指标的测试分析结果表明，不同品种间头季和再生季单宁含量存在显著差异，不同品种两季间的差异不同。头季中单宁含量，茅高8 号最高，晋粱白2 号最低；再生季单宁含量，川糯粱15 号最高，茅高9 号最低。张国兵等[23]对不同株行距影响高粱红粱丰1 号品质的研究结果表明，随着行距和株距的增加，单宁含量表现为先降低后增加。其中行距60 cm 处理单宁含量为1.54%、70 cm 为1.49%、80 cm 为1.55%； 株距20 cm 处理单宁含量为1.57%、25 cm 为1.48%、30 cm 为1.53%。

5 高粱单宁的功能

5.1 改善酿造风味

丁国祥等[24]研究表明，单宁是多酚类物质，在白酒的酿造中起着至关重要的作用，不仅能够抑制杂菌的生长，而且在酿造过程中所产生的丁香酸、丁香醛等物质赋予了酒体独特的香味。蒋兰等[25]研究表明，在酿酒过程中，单宁含量为0.50%～1.50%时能抑制一些杂菌的生长而产生香味物质，使酒散发出醇香细致的风味，但单宁含量大于3.00%时，会使白酒带有苦涩味。杨玲等[26]研究表明，在发酵的第1 天和第3 天，不含单宁酒醅的细菌种群多样性高于含单宁酒醅的，但之后却完全相反。单宁含量对细菌种群差异的贡献率为2.39%，芽孢杆菌属（Bacillus）、肠球菌属（Enterococcus）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）与单宁含量呈显著负相关（P＜0.05）。田晓红等[27]研究表明适量的单宁对老陈醋风味的形成至关重要，也是其风味特色之一。李永寿[28]和李奇[29]研究表明高粱原料中单宁含量的不同可使山西老陈醋形成不同的风味。

5.2 改善养殖效益

邓奇风等[30]研究表明，饲料中添加适量的植物单宁，不仅能防腐、抗氧化，还能通过改善畜禽生产性能提高养殖效益。陈宝江等[31]研究表明，单宁抑制肉仔鸡的前期生长，但是显著改善后期的生长速度和饲料报酬，也可提高生长后期肉仔鸡淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性。王妍君等[32]研究表明，在反刍动物方面，一定单宁含量的饲料有利于提高反刍动物利用蛋白质的效率，同时，还可降低反刍动物膨胀病的发生。

5.3 药用价值

中医认为高粱性味甘平、微寒，有和胃健脾、消积的功效。美国科学家研究发现单宁有增加人体免疫力功能的作用,食用单宁含量适中的高粱对预防人体衰老,动脉粥样硬化、缺血性心脑疾病、糖尿病等一些老年性疾病有好处。胡雅迪[33]研究表明，在高粱中，和单宁结合的蛋白质主要有醇溶蛋白和一部分脯氨酸含量高的蛋白质，从而降低动物对蛋白质的消化和吸收。卢敏等[34]研究表明，高粱中含有的食物纤维利于代谢废物的排出，具有“负营养”的作用。王红育[35]研究表明，高粱中含有二十烷醇的多酚复合物和高粱蜡的高抗氧化水平，对健康有独特的益处，对于保护心血管的健康至关重要。

6 小结

综上所述，高粱中单宁含量及功能性的研究已取得一定进展。但高粱中单宁含量的遗传效应及基因控制研究较少，同时，不同地域、土壤肥力、栽培模式对高粱单宁含量的影响还需深入系统地研究。