内蒙古阴山北麓藜麦种植概况及发展潜力

2023-02-25韩云飞刘小月曹秭琦任永峰

现代农业 2023年4期

韩云飞，刘小月，刘丹，曹秭琦，任永峰

（内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古呼和浩特 010031）

随着人们生活品质的提高，“超级谷物”——藜麦在人们心中的地位日益提升。藜麦（Chenopodium quinoa Willd）为一年生藜科藜属草本植物，原产自安第斯山脉等高海拔地区，被广泛认为是一种提神、促健康和增强耐力的食品，具有独特的氨基酸、碳水化合物、脂质和微量营养成分，营养水平通常超过谷类产品，是一种营养丰富的谷物，被确定为改善世界粮食安全的重要作物。丰富的营养成分造就了藜麦多种多样的利用方式，越来越受到学者关注[1-3]。联合国粮食及农业组织（FAO）的研究表明，藜麦是唯一一种单体植物即可满足人体基本营养需求的植物性食物，富含优质蛋白和多种微量元素，被誉为“全营养食物”[4]。

内蒙古阴山北麓地区大部分耕地不具备灌溉条件，且海拔高、降雨量少，气候冷凉，属典型的旱作农业区域，旱地面积占总耕地面积的92.5%，高海拔、冷凉气候条件有利于藜麦在该地区的发展[5-6]。藜麦产业以其耗水量低、化肥用量少、无农药残留、种植成本低、利润高等优势，正发展成为推动乡村振兴的新兴产业。

1 藜麦产业发展现状

1.1 藜麦发展

藜麦作为一种安第斯伪谷物，由于其富含蛋白质、高纤维、维生素和矿物质，从20 世纪初开始在全球广泛种植。内蒙古自治区是我国首个引进藜麦品种并开展科学研究工作的地区。1986 年，原内蒙古农牧学院支中生教授通过鸡饲料项目引进藜麦品种，经过多年研究积累已基本形成以品种选育、栽培技术和食品加工为主要内容的全产业链产学研合作平台，并成立了内蒙古藜麦研究中心，实现了机电、农学、食品等多学科领域的交叉融合，为内蒙古藜麦的发展奠定了理论与实践基础[7]。

2011 年，锡林郭勒盟农业科学技术推广站开始试种藜麦，为了提高藜麦在当地种植条件下的出苗率和成株率，农技人员总结近几年藜麦种植中出现的问题，提出“胡萝卜种绳种植+无纺布覆膜技术”[8]。 2015年，内蒙古益稷生物科技有限公司在呼和浩特市周边种植藜麦20 hm2，生长良好。 2018 年，内蒙古农业大学林学院在通辽市开展藜麦饲用技术研究，研究过程中发现藜麦青贮的可能性[9]。

近年来，通过对藜麦进行系统研究和大规模推广种植，发现内蒙古大部分地区适合藜麦生长，且目前也已实现从播种到收获的全过程机械化，为藜麦的产业化发展打下了坚实的科研和技术基础。但内蒙古现有藜麦产品主要为初级产品，如藜麦种子、藜麦饮品、藜麦糕点、冲调粉以及藜麦酒等，市场影响力较弱[10]，内蒙古藜麦产业仍处于发展阶段。

1.2 栽培育种现状

中国在20 世纪末引进藜麦，通过深入研究开始种植食用型、饲料型及观赏型等专用型藜麦。内蒙古从赤峰至额济纳旗的大部分地区与藜麦原产地安第斯山脉的环境状况相似，均具有海拔较高、干旱缺水、气候冷凉、日照时间长、昼夜温差大等特点。近年来，藜麦在赤峰市、凉城县、四子王旗、武川县等地的推广种植表明，藜麦适宜在内蒙古大部分地区生长，且可确保其高产、优产[11-13]。同时，这些地区人少地多，非常适合大面积种植藜麦，从而产生规模效应。目前内蒙古已审定的藜麦品种有红藜1 号、红藜2 号、红藜3 号、红藜4 号。

1.3 种植和分布区域

内蒙古自治区横跨中国东北、华北和西北三大地区，20 世纪末藜麦种质资源开始逐步被引进，现在是中国第二大藜麦生产地区。1988 年，内蒙古农业大学开始在呼和浩特市种植藜麦,在内蒙古自治区科技厅的资助下进行了藜麦生物学特性及高产栽培技术研究。 2015 年，内蒙古伊吉生物技术公司开始在呼和浩特种植藜麦20 hm2。2016 年，在乌兰察布市农业和畜牧业局的支持下，该公司在乌兰察布市种植藜麦400 hm2。此外，中国农业科学院作物科学研究所（ICS·CAAS）和该公司培育的藜麦品种蒙藜1 号于2015 年通过了呼和浩特市农作物品种认证委员会的认证。 2018 年，内蒙古藜麦的种植面积约为2 300 hm2。

1.4 种植优势

内蒙古阴山北麓光照充足、气候冷凉、降雨较少。地处107°17′E～117°30′E， 40°13′N～43°28′N，土地总面积为417.3 万hm2，其中耕地面积150 万hm2，年平均气温1.5～3.7 ℃，一年中最高气温可达30 ℃以上，最低气温达-40 ℃以下，海拔1 500～2 300 m，无霜期110 d 左右，年降雨量不足350 mm，年降水日数74～92 d，但5 mm 以上的有效降水较少，年蒸发量1 993～2 752 mm，非常适宜藜麦的种植[14]。

2 藜麦应用现状

2.1 食品领域

对藜麦的研究涉及各个领域，功能性食品开发是目前研究重点之一。藜麦的多个部位可以食用：生育前期，植物上部可以像菠菜一样收获和食用；当花芽分化开始时，第1 个花蕾可以像发芽的花椰菜一样收获和食用。藜麦种子的蛋白质、脂质、碳水化合物、皂苷、维生素、酚类物质、矿物质、植物蜕皮激素、甘氨酸甜菜碱和甜菜碱的含量达到极佳的平衡。藜麦种子可以制成面粉，藜麦面粉用途广泛，可完全或部分替代小麦粉。 Elham R.等[15]发现富含受控发酵藜麦（CFQ）的小麦面包表面真菌的生长速度明显低于其他样品，因此CFQ 可用作生物防腐剂来生产清洁标签补充小麦面包。此外，藜麦种子含有低浓度的脯氨酸（0.5%~7%的总蛋白质），适合乳糜泻患者。膨化的藜麦可以直接食用，或者磨成速溶食品，作为速溶谷物或者能量棒的成分。此外，藜麦还可被制作成功能性饮料。还有学者研究了藜麦与pH 值相关的溶解度，发现溶解度值约为15%~52%，对应于pH 值为6 时溶解度最小，pH 值为10 时溶解度最大。藜麦面粉在酸性pH 值区域的溶解度值表明，这种蛋白质可用于饮料、脱水汤和酱汁以及低酸食品的配方。

2.2 饲料领域

用藜麦等廉价和非常规成分取代常规饲料可改善动物生产性能及其产品质量。在安第斯山脉地区，早在西班牙殖民统治前，藜麦就作为骆驼和羊驼饲料的一部分。西班牙殖民者到达后，藜麦也开始用于喂养他们引入该地区的动物，如蛋鸡、猪、羊和牛。许多研究已经证明藜麦可用于动物饲料。在几项研究中，家禽、猪、牛、羊、豚鼠和尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus L.）食用了藜麦的谷物或叶和茎，结果证明，藜麦作为饲料对这些动物的生产性能和健康都是有利的。但藜麦的麸皮和谷壳可能含有较高的皂苷含量，这对于饲用非常不利。对于反刍动物，饲料中的皂苷对其没有不良影响。此外，摄入藜麦含有的某种糖苷可以控制某些肠道寄生虫，有利于反刍动物的健康。 Ebeid H.M.等[16]为评估藜麦作为反刍动物饲料的营养价值进行了2 个试验，在第1 个试验中对藜麦的养分消失和发酵动力学进行了研究，在第2 个试验中，体外产气技术被用来评估在0%（Q0）、15%（Q15）、30%（Q30）和45%（Q45）用藜麦替代苜蓿干草的日粮。结果表明，藜麦可作为反刍动物的饲料，可替代苜蓿干草达45%，可以作为具有较高营养价值的反刍动物饲料。但目前，我国对藜麦饲料加工仍处于研究阶段。

2.3 肉类加工领域

由于合成类添加剂具有健康隐患，因此，肉类行业积极寻求天然食品添加剂。藜麦种子及其次级产物含有生物活性化合物（主要是酚类化合物），具有极强的生物活性和抗氧化性能，是合成添加剂的优质替代品之一。藜麦产品中鉴定出的主要生物活性化合物包括酚酸（主要是迷迭香酸和绿原酸）、黄酮类化合物（主要是槲皮素和异槲皮素）和含氮化合物（主要是倍他林：倍他青素和倍他黄质）。这些化合物是亲水性的水溶性色素，具有很好的生物活性潜力。所有这些丰富的抗氧化化合物均能应用于肉制品加工中，不仅能改善营养和肉制品配方技术质量，而且在脂质氧化控制方面的抗氧化特性极强。藜麦产品为肉类行业提供了新的机遇，使其能够从更健康、更清洁的肉制品生产角度重新配制加工肉制品。

2.4 医药领域

除了营养丰富外，藜麦还具有促进健康的特性，例如预防糖尿病、抗氧化、抗肥胖、有益心脏健康。藜麦是蛋白质、氨基酸、重要矿物质和omega-3 脂肪酸的重要来源，并且不含麸质蛋白[17]，被认为是在全球范围内对抗营养不良的一种植物。藜麦中的皂苷、植物甾醇、植物蜕皮类固醇、酚类和生物活性肽这些化合物可能对代谢、心血管和胃肠道健康产生有益影响。皂苷的特点是味苦，高浓度皂苷具有毒性。但皂苷具有多种理化和生物学特性，包括抗氧化、镇痛、免疫刺激、抗菌、抗病毒和细胞毒性活性，以及抗炎和溶血作用。迄今为止，皂苷因其广泛的药理和生物学特性而受到广泛关注。根据Gee I M 等的研究，藜麦皂苷可以诱导对小肠黏膜细胞的膜溶解活性[18]。目前已有研究从藜麦中共分离得到40 个皂苷结构，共含有8种不同的苷元[19]。它们表现出广泛的生物活性，其中包括抗菌、溶血和抗炎活性，为医药领域研究提供了新的可能。

多酚和酚酸可预防癌症和心血管疾病，具有抗氧化活性、减少自由基和充当金属螯合剂。生育酚还在细胞质膜中起到抗氧化剂的作用，保护其脂肪酸免受自由基的伤害[20]。藜麦中的蛋白质、多糖等活性物质使机体免疫功能得到改善，并产生抗炎作用。Markova Y.M.等[21]研究发现藜麦的蛋白质和多糖可能对肠道微生物群有积极作用，并且由它们代谢的生物活性物质对身体的代谢有积极作用。Li L.等[22]通过一项系统回顾确定了8 项人类干预研究和13 个动物试验，来调查藜麦与脑血管疾病（CVD）风险间的关联，研究结果发现，在人类中，与基线或对照相比，食用藜麦后血脂状况有所改善。

2.5 其他领域

藜麦具有一些功能（技术）性能，如溶解度、保水能力（WHC）、凝胶、乳化和泡沫，具备多种用途。藜麦中的高酸性蛋白、高油脂以及多种矿物质元素等，可被制作为具有保湿、抗皱、抗老、抗氧化等多种功能的化妆品[23]。由藜麦油产生的生物酯是一种天然成分，被描述为可以产生补充皮肤效果。 Camillo-Andrade A.C.等[24]使用鸟枪法蛋白质组学研究藜麦生物酯在暴露0、3、6、12、24 和48 h 后对人重建表皮三维细胞培养的影响。研究结果表明，与同一时间点未经处理的细胞培养物相比，蛋白质的丰度增加，这些蛋白质与预防早衰、体内平衡、组织再生、防止紫外线辐射和氧化损伤有关。 Sobota A.等[25]的研究报道了25 个黄皮藜品种的物理特性、营养成分和抗氧化能力，研究表明，藜麦是一个良好的抗氧化剂，但其成分差异很大。此外，藜麦茎秆、花序和果实都呈现丰富的颜色变化，色彩艳丽，可作为园林景观植物。皂苷、多酚类等次级代谢产物对害虫有致死作用，因而藜麦可用于制作杀虫剂或驱虫剂。聚碳酸酯藜麦壳还可作为一种快速处理印染废水的吸附剂使用[26]。

3 藜麦产品

藜麦在中国是一种新的食品资源，必须获得食品监督管理局的市场许可。然而，藜麦的许可没有国家或行业标准。2015 年，由国家粮食和物资储备局起草的我国首个藜麦行业标准获得国家粮食和物资储备局批准。本标准规定了藜麦米的质量控制，对拓宽藜麦市场具有重要意义。

随着藜麦产量的增加和市场准入的许可，藜麦食品的品种已呈现多样化。有学者对意大利市场上的藜麦食品进行了横断面调查，调查出几种藜麦产品类别，其中谷物和面食是主要产品。目前，除了藜麦谷物和面粉的初级产品外，国内市场上还可以找到面条、馒头、薄片、蛋糕和饼干等其他食品。藜麦还用于饮料、酸奶、黄酒和白酒。此外，现在肯德基、吉野家和中国一些当地餐馆提供有藜麦饮食。

4 藜麦产业发展存在问题

4.1 研究基础薄弱

我国引入藜麦的时间较晚，严重缺乏相关科技人才，导致藜麦产业在种植、加工、推广等方面得不到足够的技术支撑，直到2015 年，河北省张家口市农业科学院、甘肃省农业科学院和内蒙古农牧业科学院等单位开始组织专业团队进行藜麦相关理论与技术研发，推动了国内藜麦产业发展。

4.2 品种资源匮乏

目前，我国藜麦的育种工作正处于起步阶段，对藜麦进行育种的科研单位与企业较少，在国内推广应用的藜麦多为从国外引进的老旧品种，其品种退化严重，产量和抗性降低，在大田中存在株高不齐、穗型分离、粒色差异大、成熟期不同等问题，缺乏丰产、稳产、抗逆性强的品种。同时，在栽培技术上，国内栽培和田间管理技术落后，造成了藜麦产量及品质偏低。因此，急需探索总结出一套适用于我国不同地区的藜麦栽培技术。

4.3 产品单一

近几年，藜麦的种植面积扩大，其总产量也随之增加，但由于我国藜麦在引进种植的相关研究方面起步较晚，对于藜麦多肽、多酚等小分子活性物质的提取纯化、结构鉴定分析、生理功能及其作用机制，以及副产物高效利用等方面的研究仍不够深入，藜麦产品在消费市场仍处于相对空白阶段。此外，我国缺少藜麦加工龙头企业，加工技术较落后，企业缺少产品研发的高质量队伍。而且，目前国内市场上藜麦产品以藜麦米为主，其附加值不高，高附加值产品有待开发。