高粱属(Sorghum Moench)是一种在农学和营养学上都具有重要意义的作物,既是人类主要的粮食来源,也是畜牧业饲料的重要组成部分。据估计,全球高粱产量中约有35%用于直接供人类食用,这一数值每年超过6000万公吨(Hariprasanna & Rakshit, 2016; Khalifa & Eltahir, 2023; Ramatoulaye et al., 2016)。生理成熟的高粱谷粒中主要的生化成分是淀粉,其含量因品种不同而有所差异,一般在每100克干种子中为65至80克(Dicko et al., 2016; Mahasukhonthachat et al., 2010; Szambelan et al., 2022)。
除了淀粉之外,高粱谷粒还含有相当数量的蛋白质(7–15克/100克)、非淀粉多糖(最高可达10克/100克)以及脂质(1.5–6克/100克),其营养成分与玉米(Zea mays L.)及其他谷物大致相似。通过对高粱营养成分的化学计量分析发现,即便是在种子色素表现不同的基因型之间,淀粉含量也存在较大差异(Frankowski et al., 2022; Gerrano et al., 2016; Miafo et al., 2019; Tanwar et al., 2023)。
值得注意的是,高粱品种中含有较高水平的缩合单宁,这类多酚类物质能够调节消化酶的活性,还会延长食物在胃中的停留时间。这一生理效应有助于延长餐后饱腹感。此外,高单宁含量的品种通常具有较低的血糖生成指数,因此对于糖尿病患者而言是很有益的膳食成分,也可用于缓解代谢紊乱问题(Nagy et al., 2021; Palacios et al., 2021)。
高粱谷粒还是储存蛋白的重要来源,尤其是醇溶蛋白,它约占植物体内总有机氮含量的60%。除了宏量营养素外,高粱谷粒还富含多种微量营养素,包括大量的B族维生素和脂溶性维生素。此外,高粱还含有多种生物活性植物化学物质,如酚酸、黄酮类、植物甾醇以及抗氧化微量营养素,这些物质共同在人体内发挥多种生理作用。它们对调节代谢和酶促反应至关重要,有助于维持各器官系统的稳态(de Morais Cardoso et al., 2017; Pinheiro et al., 2021; Przybylska-Balcerek et al., 2019)。
高粱中这些生物活性分子的定性和定量成分在很大程度上取决于基因型因素(即品种选择)、农业种植方式以及当地的农业气候条件。虽然以往的研究主要侧重于对原始高粱谷粒的成分分析,但随着以高粱为原料的食品种类不断增多,包括面粉、粗粮、饼干、威化饼、面包和面食等,学者们开始更加关注这些化合物在加工后的保留情况、变化规律以及生物利用度(de Morais Cardoso et al., 2017; Espitia-Hernández et al., 2022; Khoddami et al., 2023; Mohamed et al., 2022; Taylor et al., 2006)。
本研究的主要目的是系统梳理过去十余年来关于欧洲不同农业生态区种植的高粱的营养及功能特性的相关科学文献,重点分析原始高粱及经过加工的高粱制品中的生物活性化合物含量及其抗氧化能力。本综述的独特之处在于整合了该领域的最新研究成果,并对欧洲高粱的特性进行了全面对比,从而及时呈现当前的相关研究进展。
高粱是一种具备气候适应性、营养丰富且生化特性多样的谷物,它在可持续农业、食品加工以及预防性营养领域发挥着至关重要的作用。在气候变化正在改变农作物种植结构、消费者对功能性食品需求日益增长的欧洲,高粱作为一种具有战略意义的作物,有望同时提升农业的可持续性以及人类的健康水平。