谷子的发展与营养

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中国农业大学:沈群 教授

沈群:女,博士,中国农业大学食品科学与营养工程学院教授、博士生导师,青海省“昆仑英才”柔性引进人才、国家现代农业产业技术体系岗位专家,中国食品科学技术学会植物基分会秘书长、中国作物学会粟类作物专业委员会副会长、中国食品科学技术学会面制品分会常务理事、国际谷物科技协会(ICC)会员,Frontier、Nutrients等期刊专栏编辑。

现主要从事杂粮加工适用性及杂粮组分功能特性、淀粉及变性淀粉的变性机理及应用等方面的科研与教学工作。主持完成“十三五”国家重点研发计划“传统杂粮加工关键新技术装备研究及示范”项目1项,“十一五” “十二五”“十三五”国家科技支撑计划、国家重点研发计划、国家自然基金、农业部行业公益以及地方科技科研项目30余项。担任国家粮食产业(青稞深加工)技术创新中心主任、国家谷子高粱产业技术体系功能研究室主任。

主、参编《食品安全与日常饮食》《谷物加工工艺学》《食品专业英语》等教材专著6部;
发表中英文学术论文150余篇,获国家发明专利12项。曾荣获长城食品安全科学技术特等奖1项、中国食品科学技术学会技术进步一等奖2项、科技部食品非热加工创新团队等奖励10余项。

粟类作物是一类籽粒小、抗旱、耐贫瘠的一年生作物的统称,多种植和消费在亚洲和非洲的发展中国家,我国栽培面积比较大的是谷子和糜子。谷子是我国北方旱作农业起源的代表,在8000年左右完成驯化并开始种植,是中华民族的哺育作物。谷子脱壳后即为小米,是我国北方居民常见的食物。

本专栏的5篇文章介绍了从国内外主要粟类作物的种植、研究及产业化概况,到我国谷子种植历史的演变;
从新中国成立以来我国谷子育种发展的几个阶段以及各阶段育种目标和代表性品种,到小米健康功效及提高营养价值的加工研究,全面展示了谷子历史、育种、加工、功能研究的现状,从一个角度映射出我国科学家从田间到餐桌所做出的努力。

由中国农业大学食品科学与营养工程学院沈群教授等撰写的专栏文章之一《国内外主要粟类作物的种植、研究及产业化概况》,综述了粟类作物种类及各国产量;
从各国在粟类作物的科研投入及产出角度,梳理了各国在该领域的竞争及当前研究热点;
介绍了国内外传统的和工业化的粟类产品。阅读详见P51-P59。

由河北省农林科学院谷子研究所副所长李顺国研究员团队撰写的专栏文章之二《中国谷子种植历史演变及未来发展方向》,综述了粟作在粮食作物中地位的演变。从夏商周开始的粟作原始生产技术向传统农业技术过渡,春秋战国时期粟作栽培技术的突破,秦汉时期粟作种植区域的扩大及魏晋南北朝时期繁盛阶段,以及隋唐时期开始随着稻、麦地位的上升,粟作地位的衰退,展望了谷子特色品种发展方向。阅读详见P60-P67。

由河北省农林科学院谷子研究所所长程汝宏研究员等团队撰写的专栏文章之三《新中国成立以来谷子育种的主要研究进展》,综述了新中国成立以来,我国谷子育种发展的几个阶段以及各阶段育种目标和代表性品种。从高产、多抗育种阶段,到优质与高产、适合机械化生产的品种,再到新型抗除草剂品种、高谷蛋白品种、高抗性淀粉品种等专用品种,展示了生物育种取得的进步。阅读详见P68-P75。

本专栏主持沈群教授与北京工商大学食品与健康学院任欣副教授等团队还撰写了专栏文章之四《小米饲料干预对高脂膳食联合STZ诱导糖尿病大鼠肠道菌群的影响》。采用16S rRNA高通量测序技术,从横、纵两个维度比较了高脂饲料联合STZ诱导糖尿病大鼠经小米饲料饲喂后肠道微生物结构、组成及相对丰度的变化,展现了小米对肠道微生物结构的影响,为进一步了解小米健康功效提供参考。阅读详见P76-P84。

河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所副所长刘敬科研究员团队撰写了专栏文章之五《糙小米发芽过程中游离氨基酸的变化分析》,研究了发芽过程中温度和时间对糙小米游离氨基酸的影响,并分析了发芽糙小米中的游离氨基酸变化。结果表明发芽可使糙小米21种游离氨基酸组分有不同程度的增加,为小米深加工提供了参考。阅读详见P85-P94。

本专栏以历史视角纵向展示了谷子的历史、育种的进步;
以全球视角横向展示了各国在基础研究领域的博弈;
以微观视角向消费者介绍了小米的营养及功效。在《粮油食品科技》2022年第4期汇聚展现了在粟类作物领域中我国科技工作者的小部分足迹。由于篇幅有限,内容远不全面,仅供广大同仁交流探讨。

——中国农业大学 沈群

2022年5月20日于中国·北京

(备注:上图源自专栏文章之一《国内外主要粟类作物的种植、研究及产业化概况》。)

河北省农林科学院 谷子研究所程汝宏 研究员/所长/主任

程汝宏:男,硕士,研究员,河北省农林科学院谷子研究所所长、兼国家谷子改良中心主任,国家谷子高粱产业技术体系遗传改良研究室主任、夏谷育种岗位科学家;
享受国务院特殊津贴专家、河北省省管优秀专家。

自1987年以来,一直从事谷子遗传育种与轻简栽培研究。曾主持国家重点研发、国家“863”、国家科技支撑计划等项目。主持育成谷子新品种26个;
在国内外首创了3种抗除草剂谷子育种材料并利用抗除草剂基因实现了以化学间苗、化学除草为核心的谷种轻简化栽培;
获省级以上科技奖励17项,其中国家科技进步二等奖1项,河北省科技进步一等奖2项、二等奖3项;
获发明专利5项;
主、参编著作11部,发表论文60余篇。

河北省农林科学院 谷子研究所李顺国 研究员/副所长

李顺国:男,硕士,研究员,河北省农林科学院谷子研究所副所长,河北省“333”一层次人选、河北省政府特殊津贴专家,国家谷子改良中心副主任,中国作物学会粟类作物专业委员会会长,国家谷子高粱产业技术体系产业经济研究室主任、岗位专家。主要研究方向为杂粮产业经济与栽培技术。承担国家现代农业产业技术体系、国家重点研发专项、国家科技支撑计划、农业部行业科研专项、河北省渤海粮仓等省部级以上课题20余项,以第一作者(通讯作者)发表论文100余篇,出版著作4部,获得省级以上成果10项,制定技术规程、团体标准15项,获得国家发明专利、计算机软件著作权20余项。

河北省农林科学院 生物技术与食品科学研究所刘敬科 研究员/副所长

刘敬科:男,博士,研究员,河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所副所长。美国田纳西大学访问学者,国家现代农业产业技术体系岗位科学家、河北省“省直青年岗位能手”,中国作物学会粟类作物专业委员会副秘书长、第三届河北省食品安全专家委员会委员、河北省食品学会副秘书长。长期从事健康谷物食品和粮油功能食品的研发,主持国家现代农业产业技术体系项目、国家自然基金项目、国家重点研发课题、河北省科技支撑、河北省自然基金等项目10余项,发表论文54篇、其中SCI/EI论文20篇,授权国家发明专利12项,鉴定成果6项,参与起草国家粮油行业标准3项。

北京工商大学 食品与健康学院任欣 副教授

任欣:女,博士,北京工商大学食品与健康学院副教授,硕士生导师,主要研究领域为杂粮营养与健康。现任国家粮食产业(青稞深加工)技术创新中心分中心负责人,主持国家自然科学基金青年项目1项、北京市教委科技计划一般项目1项、企业横向课题4项,参与国家重点研发计划项目2项、国家现代农业产业技术体系项目1项,申请国家发明专利2项,发表SCI/EI论文30余篇。获2020年中国食品科学技术学会科技创新奖技术进步一等奖(排名第五)、2020年第三届长城食品安全科学技术奖特等奖(排名第二)。

图2 小米饲料干预对糖尿病大鼠肠道微生物在纲、目、科水平的影响

图5 属水平上丰度排名前30的细菌与血糖血脂的相关性分析

图8 不同温度和时间下发芽糙小米游离氨基酸组分的变化

图9 不同温度和时间下发芽糙小米游离氨基酸组分的变化

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