宋 昱,于章龍,謝颯英,蔡 岳,謝三剛
(山西省農業科學院棉花研究所,山西運城 044000)
我國是世界上小麥總產量和消費量最大的國家[1]。小麥在我國廣泛種植,成為僅次于水稻的第二大重要糧食作物。小麥屬于禾本科植物,是世界第二大糧食作物,富含淀粉、蛋白質、脂肪、礦物質、維生素等人類不可或缺的重要營養物質。近年來,隨著社會經濟的發展和生活水平的進一步提高,人們越來越關注谷類作物中微量營養元素、功能性膳食纖維和植物生物活性物質對人體營養和健康的作用,營養和健康已成為近10年國際小麥品質研究的主題[2-3]。
黑小麥是禾本科一年栽培的農作谷物,屬于優質特色專用小麥谷物資源[4]。黑小麥籽粒顏色呈現深黑色、紫色、深藍色等,不僅具有普通小麥的一般特征,還具有獨特的營養和保健功能,屬于重要的天然黑色谷物資源[5-6]。目前,我國黑小麥種植面積小,食用加工種類少,科學研究主要集中在傳統遺傳育種方面,而對其有機栽培模式、加工特性、產品研發及營養價值的應用研究較少,特別是落后的加工嚴重制約了黑小麥產業的發展和推廣。
運城市是山西省小麥主產區,小麥種植面積占全省50%左右,總產量占全省65%以上,是一個傳統的農業大市。運城市地處北緯 34°35′~35°49′,與美國、加拿大等世界優質小麥主產區相當,同處小麥生產的黃金帶。運城平均海拔350~400 m,無霜期平均在188~238 d,平均降水為510.7 mm,日照充足。在小麥生長的中后期(5月),運城氣溫高、降雨少、晝夜溫差大,非常有利于小麥蛋白質的積累。另外,運城地處黃淮海北部強筋、中筋優勢麥區,黃土層肥厚、磷鉀豐富,小麥營養價值高。比如,類胡蘿卜素含量達到其他區域小麥的2倍左右,容重780 g/L以上,特一粉出粉率達到67%,蛋白質平均含量達到13%以上,濕面筋平均含量36%,各項指標均符合國家優質小麥標準。更為難得的是,在運城,強筋、中強筋、中弱筋小麥都適合生長,能夠滿足各類不同面粉的加工生產需求。
山西省農業科學院棉花研究所特色小麥課題組自20世紀90年代起就開始征集各種黑小麥資源,目前課題組擁有100余份優質黑小麥資源,30余份優質特色品系,且選育出省審品種河東烏麥526、運黑28、運黑161、運黑14207等黑小麥新品種和運糯32號糯小麥新品種。其中,運黑161屬于中強筋紫黑色小麥新品種,蛋白質、花青素,以及鐵、鋅等礦物質含量高,適合加工面包、饅頭、面條等。運黑14207屬于中弱筋藍色小麥新品種,微量元素硒含量較高,適合加工蛋糕、餅干及黑小麥功能食品等。運糯32號、運紫糯1號屬于糯性小麥品種(系),適合加工元宵、湯圓、油糕糯性食品等。因此,在充分發揮科研院所綜合優勢的同時,從提高小麥品質等方面加強選育研究,以優質豐富的種質資源和強大的品種選育科研能力為運城市乃至山西省優質小麥發展提供充足的種質資源保障。
自2018年起,運城市委市政府就出臺了《運城市小麥產業發展行動方案》和《“運城面粉”品牌創建行動方案》,列出了商標注冊、質量標準、產業聯盟、精深加工、文化內涵、管理體系、品牌宣傳等7項重點工作,并就黑小麥等特色小麥產業發展提出了規劃與建議。如此“高位推動”和戰略決策,凝聚出特色小麥高質量發展的強大合力。
黑小麥屬于功能農業,功能農業作為農業發展的第3個階段,側重于增加農產品的健康內涵。通過引入對功能農產品的個性化設計,讓最具優勢的農產品主產地脫穎而出,放大、固化優勢,并且借機打造品牌。因為功能農業技術使農產品的差異化,從食品制造過程前移至農業種植中,所以農產品的個性化設計成為可能,也就能使所生產的功能農產品不一樣。
習近平總書記說過,有機旱作是山西農業的一大傳統技術特色。山西少雨缺水,保護生態、節水發展是農業的必由之路。要堅持走有機旱作農業的路子,完善有機旱作農業技術體系,使有機旱作農業成為我國現代農業的重要品牌。雖然運城農業灌溉水平整體較高,但堅持開展有機旱作、有機水作的綠色農業,節約用水依然十分必要。主要是由于科學家發現農藥、化肥等農業投入品,會帶來有害成分進入農副產品,特別是一些高毒、高殘留的農藥,一些含氮化肥的過量使用,使得土壤、農產品中硝酸鹽含量的大幅提高,嚴重破壞了土壤生態,造成了土壤板結。因此,要加大力度創新栽培模式,在有機旱作傳統技術的基礎上因地制宜,研究適合優質特色專用黑小麥新技術。
充分利用鄉村振興戰略,建立全新的產業體系、生產體系、經營體系、管理體系、創新體系及其相應的社會支撐體系。積極發展股份合作制、合作制、股份制等組織形式,打造利益共同體和命運共同體。確立“基在農業、利在農民、惠在農村”的基本思路。積極探索發展“農戶+合作社+加工流通企業”模式和“公司+基地+合作社+農戶”等各種融合模式,讓農民參與一二三產業融合發展的全過程,增強參與能力,分享發展成果。并著力發展黑小麥加工業,延長產業、價值、增收鏈,發展營養健康產業、休閑農業和鄉村旅游,打造農業與文化生態休閑旅游融合發展新業態。
稷山麻花、稷山餅子、永濟餃子、永濟石子餅、永濟扯面、聞喜煮餅、聞喜花饃等都屬于小麥面粉食品,且受到越來越多消費者的喜愛。一方面,在對各種特色食品加工工藝、面粉特性等研究的基礎上,制定黑小麥相關產品的地方標準,從而指導產業開發;另一方面研發黑小麥麻花專用粉、餅子專用粉、餃子專用粉等各種小吃專用粉,以特色面粉開發帶動專用面粉加工與配粉的發展,從而帶動特色黑小麥產業發展。
發揮科研院所的綜合優勢,從提高黑小麥特殊品質等方面加強選育研究,以優質豐富的種質資源和強大的品種選育科研能力為黑小麥發展提供充足的品種保障。山西省農業科學院各研究所等擁有谷物檢測實驗室,擁有面筋指數測定儀、拉伸儀、粉制儀等小麥粉指標專用測試儀器,在區域化種植、規模化生產的基礎上,對不同品種小麥的品質特性、加工特性及配粉特性可以進行科學試驗,為不同需求配制不同指標的面粉,從而更加適合專用粉的要求。另外,充分發揮山西農谷專項建設對小麥初加工及精深加工研究提供平臺。
21世紀初,國際上啟動了倡導全谷物食品的健康谷物項目,旨在提高谷物中有助于降低膽固醇含量、調節血糖代謝和降低心腦血管等疾病發病率的植物生物活性物質含量[7]。同時,近幾年中央一號文件對保健功能食品發展指明了方向,要求加強新食品原料,藥食同源食品開發和應用。加強現代生物和營養強化技術研究,挖掘開發具有保健功能的食品。優質特色專用黑小麥功能食品研發可從以下幾方面研究,一是微量營養元素提升工程,包括黑小麥鐵、鋅及維生素A等微量元素提升工程;二是植物生物活性物質富集工程,包括黑小麥等雜糧發芽過程中生物活性物質富集機理以及特殊蛋白等富集工程;三是黑小麥全谷物食品健康工程,包括全谷物中膳食纖維、酚類物質等研發工程,全谷物主食開發工程等。