高粱功能成分單寧的研究進展

南懷林 曹 雄 梁曉紅 劉 靜 張瑞棟 王頌宇

（山西農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟作物研究所 汾陽032200）

高粱是世界上五大谷類作物之一，也是世界上最古老的禾谷類作物之一[1]。具有抗旱、耐澇、耐瘠、高產(chǎn)等特點，是中國北方重要的糧食作物，在旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位[2]。近年來，隨著人民生活水平的提高，高粱籽粒多用于釀酒，而籽粒中單寧的含量對酒的品質起著決定性的作用。因單寧在釀酒過程中通過微生物作用產(chǎn)生丁香酸和丁香醛等芳香味化合物，增加了白酒的風味，使中國白酒具有獨特的色、香、味，同時還能夠在發(fā)酵過程中抑制有害微生物，提高出酒率[3]。高粱籽粒中的單寧屬縮合單寧,對人和動物無害，在生物系統(tǒng)中，可作為金屬離子螯合劑、蛋白質沉降劑和生物抗氧化劑，具有較好的收斂、止血、抗氧化作用，受到人們的關注[4]。筆者就近年來有關對高粱單寧含量及功能性的研究進了綜述。

1 高粱品種資源含單寧情況

朱志華等[5]對“十五”期間存入國家種質庫的532 份高粱種質資源的品質分析表明，單寧含量范圍為（1.16±0.62）%，變幅為0.01%～2.64%，變異系數(shù)為53.87%。于紀珍等[6]對中國歷年推廣的71 份雜交種單寧含量的分析表明，單寧含量范圍為（0.95±0.44）%，變幅為0.10%～1.81%，變異系數(shù)為46.42%。毛祥等[7]對5 種釀酒高粱單寧含量進行測定結果表明，紅矛六號高粱的單寧含量最高，為0.70%；大高粱、宜賓紅皮糯高粱、瀘州紅皮糯高粱的單寧含量次之，分別為0.63%、0.61%、0.50%； 美國高粱單寧含量最低，為0.28%。陳淑等[8]測定不同類型的高粱單寧含量表明，糯高粱單寧含量最高，平均為1.56%；黑殼高粱單寧含量平均為1.14%； 紅殼高粱單寧含量平均為1.02%；黃殼高粱單寧含量平均為0.94%；白高粱單寧含量很低,平均為0.80%,最低為0.30%。肖夢穎等[9]測定了16 個有代表性的遼寧省地方高粱品種的單寧含量結果表明，所有測試品種單寧含量均低于0.50%。其中，紅殼棒子（0.38%）和大紅糧（0.41%）單寧含量相對較高，黃殼白高粱 （0.15%）、錦粱9-2（0.14%）、真白粱（0.12%）單寧含量均在0.20%以下。蘇德峰等[10]研究高粱籽粒中單寧的遺傳規(guī)律表明，單寧在后代中的性狀遺傳能力很強，且主要受基因控制，受環(huán)境影響較小，能穩(wěn)定遺傳，可在早代對雜交后代進行選擇。

2 不同地域對高粱單寧含量的影響

劉娟等[11]測定4 個不同地方品種間單寧含量均存在顯著差異，高鎮(zhèn)鎮(zhèn)品種和石灣鎮(zhèn)品種單寧含量均高于平均水平，高鎮(zhèn)鎮(zhèn)品種單寧含量最高，達到1.87%；石灣鎮(zhèn)品種單寧含量次之，為1.62%；波羅鎮(zhèn)品種單寧含量為1.14%； 塔灣鎮(zhèn)品種單寧含量最低，僅有0.45%。袁蕊等[12]研究南北幾種高粱品質結果表明，南方糯紅高粱單寧含量較高，而北方粳高粱含量很低。其中國窖紅1 號、青殼洋、瀘糯八號、黑龍江粳高粱、內蒙粳高粱以及遼寧粳高粱單寧含量分別為1.43%、1.44%、1.38%、0.09%、0.11%、0.08%。衛(wèi)永太等[13]測定了中國華北地區(qū)、東北地區(qū)、華東地區(qū)、華中地區(qū)、西南地區(qū)、西北地區(qū)、華南地區(qū)、臺港澳地區(qū)高粱品質，結果表明，各生態(tài)區(qū)單寧含量在0.07%～1.13%之間，平均含量0.74%，西北地區(qū)的最低而華南地區(qū)的最高。于紀珍[14]等對山西、遼寧、內蒙古、黑龍江和吉林5 省主要高粱雜交種品質比較研究結果表明，單寧含量為吉林（1.18%）>山西（1.15%）>內蒙古（1.05%）>黑龍江（0.89%）>遼寧（0.83%）。

3 土壤肥水對高粱單寧含量的影響

王勁松等[15]對不同肥力影響高粱品質的研究結果表明，低肥力不施肥高粱籽粒淀粉和單寧含量最高，高肥力施肥明顯降低籽粒單寧含量。聶友果等[16]不同施氮時期影響高粱品質的研究結果表明，抽穗期追施氮肥最有利于茅粱1 號植株的氮磷鉀吸收，單寧含量最適合釀造醬香型白酒的要求。單寧含量為抽穗期追施氮肥處理 （1.82%）>拔節(jié)期追施氮肥處理（1.77%）>開花期追施氮肥處理（1.73%）>移栽期一次性施氮肥處理（1.72%）>不施氮肥處理（1.61%）。楊廣東等[17]高寒地區(qū)不同氮肥水平影響品質的研究結果表明，籽粒單寧含量隨著氮肥的增加而減少，單寧含量依次為不施氮肥處理（1.92%）>純氮用量為100 kg/hm2處理（1.53%）>純氮用量為200 kg/hm2處理（1.47%）>純氮用量為300 kg/hm2處理（1.42%）。王勁松、焦曉燕等[18]氮磷鉀營養(yǎng)影響粒用高粱品質的研究結果表明，施肥對高粱籽粒單寧含量有明顯的影響，NPK 處理籽粒單寧含量最高，單寧含量為NPK（N 225 kg/hm2、P2O560 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2）（13.67 g/kg）處理>NP（12.60 g/kg）處理>CK（不施肥）（11.83 g/kg）處理>NK（11.64 g/kg）>PK（11.14 g/kg）處理。史麗娟等[19]不同灌水量影響高粱籽粒品質的研究結果表明，隨著灌水量的增加，高粱籽粒單寧含量呈現(xiàn)顯著下降的趨勢，單寧含量為灌水60 mm（CK）（1.58%）>灌水90 mm處理（1.55%）>灌水120 mm 處理（1.36%）>灌水150 mm處理（1.31%）>灌水180 mm 處理（1.20%）>灌水210 mm處理（1.11%）。

4 栽培模式對高粱單寧含量的影響

龍文靖等[20]對不同糯高粱品種春夏播影響品質的研究結果表明，春播單寧含量明顯高于夏播。其中春播川糯梁1 號、瀘糯13 號、金糯粱1 號、郎糯紅1 號、國窖紅1 號、國窖紅3 號單寧含量分別為1.32%、1.94%、2.20%、1.80%、1.93%、1.70%； 夏播川糯梁1 號、瀘糯13 號、金糯粱1 號、郎糯紅1 號、國窖紅1 號、國窖紅3 號單寧含量分別為0.81%、1.26%、1.05%、1.26%、1.57%、1.54%。張瑞棟等[21]對播期影響高粱營養(yǎng)品質的研究結果表明，高粱籽粒單寧含量隨播期的推遲呈降低趨勢。其中遼雜11 號播期4 月30 日、5 月14 日、5 月28 日3 個處理單寧含量分別為5.73 g/kg、5.47 g/kg、4.47 g/kg；沈雜5 號播期4 月30日、5月14日、5月28日3個處理單寧含量分別為2.00 g/kg、1.47 g/kg、1.33 g/kg。奚江等[22]對21 個高粱品種頭季和再生季品質指標的測試分析結果表明，不同品種間頭季和再生季單寧含量存在顯著差異，不同品種兩季間的差異不同。頭季中單寧含量，茅高8 號最高，晉粱白2 號最低；再生季單寧含量，川糯粱15 號最高，茅高9 號最低。張國兵等[23]對不同株行距影響高粱紅粱豐1 號品質的研究結果表明，隨著行距和株距的增加，單寧含量表現(xiàn)為先降低后增加。其中行距60 cm 處理單寧含量為1.54%、70 cm 為1.49%、80 cm 為1.55%； 株距20 cm 處理單寧含量為1.57%、25 cm 為1.48%、30 cm 為1.53%。

5 高粱單寧的功能

5.1 改善釀造風味

丁國祥等[24]研究表明，單寧是多酚類物質，在白酒的釀造中起著至關重要的作用，不僅能夠抑制雜菌的生長，而且在釀造過程中所產(chǎn)生的丁香酸、丁香醛等物質賦予了酒體獨特的香味。蔣蘭等[25]研究表明，在釀酒過程中，單寧含量為0.50%～1.50%時能抑制一些雜菌的生長而產(chǎn)生香味物質，使酒散發(fā)出醇香細致的風味，但單寧含量大于3.00%時，會使白酒帶有苦澀味。楊玲等[26]研究表明，在發(fā)酵的第1 天和第3 天，不含單寧酒醅的細菌種群多樣性高于含單寧酒醅的，但之后卻完全相反。單寧含量對細菌種群差異的貢獻率為2.39%，芽孢桿菌屬（Bacillus）、腸球菌屬（Enterococcus）、類芽孢桿菌屬（Paenibacillus）與單寧含量呈顯著負相關（P＜0.05）。田曉紅等[27]研究表明適量的單寧對老陳醋風味的形成至關重要，也是其風味特色之一。李永壽[28]和李奇[29]研究表明高粱原料中單寧含量的不同可使山西老陳醋形成不同的風味。

5.2 改善養(yǎng)殖效益

鄧奇風等[30]研究表明，飼料中添加適量的植物單寧，不僅能防腐、抗氧化，還能通過改善畜禽生產(chǎn)性能提高養(yǎng)殖效益。陳寶江等[31]研究表明，單寧抑制肉仔雞的前期生長，但是顯著改善后期的生長速度和飼料報酬，也可提高生長后期肉仔雞淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性。王妍君等[32]研究表明，在反芻動物方面，一定單寧含量的飼料有利于提高反芻動物利用蛋白質的效率，同時，還可降低反芻動物膨脹病的發(fā)生。

5.3 藥用價值

中醫(yī)認為高粱性味甘平、微寒，有和胃健脾、消積的功效。美國科學家研究發(fā)現(xiàn)單寧有增加人體免疫力功能的作用,食用單寧含量適中的高粱對預防人體衰老,動脈粥樣硬化、缺血性心腦疾病、糖尿病等一些老年性疾病有好處。胡雅迪[33]研究表明，在高粱中，和單寧結合的蛋白質主要有醇溶蛋白和一部分脯氨酸含量高的蛋白質，從而降低動物對蛋白質的消化和吸收。盧敏等[34]研究表明，高粱中含有的食物纖維利于代謝廢物的排出，具有“負營養(yǎng)”的作用。王紅育[35]研究表明，高粱中含有二十烷醇的多酚復合物和高粱蠟的高抗氧化水平，對健康有獨特的益處，對于保護心血管的健康至關重要。

6 小結

綜上所述，高粱中單寧含量及功能性的研究已取得一定進展。但高粱中單寧含量的遺傳效應及基因控制研究較少，同時，不同地域、土壤肥力、栽培模式對高粱單寧含量的影響還需深入系統(tǒng)地研究。