高粱
——小作物大用途

唐三元 謝旗

（中國科學院遺傳與發育生物學研究所 植物基因組學國家重點實驗室，北京 100101）

高粱［Sorghum bicolor（L.）Moench］起源于干旱、炎熱、貧瘠的非洲大陸，惡劣的生境條件使高粱具有很強的抗逆能力，與其他禾谷類作物相比較，高粱具有較強的抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐貧瘠、耐高溫等抗逆特性；高粱是世界五大作物之一，屬于C4作物，光合效率高，生物產量高。高粱的用途很廣泛，可食用、飼用、釀造用、生物能源用、化工材料用等。

高粱是非洲和亞洲半干旱地區數百萬人的主要糧食作物。這種谷物可用于烘焙、擠壓和其他谷類產品（面包、餅干、膨化小吃、意大利面、早餐谷類食品等）時，作為其他谷物的部分或完全替代物。高粱提供了許多功能和健康方面的好處，它是碳水化合物、蛋白質、微量營養素和具有營養特性的植物化學物質的良好來源；它含有蛋白質（10%）、脂肪（2%）、碳水化合物（68%）和膳食纖維（10%）。高粱中較高水平的膳食纖維、微量營養素含量、碳水化合物的復雜性質以及具有促進健康特性的植物化學物質，為這種粗糧作為“健康谷物”提供了保障。高粱蛋白質和淀粉在籽粒中的消化率相對較低，在體重和肥胖控制方面具有很大的潛力。由于高粱淀粉的消化速度較慢，血糖指數較低，它在消化道停留的時間比其他谷物粉或面粉替代品中的淀粉還要長。高粱籽粒中富含多酚，特別是濃縮單寧，是管理肥胖的天然抗氧化劑。高粱谷物是營養食品的潛在來源，如抗氧化劑、酚類物質和降低膽固醇的蠟，可在保健工業中發揮突出作用。另外，高粱籽粒蛋白質的氨基酸組成不平衡，人體必需的賴氨酸和色氨酸含量少，需要進一步的改良。

高粱除了用作食物外，還被用作反芻動物、豬和家禽的重要飼料。使用谷物作為動物飼料一直是全球高粱使用的一個重要方面。高粱是一個重要的飼料來源，特別是在澳大利亞、美國、泰國、日本和歐洲。在北美，高粱作為飼料的利用率為97%，在亞洲為27%。在我國由于農業結構調整和優化，畜牧業的發展將會促進高粱產業的發展。高粱籽粒作飼料的生產效能高于大麥和燕麥，與玉米差不多。高粱籽粒在配合飼料中加入10%-15%，可以預防動物疾病，提高成活率；喂飼育肥豬，可使瘦肉率由51%提高到58%。我國飼料高粱的缺口很大，每年進口幾百萬噸，需求也在逐年增加。高粱也是我國釀酒產業中的重要原料，聞名中外的“茅臺”、“五糧液”等，都是以高粱為主要原料釀造而成，形成了我國獨特風格的釀酒業。我國生產的粒用高粱大部分用于釀酒業。

甜高粱是粒用高粱的一個變種，作為一種新興的優質牧草它具有生物產量高、適應能力強、營養價值高、適口性好、抗逆性強的特點，可在邊際土地種植；作為飼料，甜高粱可直接青飼，也可以做成干草或青貯，用于飼喂牛、羊、驢、魚、兔、鵝等。近年來，有關甜高粱的研究利用越來越多，甜高粱作為優質飼料受到企業和農牧民的廣泛關注和重視，在國內外種植面積逐年擴大。飼用甜高粱的引進對于豐富飼料來源、改善牛羊的飲食結構、增加肉奶產量提高肉奶品質有著很好的促進作用，未來對于滿足我國市場肉類需求、保障畜牧業可持續發展具有重要意義。甜高粱也是一種很好的生物能源原料，已有的研究結果顯示甜高粱每公頃能產乙醇6 100 L，要高于甘蔗、木薯和甜菜，遠高于玉米和水稻；同時甜高粱作為能源植物也能實現不與糧爭地，不與民爭糧，合理利用邊際土地。此外，高粱渣還可用于生產從纖維素和半纖維素中提取的二代生物燃料。甜高粱的各種加工選擇除乙醇外，丙酮、丁醇、乳酸、丁酸等也是發酵產物。

高粱還用于生產植物油、黏合劑、板材、蠟、染料、紙張和布等。有些品種的高粱殼中含有大量的花青素和酚酸，高粱花青素據報道比果實花青素更穩定，可作為具有功能性的天然食品色素。高粱單寧可作為抗氧化劑補充劑，也可作為肥胖者的抗壞血劑。高粱中的其他酚類抗氧化劑也可用作天然食品防腐劑、抗氧化劑和治療劑等。

高粱將重新成為一種重要的糧食、飼料、能源和加工工業作物，隨著各個產業的發展，必然會對高粱新品種提出更新、更高的要求，這就需要加大和加快高粱的基礎理論研究，最終培育出各種用途的高粱，滿足高粱生產和產業發展的需要。

本期“高粱專題”邀請了國內長期從事高粱研究的一些專家，他們分別報道了高粱雄性不育系和參與甜高粱耐冷基因的研究，對高粱粒重、糯高粱在釀酒中的作用、甜高粱莖稈持汁性及甜高粱用作青貯飼料等研究進行了全面的綜述。期待更多有志從事植物學研究的學者加入到高粱的研究隊伍中。值此主題專刊出版之際，謹向所有提供稿件的同行及審稿專家致謝。