《生命世界》杂志由中国科学院主管，中国科学院植物研究所、中国植物学会和高等教育出版社联合主办，于2...

  水稻是中国传统主食。稻米的胚、糊粉层和种皮富集微营养和功能性活性成分，如维生素、铁、锌等微营养元素及γ-氨基丁酸（GABA）、谷维素、膳食纤维等多种活性因子。功能性稻米是指除含有人体生长、发育所必需的7大营养素外，还含有一些不提供营养但对人体生理功能起调节和平衡作用的特殊成分的特异水稻，它能起到增加生理防御机制、预防特殊疾病、帮助特殊疾病的恢复、延缓衰老及控制体力和精力状况等作用。

  对我国以稻米为主食人群常见病的统计资料显示，我国48%的哺乳妇女、42%的孕妇、40%的儿童、36%的未孕未哺乳妇女及26%的学龄儿童患有缺铁性贫血，糖尿病患者总人数超过6 500万，高血压患者超过1亿，维生素A缺乏人数超过4 000万，肾病患者人数也在不断增多。因此，发掘富含功能性成分稻种资源，进行功能型品种培育，对于提高稻米的附加值，促进农民种稻的积极性具备极其重大意义。

  我国历来就有药食同源的传统，科学合理的膳食结构可提高人体的生理机能，预防慢性病。下面就向大家介绍几种对人体健康有很大好处的功能性稻米品种。

  γ-氨基丁酸是一种非蛋白质氨基酸，系谷氨酸经由谷氨酸脱羧酶催化转化而成。γ-氨基丁酸在主食稻米中含量甚微，而在米胚中含量颇丰。

  巨胚水稻是以具有特别大的胚为特征的一种特异水稻。日本早在20世纪80、90年代就利用化学诱变的方法获得了巨大胚突变体，随后我国的一些科研单位在此基础上也培育出多个巨胚水稻品种。

  巨胚水稻是一种富含高营养功能性专用稻。巨大胚稻米浸水后，γ-氨基丁酸较普通稻米飞速增加。γ-氨基丁酸对于降压、镇定神经、健脑和增强记忆等具备比较好疗效，富含γ-氨基丁酸功能性稻米的研究开发，对采取食疗预防和治疗高血压具备极其重大意义。

  有色稻是指种皮带有色泽的水稻，包括黑米、紫米、红米、绿米和黄米等。有色稻富有丰富的蛋白质、赖氨酸、脂肪、碳水化合物、维生素、矿质元素、膳食纤维，同时含有黄酮、生物碱、强心疳、花青3-葡萄糖苷等生理活性物质。食用有色稻对身体大有裨益。

  绿米和黄米我们一般比较少见，很常见的是黑米、紫米和红米等。它们通常作为糙米食用，营养价值较高，同时具有一定的药用价值。根据《本草纲目》记载，黑米具有补中益气、滋阴补肾、明目活血等功效。临床试验证实黑米和红米具有降血脂、抗动脉硬化功能。传统的代表性品种有江苏的鸭血糯、陕西的黑珍珠、云南的接骨糯、河北的胭脂米、广西的东兰黑米等。

  低水溶性蛋白水稻是一种水溶性蛋白含量较低的水稻品种，食用这种水稻人们的身体吸收的水溶性蛋白很少，在体内转化为葡萄糖的量也会随之减少，因而这种水稻的热量比一般大米低，很适合糖尿病及肾病患者食用。

  糖尿病及肾病患者由于肾功能出现障碍，食用高于4%含量的水溶性蛋白稻米就会加重病情，而普通稻米中含有9%的水溶性蛋白质，当人们的身体吸收过量蛋白质后，它会转化为脂肪和糖类，因此，患者只能进食代用品或改变饮食结构来降低水溶性蛋白的摄入量。

  低水溶性蛋白水稻中的水溶性蛋白含量只有3.1%～4%，这使得在食用等量的低水溶性蛋白大米后，不会因摄入过量热量而使血糖、血脂升高，有利于预防和辅助治疗糖尿病及肾病。

  作为世界第四大营养缺乏病之一的维生素A缺乏症，极度影响人体特别是婴幼儿和孕妇的身体健康，这样的一种情况在发展中国家的低收入人群中尤为突出。据世界卫生组织公布，全球受维生素A缺乏威胁的人口高达5.6亿，其中很多是学龄前儿童。因维生素A的缺乏，全世界每年有100万～250万人死亡，25万～50万学龄前儿童致盲，干眼病患者高达1 000万人以上。联合国教科文组织预计，补充维生素A可使23%左右的儿童脱离死亡的危险。

  我国1992年全国营养调查表明，我国人均每日维生素A的摄入量仅达到供给量的61.7%，农村更低，仅达供给量的55.2%。北京儿科研究所2003年组织的中国儿童维生素缺乏情况调查表明，维生素A缺乏儿童占11.7%，可疑缺乏者占39.2%。

  转基因金稻就是针对这一疾病而研制的，它指的是含转β-胡萝卜素合成酶基因的水稻，因稻米颜色呈金黄色而冠名以金稻。β-胡萝卜素是类胡萝卜素家族中的一员，被人体摄入后，可直接被肠壁细胞消化吸收，或者转化成维生素A。因此，β-胡萝卜素具有两种相互独立的功能，即作为维生素A的前体和抗氧化功能。布卢姆伯格曾在总结1994年在柏林召开的第二届抗氧化剂维生素在预防疾病中作用的国际会议时提出，类胡萝卜素尤以β-胡萝卜素是维生素A的前体，而维生素A是人体所必需的微量营养成分。

  然而，普通水稻中类胡萝卜素或胡萝卜素只存在于植株绿色部分和稻壳中，但由于人们日常食用的精米为胚乳，而胚乳中缺少β-胡萝卜素或在结构上可作为维生素A合成的前体，因此，利用转基因技术来提高稻米中的β-胡萝卜素含量，无疑是解决维生素A缺乏症的有效办法，尤其对发展中国家低收入的人群意义重大。

  铁是人体必需的微量元素，它与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及其他含铁的酶类结合，参与机体内氧气和二氧化碳的转运和交换，并在组织呼吸和生物氧化等过程中起及其重要的作用。缺铁可导致缺铁性贫血的发生和不良怀孕，包括提高母婴的死亡率，影响婴儿的心智发育，降低免疫功能，增加疲劳感以及使工作效率低下等。据世界卫生组织1999年多个方面数据显示，世界上有近37亿的人口缺铁，其中20亿人患有缺铁性贫血症。未生育妇女中有40%，而孕妇中有50%的人患有缺铁性贫血。据不完全统计，缺铁是一个影响世界上30%人口的严重营养问题，致使这些国家或地区陷入“营养不良－劳动力丧失－生产率低下－经济发展滞后”的恶性循环之中，尤其是那些以植物性食物为主食的国家和地区。直到今天，增加膳食铁含量的唯一方法是使用昂贵的补充剂（以药片或者滋补剂的形式出现）；或者摄取均衡的饮食，包括食用富含铁的食物。然而，由于相关的费用过高和基本保健项目的资金太少，上述措施难以在发展中国家付诸实施，尤其对于生活在发展中国家的穷人，这一些方法都是不太现实的。

  目前有关富铁水稻的选育，主要采取两种策略：一是提高铁在稻米中的绝对含量，二是通过增加铁的生物有效性以提高其相对含量。目前，两种途径均已取得了重要的研究进展。

  在国外，有关专家成功利用转基因技术提高了稻米中铁的含量。日本九州大学和农业生物资源研究所从优质粳稻品种“越光”中筛选了“富含铁”突变体。该突变体含有可被人们的身体吸收的水溶性有机铁比普通品种高出3～6倍，适合贫血病人食用。2000年3月，该突变体通过正式品种审定，并进行大面积推广应用。1997－1999年由日本医学会组织的临床试验根据结果得出，贫血患者食用“富含铁”稻米，具有非常明显的补血效果。

  我国水稻种质资源丰富，已鉴定出许多铁含量较高的品种（系）。中国水稻研究所以及其他一些科研单位在高铁水稻育种方面开展了一系列的研究工作，包括高铁水稻资源的筛选、杂交与复交、诱发突变结合组织培养、DNA分子标记辅助选择等，同时对生物安全性、环境安全性和食物安全来进行广泛测试。

  此外，植物性食物中存在较多抑制铁吸收的因子，如植酸等。植酸是粮食作物中含量最丰富的含磷化合物，能与铁形成不溶性的铁盐，影响人体对铁的吸收。临床试验表明，食用低植酸突变体水稻的人群铁的吸收利用比食用正常品种的人群高50％。由此可见，培育低植酸水稻，有助于提高人体对铁等微量元素的消化吸收，是提高微量元素生物有效性与食品营养价值的重要途径。

  抗性淀粉是一种重要的功能成分，占膳食纤维的30%。欧洲抗性淀粉研究协会将抗性淀粉定义为“在健康人体小肠中不被消化的淀粉及淀粉降解产物的总和”。近年来的研究表明，人体食用高抗性淀粉食品后，血糖的升高量和血糖总量均明显低于食用其他碳水化合物，这对改善II型糖尿病的代谢控制拥有非常良好作用。此外，抗性淀粉还能显著地延长饱腹感的时间，减少脂肪生成，而且由于其本身能量远低于普通淀粉，可有实际效果的减少热能摄入，故对节制饮食、减肥和预防心血管疾病十分有益。美国、澳大利亚等发达国家的相关营养健康标准均认为，每人每天摄入抗性淀粉20～25克能产生非常明显健康效果。我国尚未有相应的标准，但目前城市居民平均每人每天抗性淀粉摄入量仅为5～8克，远远达不到健康需求。

  目前对高抗性淀粉水稻的研究重点大多集中于以主直链淀粉含量的材料为原料，通过不同的加工方式提高高抗性淀粉的含量，国内的一些功能水稻新品种中的高抗性淀粉含量已提高至5％～10%，远高于普通稻米的不足1%。

  相关连续食用试验表明，以高抗性淀粉稻米为主食的糖尿病特殊人群，可明显感受到饱腹感，初步证实了食用高抗性淀粉稻米可很好地平稳与控制餐后血糖指数，可让糖尿病患者正常的工作与生活，这为采取日常饮食策略从源头预防糖尿病的发生提供新的思路。

  随着对营养保健认识的不断深入，功能性稻米育种慢慢的受到普通消费者的认可。以稻米为载体，通过诱变技术和生物技术方法培育有益人体健康的功能性水稻，是预防糖尿病、冠心病、高血压、老年性便秘、贫血等慢性病的最佳途径。不过功能性稻米的推广也遇到了一些问题，比如，稻米的绝大多数功能活性成分聚集于种皮及胚中，可是为获得良好的口感，我们日常食用的稻米均为经过加工的精米，功能性成分含量大幅度的降低。所以，若能够提升糙米的口感，使之易于蒸煮和食用，那么功能性稻米将会促进发挥它的保健作用，在食品领域中大显身手。

  吴殿星，博士，浙江大学原子核农业科学研究所研究员，博士生导师。长期从事水稻育种方面的研究工作。