不受重視的非洲穀物因其高度價值而被看好為「明日糧食之星」!
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2022-01-18
幾千年來，穀物一直是人類飲食的主要組成，稻米、小麥和玉米是全世界消費最多的穀物。然而，隨著全球人口持續增加，卻沒有充分利用的穀物作物可以幫助滿足膳食需求。研究人員目前正在研究如何更有效地種植非洲穀物作物，並使它們更廣泛地被採用為食物來源。在某些非洲國家，如苔麩、小米和高梁等等的穀物，在當地被種植和消費是很理所當然的，但是歐洲和其他地方卻對栽培它們成為新的穀物來源非常有興趣，原因是它們營養豐富。例如苔麩富含鈣、蛋白質和鐵，比起小麥或任何其他穀物的含量幾乎是五倍之多。這可能特別有利於預防女性常見的缺鐵性貧血。它們所含的碳水化合物能夠緩慢地被消化，這會是幫助糖尿病患者維持低血糖水平的理想選擇。再來是多數非洲穀物作物不含麩質，因此麥麩不耐症和腸躁症患者皆可食用。
英國威爾士Aberystwyth大學的研究員Aiswarya Girija博士說:它們對於健康和營養的益處太多了。除了飲食外，許多非洲穀物作物還能夠適應氣候變遷所造成的極端天氣狀況。小麥、稻米和玉米等主要糧食作物已經受到氣溫上升的影響而減產，產量預估還會再持續下降。估計玉米作物將會遭受最大衝擊，下降高達7.4%。所以傳統的非洲作物可能為彌補這些損失的替代方案。Girija博士說：「如果你想在惡劣環境(像是乾旱易發地區)中種植苔麩，它會長得很好，除了耐旱，它也能抵抗淹水的環境。」然而，要使非洲穀物種植範圍擴增，就需要改進種植方式。像是小麥和玉米正越來越被非洲農民廣為種植，因為農民可以取得抗病蟲害的基改品種，進而節省農藥成本。
除此之外，非洲傳統的穀物作物產量往往偏低，主要是因為它們沒有被培育成提高生產力的品種。芬蘭Espoo VTT技術研究中心的研究學者Raija Lantto博士說:「非洲一直擔心傳統作物正在消失，因為越來越多的農民轉種小麥和玉米。」更好的栽培作法可能會有所幫助。InnoFoodAfrica計畫的其中一塊便是加強農民們的種植技巧，因此Lantto博士和她的同事與衣索比亞、肯亞、南非和烏干達的小農合作，將培訓目標放在婦女和年輕人身上。他們將探討如何改進種植方式以提高作物生產力，並提出新的病蟲害防治策略。還需要進一步研究，對「完善種植」有更好的解讀。作為SUSUTEFF專案的一部分，Girija博士和她的同事們將焦點放在苔麩產量，並研討如何改進。
其中一個主要問題是，長而纖細的苔麩在生長時經常會因莖或根的彎曲而傾斜，稱為倒伏。這現象通常發生在穀物完全成型之前，因此倒伏會讓種子無法成熟，造成不良的種子品質而影響產量。Girija博士和其團隊將使用CRISPR基因編輯技術來嘗試和解決這個問題。他們將苔麩植物中與倒伏有關的基因作為目標，並使用「基因剔除」技術替換掉它們。他們想探討這結果對倒伏是否有影響，或者可能使植物對倒伏更有耐受性。Girija博士提到:「這很具有挑戰性，因為在苔麩進行基因轉殖的實驗是不多的。」SUSUTEFF專案的另一個目標則是篩選苔麩基因組，以識別出具有有利性狀的品種。舉例來說，Girija博士和她的同事會利用代謝體學和基因組定序方法，嘗試找出與其含有更高營養價值，或者可能有助植物處理環境壓力等等相關的特徵。這將有助於確定育種計劃的最適品種，這些品種旨在提高苔麩的品質，但苔麩的質量還有待提高。
Aberystwyth大學生物暨健康研究主任、專案成員之一的Luis Mur教授說:「我們實際上正開始一項長期計劃，該計劃將開發新品種和新方法，並在歐洲及北非做推廣。」到目前為止，Girija博士和她的同事一直在研究苔麩耐乾旱的機制。他們利用代謝體學技術對11個不同品種的苔麩進行了實驗，其中包括識別及量化植物組織中不同小分子和化學物質的數量。結果表示，不同品種的苔麩含有程度不一的類黃酮，而這些次級代謝產物已知能幫助植物保護自身免於各種壓力，像是病原體或乾旱環境。因此他們希望能找出一個品種，可以在嚴重的乾旱環境下保持穩定的類黃酮含量。Girija博士說，這項研究的結果有助於選擇培育耐極端環境的品種。除了改善種植之外，另一個挑戰將會是把非洲穀物導入人們的飲食中。 InnoFoodAfrica致力於開發以非洲小米、高梁、苔麩、蠶豆和莧菜等傳統作物為原型，做出新的食物。
Lantto博士說:「他們必須是即食或易於準備的飯菜，而且必須負擔得起。」到目前為止，非洲研究小組的成員已經利用這些作物的葉子和穀粒開發出不同的麵粉。麵粉接著被運到歐洲進行分析，使用先進技術來確定其營養成分。該團隊主要在證明這些作物可以轉變為其他形式，同時還保持著高度營養價值。專案合作夥伴現階段已經開發出全麥義大利麵、烘焙食品和使用上述麵粉的餅乾等食品產物。Lantto博士和她的同事對這些作物其他部分的用途也相當有興趣。像是目前種子的殼、葉子和稻草都會被(視為垃圾)丟棄或餵給動物吃，但是它們卻可以變成生質塑膠，用於食品的包裝。
Lantto博士說:「在田裡種植的糧食能更好地抵抗氣候變化和害蟲，並且更容易被儲存，所以這個專案也有循環經濟的面向。」該團隊正在努力收集更多有關這些作物未被利用之處的資料。例如，他們需要分析這些成分，以確認它們是否適合拿來製作生產生質塑膠。此外，他們打算量化不同地點的廢棄物數量，來評估是否有量能讓它們足夠商業化生產。但目前還沒有相關數據資料。Lantto博士希望從InnoFoodAfrica食品部獲得的資訊，將有助於歐洲和非洲企業家，發展新的可食用商品並在國際銷售。團隊計畫並創建一個虛擬平臺來分享他們在專案中學到的東西。引進新的營養食品特別有助於非洲城市地區，因為肥胖和不健康的飲食習慣是非洲大陸日益嚴重的問題，人們經常吃大量的速食、高脂和高糖的食物。Lantto博士說:「我們需要保證在專案結束後，獲得的知識會進一步被採納。如果非洲人能夠保持這些傳統作物的種植，並增加(產量)，就可以幫助非洲解決日益惡化的營養情況。」【延伸閱讀】評估印度於綠色革命後穀物種植的永續性
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