美国农业部农业研究局儿童营养研究中心的科学家们帮助开发了含有大量维生素A原类胡萝卜素的更健康的高粱品种，同时还增加了矿物质的吸收，以满足撒哈拉以南非洲母亲和儿童的营养需求。
这些新品种是科学家们与USDA-ARS、阿肯色州儿童营养中心(ACNC)、北卡罗莱纳州立大学(NCSU)人类健康植物研究所和Corteva Agriscience合作20年的成果。
高粱(高粱双色)提供了许多饮食益处，因为它富含蛋白质、纤维、B族维生素和一些微量营养素。但像许多其他谷物一样，它缺乏足够的维生素A前体和关键的矿物质，如铁和锌。更糟糕的是，它含有天然的抗营养化合物植酸，可以阻止胃肠道吸收铁和锌等矿物质。这是一个重要的问题，因为这些微量营养素必须从饮食中获得。
“这项研究对生活在撒哈拉以南非洲地区的人们具有重要意义，在那里，高粱是一种文化上重要的主要作物，经常被当作粥吃，是饮食中碳水化合物的主要来源，”迈克尔·扎科维奇(Michael Dzakovich)说，他是位于德克萨斯州休斯顿的美国农业部儿童营养研究中心的研究员。“因此，撒哈拉以南非洲的母亲和儿童不成比例地患有与维生素a、铁和锌摄入不足有关的慢性疾病。”
维生素和矿物质对免疫系统功能和疾病预防至关重要。根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据，缺乏维生素A的儿童失明和死于感染的风险增加。
在这项研究中，科学家们利用性状叠加技术，培育出了含有维生素A原和非维生素A原类胡萝卜素的高级高粱品系。性状叠加是一种生物技术，通常用于植物育种，在一株植物中同时整合多种性状。这些品种还含有更有效的植酸酶(一种分解植酸的蛋白质)。
科学家们想要评估用这些新品种从饮食中吸收类胡萝卜素和矿物质的效果。他们使用模拟人类消化系统的实验室消化模型，测试了不同的粥制剂如何影响植酸的分解，并增加矿物质的吸收。
根据Dzakovich的说法，挑战在于肠道中矿物质水平的增加，如铁和镁，与类胡萝卜素吸收的减少有关。“类胡萝卜素和矿物质之间存在潜在的权衡，我们必须牢记这一点，因为我们试图同时解决维生素a和矿物质缺乏的问题。”
幸运的是，研究小组在新品种上发现了更多积极的结果。“我们的研究结果表明，由我们开发的品种制成的粥能够提供比典型高粱品种多32倍的维生素原A类胡萝卜素，同时还提供锌和铁等矿物质。一个4到8岁的孩子可以很容易地满足他们每天所需的维生素A，只需要几份由这些生物强化线制成的粥，”Dzakovich解释说。
这些高粱品种还含有高浓度的叶黄素和玉米黄质，类胡萝卜素对眼睛健康和大脑发育很重要。
未来的人体试验将需要证实更高的矿物质生物利用度不会实质性地影响维生素原A类胡萝卜素的可吸收量。
“我很幸运能为这个项目做出贡献。它具有影响粮食安全的巨大潜力，我很高兴看到这些资源如何被用来改善人们的生活，”Dzakovich说。
这项研究发表在《食品与功能》杂志上。
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