這個外來物種,憑啥成為中國人的主糧?

北方人喜歡麵食,南方人則離不開米飯,幾乎成了中國人的共識。這和我國一千多年前形成的稻作和旱作兩大農業佈局緊密相關,前者以水稻為絕對主角,而後者則以黍和麥為主導。

眾所周知,我國是栽培稻種最重要的原產地之一,水稻在中國人的飲食版圖上佔據舉足輕重的地位。而作為外來物種的小麥,又是如何在短短數千年裡,成為中國人餐桌上與水稻“分庭抗禮”的主角之一?

迅猛傳播,得益於強大的適應能力

小麥是全世界最重要的糧食作物之一,其年均種植面積約佔全世界總耕作面積的17%,年產量超過6.2億噸,提供了全世界約20%的糧食消耗(FAO,2018)。

生產上廣泛種植的麵包小麥是一個經兩次自然雜交而形成異源六倍體,含有A、B和D三個基因組。多倍體小麥主要有2種類型,分別為四倍體栽培小麥 (硬粒小麥,Triticum durum, AABB) 和六倍體面包小麥 (Triticum aestivum, AABBDD) ,二者祖先均為四倍體野生二粒小麥。

考古學研究表明,小麥最初的起源中心位於西南亞的“新月沃地”,即今天的土耳其、阿富汗一代。隨著栽培種的馴化形成,小麥開始在舊大陸範圍內廣泛傳播。早在史前時期,小麥已經從西亞、中東一帶向西傳入了歐洲與非洲,並向東傳入了東南亞的印度、中國等地。我國作為普通小麥的次生起源中心,早在距今4000年前的夏朝初期,我國淮北一帶便已經有了小麥的栽培,到了春秋戰國時期,小麥種植已經遍佈黃河、淮河流域以及內蒙古自治區的南部以及江南部分地區,並逐漸擴散到了長江以南各地。北宋初年更是成了小麥向南擴展的關鍵時期。到了明朝初期,小麥耕種終於遍及中國。

小麥之所以迅猛在南極洲以外的各個大洲生存繁衍,和其強大的適應能力密不可分。只要在日照充足的季節,有穩定的灌溉水源,小麥就能夠生長。而水稻,對水源和積溫(即大於10℃的天數的晝夜溫度總和)要求高,只能在雨水充沛的熱帶、亞熱帶地區種植,小麥可以在高達50°緯度的地區、甚至3000m以上的高原地區生存,發達的根系能夠對抗相對乾旱的氣候。

麵筋蛋白,讓它成為食物中的變形金剛

需要深加工的小麥,之所以能夠打敗可以直接吃的同僚,成為當仁不讓的主食,和相對高的能量密度分不開,能夠和它匹敵的只有水稻和玉米,這也是為什麼玉米、水稻、小麥分居全球主食產量前三的原因之一(水稻供養的地區人口密度更大,產量比小麥更高;玉米則在近代以後大量種植,並有很多用於飼料和製糖)。

有數據顯示,小麥提供了人類所需熱能和蛋白質的20%。具體到營養成分,小麥約含有13%的蛋白質,主要是由清蛋白(albumin)、球蛋白(globulin)、醇溶蛋白(gliadin)和麥谷蛋白(glutenin)組成,而小麥麵筋蛋白中主要含有麥醇溶蛋白和麥谷蛋白,合稱貯藏蛋白(佔小麥蛋白乾基的80%)。

小麥的貯藏蛋白具有優良的黏彈性、延伸性、吸水性、吸脂乳化性、薄膜成型特性及清淡醇香味或略帶穀物味等獨特的物理特性。因此,小麥蛋白在食品中有著廣泛的用途,可作為食品的保型劑、乳化劑、發泡劑、口香糖基料,應用於酒類、食用人造腸衣、乳酪、酸性飲料、可食性薄膠片、蛋白膜食品、焙烤食品、穀物早餐、寵物食品和肉製品的加工,堪稱食物中的“變形金剛”,也讓人類更離不開它。

磨的誕生,加速了小麥的種植推廣

小麥進入中國後,經歷了漫長的漢化過程,也取得了巨大的成功。期間主要經歷了粒食、半粒食、麵食/餅食三個階段。

小麥進入中國後,在很長的時間裡都是採用了現成的粒食傳統,但由於它的口感遠遠不及大米和小米,不僅影響了它的傳播速度,也影響了它的食用價值。雖然現有的考證還不能完全回答小麥由粒食向麵食轉變的契機和具體年代,但無疑,這個轉變非常成功。而且可以確認,磨面設備的出現,讓小麥麵食有了普及推廣的可能。衛斯認為,圓形石磨的誕生,是大豆和小麥在糧食加工技術上的需要。

磨的誕生,不僅使人們改變了對大豆、小麥粒食的傳統吃法,而且促進了小麥的大面積推廣種植。

值得一提的是,同樣是麵食,東西方對小麥的處理卻不一而同。得益於8000年蒸法在小麥上的應用,勤勞勇敢的中國人發明了饅頭和包子;而西人卻把它放進爐子烤成了麵包和蛋糕。不同的主流烹飪技術,決定了麥食傳統發展的方向,這也是中西飲食文化的一個重要區別。有分析認為身材高大、體魄強健的民族和吃麵包有關,吃稻米地區的民族身材相對矮小。小麥粉所含蛋白質是大米的2~3倍,是玉米粉的2倍。含鈣量約為大米的4倍,是玉米粉的8倍。維生素B1、B2、尼克酸等含量,都是大米的3~4倍。麵食成為越來越多的人常食。

總的來說,小麥的擴張也受到了中國傳統飲食習慣的影響,反過來它也影響了中國人的飲食習慣。

作為世界總產量排名第二的糧食作物,小麥在世界各地被廣泛種植,養活了全球近40%的人口。預計到2050年世界人口將增長至96億,為了滿足這一未來需求,小麥生產力需要每年增加1.6%,這必須通過對作物及其性狀的改良來實現。作為世界上最大的小麥生產國和消費國,我國在小麥參考基因組序列圖譜繪製方面,已經走在了世界前列,科學家為我國小麥功能基因組學研究搭建了良好的平臺。關於小麥的科研故事,我們後續再敘。

張弛

張弛,華大基因項目負責人。一直從事於動植物數據挖掘方面的研究工作,參與並主導過多個國家級項目。在小麥,水稻,大豆等重要農作物上取得重要研究成果,長期關注小麥的基因組學、群體研究等,以第一作者或通訊作者發表多篇SCI文章,包含《Nature》《Nature communication》《Bioinformatics》等雜誌。

參考文獻:

1.劉全儒,《小麥是如何起源與傳播的?》

2.王仁湘,《由漢式餅食技術傳統的建立看小麥的傳播》

3.衛斯,《我國圓形石磨起源歷史初探》

4.傅向東、劉倩、李振聲、張愛民、凌宏清、童依平、劉志勇,《小麥基因組研究現狀與展望》

【聲明】生命科學與基因技術正在高速發展,針對同一研究課題,不同團隊的研究結果存在差異甚至相悖的可能。另受本人知識結構及參閱資料準確性的侷限,文章內容僅供參考。歡迎讀者隨時糾錯並參與討論。