综述：高地大麦的未来：加工创新为全球健康食品和可持续农业领域带来了新的机遇

《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》：Highland Barley's Future: Processing Innovation Empowers Emerging Opportunities in Global Health Foods and Sustainable Agriculture

高原青稞作为气候适应性强、营养价值高的传统作物，面临加工技术不足和产业升级滞后的挑战。本文提出"加工-营养-功能"（PNF）框架，系统分析其品种特性、营养组成及加工技术对健康功能的影响，揭示非热加工技术可减少营养损失，并探讨其在全球粮食安全和可持续发展中的潜力。

　　

作者列表：窦新来、桑露曼、赵良星、朱一青、舒淑敏、张燕、欧静、华红英、李戈、薛勇、赵青宇、王超、沈群

中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家技术创新中心（高寒大麦深加工）食品工业领域，北京，100083，中国

摘要

背景

高寒大麦（HB）是青藏高原的传统作物，具有天然的气候适应性，与粮农组织（FAO）提出的“气候智能型农业”原则高度契合。它作为一种潜在的资源，有助于应对气候变化和粮食安全挑战。高寒大麦独特的营养成分——高蛋白质、膳食纤维和维生素含量，同时脂肪和糖分较低——对于改善代谢健康具有显著潜力，尤其是能够满足全球代谢疾病患者日益增长的健康需求。然而，传统的热加工方法会导致营养成分流失，而不发达的高寒大麦种植和加工系统严重限制了其向高价值产业发展的进程。

研究范围与方法

本文系统地分析了2019年至2025年间关于高寒大麦加工和营养价值的文献，采用了一种新的“加工-营养-功能”框架。研究内容涵盖了高寒大麦的种植分布、营养成分、健康益处、加工方法、食品应用以及相关政策，并探讨了其与国家和国际可持续发展政策的契合度，旨在推动整个高寒大麦产业链的可持续高价值发展。

主要发现与结论

在适度加工、营养成分保留与口感之间找到平衡是高寒大麦利用面临的重要挑战。品种特性对加工结果有重要影响。热加工会导致营养成分流失，而非热酶加工方法则成为保留营养成分的可持续途径。这一框架不仅提升了高寒大麦的价值链，也为全球其他未充分利用的农作物提供了可借鉴的模式，有助于将区域性的研究成果转化为全球公认的健康与可持续发展解决方案。

引言

大麦是一种古老的、适应性强的谷物，属于禾本科（Poaceae）中的Hordeum属（Gu等人，2025年；Jiang等人，2025年），通常生长在亚北极到亚热带的气候条件下（图1B）。高寒大麦（Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. f，简称“青稞”）因其在青藏高原的种植而得名，也被称为裸大麦或无壳大麦，其种植历史超过5000年。该品种具有耐旱、耐贫瘠土壤和耐寒的特性，这些特性由特定的基因（如HvZIFL2和HvPOD11）决定（Qiu等人，2023年）。尽管这些适应性特征对高寒大麦在高海拔和边缘地区的种植至关重要，但其种植范围受到先进加工基础设施缺乏的限制，这阻碍了现代加工技术的发展，从而限制了其营养价值的充分释放。尽管如此，作为一种全谷物，高寒大麦不仅富含膳食纤维和多酚化合物，还因其蛋白质和β-葡聚糖成分而具有优良的加工性能。大量研究表明，高寒大麦具有多种健康益处，如降低血糖和血脂水平、对抗肥胖等，使其成为功能性食品的理想低血糖指数成分（Guo等人，2020年；Bao等人，2025年）。随着绿色技术的进步、全球对功能性食品需求的增加以及农业可持续发展政策的推进，重新评估高寒大麦的价值变得及时且至关重要。 虽然现代技术在麦芽制造和酿造领域已得到广泛应用，但针对高寒大麦的专用加工产业链，尤其是高价值食品的应用方面仍不成熟。这主要是由于一系列关键瓶颈，包括缺乏专用品种、可扩展的深度加工技术、不足的临床证据、消费者认知度低以及缺乏相关标准。这些因素共同导致了对传统加工方法的依赖，限制了其商业潜力。尽管已有大量关于高寒大麦加工及其成分健康益处的动物实验研究（Wu等人，2023年；Zhao等人，2025年），但系统性的综述仍相对匮乏，难以阐明加工方法与其营养成分、健康益处和应用之间的关联。 因此，本文系统整合了以中国为中心的高寒大麦相关知识，并引入了新的“加工-营养-功能（PNF）”框架。该框架将高寒大麦的区域优势转化为可全球评估的发展模型，旨在为支持《中国国家全谷物行动计划（2024-2035年）》、粮农组织的“气候智能型农业”原则以及解决全球粮食安全挑战提供关键见解。高寒大麦正处于“转型中的作物”阶段，其研究基础主要集中在特定地区，全球潜力尚未得到充分验证，亟需国际临床研究的支持。这一转型路径为其他未充分利用且具有气候适应性的作物提供了研究和发展的范例。

PNF概念框架

PNF框架的核心逻辑是：加工技术会改变高寒大麦的营养成分，进而决定其潜在的健康功能。为了实现从基础研究到工业应用的全面分析，该框架还将品种特性作为基础决定因素，并考虑了与粮食安全、营养健康、未来食品和可持续发展相关的政策与市场动态。

高寒大麦的分类与生产

高寒大麦根据麦麸颜色分为白色、紫色、蓝色和黑色品种（Dang等人，2022b）。根据种植季节可分为冬播和春播品种，根据淀粉含量可分为普通高寒大麦（高淀粉）和蜡质高寒大麦（低淀粉）。目前，由于各地区育种目标和分类标准不同，尚无统一的全球高寒大麦品种分类方法，这限制了研究结果之间的可比性。

高寒大麦的成分

由于品种、环境和栽培方式等因素的影响，不同地区的高寒大麦加工质量和产量存在显著差异。本节重点介绍高寒大麦的基本成分的结构组成和功能特性，主要关注中国的高寒大麦，因为中国在该领域具有广泛的工业规模、公开可获取的数据和代表性的品种覆盖，这些为PNF框架的构建提供了基础。

高寒大麦的健康益处

高寒大麦富含生物活性成分，动物实验和细胞实验均证实了其显著的健康益处。这些益处在表3中进行了总结，并通过图2A-C详细阐述了其作用机制。这些益处往往通过调节肠道微生物群、抑制炎症和关键代谢信号通路等共同途径发挥作用。肠道微生物群作为整合中心在其中起着核心作用。

不同加工方式对高寒大麦品质的影响

高寒大麦丰富的生物活性成分（如β-葡聚糖和多酚化合物）及其显著的健康益处吸引了研究人员的关注。近年来，关于高寒大麦深度加工的研究层出不穷。本节总结了近年来各种加工方法对高寒大麦物理化学性质和营养成分的影响（详见表4）。

高寒大麦在食品领域的应用

作为青藏高原的本土主食，高寒大麦在该地区的饮食传统中占据重要地位，形成了多样化的传统食品体系。随着现代食品科学和技术的进步，其应用已扩展到工业加工和功能性成分开发领域。

与国际农业政策的契合 作为中国青藏高原上的气候适应性作物，高寒大麦体现了粮农组织“气候智能型农业”倡议所倡导的原则，符合可持续发展目标（SDG）2（零饥饿）和SDG 13（气候行动）的目标。高寒大麦富含β-葡聚糖，具有在未来功能性食品中发挥重要作用的潜力。尽管在有利政策条件下高寒大麦展现出巨大潜力，但仍存在若干关键不确定性。

评估高寒大麦作为气候适应性作物的潜力 气候变化引发的极端天气事件（如干旱、霜冻和土壤退化）严重威胁着全球主食系统的稳定性，尤其是小麦和玉米等作物。在这种情况下，培育抗逆性作物成为应对粮食安全挑战的有效途径。高寒大麦在青藏高原经过数千年的培育，具备了抗逆性特性，被视为一种有前景的作物。

高寒大麦育种技术和现代化栽培中的挑战 高寒大麦主要在青藏高原等高海拔地区种植。气候变化导致的温度升高和降水模式不规律直接影响了其产量和适宜种植区域。因此，整个高寒大麦产业链的技术进步仍然相对有限。未来需要培育兼具多功能性和强环境适应性的新品种，并结合人工智能等技术。

结论 本文提出了一个创新的PNF框架，以解决高寒大麦产业面临的关键问题，如加工效率低下和缺乏高价值产品。品种特性是决定产品质量和产品开发的基础。与传统方法相比，生物酶技术和非热加工方法在保留营养成分方面展现出更大的潜力。未来的发展需要多学科工具的结合。

未引用的参考文献 陈等人，2023年；傅等人，2025年；李等人，2022年；李等人，2022年；李等人，2022年；李等人，2024年；刘等人，2023年；刘等人，2024年；刘等人，2023年；刘等人，2023年；刘等人，2024年；刘等人，2024年；王等人，2022年；王等人，2022年；王等人，2022年；杨等人，2023年；张等人，2024年。

作者贡献说明 窦新来：撰写-原始稿件、方法论、概念构建；桑露曼：数据整理；赵良星：研究实施；朱一青：软件使用；舒淑敏：方法论；张燕：方法论；欧静：撰写-审稿与编辑；华红英：数据验证；李戈：数据验证；薛勇：撰写-审稿与编辑；赵青宇：撰写-审稿与编辑；王超：撰写-审稿与编辑；沈群：概念构建、项目管理、资金争取。

数据获取 数据可应要求提供。

资助信息 本研究得到了“康氏粗粮类别及高寒大麦产品营养研究项目”的支持。

利益冲突声明 作者声明本文的发表不存在利益冲突。

致谢 作者感谢上海康氏食品科技有限公司的支持。