丁慧敏，謝彩鋒，，*，古　碧，丘春平（.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西南寧530004；.廣西大學(xué)淀粉化工研究所，廣西南寧530004）

木薯塊根的營養(yǎng)價值及消化性能

丁慧敏1，謝彩鋒1，2，*，古碧2，丘春平1
（1.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西南寧530004；2.廣西大學(xué)淀粉化工研究所，廣西南寧530004）

摘要：木薯是世界三大薯類之一，目前主要用于飼料、糧食和工業(yè)原料，了解木薯的營養(yǎng)價值及其消化性能有利于木薯產(chǎn)品的開發(fā)和利用，本文著重介紹了木薯塊根的營養(yǎng)成分、抗?fàn)I養(yǎng)特性及其消化性能等，為木薯的加工利用提供參考。

關(guān)鍵詞：木薯塊根；營養(yǎng)價值；消化

木薯是一種多年生灌木，與甘薯、馬鈴薯合稱世界三大薯類，有“地下糧倉”、“淀粉之王”和“能源作物”之美稱[1]。木薯易于生長，種植成本低，且光合效率高[2]，廣泛分布在亞熱帶和熱帶地區(qū)，主要用于飼料、糧食和工業(yè)原料。其中世界上木薯全部產(chǎn)量的65%用于人類食用，是熱帶濕地低收入農(nóng)戶的主要食用作物[3]。目前木薯在飼料行業(yè)的應(yīng)用研究較多，其在動物中的消化率也是可觀的。木薯資源的開發(fā)與利用對解決糧食危機(jī)具有重大意義，很多國家也越來越重視對木薯產(chǎn)品開發(fā)，如幾內(nèi)亞誠邀中國政府合作開發(fā)木薯產(chǎn)品等。因此我們有必要了解木薯的營養(yǎng)價值以及它的消化性能等，為將來更多木薯產(chǎn)品的開發(fā)和利用提供借鑒。

1　木薯塊根中的營養(yǎng)成分

國內(nèi)外對木薯的利用主要集中在塊根部分，木薯塊根中含有大量的淀粉，且蛋白質(zhì)、果膠、油脂及灰分的含量很低[4]。木薯中各成分的組成受各種因素的影響，如地理位置、所選品種、生長期及自然環(huán)境等。徐娟等[5]研究了6種不同的木薯種質(zhì)塊根的營養(yǎng)成分，得出ZM 8229的可溶性糖含量和蛋白質(zhì)含量分別為2.29%和2.53%，華南9號的β-胡蘿卜素和維生素C的含量為0.55、19.04 mg/kg，均較其他品種高，這對我們對優(yōu)質(zhì)木薯的開發(fā)有很大的幫助。

1.1淀粉

木薯塊根中淀粉含量最多，幾乎占鮮薯重量的32%～35%，干木薯重量的70%。淀粉是木薯塊跟中的主要碳水化合物，是重要的能源物質(zhì)，其產(chǎn)能約為250 000 cal/hectare/d，優(yōu)于玉米、大米、豆類和小麥[6]。其次木薯淀粉具有非淀粉雜質(zhì)含量低（木薯淀粉含蛋白質(zhì)為0.1%，玉米淀粉為0.35%）、糊化溫度低（木薯淀粉52℃～64℃，玉米淀粉62℃～72℃）、黏度高、糊液穩(wěn)定透明、成膜性好、滲透性強(qiáng)等優(yōu)良理化特性和加工特性[7]。

木薯在生長的過程中塊根中淀粉含量也是變化的，不同生長期的木薯淀粉含量不同，黃惠芳、羅燕春等[8]研究了4個木薯品種（SC201、SC205、GR891和GR911）生育期塊根中直鏈淀粉與支鏈淀粉含量的動態(tài)變化，不同的木薯淀粉在不同生長期其直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例是不斷變化的，淀粉積累的變化趨勢相同，其含量水平具有明顯差異，但在12月份其比例已非常接近。其中直鏈淀粉約占17%、支鏈淀粉占83%[9]。

木薯塊根中除淀粉外還含有少許蔗糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖。而甜木薯中約含17%的蔗糖及少量葡萄糖、果糖[10]。鮮木薯中含有的碳水化合物較馬鈴薯多，而比小麥、大米、黃玉米和豆類少。

1.2蛋白質(zhì)

木薯塊根中蛋白質(zhì)含量低，鮮木薯中蛋白質(zhì)含量為0.4%～1.5%，干木薯中為1%～3%[11]。這些蛋白質(zhì)中富含精氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸，而人體必需的氨基酸如蛋氨酸、半胱氨酸和色氨酸則含量較少（表1）。木薯塊根中的粗蛋白50%是完整蛋白質(zhì)，另50%是游離氨基酸（谷氨酸、天門冬氨酸）和非蛋白組分，如亞硝酸鹽、硝酸鹽、氰化物。非蛋白組分對人體不利，氰化物主要在苦木薯中，且可通過一些方法除去。

表1　木薯塊根中氨基酸分布Table 1　Amino acid profile of cassava root

表2　鮮木薯塊根中礦物質(zhì)含量Table 2　Mineral content of raw cassava root

表3　每100 g鮮木薯塊根中維生素含量Table 3　Vitamin composition of 100 g raw cassava root

由于木薯塊根中蛋白質(zhì)含量較低，而人類及動物對蛋白質(zhì)有一定質(zhì)量和數(shù)量的需求，可依據(jù)木薯塊根中各種氨基酸的含量，在實際應(yīng)用加工和食用時可根據(jù)需要添加適量蛋白質(zhì)或氨基酸，提高食物的營養(yǎng)性，以滿足人體營養(yǎng)需求。

1.3纖維素

木薯塊根中纖維素含量因木薯品種和生長期不同而不同。一般它的含量在鮮薯中不超過1.5%，在干薯中不超過4%。適量的膳食纖維對人體的健康十分有利，可改變腸道中的菌落組成，預(yù)防腸胃疾病，具有降血壓、降血脂等保健功效，是繼糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、水、礦物質(zhì)和維生素之后的“第七大營養(yǎng)素”[12]。

1.4脂肪

脂肪也是一種能量來源，木薯塊根中脂肪含量約在0.1%～0.3%之間（以鮮薯計），與玉米和大豆相比，脂肪含量較低[13]。塊根中的脂質(zhì)主要是非極性和糖脂，糖脂主要是半乳糖甘油二酯，脂肪酸主要是棕櫚酸和油酸。我國營養(yǎng)學(xué)會建議膳食脂肪供給量不宜超過總能量的30%，但是適量的脂肪也有益于人體的健康，如促進(jìn)脂溶性維生素的吸收等。

1.5礦物質(zhì)和維生素

礦物質(zhì)和維生素也是人體必需的營養(yǎng)成分。木薯根中含有豐富的鈣、鐵、鉀、鎂、銅、鋅和錳（表2），含量可與除大豆外的其他豆類相媲美。此外，木薯塊根中也含有多種維生素，其中維生素C含量較高，而B族維生素（硫氨酸、核黃素、煙酸）較少（表3），部分會在加工過程中損失。

2　抗?fàn)I養(yǎng)因子

木薯塊根中的抗?fàn)I養(yǎng)因子主要為氫氰酸和單寧。

了解木薯中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，可通過適當(dāng)加工以降低其含量，提高營養(yǎng)素消化率。

2.1氫氰酸

木薯中的亞麻苦苷即氰苷毒素，在酶或弱酸作用下，被分解成葡萄糖、丙酮和氫氰酸[14]。氫氰酸對機(jī)體有一定毒性，可抑制組織細(xì)胞內(nèi)酶的活性，其中，細(xì)胞色素氧化酶對氰化物最為敏感，氰離子能迅速與細(xì)胞色素氧化酶中的三價鐵結(jié)合，阻止其還原成二價鐵，使傳遞電子的氧化過程中斷，組織細(xì)胞缺氧而造成內(nèi)窒息[15]。氫氰酸被機(jī)體吸收后，在硫氰酸酶的催化下，大部分氰離子與體內(nèi)的硫供體如硫代硫酸鹽等結(jié)合，形成低毒的硫氰酸鹽，隨尿液排出；小部分氰離子可轉(zhuǎn)化為氰化氫或分解為二氧化碳與氨氣，從呼氣中排出；還有一部分在肝臟中與葡萄糖醛酸結(jié)合成低毒的腈類從尿液中排出此外，氰離子也可形成氰鈷胺參與維生素B12的代謝，體內(nèi)存在氫氰酸濃度較低，依靠以上機(jī)制，可以除去其毒性或使毒性減弱[16]。

2.2單寧

單寧是一類營養(yǎng)抑制因子，雖不具有毒性，但能與蛋白質(zhì)高度結(jié)合生成難溶的絡(luò)合物，使蛋白酶、脂肪酶等消化酶類鈍化，從而阻礙了機(jī)體對蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[17]，因此在加工過程中應(yīng)將其去除。不同品種木薯和同一品種木薯在不同生長期其單寧含量是不一樣的，甜木薯SC9在種植10個月時采收，淀粉含量較高而單寧含量較低；對于苦木薯，如SC205單寧可在后續(xù)加工中被去除，不影響產(chǎn)品的質(zhì)量，主要以淀粉含量高作為收獲依據(jù)[18]。

3　木薯塊根中營養(yǎng)成分的消化率

木薯目前主要用于食用、飼料和工業(yè)加工，它是非洲、亞洲和拉丁美洲的熱帶和亞熱帶地區(qū)主要食用作物和動物飼料[19]。為了更好的利用木薯，需要了解木薯的消化特性。

3.1淀粉的消化率

木薯中淀粉含量占絕大多數(shù)，因此淀粉的消化特性是評價其營養(yǎng)價值和工業(yè)應(yīng)用的重要指標(biāo)。Kainuma[20]的研究指出，胞外淀粉酶可以有效水解鮮木薯中的淀粉，另外一些研究也指出，微生物酶也可以有效消化木薯中的淀粉。對木薯塊根淀粉的體內(nèi)消化研究表明其消化率可達(dá)65%～75%，T.Noda等[21]研究發(fā)現(xiàn)木薯淀粉顆粒大小是影響生木薯塊根淀粉消化率一個重要因素，因為大顆粒淀粉與酶的接觸表面積較小顆粒的少，而烹調(diào)則可以提高大多數(shù)淀粉的消化率，這是因為烹調(diào)后淀粉在糊化時結(jié)構(gòu)有所改變。由XRD觀察得，烹調(diào)后淀粉的結(jié)構(gòu)相似，不再分為A類淀粉和B類淀粉[22]。鋸長霄[23]等的研究也表明糊化后淀粉樣品的消化速率有所增加。對人體消化系統(tǒng)胰α-淀粉酶對木薯塊根的消化率的研究也表明消化效果很好。

淀粉的消化也與其組成和結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系，如高直鏈淀粉含量的淀粉消化率較一般淀粉如甘薯淀粉的消化率明顯較低[24]。呂武興等[25]研究日糧中添加木薯對肉鴨生長性能和養(yǎng)分利用率的影響，發(fā)現(xiàn)木薯淀粉的消化率要高于玉米。

3.2蛋白質(zhì)的消化率

木薯塊根中蛋白質(zhì)的含量較小麥等中的蛋白質(zhì)含量少，但是蛋白質(zhì)對人或動物的健康有著不可替代的作用，因此蛋白質(zhì)的消化率也是攝食該類產(chǎn)品的一個依據(jù)。

蛋白質(zhì)在體內(nèi)的消化主要是多種酶共同水解的結(jié)果，而木薯塊根中的蛋白質(zhì)也是氨基酸通過價鍵的連接構(gòu)成，因此其消化較其它物質(zhì)中蛋白質(zhì)的消化沒有明顯差異。目前木薯在飼用方面的研究較多，塊根收獲以后，經(jīng)過去皮（也可不去皮）切片，在陽光下晾曬或烘干（脫毒），然后粉碎，即制成木薯粉用于飼料生產(chǎn)。李耀南[26]研究了豬對木薯粉的消化吸收和氮利用，結(jié)果表明，木薯在日糧中含量不超過40%，對日糧中的幾種主要養(yǎng)分消化率無不良影響，木薯的蛋白質(zhì)消化率為87.6%，木薯飼糧的氮利用率（%）和蛋白質(zhì)生物價值較基礎(chǔ)飼糧略高?？梢娫陲暳现屑尤脒m量木薯粉，氮的利用率和蛋白質(zhì)生物價值不受明顯影響。呂武興[25]等研究用木薯替代肉鴨日糧中的部分玉米，發(fā)現(xiàn)木薯在一定程度上可以提高日糧中干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的表觀消化率。

3.3其他物質(zhì)的消化率

除淀粉、蛋白質(zhì)外，木薯塊根中還含有少量纖維素、脂肪和礦物質(zhì)。纖維素雖然也是一種多糖化合物，但因人體內(nèi)缺少分解纖維素的酶，而不易消化，但纖維素對人體的健康非常重要，具有一些顯著特性，如治療糖尿病、降壓、抗癌、清除體內(nèi)有害物質(zhì)等。根據(jù)與食物的搭配，纖維素在人體內(nèi)的消化率在20%～40%之間。

田雪等[27]以70%參照飼料和30%的試驗飼料（分別為魚粉、豆粕、木薯粉、次粉）原料組成試驗飼料，測定尼羅羅非魚對木薯粉與其他魚用飼料的干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪以及灰分的表觀消化率。結(jié)果表明：羅非魚對木薯粉干物質(zhì)的表觀消化率為73.14%，對木薯粉蛋白質(zhì)、脂肪、灰分的表觀消化率分別為84.58%、93.35%、67.74%。與試驗中其他物質(zhì)的消化率相比，木薯粉的綜合消化率還是相對較好的。

4　結(jié)論

木薯塊根營養(yǎng)價值較高，含有約70%的淀粉，并含有少量的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)素。木薯除用于工業(yè)上生產(chǎn)淀粉、變性淀粉、酒精、果糖、葡萄糖等，還用于糧食加工及動物飼料等。在飼用及食用方面，木薯塊根中的各營養(yǎng)物質(zhì)的消化性能均較好，是一種可選用的作為糧食的產(chǎn)品。此外，木薯具有易生長、低成本、光合效率高等優(yōu)點，開發(fā)木薯產(chǎn)品是木薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)的一個重要方向。

木薯塊根能提供人類及動物豐富的碳水化合物，而更為重要的是隨著育種技術(shù)的發(fā)展，目前已培育出蛋白質(zhì)含量在10%左右，營養(yǎng)更均衡，食用價值更高的木薯新品種[28]。因此在當(dāng)前全球面臨糧食安全、能源危機(jī)的情況下，木薯作為一種糧、能兼具的作物，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.051

收稿日期：2014-05-22

作者簡介：丁慧敏（1989—），女（漢），在讀碩士研究生，研究方向：糖料資源功能研究與綜合利用。

*通信作者：謝彩鋒（1976—），女（漢），副教授。

Nutritional Value and Digestibility of Cassava Root

DING Hui-min1，XIE Cai-feng1，2，*，GU Bi2，QIU Chun-ping1
（1.Light Industry and Food Engineering College，Guangxi University，Nanning 530004，Guangxi，China；2.Starch Chemical Institute，Guangxi University，Nanning 530004，Guangxi，China）

Abstract：Cassava is one of three major potatoes in the world，mainly used for feed，food and industrial raw materials，understanding the nutritional value and digestibility of cassava may be conducive to the development of cassava products，this review focuses on the nutritional content，anti-nutritional characteristics and its digestibility of cassava root.The properties described here may provide a reference for cassava processing and utilization.

Key words：cassava root；nutritional value；digestibility