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甘薯的營養(yǎng)價(jià)值及保健作用

2017-01-14 09:48徐夢瑤趙祥穎張立鶴賈洪玉陳清春劉建龍
中國果菜 2017年5期
關(guān)鍵詞:塊根甘薯含量

徐夢瑤,趙祥穎,張立鶴,賈洪玉,陳清春,劉建龍*

(1.山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山東濟(jì)南 250014;2.山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院,山東濟(jì)南 250014;3.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程系,山東濟(jì)南 250014;4.泗水利豐食品有限公司,山東泗水 273200)

甘薯的營養(yǎng)價(jià)值及保健作用

徐夢瑤1,趙祥穎2,張立鶴2,賈洪玉3,陳清春4,劉建龍1*

(1.山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山東濟(jì)南 250014;2.山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院,山東濟(jì)南 250014;3.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程系,山東濟(jì)南 250014;4.泗水利豐食品有限公司,山東泗水 273200)

甘薯作為僅次于水稻、小麥、玉米的主要糧食作物,具有許多重要的功能性成分。甘薯的莖葉和塊根都富含營養(yǎng)成分,如糖類物質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)。此外,甘薯中還含有大量功能性成分,如甘薯莖葉中含有黃酮類化合物和綠原酸,甘薯塊根中含有脫氫表雄酮。這些成分使得甘薯具有抗糖尿病、抗癌、增強(qiáng)血小板、修復(fù)肝損傷、增強(qiáng)免疫、抗菌、預(yù)防心腦血管疾病等功能。本文系統(tǒng)綜述了近年來國內(nèi)外對甘薯營養(yǎng)成分及其功能性保健作用的研究進(jìn)展,并對其應(yīng)用和開發(fā)前景進(jìn)行了展望。

甘薯;營養(yǎng)價(jià)值;保??;產(chǎn)品開發(fā)

甘薯(Ipomoea botatas Lam)屬一年生或多年生蔓生草本植物,又名紅薯、地瓜、番薯、甜薯等,是世界上重要的糧食、飼料和工業(yè)原料作物。甘薯原產(chǎn)于南美洲的熱帶地區(qū),約在400多年前傳入我國。由于它穩(wěn)定高產(chǎn)、抗災(zāi)能力強(qiáng)、適應(yīng)性廣等特性,在我國很快得到普及,常年種植面積達(dá)到6.7×106hm2以上,年生產(chǎn)量約1.2億t,占世界甘薯總產(chǎn)量的85.9%[1,2],成為僅次于水稻、小麥、玉米之后的糧食作物。甘薯不僅是重要的食物來源,同時(shí)也具有重要的藥用價(jià)值。據(jù)《本草綱目》等文獻(xiàn)記載,甘薯具有補(bǔ)虛乏、益氣力、健脾胃、強(qiáng)腎陽等功效,可以補(bǔ)中和血、益氣生津、寬腸胃、通便秘,主治脾虛水腫,腸燥便秘[3]。民間常用甘薯治療濕疹、毒蟲蟄傷、夜盲癥、瘡疹、便秘等癥。加納的阿坎人用甘薯葉治療Ⅱ型糖尿病,巴西則用甘薯葉治療炎癥或傳染性疾病,在日本生吃甘薯被用于治療貧血、高血壓和糖尿病[4]。因此,研究甘薯中的有效活性成分及其營養(yǎng)保健作用,為開發(fā)利用甘薯資源提供理論依據(jù)具有著重要意義。

1 甘薯主要器官的營養(yǎng)與藥用成分

1.1 甘薯莖葉中的營養(yǎng)與藥用成分

甘薯莖葉是甘薯作物生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)品,產(chǎn)量大,但開發(fā)利用率較低,在困難時(shí)期人們食之用以充饑,現(xiàn)大多數(shù)地區(qū)是將其風(fēng)干用來做飼料,產(chǎn)品附加值不高。近年來,隨著對甘薯莖葉的深入研究,發(fā)現(xiàn)甘薯莖葉中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和一些功能性成分,與常見蔬菜相比營養(yǎng)成分齊全,許多有益成分含量較常見蔬菜都高。

1.1.1 蛋白質(zhì)

研究表明,甘薯葉蛋白質(zhì)含量豐富,約為1.5~5.9g/100g,甘薯莖尖的蛋白含量約為芹菜、黃瓜含量的4倍,且氨基酸含量高、種類齊全,主要有異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、蘇氨酸和半胱氨酸等[5-9]。人體必需氨基酸含量和兒童必需氨基酸含量均較高[10],且氨基酸模式與FAO推薦的基本一致。

1.1.2 糖類物質(zhì)

甘薯葉中的糖類物質(zhì)主要為可溶性多糖、還原糖和膳食纖維。H.Ishida[11]和Aurea[12]研究表明,甘薯葉中的可溶性膳食纖維(Soluble Dietray Fiber,SDF)含量高達(dá)5.77~6.83g/100g,具有降低餐后血糖、血清和肝臟膽固醇的作用。甘薯葉中還原糖含量約為0.50~0.59g/100g,可溶性糖含量約為0.70~0.72g/100g;甘薯莖蔓中膳食纖維含量比已知的富含膳食纖維的菠菜都要高,甘薯莖尖中總糖含量在1.05~1.70g/100g之間,膳食纖維含量約為1.3g/100g,莖尖中的粗纖維含量約是白菜、油菜等常見蔬菜的1倍以上[13]。

1.1.3 維生素和礦物質(zhì)

研究表明,甘薯葉中β-胡蘿卜素含量較高,約為0.3~0.6mg/100g,并且在生長期含量穩(wěn)定[14,15],比胡蘿卜中的胡蘿卜素含量還要高[16]。甘薯莖尖的維生素C和維生素B2的含量分別約為40mg/100g和0.14mg/100g。維生素C含量同甘藍(lán)、香椿芽相當(dāng),與常見水果比較,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出蘋果、梨和桃等水果。維生素B2的含量同芫荽含量相同,明顯高于其他蔬菜。

甘薯葉中不僅含有豐富的維生素,還含有豐富的礦物質(zhì),如鈣含量約80mg/100g、磷含量約67.3mg/100g、鐵含量約10.37mg/100g[17]。甘薯莖中的礦物質(zhì)含量也十分豐富,鈣含量約40mg/100g、錳含量約18mg/100g、銅含量約0.27mg/100g,是大多數(shù)蔬菜的2~3倍,同時(shí),莖尖中的磷、鎂、鋅的含量也很高[18]。

1.1.4 黃酮類化合物

黃酮類化合物,是一種重要的天然酚類化合物,屬于植物次級代謝產(chǎn)物,具有抗氧化、抗微生物、免疫活性、抗炎等藥理作用,是天然植物藥材的有效成分。鄒耀洪[19]從國產(chǎn)甘薯葉中分析鑒定出4種黃酮類化合物,即槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖甙(6→1)-O-α-L-鼠李糖苷、4,7-二甲氧基山奈酚、槲皮素-3-O-3-基山葡萄糖苷和槲皮素。向仁德[20]用柱層析和加壓柱層析的方法從甘薯葉中得到8種化合物,其中有5種已確定為黃酮類化合物,分別是槲皮甙,山奈素-4',7-二甲醚、商陸黃素、槲皮素和槲皮素-3',4',7-三甲醚,劉法錦等[21]從甘薯藤中分離到7,3,4-三甲氧基槲皮素。

1.1.5 綠原酸

綠原酸(Chlorogenic acid,CA)是由奎尼酸與咖啡酸形成的酯,具有顯著的清熱解毒、抗菌消炎和抗衰老等作用,是許多藥材的有效成分。除了藥用外,綠原酸還可用于食品工業(yè)作食品和果品的保鮮劑。目前,綠原酸的提取及研究主要以金銀花和杜仲為原料,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),甘薯葉中也含有大量的綠原酸。甘薯葉中綠原酸含量約為5.0g/100g,雖然低于金銀花和杜仲,但是甘薯種植范圍廣,甘薯葉易獲取且價(jià)格低廉,因此,從甘薯葉中提取綠原酸具有較好的應(yīng)用前景[22-25]。

1.2 甘薯塊根中的營養(yǎng)與藥用成分

甘薯塊根是甘薯作物生產(chǎn)中的主要產(chǎn)物,產(chǎn)量大,營養(yǎng)豐富、養(yǎng)分平衡,營養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于米、面,除富含淀粉和可溶性糖外,還含有蛋白質(zhì)、脂肪酸、多種維生素及鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)[26]。鮮甘薯塊根中約含淀粉28.0%~29.5%、蛋白質(zhì)1.0%~1.8%,幾乎不含脂肪和膽固醇。

1.2.1糖類物質(zhì)

多糖是甘薯塊根的主要成分,其中淀粉占甘薯塊根干物質(zhì)量65%~70%,是甘薯的主要能量來源。甘薯中的纖維素和半纖維素含量約高達(dá)7.8g/100g(干物質(zhì)計(jì))[27],為土豆的3倍、米面的10倍。此外,研究證明,甘薯塊根中還存在多種其他的功能性多糖成分。

1.2.2 蛋白質(zhì)

甘薯塊根中含蛋白質(zhì)約為1~3g/100g,高于鮮玉米、芋頭、馬鈴薯。值得一提的是,甘薯塊根中蛋白質(zhì)的生物效價(jià)很高,其中的人體必需氨基酸含量符合WHO推薦模式,所以甘薯塊根的蛋白質(zhì)能夠被機(jī)體很好地利用。此外,甘薯塊根含有豐富的能促進(jìn)人體新陳代謝、助長發(fā)育的被稱為“第一限制性氨基酸”的賴氨酸。

1.2.3 維生素和礦物質(zhì)

甘薯塊根中含有豐富的維生素,如每100g甘薯塊根中約含β-胡蘿卜素1.31mg、葉酸49μg,胡蘿卜素的含量與胡蘿卜相比毫不遜色。甘薯塊根中的維生素B1、維生素B2的含量約為大米的6倍、面粉的2倍。甘薯塊根的維生素C含量很高,約為蘋果、葡萄、梨的10~30倍,比桔子還高。維生素E的含量約為小麥的9.5倍[28]。甘薯塊根富含礦物質(zhì),其中鈣、磷、鐵分別為18mg/100g、20mg/100g、0.4mg/100g[29],還含有大量的鉀和鎂。

1.2.4 脫氫表雄酮

脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA),亦稱脫氫異雄酮,是睪酮生物合成過程中的一個(gè)中間產(chǎn)物,由腦部、皮膚和腎上腺所制造,具有較弱的雄性激素作用。研究發(fā)現(xiàn)甘薯塊根中也含有DHEA,與動(dòng)物體內(nèi)腎上腺分泌的DHEA相類似。文獻(xiàn)報(bào)道從甘薯塊根中提取的DHEA有防止白鼠體內(nèi)結(jié)腸癌和乳腺癌發(fā)生的作用,并可以延長小白鼠的壽命[30]。甘薯塊根中的DHEA還可以防止疲勞,促進(jìn)人體膽固醇的代謝,減少心血管疾病的發(fā)生,對人體的呼吸道、消化道、骨關(guān)節(jié)可起到潤滑和抗炎癥的作用,對于防治癌癥也有一定的效果[31]。同時(shí),DHEA參與合成腎上腺分泌的多種激素,如DHEA可轉(zhuǎn)化成雄酮,將是提供老年女性雌激素的重要來源[31]。

2 甘薯的保健作用

2.1 抗糖尿病功能

Ⅱ型糖尿病是胰島素不能有效發(fā)揮作用(與受體結(jié)合含量少)所致。據(jù)報(bào)道,糖尿病肥胖大鼠在進(jìn)食白皮甘薯4周和6周后血液中胰島素水平分別降低了26%和60%。由此發(fā)現(xiàn)甘薯可有效抑制糖尿病大鼠口服葡萄糖后血糖升高,具有一定的抗糖尿病作用[31]。李鳳林[32]通過小鼠實(shí)驗(yàn)證明,甘薯葉黃酮可通過調(diào)節(jié)胰島素與其受體的結(jié)合,提高機(jī)體對胰島素的敏感性,或者是通過刺激或促進(jìn)胰島素的分泌來使血糖降低。這些研究證明了甘薯是低糖的食物,能夠供糖尿病患者食用。隨著這一領(lǐng)域的進(jìn)一步研究,可以建議糖尿病患者和抗胰島素患者食用甘薯或利用其提取物來降低血糖。這比常規(guī)藥物治療應(yīng)該花費(fèi)更少,副作用也更少。

2.2 抗癌功能

日本國立癌癥預(yù)防研究所通過對40多種蔬菜抗癌成分的分析及抑癌實(shí)驗(yàn)結(jié)果,熟甘薯名列防癌抗癌蔬菜的首位,生甘薯列第二。甘薯中含有多種抑癌、防癌成分,如甘薯中含有豐富的胡蘿卜素等?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)表明,自由基是誘發(fā)癌癥、衰老和動(dòng)脈硬化的原因之一,而胡蘿卜素則能夠有效地清除自由基,經(jīng)常食用甘薯能有效的預(yù)防癌癥和動(dòng)脈硬化的發(fā)生。其次,甘薯中的脫氫表雄酮(DHEA)也有很強(qiáng)的抗氧化性,能預(yù)防結(jié)腸癌和乳腺癌的發(fā)生[33]。Choong等[34]研究發(fā)現(xiàn)甘薯多酚類化合物含量與其抗氧化活性密切相關(guān),同時(shí)花青素也具有較強(qiáng)的抗氧化活性,其抗氧化作用是維生素E的50倍、維生素C 的20倍。另外,甘薯中含有豐富的纖維素,食用后可以增加糞便體積,稀釋糞便中的有害物質(zhì)濃度,同時(shí)可以促進(jìn)腸道蠕動(dòng),減少糞便在腸道內(nèi)的停留時(shí)間,從而減少致癌物質(zhì)與腸黏膜的接觸,減少直腸癌的發(fā)生。Yoshimoto等[35]還發(fā)現(xiàn)甘薯中的色素提取物,如花青素、甲基花青素等,能夠很好的抑制雜環(huán)胺類的致突變物質(zhì)。

我院中法心內(nèi)科有50張床位,有護(hù)理人員18人,女18人。年齡22~48歲,平均29歲。護(hù)齡1~30年,平均10年。學(xué)歷:本科15人,研究生在讀2人,專科1人;護(hù)士的職稱:主管護(hù)師3人,護(hù)師9人,護(hù)士6人。(包括其護(hù)士長1人,護(hù)士長助理1人,主班1人,治療班1人,責(zé)任護(hù)士14人)。

2.3 增強(qiáng)血小板功能

甘薯中含有多種有效成分能夠增強(qiáng)血小板功能。黎盛蓉等[36]利用從巴西引進(jìn)藥用白甘薯西蒙1號的甘薯葉粗制劑進(jìn)行臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),甘薯葉粗制劑治療原發(fā)性及繼發(fā)性血小板減少性紫癜的有效率高達(dá)70%??怺37]通過建立小鼠血小板減少模型,以血小板數(shù)量為指標(biāo),對西蒙1號的甘薯葉中的各種極性提取物的抗血小板減少的藥理活性進(jìn)行篩選,初步確定三氯甲烷提取物可能是抗血小板減少的主要有效成分。夏春麗等[38]研究了由西蒙1號甘薯葉提取的多糖制劑Ⅲ對試驗(yàn)動(dòng)物的升血小板作用,證明多糖制劑Ⅲ能夠刺激血小板生成素的產(chǎn)生,具有明顯的止血和增強(qiáng)血小板功能的作用。

2.4 修復(fù)肝損傷功能

甘薯中含有多種成分能夠修復(fù)肝損傷,增強(qiáng)機(jī)體免疫力。據(jù)日本科學(xué)家研究,肝損傷的兔子連續(xù)5d飲用紫甘薯汁,結(jié)果顯示血液中肝損傷的指標(biāo)如谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、乳酸脫氫酶(LDH)的活性水平均可降低,說明紫甘薯汁有修復(fù)肝損傷的功能[38]。劉興麗[39]通過小鼠醉酒預(yù)防試驗(yàn)和酒醒治療試驗(yàn)證明,紫甘薯花青素可以降低肝臟的氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化水平,進(jìn)而可能對急性酒精造成的肝損傷具有潛在的抑制作用。

2.5 增強(qiáng)免疫功能

臺建祥[40]等用特白一號甘薯葉為主要原料,做成飼料,飼喂抑制免疫機(jī)能的動(dòng)物及高脂模型動(dòng)物,結(jié)果顯示該產(chǎn)品具有提高免疫力的功能,對脾虛和脾不統(tǒng)血癥有良好的保健和治療作用。闞建全[41]初步研究了經(jīng)DEAE52 和SephadexG100柱層析純化的北京2號甘薯糖蛋白的免疫調(diào)節(jié)作用,結(jié)果表明甘薯糖蛋白濃度達(dá)50μg/mL時(shí)可促進(jìn)聚羥基脂肪酸酯(PHA,polyhydroxylalkanoates)人外周血淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化,甘薯糖蛋白濃度達(dá)100μg/mL或者150μg/mL時(shí)可顯著提高PHA刺激的人外周血淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化。腹腔注射甘薯糖蛋白80mg/(kg·d)可促進(jìn)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬功能。光鏡和電鏡下觀察小鼠脾臟、胸腺發(fā)現(xiàn),隨著甘薯糖蛋白劑量的增加,脾淋巴小結(jié)增多擴(kuò)大,胸腺T細(xì)胞線粒體增多。這些結(jié)果均表明甘薯糖蛋白有明顯的增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)的功能。

2.6 抗菌功能

2.7 預(yù)防心腦血管疾病功能

甘薯中含有的鉀、β-胡蘿卜素、葉酸、維生素C和維生素B6,這5種成分均有助于預(yù)防心腦血管疾病,有助于預(yù)防動(dòng)脈硬化。鉀有助于人體細(xì)胞液體和電解質(zhì)平衡,維持正常血壓和心臟功能[45]。β-胡蘿卜素和維生素C有抗脂質(zhì)氧化、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的作用;葉酸和維生素B6能夠降低血液中半胱氨酸的水平,避免其損傷動(dòng)脈血管。

2.8 降脂、降膽固醇、降血壓功能

甘薯含有較多的纖維素,可將腸道內(nèi)過多的脂肪、糖、毒素排出體外,起到降脂作用。Ishida等[46]通過實(shí)驗(yàn)證實(shí),甘薯葉中的水溶性膳食纖維可以降低小白鼠肝部的膽固醇含量和血清中的血脂;國內(nèi)研究者發(fā)現(xiàn)甘薯糖蛋白也具有顯著降低血清膽固醇的效應(yīng)[47],主要表現(xiàn)在升高高密度脂蛋白膽固醇和降低低密度脂蛋白膽固醇。經(jīng)研究表明,高血壓患者每天飲用120mL紫心甘薯的甘薯汁,連續(xù)飲用44d后,血壓下降至近正常水平。

2.9 潤腸通便、減肥功能

甘薯中含有多種成分具有潤腸通便作用,除膳食纖維外,甘薯皮下含有的紫茉莉苷具有獨(dú)特的緩下作用。食物纖維與紫茉莉苷的作用相加,使甘薯更具良好的通便作用,尤其對老年性便秘有較好的療效。甘薯幾乎不含脂肪,飽腹感強(qiáng),不易造成過食,有利于減肥。

3 甘薯保健作用的開發(fā)利用現(xiàn)狀及展望

近年來,隨著對甘薯研究的深入,我國甘薯保健食品的加工業(yè)也得到了蓬勃發(fā)展,保健品達(dá)幾十種,包括甘薯飲料制品、甘薯發(fā)酵制品、甘薯膠囊制品、甘薯粉及甘薯沖劑制品、甘薯粥、甘薯膳食纖維制品、甘薯凍干制品和甘薯脯等。

我國甘薯的種植面積位居世界第一,甘薯年產(chǎn)量達(dá)1×108t,居世界首位,其中14%直接用于食用,50%用于作飼料,15%用于工業(yè)加工,6%用于種薯,另有15%的甘薯因保藏不當(dāng)而霉?fàn)€;其葉莖的利用率更低,這導(dǎo)致甘薯中大量的功能性成分被浪費(fèi)[48]。因此,加強(qiáng)甘薯的綜合利用研究,提高甘薯的加工率,充分利用其功能性成分,是加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值所亟需的。另外,很多文獻(xiàn)報(bào)道表明,使用不同的加工方法獲得的甘薯提取液具有不同保健功能,同時(shí)在提取的過程中也會(huì)導(dǎo)致一部分功能性成分的流失。因此,在甘薯加工工藝方面的研究還有待提高,最大限度的減少甘薯保健成分的損失,實(shí)現(xiàn)甘薯的保健價(jià)值利用的最大化。

綜上所述,甘薯是一種具有高營養(yǎng)保健價(jià)值的食品,隨著對其研究的深入,甘薯的保健價(jià)值和功能性成分越來越得以重視和利用,甘薯加工業(yè)將朝著保健品開發(fā)生產(chǎn)的深層次發(fā)展。

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The Nutritional Value and Health Care Function of Sweet Potato

XU Meng-yao1,ZHAO Xiang-ying2,ZHANG Li-he2,JIA Hong-yu3,CHEN Qing-chun4,LIU Jian-long1*
(1.Shandong Normal University,College of Life Science,Jinan 250014,China;2.Shandong Food Fermentation Industry Research and Design Institute,Jinan 250014,China;3.Shandong Agriculture and Engineering University, Jinan 250014,China;4.Sishui Lifeng Food Co.,Ltd,Sishui 273200,China)

Sweet potato as the main food crop after rice,wheat,corn,has a number of important functional ingredients. Sweet potato stem leaf and root are rich in nutrients,such as sugars,proteins,vitamins and minerals.In addition,sweet potato contains a lot of functional ingredients,such as:flavonoids and Chlorogenic acid in stem leaf,dehydroepiandrosterone in root.These properties make sweet potato has the function of anti diabetes and cancer,strengthening the function of platelet,repairing liver damage,enhancing immune,etc.In this article,the author mainly expounded the nutritional value of sweet potato and the analysis of chemical composition and nutrients both in China and abroad,and introduced the functional ingredients and the health care effect,and prospected the application value and development prospect of sweet potato.

Sweet potato;nutritional healthy care;product development

S531

A

1008-1038(2017)05-0017-06

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.05.006

2016-12-15

徐夢瑤(1993—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)楣δ苄允称?/p>

*通訊作者:劉建龍(1961—),男,研究員,研究方向?yàn)楣δ苄蕴妓衔?/p>

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