陳麗瀟，王曉梅，李靚靚，李文品，李 慧，陳 祥，賈禮桂，李 評(píng)，龔維洪，常

（1.十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北十堰 442000；2.十堰市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)所，湖北十堰 442000；3.湖北鴻大糧油股份有限公司，湖北 鄖西 442600）

紫薯（Ipomoea batatas（L.） Lam），屬旋花科甘薯屬草本植物，薯肉呈紫色至深紫色，故又稱(chēng)黑薯、紫心甘薯、紫肉甘薯。紫薯是甘薯的一個(gè)特殊品種類(lèi)型，兼有糧食作物、藥用作物和經(jīng)濟(jì)作物的特點(diǎn)，不僅具有普通甘薯的成分和功能，硒元素和花青素的含量也較高，具有抗腫瘤、抗氧化、預(yù)防和治療心血管疾病、延緩衰老、增強(qiáng)人體免疫力等功效，是食品、紡織、醫(yī)藥、輕工、化工等工業(yè)的重要原料[1-2]。隨著生活水平的提高，人們?cè)谧非箫柛沟幕A(chǔ)上，開(kāi)始更加關(guān)注食品的保健功能，紫薯富含營(yíng)養(yǎng)，是一個(gè)非常好的選擇。

當(dāng)前，甘薯在我國(guó)的糧食作物生產(chǎn)中占據(jù)重要的地位，紫薯作為其中的一個(gè)分支，在兼具糧食作物功能的基礎(chǔ)上，也可廣泛運(yùn)用于食品加工、醫(yī)藥等其他方面，具有廣闊的發(fā)展前景，關(guān)注紫薯的營(yíng)養(yǎng)成分研究及加工現(xiàn)狀，將有利于指導(dǎo)紫薯產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展，指導(dǎo)紫薯育種的選育方向，并在此基礎(chǔ)上提供紫薯相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈新的發(fā)展方向。

1 紫薯營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其功能研究進(jìn)展

紫薯含Se，Zn，F(xiàn)e，P 等10 多種礦物元素，蛋白質(zhì)含量約20%，含有18 種氨基酸，富含維C、維B、維A 等8 種維生素，特別是含有大量藥用價(jià)值的花青素。

1.1 淀粉

紫薯淀粉含量較高，占干物質(zhì)的50%左右，主要由高度分支的支鏈淀粉和線性的直鏈淀粉組成，其中直鏈淀粉含量較高。純紫薯淀粉難以形成面團(tuán)，因?yàn)樽鲜淼矸壑腥鄙倜娼罱Y(jié)構(gòu)，淀粉顆粒之間的相互作用力太弱[3]。

1.2 花青素

紫薯色素主要是天然花青素類(lèi)色素，是具有良好生物活性的水溶性天然色素，屬于黃酮類(lèi)化合物，廣泛存在于紫薯的塊根、莖、葉及薯皮中。

紫薯花色苷具有較強(qiáng)的抗氧化特性、良好的降血脂功能、較好的抗UVB 誘導(dǎo)的皮膚光老化活性。紫薯花色苷可通過(guò)抑制脂多糖誘導(dǎo)磷酸化的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶ERK c-jun 氨基末端激酶JNK 的表達(dá)及核因子κ（NF-κB） 的激活等一些炎癥因子的產(chǎn)生來(lái)減輕腦急性炎癥性反應(yīng)。小鼠試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，紫薯花色苷可通過(guò)降低脂質(zhì)過(guò)氧化程度、激活抗氧化酶的活性及抑制炎癥性反應(yīng)來(lái)保護(hù)由D - 半乳糖誘導(dǎo)的肝臟損傷，還發(fā)現(xiàn)二?；ㄉ湛赏ㄟ^(guò)對(duì)α -葡糖苷酶產(chǎn)生的抑制作用來(lái)降低血糖水平[4-5]。

1.3 膳食纖維

按溶解性的不同可以將膳食纖維可分為不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維2 種，不溶性膳食纖維可以促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、清理腸腔、改善消化道環(huán)境，可溶性膳食纖維則能夠抑制血糖升高、降低血清膽固醇、預(yù)防“三高”等。紫薯中膳食纖維含量較高，且可溶性膳食纖維大約占總膳食纖維含量的一半[6]。

1.4 微量元素

紫薯中各種微量元素含量是普通甘薯的3～5 倍，其中硒元素的含量更是普通甘薯的20 倍[7]。紫薯中鋅、鐵、鈣、銅、錳、硒均為天然，且都是人體必需元素，其中硒和鐵是人體補(bǔ)血、抗衰老、抗疲勞的必要元素，硒又是“抗癌大王”，易被人體吸收，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、修補(bǔ)心肌、抑制癌細(xì)胞中DNA 的合成和癌細(xì)胞的分裂與生長(zhǎng)，預(yù)防胃癌、肝癌等疾病的發(fā)生[8]。

1.5 其他物質(zhì)

紫薯果膠類(lèi)多糖含量、總半乳糖醛酸、酸不溶灰分、酯化度、pH 值、總糖、蛋白質(zhì)含量分別為4.32%，65.24%，0.32%，31.00%，4.22，65.00%，1.02%[9]。

2 紫薯加工研究進(jìn)展

2.1 面食類(lèi)制品

2.1.1 面包類(lèi)

面包是以麥類(lèi)為主要原料的焙烤食品，可以作為主食或點(diǎn)心，是高熱量碳水化合物食品，多吃容易肥胖。在追求健康飲食的大環(huán)境下，各種纖維含量高、低糖的食物常常被引入到面包的制作過(guò)程當(dāng)中。針對(duì)紫薯粉這種健康原料，有研究表明紫薯生全粉的加工特性遠(yuǎn)優(yōu)于熟全粉[10]。

在軟歐包的制作中，加入紫薯[11]、紫薯枸杞[12]、紫薯麥麩[13]都能提高產(chǎn)品品質(zhì)，紫薯粉分別占紫薯粉與面粉總質(zhì)量的15%，29.6%，26.7%左右。面包中加入紫薯粉比加入紫薯泥得到的面團(tuán)顏色及分布更加均勻，且紫薯粉添加量為紫薯粉與高筋面粉總質(zhì)量的8%時(shí)，感官評(píng)價(jià)得分最高[14-15]。在加入紫薯粉的同時(shí)加入山藥粉，得到的試驗(yàn)結(jié)果顯示，紫薯粉添加量6%，山藥粉添加量10%時(shí)，有較好的感官評(píng)價(jià)[16]。紫薯粉與紅豆粉同時(shí)添加時(shí)，紫薯粉添加量為高筋面粉的10%，紅豆粉為5%，制備的面包柔軟細(xì)膩、組織均勻、紫薯和紅豆風(fēng)味明顯[17]。紫薯粉會(huì)對(duì)面團(tuán)筋力和面包口感產(chǎn)生不利影響，適當(dāng)添加谷朊粉可使該情況得到改善，當(dāng)紫薯粉的添加量是面包粉的10%時(shí)，再添加5%谷朊粉得到感官評(píng)價(jià)最好的面包[18]。

2.1.2 面條掛面類(lèi)

面條是中國(guó)傳統(tǒng)美食，制作簡(jiǎn)單、食用方便，營(yíng)養(yǎng)豐富，現(xiàn)市售面條根據(jù)含水量差異，主要分為鮮面、鮮濕面（半干面） 和掛面，掛面含水量一般低于14.5%，因此易于貯存、食用方便，頗受消費(fèi)者青睞。

面團(tuán)是面條的基礎(chǔ)，以純小麥粉面團(tuán)為對(duì)照，取紫薯粉與小麥粉以15%比例混合，測(cè)定面團(tuán)特性發(fā)現(xiàn)，紫薯粉的添加使得面團(tuán)衰減值、回生值降低，延長(zhǎng)了制品保質(zhì)期，測(cè)定流變學(xué)特性發(fā)現(xiàn)能提高面團(tuán)穩(wěn)定性[3]。適度添加紫薯生全粉可改善面條的色澤和氣味，過(guò)度添加紫薯生全粉則會(huì)對(duì)面條的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。玉米紫薯面條的最佳工藝配方以除食鹽外的干物質(zhì)總質(zhì)量為基準(zhǔn)，各組分添加量為紫薯粉10%，玉米粉10%，食鹽1.6%，谷朊粉2.5%，水45%[19]。以面粉添加量為100%，紫薯粉添加量為20%，膳食纖維添加量7.5%，水和食鹽的添加量分別為復(fù)合粉的30.0%和0.35%時(shí)，制得的掛面顏色氣味較好，軟硬適中不黏牙，韌性較強(qiáng)，在各供試配方中綜合品質(zhì)最好，且該復(fù)合粉掛面中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有48 種，比普通掛面多25 種[20-21]。為了提高面條中紫薯粉含量，以紫薯全粉添加量為基礎(chǔ)添加6.30%玉米淀粉，0.80%混合膠（CMC∶刺槐豆膠=6∶4） 得到的紫薯全粉面條品質(zhì)較好[22]。

2.2 飲料制品

紫薯淀粉含量較高，因此在發(fā)酵成酒、醋等方面有巨大的優(yōu)勢(shì)，由于保健功能的優(yōu)勢(shì)，也常有人利用紫薯調(diào)配各種飲料，如紫薯乳酸菌發(fā)酵飲料[23]等。

2.2.1 酒類(lèi)

以新鮮紫薯為原料發(fā)酵得到的紫薯酒其清除自由基能力強(qiáng)于亞洲干紅葡萄酒及紫薯清汁，與0.5 mg/mL的維C 溶液清除能力相當(dāng)，自由基清除率約為93%[24]。以紫薯粉為原料同樣可發(fā)酵得到紫薯酒，且具有一定的保健功效[25]。用不同處理方式得到的紫薯為原料發(fā)酵釀酒，結(jié)果表明真空冷凍干燥樣與紫薯鮮樣發(fā)酵得到的果酒各項(xiàng)常規(guī)物質(zhì)和活性物質(zhì)的含量差別不大，前者略高，且活性物質(zhì)含量明顯高于其他2 種，真空干燥樣次之，鼓風(fēng)干燥樣最差[26]。在紫薯糯米酒的制作過(guò)程中，有的選擇直接將紫薯代替部分糯米同時(shí)糖化發(fā)酵，有的選擇紫薯、糯米分別糖化后，再共同發(fā)酵，都可得到色澤均勻透明、香氣濃郁、甜度適中、口感細(xì)膩的成品[27-28]。紫薯還可以和大米一起制作紫薯清酒[29]；以濃香型蒸餾白酒為基酒，利用超聲波浸提技術(shù)得到一種具有抗氧化活性的功能性紫薯浸泡酒[30]；與山楂一起制作干型紫薯山楂果酒[31]。

2.2.2 果醋類(lèi)

醋雖然常被認(rèn)為是調(diào)味品，但也有很好的保健作用，有抗菌殺菌、降血脂、降血壓、緩解疲勞、抗氧化、護(hù)肝等功能。紫薯也被認(rèn)為是集營(yíng)養(yǎng)、保健為一體的糧食作物，因此用紫薯釀造食醋可以得到營(yíng)養(yǎng)更為豐富的紫薯醋，但在紫薯醋的釀造過(guò)程中，一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有一定量的下降，因此紫薯醋的釀造工藝也還在不斷的優(yōu)化中[32-34]。

2.3 乳類(lèi)制品

乳類(lèi)制品通常營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比較高，有人嘗試在奶酪中加入紫薯膳食纖維[35]，但更多的還是制作酸奶。單一添加紫薯制作紫薯益生菌酸奶[36]，紫薯凝固型酸奶[37]都得到了口感、色澤和風(fēng)味俱佳的產(chǎn)品，為了增加產(chǎn)品的不同風(fēng)味、提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，也有用紫薯來(lái)復(fù) 配 燕 麥[38]、葛 根[39]、甘 蔗[40]、山 楂[41]、南 瓜[42]、黑米[43]、抹茶[44]、大豆[45]制作酸奶的研究。

2.4 休閑食品

2.4.1 餅干類(lèi)

餅干的含水量低，便于運(yùn)輸保存，可以即食，是人們比較喜歡的一種烘焙食品，但在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面則有所欠缺，且存在高糖高脂的問(wèn)題。將紫薯以紫薯粉的形式代替部分小麥粉來(lái)制作餅干，可以改善曲奇餅干的硬度、黏聚性、咀嚼性，紫薯粉添加量占50%～70%時(shí)，效果較好[46]。在低筋面粉中添加紫薯泥、薏米粉，并以麥芽糖醇代替白砂糖，可研制出具有紫薯獨(dú)特色澤和薏米風(fēng)味的無(wú)糖曲奇餅干[47]。紫薯在餅干中的添加主要是改善營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，在其他餅干種類(lèi)中（如酥性餅干[48]、韌性薄餅干[49]等） 都有添加，或者和其他原料（如藜麥[50]、燕麥[51]） 共同添加。

2.4.2 米糕

米糕是歷史悠久的中式糕點(diǎn)，口感軟糯、老少皆宜，深受大眾喜歡。在米糕制作過(guò)程中添加紫薯、牛奶、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑維D 和食用鈣粉，再配以卡通模具，在豐富營(yíng)養(yǎng)、維持口感的同時(shí)增加觀感，可得到一款具有一定前景的針對(duì)幼兒的零食產(chǎn)品[52]。以糯米150 g，小米40 g，淀粉30 g 為基準(zhǔn)，添加紫薯140 g，山藥50 g，白砂糖10 g，設(shè)定蒸煮時(shí)間為30 min，此配方及工藝蒸制而成的紫薯山藥米糕外觀完整，色澤均勻有光澤，口感香甜，糯性適中[53]。

2.4.3 方便面類(lèi)

方便面屬于快餐類(lèi)面制食品，隨著生活節(jié)奏的加快以及外出需要，方便面成為現(xiàn)代生活不可或缺的簡(jiǎn)易食品之一。在人們追求健康的大環(huán)境下，非油炸方便面開(kāi)始出現(xiàn)，以新鮮紫薯為主要原料，熱風(fēng)干燥為技術(shù)手段制作非油炸方便面，可以得到較為合適的配方，但相較油炸對(duì)面條的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，復(fù)水性能也有所下降[54]。為了減少非油炸方便面與油炸方便面口感上的差距，可以適當(dāng)復(fù)配加入木薯酯化淀粉、硬脂酰乳酸鈉、卡拉膠，得到更潤(rùn)滑、更具彈性、適口性更好的方便面[55]。

2.4.4 營(yíng)養(yǎng)餐粉

紫薯淀粉及膳食纖維含量較高，既提供了一定的能量又能促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，因此有人嘗試用紫薯粉來(lái)做代餐粉。紫薯4.0 g，黑豆3.5 g，銀杏2.5 g，黑芝麻1.5 g，紅棗1.0 g，木糖醇1.5 g，可復(fù)配出適合中年婦女食用且具有美容養(yǎng)顏、抗衰老、預(yù)防心腦血管疾病功效的復(fù)合早餐粉[56]。有研究表明，通過(guò)蒸熟、煮熟、微波熟化、烘烤熟化4 種方式熟化的紫薯全粉中，微波熟化的適宜作為原料，復(fù)配出微波熟化的紫薯全粉添加量75%（15 g），葡萄籽原花青素3% （0.6 g），甜菊糖苷0.3% （0.06 g），桑葚粉24.8% （4.96 g），瓜爾豆膠1% （0.2 g） 的代餐粉，具有有益的消化特性與良好的風(fēng)味口感[57]。

2.5 原料提取

2.5.1 花青素

花青素作為天然色素，不僅安全性高，還有一定的保健作用，常用于食品著色，也可用于醫(yī)藥、染料、化妝品等方面。紫薯花青素的常規(guī)提取方法是溶劑提取法，也是應(yīng)用最為廣泛的方法，并在此基礎(chǔ)上衍生出微波輔助提取法及超聲波輔助提取法。其他還有酶提取法、聯(lián)合提取法、加速溶劑提取法、脈沖電場(chǎng)輔助提取法等[58]。

2.5.2 果膠

果膠物質(zhì)是一種多糖聚合物，具有優(yōu)良的凝膠性和乳化穩(wěn)定性，目前在食品、保健品、紡織和一些化妝品中有許多應(yīng)用。紫薯果膠的提取方法，經(jīng)試驗(yàn)研究有酶解提取法[59]、酸提取法[60]、超聲波輔助提取法[61]。

3 結(jié)語(yǔ)

據(jù)抽樣估算，近年來(lái)紫薯的種植面積約在18.5萬(wàn)hm2，進(jìn)行紫薯加工的企業(yè)在甘薯加工企業(yè)中占比約3.337%，且在紫薯加工中，紫薯全粉占紫薯加工的50%以上[62]。紫薯產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模相對(duì)還是較小，但是隨著人們對(duì)紫薯營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不斷了解及其保健功能認(rèn)識(shí)的不斷加深，紫薯產(chǎn)業(yè)尤其是加工產(chǎn)業(yè)具有一定的廣闊前景?；ㄇ嗨厥亲鲜碛袆e于其他甘薯的主要原因，作為天然色素以及良好的抗氧化物質(zhì)，在食品、化妝品及醫(yī)藥等領(lǐng)域有巨大優(yōu)勢(shì)，在花青素提取之后，紫薯渣中含有的果膠、淀粉、膳食纖維等均可以進(jìn)行再次利用。

現(xiàn)階段對(duì)于花青素、果膠等的提取均有一定的研究，但在純度和提取率等方面還可以有較大提升，因此對(duì)于紫薯的利用等更多還是停留在全粉在食物中的添加，化妝品、保健品這些經(jīng)濟(jì)附加值較高的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)還較少。因此，對(duì)于紫薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展首先應(yīng)該更加重視品種的選育，區(qū)分鮮食及不同加工用途的紫薯，分方向優(yōu)化品種性狀；其次，優(yōu)化提取工藝，減少提取過(guò)程中的損失與破壞，降低提取成本；最后加大新產(chǎn)品研發(fā)力度，增加紫薯加工產(chǎn)品種類(lèi)，提升紫薯產(chǎn)品的商業(yè)附加值。