紅薯營養價值及綜合開發利用研究進展

吳廣輝，畢韜韜（漯河食品職業學院，河南漯河462000）

WU Guang-hui，BI Tao-tao（Luohe Vocational College of Food，Luohe 462000，Henan，China）

紅薯營養價值及綜合開發利用研究進展

吳廣輝，畢韜韜
（漯河食品職業學院，河南漯河462000）

摘要：紅薯是我國重要的糧食作物，其中含有淀粉、膳食纖維、蛋白質、維生素、礦物質等多種營養元素，營養價值很高。針對紅薯的營養價值和紅薯淀粉、紅薯全粉、紅薯膳食纖維、紅薯蛋白、紅薯飲料等綜合開發利用方面的研究展開闡述，并對紅薯綜合開發利用發展方面提出了建議。在未來幾年紅薯綜合開發利用方面將會取得更大的成績，為紅薯產業的發展提供更廣闊的空間。

關鍵詞：紅薯；營養價值；綜合開發利用；研究進展

WU Guang-hui，BI Tao-tao
（Luohe Vocational College of Food，Luohe 462000，Henan，China）

紅薯是僅次于水稻、小麥、玉米之后的重要的糧食作物，紅薯又名番薯、紅苕、甘薯、山芋、地瓜等，按肉質的顏色可分為紅心紅薯、白心紅薯、紫紅薯。

1　紅薯的營養價值

紅薯，含有淀粉、膳食纖維、蛋白、胡蘿卜素、VA、VC以及鉀、鐵、銅、硒、鈣等10余種微量元素，營養價值很高，被營養學家們稱為營養最均衡的天然保健食品。紅薯中的胡蘿卜素、維生素為維持人體健康所必需。紅薯所含熱量非常低，比一般米飯低得多，所以食用紅薯不會使人發胖，相反還是一種理想的減肥食品。紅薯中還含有一種類似雌性激素的物質，對滋潤人體皮膚、延緩衰老有一定作用。紅薯含有大量膳食纖維，在腸道內無法被消化吸收，能刺激腸道、增強蠕動、通便排毒，對老年性便秘有較好的療效。紅薯中的淀粉加熱后呈糊狀，使不耐熱且易溶于水的VC得到了很好的保護。其中的礦物質對于維持和調節人體功能，起著十分重要的作用；鈣和鎂可預防骨質疏松癥；鉀具有降血壓的作用[1]。

研究發現紅薯葉有解毒、提高免疫力、止血、降血糖、防治夜盲癥等保健功能，還可以作為中藥治療多種疾病[2]。

紅心紅薯含糖量相對較高，含有較多的VA、大量的可溶性膳食纖維、豐富的蛋白質等，經常食用可提高人體的免疫能力，阻止動脈硬化，維持血管壁的彈性，還可預防便秘、冠心病等，同時，紅薯也是一種理想的減肥食品，相同質量的紅薯熱量只有大米的1/3，而且富含的纖維素和果糖具有阻止糖分轉化為脂肪的特殊功能[3]。

紫紅薯是一種良好的保健食品，又稱為黑薯，薯肉呈紫色。除具有普通紅薯的營養成分外，還富含硒元素和花青素，科學實驗證明，硒元素和花青素對多種疾病具有預防和輔助治療作用[4]。

2　紅薯綜合開發利用研究

2.1紅薯淀粉及其制品的開發利用研究

紅薯淀粉是紅薯加工的主要產品，目前國內紅薯淀粉的生產技術已經取得了很大的進展，已經實現了機械化生產。國內很多學者對紅薯淀粉的功能特性及紅薯淀粉的深加工進行了研究。

王曉彬[5]等采用質構儀對紅薯淀粉凝膠質構特性進行測試，研究測試速度、測試距離對紅薯淀粉凝膠質構特性彈性和粘附性測定結果的影響。結果表明，測試距離和測試速度對凝膠彈性和粘附性測試結果均有顯著影響。

胡愛軍[6]等研究了單頻25、40 kHz及雙頻25 kHz+ 40 kHz超聲處理對紅薯淀粉結構及性質的影響。由掃描電鏡分析圖可知，超聲處理能夠使淀粉顆粒表面出現裂紋和不均勻孔洞，且雙頻超聲作用效果最明顯。由紅外分析光譜可知，超聲作用破壞了淀粉的結晶區和無定形區的相對大小，無定形結構部分增加，其尖峰衍射特征強度減弱，相對結晶度降低，與原淀粉相比，雙頻超聲處理后的淀粉結晶度降低6.15%。Brabender曲線表明，淀粉經超聲處理后黏度降低，雙頻超聲處理后的淀粉峰值黏度比原淀粉降低12.08%。超聲處理后淀粉的透明度、溶解度均提高，其中雙頻超聲處理30 min時，透射比比原淀粉增加69.85%；雙頻超聲處理60 min時，溶解度比原淀粉增加26.83%。單頻25、40 kHz和雙頻25 kHz+40 kHz比較，雙頻超聲處理對淀粉的結構和性質影響效果高于單頻超聲。

袁懷波[7]等以紅薯淀粉為原料，探討反應溫度、反應pH、酸酐用量和反應時間等因素對其酯化反應效率的影響，并對醋酸酯化淀粉的膨脹率、溶解度、透明度、凍融穩定性和紅外結構表征等進行了研究。

王家良[8]等將合成的紅薯淀粉磷酸酯與魔芋粉及復合磷酸鹽復配，以不同比例加入紅薯淀粉中，在不同的條件下生產無礬粉絲。結果表明：當紅薯淀粉磷酸酯的加入量為6%；魔芋粉∶復合磷酸鹽 =2∶3（質量比），加入量為1%；攪拌機勻漿，在冷凍條件開粉；干燥溫度45℃、干燥時間為3 h時生產出的粉絲在斷條率和烹煮損失率方面都優于加礬粉絲。

2.2紅薯全粉的開發利用研究

紅薯全粉是紅薯脫水制品中的一種。以新鮮紅薯為原料，經挑選清洗、去皮、切片、護色、熱燙、冷卻、烘干和粉碎等工藝過程，得到的包含除薯皮外全部干物質的粉末狀產品統稱為甘薯全粉。紅薯全粉保留了甘薯原有的營養、色澤、風味，包含了新鮮紅薯中除薯皮以外的全部干物質，如淀粉、蛋白質、糖、脂肪、纖維、維生素、礦物質等，保健功能成分損失率極低，其甘薯利用率為85%～90%。復水后的紅薯全粉表現為新鮮甘薯蒸熟后搗成的泥狀，并具有新鮮甘薯的營養、風味和口感，而且紅薯全粉基本上保留甘薯的全部營養，食用方便，易于消化吸收。

何繼文[9]等為了優化甘薯全粉無硫復合護色工藝，該文通過考察檸檬酸、檸檬酸亞錫二鈉、植酸、亞硫酸氫鈉和抗壞血酸5種護色劑對甘薯全粉色澤的影響，優選出檸檬酸和抗壞血酸作為甘薯全粉加工合適的護色劑；通過正交試驗，得到檸檬酸-抗壞血酸無硫復合護色劑的最佳護色工藝為：將10 mm厚的甘薯切片在質量分數為0.3%的檸檬酸和0.1%抗壞血酸的復合護色液中護色處理30 min，可使制得的甘薯全粉亮度值L*達90.58，多酚氧化酶的抑制率達88.13%。研究發現檸檬酸的添加能顯著提高抗壞血酸的熱穩定性；酶促褐變產物紫外-可見光譜掃描顯示，加入復合護色劑后410 nm處吸收峰明顯減弱，表明復合護色劑能有效抑制酶促褐變反應的發生；圓二色譜研究表明多酚氧化酶經復合護色劑處理后，酶蛋白二級結構中α-螺旋減少，而β-折疊結構增多，酶蛋白的分子構象被改變，從而降低多酚氧化酶活力。該文為甘薯全粉加工中的無硫復合護色工藝提供了參考。

唐仁勇[10]等采用單因素和二因素三水平的正交試驗研究切片厚度、真空干燥溫度對熟化紅薯全粉的脫水時間、復水性及復水成糊后的黏度和感官品質的影響。結果表明：紅薯全粉復水能力隨干燥溫度的升高而有所提高，隨切片厚度的增加復水能力有降低趨勢；紅薯全粉糊黏度隨干燥溫度的升高而有所減低；當干燥溫度為60℃、切片厚度為6 mm時，紅薯全粉糊的感官品質最佳，并且該組的復水能力也接近新鮮的紅薯糊。在本試驗前提下，即真空度為0.09 MPa、干燥6 h，熟化紅薯全粉最佳真空干燥的條件是干燥溫度60℃、切片厚度為6 mm。

劉中良[11]等以淀粉型甘薯品種（系）為試材，采用RVA儀和相關性分析，研究比較了不同淀粉型甘薯品種的全粉糊化特性、各特征值之間的差異和相關性。結果表明，加與不加硝酸銀甘薯全粉RVA譜特征值均具有明顯的差異。不加AgNO3甘薯全粉的峰值黏度平均值為484.64 RVU，品種間變異系數為58.64%，變幅為68.01 RVU～947.50 RVU。谷值黏度以徐18最高，為583.00 RVU。徐22的崩解值、終值黏度和回復值最小，分別為91.67、46.33、9.00 RVU。加AgNO3。后全粉的RVA譜特征值均顯著提高。峰值黏度、谷值黏度、崩解值、終值黏度和回復值較不加硝酸銀各特征值分別增加了1.67、3.94、0.51、4.29、5.29倍。此外，加與不加硝酸銀各甘薯品種全粉RVA譜特征值之間均呈現一定的相關性。不加硝酸銀全粉的峰值黏度與回復值呈顯著正相關；不加硝酸銀全粉谷值黏度和終值黏度、崩解值與回復值、終值黏度與回復值呈顯著負相關。

2.3紅薯膳食纖維的開發利用研究

目前紅薯膳食纖維對人體的營養保健功能越來越被更多的人認識，國內許多專家學者對紅薯膳食纖維的構成及相應的食品加工進行了研究。

孫健等[12]研究了14個甘薯品種（系）的膳食纖維構成成分進行了測定，分析了不同品種甘薯膳食纖維含量和組成差異及其對乙醇發酵的影響。結果表明：甘薯總膳食纖維（TDF）、不溶性膳食纖維（IDF）、可溶性膳食纖維（SDF）含量平均值分別為16.05、11.89、4.16 g/100 g（以干物質計），變異系數分別為15.08%、13.79%、23.1%；甘薯果膠、半纖維素、纖維素和木質素含量平均值分別為33.35、37.46、21.10、2.13 g/100 g DF，變異系數分別為7.44%、16.68%、21.52%、16.89%，不同品種甘薯膳食纖維含量和組成差異顯著。相關性分析表明，甘薯膳食纖維含量、各組成成分之間均顯著正相關；發酵黏度與SDF、SDF/IDF、果膠顯著正相關，而乙醇產量、發酵效率與膳食纖維相關性均不顯著，因此甘薯果膠等SDF是影響乙醇發酵特性的重要因素。提高甘薯TDF和SDF含量可以作為高膳食纖維專用品種的選育方向。

吳少福[13]等為了確定酶法制備紫紅薯膳食纖維的最優工藝參數，提高產品純度，以膳食纖維的膨脹力為指標，采用單因素和正交優化試驗對酶法制備紫紅薯膳食纖維的工藝進行研究。結果表明，將紫紅薯渣按1∶10（質量比）用水調成漿，糊化后冷卻至75℃，按干薯渣的0.5%加入混合酶[淀粉酶∶糖化酶=7∶3（質量比）]，保溫處理150 min；滅酶后降溫至60℃，按原料的0.2%加入木瓜蛋白酶處理60 min。樣品的酸性洗滌膳食纖維含量達75.46%。該法為紫紅薯膳食纖維的制備提供試驗參考。

王亞杰[14]等采用酶解法制備紅薯膳食纖維，以此纖維代替部分低筋面粉，通過單因素和正交試驗得出：在基礎配方上，紅薯膳食纖維添加量5%、水添加量27.5%和泡打粉添加量3%（均與面粉相比）為紅薯膳食纖維蛋糕的最佳工藝配方。

2.4紅薯蛋白質的開發利用研究

紅薯塊根中一般每100克含有2 g～10 g干物質的蛋白質，紅薯蛋白質不僅是甘薯的主要營養成分，還具有較強的抗氧化性、脫氧抗壞血酸還原酶活性和單脫氧抗壞血酸還原酶活性，這意味著紅薯蛋白能夠作為一種抗衰老物質加以利用。此外，紅薯蛋白除具有增強免疫力、降血脂、降血糖、減少高血壓發病率和抗癌等功效外，還有防止糖尿病、白血病等多種疾病的作用。目前國內中國農業科學院農產品加工研究所木泰華科學研究團隊已經取得紅薯蛋白提取技術的國家發明專利，并對紅薯蛋白的抗氧化活性、紅薯蛋白酶解多肽、紅薯蛋白抗癌方面的取得了很大的進展。

我國國家和地方以儲備為主的糧

竇剛[15]研究提取甘薯SL-19與豫-13水溶性蛋白，使用木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶對蛋白進行酶切，以酶切產物多肽對DPPH自由基，超氧自由基和羥自由基的清除能力為指標，比較并確定不同品種甘薯蛋白多肽的最佳抗氧化條件。結果發現甘薯SL-19與豫-13蛋白多肽均對三種自由基具有較高的清除活性；但是，針對不同的自由基，甘薯SL-19與豫-13蛋白多肽的清除率各不相同。

羅秋水[16]等研究紫紅薯糖蛋白的體外抗氧化活性。使用水提醇沉方法、Sevage法除游離蛋白，用DEAE-52纖維素層析及SephadexG-75純化制備糖蛋白。采用超氧陰離子自由基（O2-·）、羥基自由基（·OH）、1，1-二苯基-2-苯肼自由基（DPPH·）清除率測定法及還原力測定法評價紫紅薯糖蛋白體外抗氧化活性。糖蛋白在0～640 μg/mL內，均具有明顯的抗氧化活性，隨著質量濃度的增加活性增強；其中在紫紅薯糖蛋白的質量濃度為640 μg/mL時，對超氧陰離子自由基（O2-·）清除作用達到69.80%；對羥基自由基（·OH）的清除作用達到73.29%。

2.5紅薯飲料類制品的開發利用研究

目前國內很多專家學者紅薯加工成飲料進行了研究。

袁秋萍[17]以紅皮白芯紅薯為原料，研究了溫度對新型紅薯飲料出汁率的影響，紅薯汁的榨取應在室溫下進行。以正交試驗方法研究了復合護色劑護色、α-淀粉酶酶解澄清、飲料穩定性等工藝，最佳護色條件為0.3（質量分數，下同）抗壞血酸加0.6檸檬酸復合，護色15 min。酶解澄清處理最佳條件為pH 4.5，溫度60℃，處理1h。穩定劑為0.12%黃原膠，0.20 CMC-Na，0.15海藻酸鈉。開發出一種營養豐富、風味獨特的新型紅薯飲料。

后立瓊[18]等研究紅薯濁汁飲料的生產工藝，以紅心紅薯為原料制作混濁汁飲料，采用色差分析和感官評價分析原料預處理方式、主要加工工藝、VC及預熱方式對濁汁飲料色澤的影響；采用正交試驗和感官評價確定了紅薯濁汁飲料穩定劑和配方的最優水平。結果表明，分別采用預處理方式4、預熱方式1和0.015% VC制作出的紅薯濁汁飲料具有良好的色澤，濁汁漿液經過膠體磨后色澤變暗，之后色澤逐漸變亮；穩定劑用量為0.04%黃原膠+0.2%分子蒸餾單甘酯+0.08%海藻酸鈉+0.08%CMC-Na時，濁汁飲料具有很好的組織狀態和口感；配方為0.008%紅薯香精，0.3%食鹽，3%蔗糖，0.02%檸檬酸時，濁汁飲料具有很好的香氣和滋味。

黃治國[19]等研究了紅薯酸奶加工工藝。結果表明，在發酵溫度為42%的條件下，最佳發酵工藝配方為紅薯漿與牛乳的比例為4∶6（質量比），蔗糖添加量為6%，接種量為4.0%，發酵時間為5 h，所得成品質地均勻，口感細膩，酸甜可口，具有紅薯的香味和濃郁的乳酸菌發酵酸奶香味。

肖付剛[20]等花生和紅薯為主要原料制作花生紅薯保健飲料，研究了花生紅薯比例、糖用量、乳化穩定劑3個因素對飲料品質的影響，確定了花生紅薯飲料的最佳配方為，花生與紅薯的比例1.5∶1（質量比），白砂糖用量6%，復配乳化穩定劑為，羧甲基纖維素鈉1%，海藻酸鈉1%，蔗糖酯SEll70用量0.8%。

2.6紅薯其他方面的開發利用研究

紅薯在焙烤類制品、紅薯軟糖、紅薯花青素的提取等方面已經被國內研究人員關注，

蘇宇靜[21]等以紅薯、面粉為主要原料，采用焙烤工藝加工成薄餅。通過單因素、正交試驗及感官評定篩選出具有良好口感的紅薯薄餅的最佳工藝參數。結果表明，紅薯用量70%、糖用量23%、糖油比1∶0.9（質量比）、食鹽用量1.0%時，紅薯薄餅的風味最佳。

黃曉兵[22]以新鮮紅心紅薯、白砂糖、飴糖為主要原料，對紅薯軟糖的生產工藝進行研究，并由正交試驗確定最佳的軟糖配方為：紅薯與總糖比例1∶1（質量比），砂糖與飴糖糖漿比例1∶1（質量比），卡拉膠2.25%，魔芋膠0.75%，檸檬酸0.3%，檸檬酸鈉0.06%；45℃干燥（18～24）h，得到的紅薯軟糖顏色金黃，質地均勻一致，薯香風味濃郁，咀嚼性良好。

3　展望

紅薯作為保障糧食安全的主要作物其戰略性地位在未來幾年內不容忽視。在未來一段時間紅薯加工業將引領紅薯產業的發展，淀粉及淀粉制品的加工業近年內仍然是產業的重點，但紅薯淀粉加工產生的廢水、廢渣處理是影響其發展的瓶頸，紅薯淀粉加工產生的廢水凈化蛋白提取、廢渣無害化處理提取膳食纖維等是急需解決的技術。紅薯全粉的加工及其在食品工業中的應用也是未來發展的重點，可以解決紅薯淀粉加工產生的廢水和廢渣的產生，并且紅薯全粉營養全面是更加健康是人們追求的發展的方向。另外紅薯鮮食、紅薯葉的開發、紅薯藤的開發、紅薯焙烤制品、紅薯飲料制品等方面有很大的發展空間，為提高紅薯產業的發展提供技術保障具有深遠的意義。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.050

收稿日期：2014-08-03

基金項目：河南省教育廳科學技術研究重點項目（13B550159）

作者簡介：吳廣輝（1981—），男（漢），講師，碩士，研究方向：農產品深加工。

Nutritional Value and Comprehensive Development and Utilization of Sweet Potato

Abstract：Sweet potato is an important food crop in China，which contains starch，dietary fiber，protein，vitamins，minerals and other nutrients，the nutritional value is very high.This paper studies the comprehensive exploitation and utilization of nutritional value of sweet potato and sweet potato starch，sweet potato powder，sweet potato protein，sweet potato beverage，sweet potato dietary fiber etc.are discussed，and suggestions for the comprehensive development and utilization of sweet potato development in the next few years，comprehensive development and utilization of sweet potato will make greater achievements，to provide more the vast space for the development of sweet potato industry.

Key words：sweet potato；nutritional value；comprehensive development and utilization；research progress