有機食品與普通食品在營養與安全上的差異

耿圣雅，周慶新，曲靜然

（1.齊魯工業大學食品科學與工程學院，山東濟南 250353；2.日照職業技術學院，山東日照 276826）

隨著農殘超標、食品污染物污染、轉基因食品等食品安全問題出現，人們開始關注綠色食品與有機食品。有機食品是指按照有機農業生產方式生產和加工的，符合國際或國家有機食品要求和標準，并通過國家認證機構認證的一切農副產品及其加工品，包括糧食、蔬菜、水果、奶制品、禽畜產品、蜂蜜、水產品、調料等[1]。在國外，人們對有機食品趨之若鶩，據有機食品貿易協會（OTA）統計，有機食品在美國市場的份額在1996—2010年從3.5億美元增長到28.6億美元。導致這一現象的主要原因是消費者逐漸關注食品中的農藥、殺蟲劑、人工合成的生長激素、抗生素，以及新出現的轉基因技術，人們認為有機食品比普通食品中含有更多有益的物質，對身體健康更有益[2]。

1 有機食品與普通食品營養成分差異

1.1 糖類化合物

糖類化合物是維持人體生命活動所需能量的主要來源。膳食中糖類的主要來源是植物性食物，如谷類、薯類等。表1中列舉了小麥、水稻、土豆、芋頭在2種生產模式下淀粉含量的變化，可以看出，有機農作物的淀粉含量較高。Lombardi Boccia G等人[3]發現有機李子中含有更多的葡萄糖，有機李子中的葡萄糖和果糖（Glucose/fructose，G/F） 為1.8，而普通李子中的G/F為1.6。水果中的總糖對水果風味有很大影響，總糖含量高不僅提高水果的口感，而且提高加工品質。Elamin E等人[4]研究發現，土壤中的氮含量與水果中的總糖含量成反比。這與Beinare C等人[5]的研究是一致的，即水果中的蔗糖、果糖、葡萄糖水平隨硝酸鹽含量降低而增加。

有機和普通模式下農作物中的淀粉含量見表1。

表1 有機和普通模式下農作物中的淀粉含量/%

1.2 蛋白質

蛋白質是構成機體的重要組成成分，也是食品中重要的營養物質，不僅提供機體必要的氨基酸而且也是一種供能物質。Kaura M等人[6]研究發現普通種植方式所得到的水稻中蛋白質含量明顯高于有機種植方式水稻中的蛋白質含量。Nitika等人[7]通過研究5個品種的小麥，發現普通小麥中蛋白質（如白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白） 含量也顯著高于有機小麥中的蛋白質含量，同時該研究還發現有機小麥的蛋白質消化率（67.9%） 要高于普通小麥（64.8%），其原因可能是有機小麥中的植酸含量更少，而Knuckles B E等人[8]的研究表明，植酸對蛋白質的消化有不利影響。此外，Wolfson JL等人[9]的研究中發現有機小麥中的賴氨酸含量增加了25%～30%。有機方式生產的雞蛋和生牛奶的蛋白質水平與普通產品無明顯差異[10-13]。

谷類在有機和普通種植模式下的蛋白質含量見表2，5種小麥在有機和普通種植模式下的植酸含量和蛋白質消化率見表3。

表2 谷類在有機和普通種植模式下的蛋白質含量/%

1.3 脂類

Dominika ST等人[14]對牛肉、羊肉、雞肉、牛奶進行了薈萃分析，發現有機肉中的多不飽和脂肪酸和ω-3多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acids，PUFA）分別比普通食品高23%和47%，但總脂質含量沒有明顯差異。有機牛奶中的多不飽和脂肪酸和ω-3多不飽和脂肪酸分別比普通牛奶高7%和56%。有機牛奶中的α-亞麻酸（Alpha-Linolenic acid，ALA），長鏈ω-3系列脂肪酸（EPA+DPA+DHA） 和共軛亞油酸（Linoleum acid，LA）的含量也要比普通牛奶含量高，但ω-6∶ω-3和LA∶ALA的比例要比普通牛奶低[14]。Ferreiro T等人[15]研究了有機牛奶與普通牛奶中磷脂的差異發現，與普通牛奶相比，有機奶的脂肪中含有較多的磷脂，由此可推斷有機奶中的脂肪組成要比普通奶理想。同時證明高度的放養和基于有機農業標準的喂養是造成畜牧食品中脂肪組成變化的主要原因。比如，把牛的飼料從谷物切換到鮮草，牛脊背上的肌肉中的脂肪酸組成發生了顯著變化。其中PUFA（+45%），ω-3多不飽和脂肪酸（＞3倍），ALA（＞3倍），EPA（＞5倍），DPA（＞2倍） 和DHA（+129%）。

表3 5種小麥在有機和普通種植模式下的植酸含量和蛋白質消化率

1.4 礦物質

礦物質是食品中七大營養素之一，對人類的健康至關重要，由于機體每日都會流失一部分礦物質，所以必需從食物中補充各種礦物質以維持機體的正常生長代謝。食物中常見的礦物質有鈣、磷、鉀、鈉、鐵、碘、鋅、銅、錳、鈷、鉬、硒、鉻等微量元素。

一系列研究表明，有機種植模式促進果蔬中礦物質含量的增長，但這一效果并不顯著。表4中列舉了某些礦物質因種植模式的不同而產生的含量變化。Worthington V[12]的研究表明，有機作物礦物質含量高的原因可能是，在有機模式下土壤中微生物的活性更高，會產生一些能結合土壤中礦物質的活性物質，從而更利于植物根部從土壤中吸收礦物質。果蔬礦物質平衡對果蔬產品采后生理失調是極其重要的，并且對果蔬的貯藏期及其果蔬硬度有一定影響。如Amarante D等人[13]發現在較低的氮鈣比（N/Ca） 的有機模式下生長的“皇家嘎啦”和“富士”有更高的硬度。其原因主要是土壤中的氮濃度過高會破壞氮鈣比，而維持相對平衡的氮鈣比對水果的硬度至關重要。

農作物在有機和普通生產模式中礦物質含量的比較見表4。

表4 農作物在有機和普通生產模式中礦物質含量的比較

研究表明[14-16]，有機牛奶中鐵的含量要高于普通牛奶，但與肉不同的是牛奶不能作為人類膳食中鐵的主要來源，所以有機牛奶中稍高的鐵含量對營養沒有重大影響。在有機牛奶中碘和硒的含量都很低。根據分析結果估計，每日飲用0.5 L有機牛奶和普通牛奶分別可提供53%和88%的每日碘攝入。雖然根據有機農業的標準，碘和硒的補充劑是允許添加的，但根據已發布的數據表明，有機農業中使用的碘補充劑要比傳統農業少一些，這也許是因為①有機生產中較少使用濃縮飼料；②礦物質補充劑通常添加到普通的濃縮飼料；③有機生產中不常使用碘進行乳房消毒（可使牛奶中碘濃度顯著增加）。最近的一項關于碘的研究表明[17]，廣泛使用碘作為乳房消毒劑或是高劑量地給牲畜攝入碘補充劑會對一些地區人們的健康有負面影響。硒濃度差異的原因主要是礦物質補充劑和對照條件（如施肥方案和土壤pH值）。例如，在芬蘭，用富硒的礦質氮肥料來彌補在芬蘭的低硒濃度土壤。然而，無機氮化肥不允許在有機農業標準下使用，對比施肥方案可以部分地解釋有機和普通牛奶的硒含量差異的原因[18]。所以需要通過有機農業制度的制定（家畜的礦物質補充劑和加工食品的強化）來提升乳制品中金屬的含量（特別是硒的含量）。

1.5 維生素

對于有機食品中的維生素一直是研究熱點。VC是一種水溶性維生素，多存在于新鮮果蔬中，對人體健康必不可少。有研究表明[19]，有機番茄中的VC的含量比普通番茄高，但是對于胡蘿卜和土豆則是普通種植方式下的VC含量高。Reganold J P等人[20]證實新鮮的有機草莓為人體提供的VC含量要比普通草莓多10%。表5中列舉了一些有機和普通模式下果蔬中維生素的含量。

VE是一種脂溶性維生素，包含8種不同形式的化合物，其中α-生育酚是VE中最具有生物活性的形式。英國的一項研究表明[14]，有機牛奶中含有更高濃度的α-生育酚。其主要是因為3R-α-生育酚（發現在牛奶中的主要立體異構體）在有機奶中的含量更高，而普通牛奶中主要是2R-α-生育酚。因為有機生產中規定攝入新鮮的飼料，這幾乎是α-生育酚（大部分為3R型）的主要來源；而傳統生產中主要用合成α-生育酚（其中的主要成分是2R-α-生育酚），這在有機農業標準中是禁止的。然而，牛奶并不作為VE和類胡蘿卜素的主要來源，有機奶中稍高的α-生育酚并不會對人體健康產生影響。Smith-Spangler C等人[21]發現有機牛奶中含有更高濃度的VA。

有機和常規模式下果蔬中維生素的含量見表5。

表5 有機和常規模式下果蔬中維生素的含量 /mg·（100 g）-1FW

1.6 抗氧化物

Mitchell A E等人[22]發現有機番茄中的黃酮類物質的含量普通番茄的2倍，其中槲皮素和山奈酚分別比普通番茄高79%和97%，這一差異的原因主要在于土壤中的氮含量。流行病學研究表明黃酮類物質能預防心血管疾病，在一定程度上預防癌癥、清除自由基等功效[23]。Grinder-Pedersen L等人[24]的研究中也發現受試者在攝入有機蔬菜后尿液中的槲皮素含量較高，血漿總抗氧化能力明顯降低。

類胡蘿卜素是VA的前體，廣泛存在于水果蔬菜中，是一種抗氧化劑，可清除人體中的在自由基，預防和延緩癌癥的發展[25]。根據化學結構，類胡蘿卜素可分為胡蘿卜素（如β-胡蘿卜素和番茄紅素）和葉黃素（如葉黃素和花青素）。有機胡蘿卜中的β-胡蘿卜素含量要高于普通蔬菜，但有機萵苣和有機菠菜中的葉黃素的含量要明顯低于普通種植，有機番茄中的番茄紅素含量也相對較低[19]。

有機和普通果蔬中類胡蘿卜素含量的比較見表6。

表6 有機和普通果蔬中類胡蘿卜素含量的比較

1.7 植物次生代謝物

植物次級代謝產物與減少患心血管疾病與癌癥的風險有一定的關系。植物所形成的次生代謝物的種類和含量，與土壤中C/N平衡有關[19]。研究發現，增加肥料中植物可利用的氮含量將會減少植物次級代謝產物的積累和VC的含量，但像類胡蘿卜素這類沒有防御功能的次級代謝產物可能增加[25]。薈萃分析表明，有機植物中的次級代謝產物比普通蔬菜水果高12%。

有機和傳統農業系統的區別在于限制合成殺蟲劑的使用和限制施肥的類型和施肥強化。限制殺蟲劑的使用直接影響了有機產品的組成成分，間接影響了品種的選擇。有機農業更強調選擇高抗性的品種，其能產生更高的次級代謝產物[26-27]。現有試驗已證明減少氮肥的使用，可以增加酚類防御物質的產生，此類物質可加強植物對蟲害和疾病的防御。

2 有機食品與普通食品安全性差異

2.1 農藥殘留

我國是農藥生產使用大國，為保障農業的發展，農藥的使用必不可少，但與此同時也造成了不同程度的環境污染[28]，人們的健康也深受影響。現有研究已表明，有機膳食可以減少兒童接觸在普通生產中所使用的農藥。當常攝入普通食物的兒童5 d之內全部轉為攝入有機食物時，其尿液中幾乎檢測不到農藥殘留[29]。

雖然在有機農業生產過程中嚴格限制有毒化學農藥、殺蟲劑、除草劑的使用，但環境污染是否對有機產品存在影響一直是爭論的熱點[30]。法國的相關研究檢驗了在15 772個食品樣品中（大部分是谷類食品），94%的有機樣品中沒有任何污染物殘留，而3.3%的樣品雖檢出污染物但其含量遠低于最高限定水平。意大利的一項調查研究表明[31]，在3 500個植物樣品中，97.4%的農產品不含有可檢出的農藥殘留。相比之下，普通果蔬的農藥殘留是普遍存在的。梁玲等人對連云港市蔬菜農藥殘留結果分析表明，在每年累計的2 880個蔬菜樣品中，有252個樣品農殘超標，而且在檢測出的農藥中不乏有禁用農藥。

2.2 硝酸鹽

人體攝入的硝酸鹽大部分來自蔬菜，約占80%。硝酸鹽在細菌作用下可還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽可使血液中毒，致使人體出現頭昏缺氧癥狀。一些研究已證明，在傳統方式下生產的蔬菜（馬鈴薯、胡蘿卜、花椰菜、生菜等）比有機方式生產的蔬菜含有更高濃度的硝酸鹽。肥料的限制直接導致了有機作物比傳統作物含有更少的含氮化合物。還有研究發現，有機果蔬中硝酸鹽含量低于普通果蔬，在葉菜中尤為明顯，降低約50%。這一差異的主要原因是在有機農業生產方式下不允許無機氮肥的加入，故減少了硝酸鹽在植物中的積累。但由于植物可利用的氮源減少，有機果蔬中的蛋白質含量也相應減少。

2.3 重金屬

重金屬一般是相對密度大于4.5 g/cm3的金屬。食品衛生標準中所列的鉛、砷、汞、鉻、鎘等元素均為重金屬元素。其中，鎘不僅會導致高血壓，引起心腦血管疾病還會破壞骨鈣，引起腎功能失調。通過薈萃分析證明對于相同的糧谷類食品，在有機種植方式中，糧谷中的鎘含量是普通種植方式中的50%，這可能是因為傳統種植方式中使用了過多的磷酸鹽肥料而造成鎘污染。試驗證明，隨著給土壤施此種肥料的次數增多，這片土壤所種植的植物的鎘含量就越高。該研究還發現與普通生產方式所生產的作物相比，有機作物中的鉛和砷含量并不低。

3 總結與展望

綜上所述，有機食品與普通食品在營養與安全上有以下差異：①有機糧谷類食品淀粉含量略有提升（1%～2%），并富含P，K，Ca，Mg等礦物質，其植酸含量少（10%～30%），蛋白質消化率有所提高。②有機植物性食品中礦物質及多酚類黃酮類等抗氧化物的含量普遍要比普通植物食品高很多，如有機番茄中黃酮類化合物比普通果蔬高70%～90%。多數研究表明，有機果蔬中VC的含量也有所提升，如有機草莓中VC的含量比普通草莓高10%。94%～97%的果蔬及谷類食品中不含有可檢出的農藥殘留。有機植物中次級代謝物的增加可增強植物對蟲害和疾病的防御，從而減少農藥的使用。有機蔬菜中的硝酸鹽含量有所降低，有機葉菜中的硝酸鹽含量僅為普通葉菜的50%。有機谷類中的重金屬含量低，如鎘的含量僅為普通谷類的50%。③有機牛奶中的ω-3不飽和脂肪酸含量比普通牛奶高56%，有機肉類中的ω-3不飽和脂肪酸含量也比普通肉類高47%，同時，有機牛奶中的α-生育酚（VE）主要為3R-α-生育酚，而普通牛奶中則為2R-α-生育酚，故有機牛奶中的VE有更高的活性。

目前，對有機食品的研究主要集中在植物性食品，對動物性食品的研究相對較少，特別是對有機肉類中蛋白質、維生素及抗氧化物的研究鮮有發現。對有機果蔬中維生素的研究雖相對較多，但目前存在著一些爭議。因受天氣條件、土壤環境等因素的影響，有機果蔬在維生素含量上是否更具優勢還不得而知。有機生產方式下的放養形式可以使動物有更多的活動空間，減少了集中患病的風險。有機農業有利于土壤、水資源等環境的發展。我國有機農業起步較晚，有機食品的國內銷售狀況還不容樂觀，主要原因有：①國家對有機產品市場監管不健全，濫竽充數的現象時有發生；②消費者對綠色食品、有機食品相關知識了解過少；③有機食品的價格過高使消費者望而卻步。為了使有機食品快速發展，現需要建立健全科學的管理體系，建立嚴格的監測機制，在生產過程中嚴格執行有機農業產品標準，在此基礎上還需做好推廣工作并全面發展有機食品，以在國際市場上占據更多份額。

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