甘薯蔓的營養評價及開發利用進展

李春英 ，孫義豪 ，范會平 ，李家寅 ，楊峰，艾志錄 *

1.河南農業大學食品科學技術學院（鄭州 450002）；2.農村部大宗糧食加工重點實驗室（鄭州 450002）；3.鄭州市營養與健康食品重點實驗室（鄭州 450002）；4.鄭州市蔬菜加工貯藏與安全控制重點實驗室（鄭州 450002）；5.南陽固德威機械裝備有限公司（南陽 473000）

中國土地沙漠化導致農業耕地面積不斷減少的當今，能夠作為主食的抗逆性甘薯作物種植在不斷推進。甘薯因抗干旱、耐瘠薄、環境適應性強、高產穩產等特點，世界上已有100多個國家種植。甘薯富含淀粉、礦物質、膳食纖維等營養成分，在保障國家糧食安全方面做出了重要貢獻，具有現代農業可持續發展不可替代的作用。甘薯（Ipomoea batatasL.）是我國主要栽培的農作物之一，種植面積約1 100萬 hm2，占世界甘薯種植面積的65%以上，栽培面積和產量均居世界首位。我國每年生產的甘薯蔓（甘薯地上部分，包括甘薯的葉、葉柄和藤蔓三個部位，統稱為薯蔓）高達150億 t以上[1]。甘薯莖葉再生能力強，莖葉的采摘可從封壟開始一直到甘薯收貨前半個月，生長期長，一年中可以多次采收，資源豐富。甘薯蔓營養豐富，對病蟲害的耐性強，但由于薯蔓中所含粗纖維和果膠不宜被牲畜消化吸收，除少部分甘薯莖青貯和直接飼喂外，大部分被當作廢棄物拋棄掉，而莖葉部分也只是少數地區少量食用，大部分同甘薯莖一起棄掉不僅造成了資源的浪費，還帶來了環境的污染[2]。了解甘薯葉（sweet potato leaf）、葉柄（sweet potato stalk）、莖（sweet potato stem）各部位的營養特性、強化甘薯薯蔓（sweet potato vine，SPV）的資源化利用、提高甘薯農產品附加值，增加農民收入、促進我國農業經濟的發展，均具有極其重要的意義。

1 甘薯薯蔓的營養評價

甘薯葉、柄、莖薯蔓中含有豐富的蛋白質、礦物質、胡蘿卜素以及各種維生素，且甘薯莖葉、莖尖中蛋白質、鈣、鐵等礦物質含量顯著高于甘薯的塊根部位[3]。

1.1 蛋白質

甘薯葉中蛋白質含量比塊根高，甘薯莖尖粗蛋白含量為干重的21.1%～25.1%[4-5]。據中國預防醫學科學院的檢測結果，甘薯葉中蛋白質的含量高于芹菜、菠菜、卷心菜、南瓜等13種蔬菜[6]。菲律賓等國對種植在東南亞國家十幾個品種的品質分析結果，甘薯莖尖的蛋白質含量高于甘藍、菠菜、芹菜等一般葉菜類蔬菜[22]。Ishida等[7]研究指出，甘薯莖葉蛋白質含量高達鮮重的3.7%～3.8%，賴氨酸作為第一限制性氨基酸，其甘薯莖葉蛋白質的氨基酸評分（AAS）為76.1%～83.9%。甘薯莖葉的蛋白質品質為中上等，賴氨酸含量高于谷類，含硫氨基酸含量高于大豆，可作為優質蛋白質的來源[8]。甘薯葉中的蛋白質含量約為柄、莖的3倍，比起生物量，甘薯柄和莖蔓也是很好的蛋白質來源。

1.2 礦物質

雷碧瑤等[9]研究指出，絕大多數的甘薯莖葉鎂、鉀、錳、銅、鐵等礦物質含量高于甘薯塊根。甘薯莖尖鈣含量均比甘薯塊根部高2～3倍，其中，柄中的鈣含量顯著高于葉和莖，而甘薯葉中的鐵含量是甘薯柄中的5倍左右，錳含量也高于柄中的3倍左右，均是主要礦物質營養的重要來源[10]。當然也有文獻指出，甘薯葉、柄中微量元素比塊根低[11]。土壤環境不同，品種不同，施肥不同，對不同部位礦物質的富集差異較大，但均優于其他常見綠葉蔬菜，況且甘薯莖葉鉀/鈉比值高，對高血壓、動脈硬化等有一定的預防作用[10]。植物中的草酸、單寧、植酸等是食物中蛋白質、礦物質的抗營養因子，抑制蛋白質和礦物質的有效吸收、利用。甘薯莖葉中抗營養因子草酸的含量（5.1% DW）僅僅是菠菜、莧菜的1/2，意味著甘薯葉、柄、莖不僅富含蛋白質、礦物質等營養素，其生物利用率也高于其他葉菜類，被亞洲蔬菜研究中心列為高營養蔬菜[6]。趙永光等[12]指出甘薯莖尖硝酸鹽含量低，符合1級蔬菜限量標準，亞硝酸鹽含量低于4.0 mg/kg，符合我國無公害蔬菜亞硝酸鹽的限量標準。

1.3 胡蘿卜素和維生素

植物中的胡蘿卜素是主要的維生素A源，被人體吸收后，可轉化成人體所需的維生素A營養素，是一種最常見的維生素A補充劑。Ishida等[7]指出每百克新鮮甘薯葉中含胡蘿卜素約為4.0 mg，接近絕大多數黃、綠色植物中的含量。Hidelo等[13]指出甘薯葉富含胡蘿卜素，其穩定性高，在生長期間其含量基本保持穩定。在坦桑尼亞當地進行的一項關于蔬菜營養成分的研究報告中指出，甘薯葉中總類胡蘿卜素含量約是芥藍的2倍、甘藍的3倍之多，在被檢測的植物蔬菜中屬含量最高[14]。

甘薯蔓中膳食纖維、維生素B1、維生素B2、煙酸等營養成分含量也很豐富。有研究表明每百克新鮮甘薯葉中含0.053～0.128 mg維生素B1，0.248～0.254 mg維生素B2，60～90 mg維生素C[23]，與亞洲蔬菜研究發展中心和中國預防醫學科學院的檢測結果相似，其含量均高于芹菜、南瓜、甘藍、菠菜等13種蔬菜[24]。加上甘薯在生長期間使用化肥少、污染風險低的特點，甘薯葉具有“蔬菜皇后”的美稱。

2 甘薯薯蔓的加工適應性

2.1 傳統食品加工

借助傳統食品加工技術，速凍調理食品、干制食品、罐藏食品、發酵食品等為載體，研究甘薯地上部薯蔓的開發利用。

2.1.1 速凍調理食品

速凍調理食品（Quick-frozen prepared foods），也叫速凍即加工食品（Quick-frozen process foods），是將甘薯葉、柄等原料經過洗、切等預處理，采用速凍工藝，在低溫狀態下（產品中心溫度在-18 ℃以下）貯藏、運輸和銷售的包裝產品，是可用來直接進行烹飪的預制食品或預加工食品。隨著人們生活節奏的加快、生活水平的提高、健康意識和消費習慣的改變，小家庭為主的速凍蔬菜調理食品將是當今世界速凍食品發展的趨勢。

2.1.2 干制食品

利用鮮嫩菜用甘薯莖尖或甘薯莖葉，整理、清洗、燙漂、烘干，獲得干制品。甘薯莖葉的干燥常采用自然干燥、熱風干燥、冷凍干燥和遠紅外干燥法。冷凍干燥可保持良好的樣品色澤、營養，且干制品的復水性好。遠紅外干燥是國家科委重點推廣的一項新加熱技術，其干燥速度快，可大大縮短生產周期，節約能源，提高產品質量。

2.1.3 甘薯葉、柄飲料開發

中國是茶的故鄉，是茶文化的發源地，中國人酷愛飲茶。以具有保健功效的甘薯葉浸提液作為原料，可生產出各種風味的甘薯葉茶飲料，不僅能享有甘薯葉特有的芳香，飲料中浸出的功能成分，還能期待一定程度的保健功效[15]。以甘薯葉為原料，直接制茶，或進行發酵制得發酵飲品，其產品口感柔和，具有甘薯葉特有的風味。

2.1.4 罐藏及發酵食品

隨著人們生活節奏的加快、消費習慣的改變，越來越多的家庭迫切需要即食或調理食品，既能夠節省時間，又能吃出美味的菜肴。甘薯葉柄及莖尖可經預處理、切分、預煮、調味或免調直接裝罐、排氣、密封、殺菌、冷卻等工序制得甘薯葉柄罐頭。因為罐頭食品是依靠殺菌來加以長期保藏的，而不是用防腐劑達到抑止腐敗微生物來保藏食品的目的，這也是當今消費者推崇的消費理念之一。甘薯各部位其質地不同，加工出來的菜肴的口感不同，因此，可以進行分類加工，即甘薯葉罐頭、甘薯嫩莖尖罐頭和未切分的嫩莖葉罐頭食品[16]。利用蔬菜制作泡菜的發酵食品也是甘薯莖葉和莖尖可以開發的食品。利用植物乳酸菌發酵制作的泡菜，除了甘薯材料的營養物質外，植物乳酸菌的代謝產物還對人體起到各種有益作用。甘薯葉柄在發酵過程中產生的有機酸，不僅能增加菜肴的風味，具有開胃的功效，還能調控脂肪代謝，具有降血脂、降低血液膽固醇、預防心腦血管疾病的作用。

2.1.5 面制品中的應用

新鮮甘薯莖尖及莖葉榨汁，將汁液放入優質面粉中制作各種甘薯副產品面制品，其產品無需加入其他食品添加劑，無異味，帶有甘薯莖尖的清香，不斷條，不糊湯，具有營養、功效成分[17]。也有人將甘薯葉粉與面粉混合，制作甘薯葉面制食品，可有效提高甘薯葉的綜合利用率[18-19]。

2.2 現代高新技術深加工可能性

2.2.1 保健酒、保健醋

利用甘薯的葉及葉柄與谷物一同，或將甘薯葉、柄、塊根磨碎后的漿汁，通過酶工程、發酵工程等現代高新技術制作的甘薯莖葉酒，香氣淡雅、口味柔和，并且在酶、微生物以及酒精的作用下釋放出各種功能性成分，具有顯著的保健功效[20]。甘薯葉和糖漿作輔料可制作出口味醇和的甘薯葉啤酒[20]。以甘薯葉作為原料制酒，可以將麥芽的使用量降低到33%，不僅降低了成本，提高了經濟效益，啤酒的營養和風味也得到了提升，可以長期適量的飲用，以達到保健的效果。甘薯葉柄浸提液可以單獨或與其他食品復配，采用多菌種糖化的現代發酵工程技術，制備保健醋飲料，其色澤純正、口感柔和，且具有甘薯葉柄獨特風味[21]。

2.2.2 功能性食品

甘薯葉中富含糖蛋白、多糖、去氫表雄酮、黃酮等多種功能性成分，具有抗氧化、抗腫瘤、降血脂、降血糖以及有效預防動脈硬化等多種生物功效。采用物理手段提取甘薯葉中糖蛋白，通過生物膜分離、冷凍干燥等現代食品高新技術，可獲得高質量甘薯葉糖蛋白，用于保健食品的開發[25]。提取多糖可制作提高免疫力的保健食品；提取純化去氫表雄酮，冷凍干燥制粉，可應用于保健食品和護膚品[16]。國內有很多學者研究過超聲波[26]、超臨界[27]、微波[28]等現代科技手段提取甘薯葉、柄、莖中黃酮類化合物的方法。王致[29]在甘薯葉、莖中分離并鑒定了多種黃酮類化合物，羅麗萍等[30]對甘薯葉柄藤中提取的類黃酮化合物進行了抗腫瘤等功效研究，認為甘薯葉、柄、莖是制作抗氧化、抗腫瘤保健食品的優質原材料。甘薯莖葉中富含綠原酸，超聲波提取綠原酸，可以制作抗菌日常用品[31]。甘薯莖葉中提取的濃縮葉蛋白，其營養價值并不遜于豆谷等種子蛋白，可制作高蛋白營養強化食品。甘薯莖葉富含鈣質，是食物中少有的高鈣食品，其鈣磷比大于10，是良好的鈣質補充劑[32]。

3 結語與展望

我國是甘薯生產大國，甘薯蔓資源豐富，成本低廉，營養豐富，具有很好的開發價值。甘薯在生產過程中其莖葉不宜感染病蟲害，使用農藥量很低，甘薯蔓各個部位可作為食品原材料，符合21世紀人們崇尚的綠色、營養、健康食品的消費理念。甘薯蔓營養成分的含量，因品種不同而差異很大，了解甘薯葉、柄、莖各部位的營養特性，根據加工需求，選擇適合的品種的適合部位，分別加工成高營養食品或食品強化劑強化食品營養，獲得甘薯各個部位的營養價值最大化，也可以將薯蔓一同采收，提取蛋白質或礦物質，大大節省甘薯葉、柄、莖分離成本，所獲得的蛋白質以及礦物質產品價格高，可獲得高附加值。民以食為天，人們可以通過1日2～3餐獲取甘薯葉、柄中的營養，也是很好的利用方式。利用菜肴成品或半成品的開發，消費者無論是吃家鄉的記憶，還是營養、時尚，甘薯葉、柄都會是時代的“時尚蔬菜”。開發具有“長壽食品”“蔬菜皇后”美名的甘薯蔓，我國具有得天獨厚的條件，作為世界甘薯主產區的中國，由于甘薯產生的大量葉、柄或莖尖，資源豐富、成本低、高營養，是發展甘薯食品的又一個良好的資源。這不僅是食品加工行業發展的方向，也是國家的惠農政策相一致，甘薯蔓各部位的深加工產品必將具有廣闊的市場前景。