木薯食品加工的现状及前景展望

罗春芳,杨 龙,欧珍贵,罗亚红

(贵州省农业科学院 亚热带作物研究所，贵州 兴义 562400)

木薯(ManihotesculentaCrantz)属于大戟科木薯属,是世界三大薯类作物之一,有“淀粉之王”、“地下粮仓”之美誉,起源于热带美洲,主要分布在非洲、南美洲、亚洲等的巴西、尼日利亚、泰国和中国等100多个国家的热带和亚热带地区[1]。木薯用途广泛,被广泛应用于工业、食品和饲料,主要用于能源、饲料、食品、制糖、医药、纺织、造纸、化工、降解塑料等行业,深加工产品多达3000种[2]。在国外,木薯早已成为除水稻和玉米外的第三大食物来源[3-4],是非洲、南美洲等热区8亿多人的主食[5],已被用于饼干[6]、蛋糕[7]、婴幼儿食品[8-9]等加工。而长期以来木薯在我国被定义为非粮能源作物,较少食用,主要用于饲料、淀粉和酒精的生产[10]；直到近年来,随着消费者对多样化和高质量食品的需求增加,木薯又以绿色、生态、美味、健康等特点吸引人们的眼球。作为食物,木薯加工的方法可能受到消费者的历史、文化和社会经济等因素的影响,不同地区各具特色[11]。因此,总结国内外木薯食用的现状及经验,分析其存在的问题,并提出解决对策,有利于调整木薯产业结构,转变木薯产业新经济的增长方式,对保障热区粮食安全、丰富人们饮食文化、提高木薯产值等有重要意义。

1 木薯的食用价值及保健功能

1.1 木薯的食用价值

木薯营养丰富,食用价值较高,除富含淀粉,钾、钙、镁、铁等矿质元素外,还含有一定的蛋白质、β-胡萝卜素和维生素,其营养价值优于或不亚于甘薯和马铃薯[12]。近年来,随着人们消费观念、健康观念的转变,食疗养生与食品安全已成为我国大众关注的话题。在木薯种植过程中几乎不使用农药,不存在农药残留问题[13-14],因此木薯是一种安全、富有营养的优质杂粮。我国食用木薯品种的主要营养成分见表1。

1.2 木薯的保健功能

木薯属于大戟科植物,此科植物可做药用,其具有广谱抗癌、抗菌、保肝和抗炎等功效。木薯生产的副产物蕴含着可观的生物活性物质,其保健功效主要有健脑、健脾、和胃、润肠、养阴补虚、抗衰老、抗辐射、养颜护肤和抑癌抗瘤[17]。木薯叶片中含有丰富的黄酮类化合物和类胡萝卜素,据报道,黄酮类化合物具有抗肿瘤、抗病毒、调节血脂、消除氧自由基等生理活性[18-19]；煮熟的木薯叶可以治疗膀胱炎[20];此外,木薯鲜薯中含有丰富的赖氨酸、精氨酸和亮氨酸等,具有促进人体发育、增强免疫功能、提高中枢神经组织功能等作用;鲜薯中丰富的维生素C是很好的抗氧化剂,能防癌、治疗坏血病及预防动脉硬化；同时,木薯块茎因富含淀粉、膳食纤维等,特别是富含高直链淀粉,对糖尿病和结肠癌具有预防和辅助治疗效果,它还具有防止胆结石形成及降低胆固醇的作用,在防止肥胖食品方面具有很重要的应用价值[21]。

表1 我国主要食用木薯品种(种质)块根的营养成分

2 国内外木薯食品加工现状

2.1 我国木薯食品开发

2.1.1 食用木薯的历史 我国于19世纪20年代首次引进木薯栽培,至今已有200多年的栽培历史,主要分布在海南、广东、广西、云南、福建、湖南省的南部,四川和贵州省南端的河谷地带；由于木薯具有粗生、易植、高产和四季可收获食用等优良特性,成为我国20世纪50～60年代困难时期解决热区农民温饱的主粮[1]。在20世纪70～80年代,我国粮食状况得到改善后,木薯逐渐转为饲料和淀粉原料的角色。在20世纪90年代,木薯成为华南地区最重要的淀粉和酒精工业原料。进入21世纪,随着我国经济的快速发展,人们生活水平稳步提高,食物需求不仅仅满足于数量,更注重追求“绿色、生态、安全、健康”的高质量食品,与其他山珍野菜一样,木薯又以营养美味的粗杂粮形式回归人们的餐桌,受到越来越多人的青睐[22]。把木薯“吃起来”,让木薯食品进入千家万户,已成为我国木薯产业技术体系“十三五”重要目标“食用化”的任务之一。

2.1.2 食用木薯品种研究简介 面包木薯和糯米木薯是我国较早的食用木薯品种,1912年由马来西亚引入,经中国热科院选育而成。面包木薯鲜薯淀粉含量达30%～32%,蒸熟的薯肉似面包,雪白可口,松软嫩滑,故得名面包木薯。糯米木薯鲜薯淀粉含量30%～32%,薯肉有较强的糯性口感,故得名糯米木薯[22]。面包木薯和糯米木薯在20世纪50～60年代困难时期,为解决我国热区人民的温饱问题做出了重要贡献。在20世纪60年代,中国热科院从面包木薯的自然杂交种子中选育出华南6068,其鲜薯淀粉含量达30%以上,薯肉雪白松粉,食味好,是海南地区的主要食用品种[22]。随后,中国热科院从华南205的自然杂交种子中选育出了华南124,该品种是继华南6068之后选育的又一优良食用品种,其鲜薯淀粉含量为25%～28%,薯肉白色,抗寒性强,适于北移种植[23]。在20世纪90年代,广西亚热带作物研究所从国际热带农业中心引进木薯杂交种子SMIII3，从其实生后代中选育出了高淀粉高产量的新品种GB891,其鲜薯淀粉含量为30%～35%[24]。中科院华南植物研究所从国际热带农业中心引进的试管苗中选育出南植199,是目前我国推广面积较大的木薯品种,其淀粉含量在30%左右[22]。在21世纪,中国热科院利用从海南地方收集的优良单株,经无性系多代选育出新品种华南9号,其口感佳，淀粉质量上乘，薯肉为蛋黄色,兼具较佳的天然色素和芬香,淀粉含量为30%～33%,也称蛋黄木薯,用其制作食品时,不需调色加料,即可烹饪出亮丽的金黄色,是我国目前主推的食用型木薯新品种[25]。

2.1.3 木薯食品加工现状 历史上,食用鲜薯的地方大多为贫穷落后地区,对木薯食品加工较单一,多是在家庭小作坊里进行,一般通过蒸煮、煎炸、烘烤、发酵等方式,加工成熟食后直接食用,或是对木薯进行清洗、浸泡、剥皮,粉碎压浆,过筛获得湿淀粉后,加工成木薯食品。

近年来,在国家木薯产业技术体系团队的努力下,从最初的试产试销阶段,逐步走向正规化、规模化生产,逐渐形成了独具特色的木薯全粉等系列食品的产业链[2]。随着食用型木薯新品种华南9号的育成,食用型木薯重焕新机,以华南9号等食用木薯品种为原料,湖南农业大学研制出木薯粉条,广西大学研制出木薯面包、饼干糕点[26],中国农业科学院研制出木薯叶膨化食品[17],国家木薯产业技术体系团队研制出木薯全粉面包、木薯月饼、木薯粽子、木薯饮料、木薯饺子、木薯汤圆等系列产品。中国热带农业科学院把具有热带作物特色的木薯食材与中国博大精深的传统烹饪文化结合,编撰了中英文对照的《中国木薯食谱》[27],荟萃了12大类88种木薯烹饪技法,开拓了木薯成为新时期的特色粮食作物,既丰富了中国的传统饮食文化,也填补了国际木薯食谱无文的空白。中国热带农业科学院还承办了多期国际木薯培训班,对非洲、东南亚、尼日利亚、南美、泰国、印度等农业部门的学员进行木薯种植、加工、烹饪等技能培训,其中烹饪木薯食品获得商务部、UNDP和国际热带农业中心(CIAT)有关高级官员的一致好评。食用木薯的国际培训和传播,为服务国家科技外交和支撑热带农业“走出去”战略作出了重要贡献[1]。2017年12月,中国热科院建成木薯(全)粉小型加工中试生产线,该生产线的建成是国内真正意义上第一条木薯加工完整的生产线,真正实现小型产业化加工,对木薯食用化的发展具有重要的推动作用。

2.2 国外木薯食品加工现状

目前,全世界平均有60%以上的木薯被当作粮食。作为一种食物,木薯块根与土豆类似,主要成分是淀粉,可以当配菜与其他食物一起烹饪,事实上,木薯可以在许多菜肴中替代土豆,也可以用烹饪土豆的方式烹制木薯，可以煮、捣碎、油炸或烘烤等。由于木薯块根可以留在地里数月甚至数年后还可食用,所以木薯对非洲人民而言是粮食安全的重要保障[28],约87.0%的木薯用来加工食品[21]；木薯叶是他们的主要蔬菜来源,平均每人每天消费500 g[29]；拉丁美洲的当地人喜欢用木薯叶为主要原料做成“Manicoba”特色食品,其营养丰富,很受欢迎。在西非,特别是在尼日利亚和塞拉利昂,木薯被磨碎、压榨、发酵和油炸,然后与沸水混合形成浓稠的糊状,作为Eba或Garri的原料。在中非,有一种很受欢迎的烤木薯,是把木薯浸入盐水中泡几天,然后用小火烤熟,类似于烤马铃薯[30]。

虽然木薯的烹饪方法因受到文化差异和饮食习惯的影响,因不同地区而异,但普遍方法是蒸煮和油炸。在去除薯外皮后,将薯肉切成小块浸泡于水里数个小时后,沥干,油炸,撒上辣椒盐混合物,就变成一种很普通的街头小吃。木薯叶也可被浸泡并煮沸,清除毒素后,作为蔬菜食用,被桑戈语称为Gozo,刚果语称Sakasaka,斯瓦希里语和林加拉语称为Mpondu,其味道类似于菠菜。印尼46.4%～46.6%的木薯用于食物消费,将新鲜块根用水煮、油炸或发酵着吃,将木薯粉制成饼干和一些传统食品,也可以通过发酵来制作Tapai和Getuk蛋糕,或将木薯淀粉制成虾味咸饼干或添加到油酥糕点中。在饥荒或粮食短缺的时候,木薯被用来代替大米[31]。泰国等国家则用木薯原料开发虾片、粉条、糕点、面包、饼干等,除供国内食用外,还作为特色食品出口。在尼日利亚,木薯食品很受欢迎,常被用来制作Garri, Garri是一种用奶油和发酵的木薯粉制成的食物,略带酸味,它是尼日利亚东南部的一种美食[30]。在加纳,在所有的根茎作物中,甚至在所有的粮食作物中,木薯是加纳消费者最喜爱的作物,它也可以被乳酸发酵加工成Agbelima。在古巴,木薯是菜肴的主料,除了做成烤面包之外,它还可以做各种配菜。煮熟的木薯被油炸后,称为Yuca frita(类似于炸薯条),是做点心或配菜的原料,传统的古巴油炸饼都是家庭用Yuca糊做的[33]。巴西的木薯菜肴很有特色,与米饭和大豆一样,木薯是许多巴西人的基本食物,其中Farofa是较常见的巴西食品,这道菜是用各种肉和木薯一起炖成糊状,味道鲜美爽口。在刚果民主共和国,木薯叶被热水浸泡后,用研钵捣碎,然后煮沸；在煮沸的过程中,不用锅盖,在搅拌的同时加入食用油、洋葱、鱼等材料,做成的菜被称为Mpondu,被刚果语和斯瓦希里语称为Saka,其非常有营养；还有一种称为Chikwangue的食物,是将木薯粉煮沸,直到浓缩成糊状,然后用其来制作面包,用香蕉或其他叶子包裹进行发酵,它的保质期很长,是一种长途旅行的首选食物[30]。

不同地区的木薯食品各有特色,但主要分为未发酵产品和发酵产品,表2和表3分别是世界上某些地区用木薯块根加工成的一些传统发酵和未发酵的木薯食品。

表2 未发酵的木薯产品

表3 发酵的木薯产品

注:表2、表3均引自文献[34-35]。

3 木薯食品加工存在的问题及解决对策

3.1 木薯食品加工存在的问题

3.1.1 缺乏宣传,对木薯食品的认识不够 木薯主要生长在我国热带、亚热带地区,在非木薯种植区,很少有人认识木薯,更谈不上吃木薯；而在木薯种植区,自20世纪80年代以来,木薯主要被用于饲料、淀粉和酒精的生产,较少被食用,因此,人们对木薯的营养价值、食用价值缺乏了解,相关政府部门也没有认识到食用木薯是新兴产业,更没有意识到食用木薯在粮食安全、食品安全、营养健康、特色美味等方面的重要作用。

3.1.2 科研支撑不足,对木薯食品的研究薄弱 一是原料不足,缺乏具有高营养价值的木薯品种。目前,在我国育成的十几个食用木薯品种中,只有2～3个用于推广,而这些食用木薯品种虽然富含淀粉和矿质元素,但其蛋白质和胡萝卜素含量较低,满足不了多样化的食用及加工品种要求,缺乏营养价值高、风味和口感都较好的新品种。二是鲜薯及其食品贮藏保鲜技术研究薄弱,未解决鲜薯易变质和食品保鲜期短的问题,制约了木薯食品加工业的发展。三是我国木薯食品处于初级研发、试产试销阶段,缺乏相关的木薯食品加工和产品品质评价体系标准,缺乏对木薯食品的营养成分、口感、风味、消化和保健等的评价标准。木薯食品加工的基础研究比较薄弱,难以发挥产品加工对食用木薯产业的带动作用。

3.1.3 加工技术含量低,木薯食品未形成产业化 目前,我国木薯产品的加工组织化程度低,主要由科研机构和一些农户运用木薯鲜薯烹饪食品为主,处于产品初级研发、试产试销阶段,食用木薯加工业发展严重滞后,缺乏相关企业的带动,商品率低,产品附加值不高,产业链短,经济效益低,市场竞争力不强,难以形成规模化生产。

3.2 解决对策

3.2.1 加强宣传,提高人们对食用木薯的认识 一方面,充分利用便利的网络、电视、广播、报纸、科普书籍等平台,加大对木薯食品的宣传力度,强化人们对食用木薯的食用价值和发展前景的认识,让食用木薯的粮食安全、食品安全及特色食品的发展方向得到社会认同,从而争取政府的政策和财政支持,发展壮大我国的食用木薯产业;另一方面,围绕国际合作交流平台与基地建设,从服务国家政治与外交大局出发,结合国际合作交流、境外研发基地、科技援外和培训等项目,形成多渠道、宽领域、深层次的农业“走出去”发展格局,从而提高我国食用木薯科技在国际上的地位和影响力[1]。

3.2.2 加强科技支撑,强化木薯食品研究 一是加强食用木薯新品种的选育,广泛收集引进国外的食用木薯种质资源,选育高产、高淀粉、高蛋白质、高胡萝卜素、食味优的木薯新品种,以满足不同类型营养保健的食用鲜薯需求及现代食品加工对原料品质的要求。二是进行木薯食品营养强化研究,针对目前食用木薯蛋白质和类胡萝卜素含量低的问题,可以探索通过在木薯食品中添加动物蛋白或植物蛋白来缓解,例如,通过添加大豆粉、棕榈油或微生物等来增加木薯食品的营养价值。三是研究木薯采后生理腐烂机理,加快研发贮藏保鲜技术,延长鲜薯和食品的保质期。四是加快建立木薯食品加工和产品品质评价体系标准,以及加强木薯产品的品牌建设,搞好产品的包装设计与企业的形象策划。

3.2.3 加强木薯食品技术的研究,让木薯食品走向市场 借鉴国内外先进的马铃薯和甘薯的加工经验和技术,加强研发木薯膨化薯片、油炸薯片、烤薯片,各式薯糕、薯条、薯饼、薯脯、薯丝等休闲小食品,延长加工产业链,细化木薯食品加工行业标准,有效延伸产业链,优化产业化经营,积极推动食用木薯向现代产业化、高度加工化、技术现代化方向发展,发挥木薯作为“未来粮食”的全部潜力。采取公司(合作社)+基地+农户、分销商(超市、餐馆等)的模式,以木薯食品加工业为纽带,架起农户与市场的桥梁,形成按需种植、按需加工的订单农业；建设一批集种植、加工、销售于一体的特色木薯产品生产基地,实现木薯食品产品化、规范化、品牌化、市场化,最终带动人们把木薯吃起来。

4 木薯食品的发展前景

随着居民生活水平的不断提高,消费者正在从吃饱、吃得安全向吃得营养、吃出健康转变,人们更加关注农产品的品质、营养和饮食健康,人民对美好生活的向往为优质木薯食品的供给、转型升级提供了新机遇。木薯粉在世界上最流行的用途是制作面包、蛋糕和糕点等烘焙食品；此外，作为烘焙和糕点行业的原料,木薯粉作为小麦粉的替代品,可用于制作增稠剂、面条、调味料、面包、婴儿食品、糖果和加工肉等，例如巴西和尼日利亚已制定政策,将10%的木薯粉加入到小麦面粉中制作面包,该政策的实施减少了小麦面粉的进口,促进了高质量木薯粉的生产,同时极大地增加了木薯的种植面积[36]。在我国,木薯食品是新兴产业,具备天然、安全、营养、健康的特点,符合当前人们追求的养生理念。因与马铃薯、甘薯等食品加工相比,木薯加工业还存在一定的差距,所以,其隐藏的巨大的商机将为社会带来较大的经济增长点,发展前景十分广阔。