甘薯蔓的营养评价及开发利用进展

李春英 ，孙义豪 ，范会平 ，李家寅 ，杨峰，艾志录 *

1.河南农业大学食品科学技术学院（郑州 450002）；2.农村部大宗粮食加工重点实验室（郑州 450002）；3.郑州市营养与健康食品重点实验室（郑州 450002）；4.郑州市蔬菜加工贮藏与安全控制重点实验室（郑州 450002）；5.南阳固德威机械装备有限公司（南阳 473000）

中国土地沙漠化导致农业耕地面积不断减少的当今，能够作为主食的抗逆性甘薯作物种植在不断推进。甘薯因抗干旱、耐瘠薄、环境适应性强、高产稳产等特点，世界上已有100多个国家种植。甘薯富含淀粉、矿物质、膳食纤维等营养成分，在保障国家粮食安全方面做出了重要贡献，具有现代农业可持续发展不可替代的作用。甘薯（Ipomoea batatasL.）是我国主要栽培的农作物之一，种植面积约1 100万 hm2，占世界甘薯种植面积的65%以上，栽培面积和产量均居世界首位。我国每年生产的甘薯蔓（甘薯地上部分，包括甘薯的叶、叶柄和藤蔓三个部位，统称为薯蔓）高达150亿 t以上[1]。甘薯茎叶再生能力强，茎叶的采摘可从封垄开始一直到甘薯收货前半个月，生长期长，一年中可以多次采收，资源丰富。甘薯蔓营养丰富，对病虫害的耐性强，但由于薯蔓中所含粗纤维和果胶不宜被牲畜消化吸收，除少部分甘薯茎青贮和直接饲喂外，大部分被当作废弃物抛弃掉，而茎叶部分也只是少数地区少量食用，大部分同甘薯茎一起弃掉不仅造成了资源的浪费，还带来了环境的污染[2]。了解甘薯叶（sweet potato leaf）、叶柄（sweet potato stalk）、茎（sweet potato stem）各部位的营养特性、强化甘薯薯蔓（sweet potato vine，SPV）的资源化利用、提高甘薯农产品附加值，增加农民收入、促进我国农业经济的发展，均具有极其重要的意义。

1 甘薯薯蔓的营养评价

甘薯叶、柄、茎薯蔓中含有丰富的蛋白质、矿物质、胡萝卜素以及各种维生素，且甘薯茎叶、茎尖中蛋白质、钙、铁等矿物质含量显著高于甘薯的块根部位[3]。

1.1 蛋白质

甘薯叶中蛋白质含量比块根高，甘薯茎尖粗蛋白含量为干重的21.1%～25.1%[4-5]。据中国预防医学科学院的检测结果，甘薯叶中蛋白质的含量高于芹菜、菠菜、卷心菜、南瓜等13种蔬菜[6]。菲律宾等国对种植在东南亚国家十几个品种的品质分析结果，甘薯茎尖的蛋白质含量高于甘蓝、菠菜、芹菜等一般叶菜类蔬菜[22]。Ishida等[7]研究指出，甘薯茎叶蛋白质含量高达鲜重的3.7%～3.8%，赖氨酸作为第一限制性氨基酸，其甘薯茎叶蛋白质的氨基酸评分（AAS）为76.1%～83.9%。甘薯茎叶的蛋白质品质为中上等，赖氨酸含量高于谷类，含硫氨基酸含量高于大豆，可作为优质蛋白质的来源[8]。甘薯叶中的蛋白质含量约为柄、茎的3倍，比起生物量，甘薯柄和茎蔓也是很好的蛋白质来源。

1.2 矿物质

雷碧瑶等[9]研究指出，绝大多数的甘薯茎叶镁、钾、锰、铜、铁等矿物质含量高于甘薯块根。甘薯茎尖钙含量均比甘薯块根部高2～3倍，其中，柄中的钙含量显著高于叶和茎，而甘薯叶中的铁含量是甘薯柄中的5倍左右，锰含量也高于柄中的3倍左右，均是主要矿物质营养的重要来源[10]。当然也有文献指出，甘薯叶、柄中微量元素比块根低[11]。土壤环境不同，品种不同，施肥不同，对不同部位矿物质的富集差异较大，但均优于其他常见绿叶蔬菜，况且甘薯茎叶钾/钠比值高，对高血压、动脉硬化等有一定的预防作用[10]。植物中的草酸、单宁、植酸等是食物中蛋白质、矿物质的抗营养因子，抑制蛋白质和矿物质的有效吸收、利用。甘薯茎叶中抗营养因子草酸的含量（5.1% DW）仅仅是菠菜、苋菜的1/2，意味着甘薯叶、柄、茎不仅富含蛋白质、矿物质等营养素，其生物利用率也高于其他叶菜类，被亚洲蔬菜研究中心列为高营养蔬菜[6]。赵永光等[12]指出甘薯茎尖硝酸盐含量低，符合1级蔬菜限量标准，亚硝酸盐含量低于4.0 mg/kg，符合我国无公害蔬菜亚硝酸盐的限量标准。

1.3 胡萝卜素和维生素

植物中的胡萝卜素是主要的维生素A源，被人体吸收后，可转化成人体所需的维生素A营养素，是一种最常见的维生素A补充剂。Ishida等[7]指出每百克新鲜甘薯叶中含胡萝卜素约为4.0 mg，接近绝大多数黄、绿色植物中的含量。Hidelo等[13]指出甘薯叶富含胡萝卜素，其稳定性高，在生长期间其含量基本保持稳定。在坦桑尼亚当地进行的一项关于蔬菜营养成分的研究报告中指出，甘薯叶中总类胡萝卜素含量约是芥蓝的2倍、甘蓝的3倍之多，在被检测的植物蔬菜中属含量最高[14]。

甘薯蔓中膳食纤维、维生素B1、维生素B2、烟酸等营养成分含量也很丰富。有研究表明每百克新鲜甘薯叶中含0.053～0.128 mg维生素B1，0.248～0.254 mg维生素B2，60～90 mg维生素C[23]，与亚洲蔬菜研究发展中心和中国预防医学科学院的检测结果相似，其含量均高于芹菜、南瓜、甘蓝、菠菜等13种蔬菜[24]。加上甘薯在生长期间使用化肥少、污染风险低的特点，甘薯叶具有“蔬菜皇后”的美称。

2 甘薯薯蔓的加工适应性

2.1 传统食品加工

借助传统食品加工技术，速冻调理食品、干制食品、罐藏食品、发酵食品等为载体，研究甘薯地上部薯蔓的开发利用。

2.1.1 速冻调理食品

速冻调理食品（Quick-frozen prepared foods），也叫速冻即加工食品（Quick-frozen process foods），是将甘薯叶、柄等原料经过洗、切等预处理，采用速冻工艺，在低温状态下（产品中心温度在-18 ℃以下）贮藏、运输和销售的包装产品，是可用来直接进行烹饪的预制食品或预加工食品。随着人们生活节奏的加快、生活水平的提高、健康意识和消费习惯的改变，小家庭为主的速冻蔬菜调理食品将是当今世界速冻食品发展的趋势。

2.1.2 干制食品

利用鲜嫩菜用甘薯茎尖或甘薯茎叶，整理、清洗、烫漂、烘干，获得干制品。甘薯茎叶的干燥常采用自然干燥、热风干燥、冷冻干燥和远红外干燥法。冷冻干燥可保持良好的样品色泽、营养，且干制品的复水性好。远红外干燥是国家科委重点推广的一项新加热技术，其干燥速度快，可大大缩短生产周期，节约能源，提高产品质量。

2.1.3 甘薯叶、柄饮料开发

中国是茶的故乡，是茶文化的发源地，中国人酷爱饮茶。以具有保健功效的甘薯叶浸提液作为原料，可生产出各种风味的甘薯叶茶饮料，不仅能享有甘薯叶特有的芳香，饮料中浸出的功能成分，还能期待一定程度的保健功效[15]。以甘薯叶为原料，直接制茶，或进行发酵制得发酵饮品，其产品口感柔和，具有甘薯叶特有的风味。

2.1.4 罐藏及发酵食品

随着人们生活节奏的加快、消费习惯的改变，越来越多的家庭迫切需要即食或调理食品，既能够节省时间，又能吃出美味的菜肴。甘薯叶柄及茎尖可经预处理、切分、预煮、调味或免调直接装罐、排气、密封、杀菌、冷却等工序制得甘薯叶柄罐头。因为罐头食品是依靠杀菌来加以长期保藏的，而不是用防腐剂达到抑止腐败微生物来保藏食品的目的，这也是当今消费者推崇的消费理念之一。甘薯各部位其质地不同，加工出来的菜肴的口感不同，因此，可以进行分类加工，即甘薯叶罐头、甘薯嫩茎尖罐头和未切分的嫩茎叶罐头食品[16]。利用蔬菜制作泡菜的发酵食品也是甘薯茎叶和茎尖可以开发的食品。利用植物乳酸菌发酵制作的泡菜，除了甘薯材料的营养物质外，植物乳酸菌的代谢产物还对人体起到各种有益作用。甘薯叶柄在发酵过程中产生的有机酸，不仅能增加菜肴的风味，具有开胃的功效，还能调控脂肪代谢，具有降血脂、降低血液胆固醇、预防心脑血管疾病的作用。

2.1.5 面制品中的应用

新鲜甘薯茎尖及茎叶榨汁，将汁液放入优质面粉中制作各种甘薯副产品面制品，其产品无需加入其他食品添加剂，无异味，带有甘薯茎尖的清香，不断条，不糊汤，具有营养、功效成分[17]。也有人将甘薯叶粉与面粉混合，制作甘薯叶面制食品，可有效提高甘薯叶的综合利用率[18-19]。

2.2 现代高新技术深加工可能性

2.2.1 保健酒、保健醋

利用甘薯的叶及叶柄与谷物一同，或将甘薯叶、柄、块根磨碎后的浆汁，通过酶工程、发酵工程等现代高新技术制作的甘薯茎叶酒，香气淡雅、口味柔和，并且在酶、微生物以及酒精的作用下释放出各种功能性成分，具有显著的保健功效[20]。甘薯叶和糖浆作辅料可制作出口味醇和的甘薯叶啤酒[20]。以甘薯叶作为原料制酒，可以将麦芽的使用量降低到33%，不仅降低了成本，提高了经济效益，啤酒的营养和风味也得到了提升，可以长期适量的饮用，以达到保健的效果。甘薯叶柄浸提液可以单独或与其他食品复配，采用多菌种糖化的现代发酵工程技术，制备保健醋饮料，其色泽纯正、口感柔和，且具有甘薯叶柄独特风味[21]。

2.2.2 功能性食品

甘薯叶中富含糖蛋白、多糖、去氢表雄酮、黄酮等多种功能性成分，具有抗氧化、抗肿瘤、降血脂、降血糖以及有效预防动脉硬化等多种生物功效。采用物理手段提取甘薯叶中糖蛋白，通过生物膜分离、冷冻干燥等现代食品高新技术，可获得高质量甘薯叶糖蛋白，用于保健食品的开发[25]。提取多糖可制作提高免疫力的保健食品；提取纯化去氢表雄酮，冷冻干燥制粉，可应用于保健食品和护肤品[16]。国内有很多学者研究过超声波[26]、超临界[27]、微波[28]等现代科技手段提取甘薯叶、柄、茎中黄酮类化合物的方法。王致[29]在甘薯叶、茎中分离并鉴定了多种黄酮类化合物，罗丽萍等[30]对甘薯叶柄藤中提取的类黄酮化合物进行了抗肿瘤等功效研究，认为甘薯叶、柄、茎是制作抗氧化、抗肿瘤保健食品的优质原材料。甘薯茎叶中富含绿原酸，超声波提取绿原酸，可以制作抗菌日常用品[31]。甘薯茎叶中提取的浓缩叶蛋白，其营养价值并不逊于豆谷等种子蛋白，可制作高蛋白营养强化食品。甘薯茎叶富含钙质，是食物中少有的高钙食品，其钙磷比大于10，是良好的钙质补充剂[32]。

3 结语与展望

我国是甘薯生产大国，甘薯蔓资源丰富，成本低廉，营养丰富，具有很好的开发价值。甘薯在生产过程中其茎叶不宜感染病虫害，使用农药量很低，甘薯蔓各个部位可作为食品原材料，符合21世纪人们崇尚的绿色、营养、健康食品的消费理念。甘薯蔓营养成分的含量，因品种不同而差异很大，了解甘薯叶、柄、茎各部位的营养特性，根据加工需求，选择适合的品种的适合部位，分别加工成高营养食品或食品强化剂强化食品营养，获得甘薯各个部位的营养价值最大化，也可以将薯蔓一同采收，提取蛋白质或矿物质，大大节省甘薯叶、柄、茎分离成本，所获得的蛋白质以及矿物质产品价格高，可获得高附加值。民以食为天，人们可以通过1日2～3餐获取甘薯叶、柄中的营养，也是很好的利用方式。利用菜肴成品或半成品的开发，消费者无论是吃家乡的记忆，还是营养、时尚，甘薯叶、柄都会是时代的“时尚蔬菜”。开发具有“长寿食品”“蔬菜皇后”美名的甘薯蔓，我国具有得天独厚的条件，作为世界甘薯主产区的中国，由于甘薯产生的大量叶、柄或茎尖，资源丰富、成本低、高营养，是发展甘薯食品的又一个良好的资源。这不仅是食品加工行业发展的方向，也是国家的惠农政策相一致，甘薯蔓各部位的深加工产品必将具有广阔的市场前景。