食用木薯的营养价值及其保健功效研究进展

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　　摘要 食用木薯具有较为丰富的营养成分和生物活性成分，且具有独特的风味，因而日益受到了人们的重视。综述了近年来国内外木薯块根、茎叶中营养因子（包含蛋白质、淀粉、维生素、β胡萝卜素、矿物质、纤维素、糖类、脂肪）、抗营养因子及生理保健功效方面的研究进展。
　　关键词 食用木薯;营养成分;保健
　　中图分类号 TS207.3文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2019）11-0022-03
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.11.007
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Abstract Edible Manihot esculenta Crantz is not only rich in nutrients and bioactive components， but also unique flavor， so more and more attention has been paid to it. In this paper， the research progress of the nutritional components （including starch， protein， vitamin， beta carotene， mineral， cellulose， carbohydrate， fat）， antinutritional factors and healthcare efficacy of edible Manihot esculenta Crantz roots and stems and leaves in recent years are reviewed.
　　Key words Edible Manihot esculenta Crantz;Nutrition ingredient;Health care
　　基金项目 广西自然科学基金项目青年科学基金项目（2017GXNSFBA19 8223）;广西农科院自筹项目（z201621）。
　　作者简介 王颖（1982—），女，重庆人，助理研究员，从事营养学研究。*通信作者，助理研究员，硕士，从事生物技术育种与营养学等研究。
　　收稿日期 2019-01-15;修回日期 2019-01-22
　　木薯（Manihot esculenta Crantz）是大戟科灌木状植物，原产于热带南美洲，在19世纪20年代被引入我国，因其具有适应性强、抗旱抗贫瘠、粗生易长、高产低成本等优点[1]，目前已广泛分布在亚热带与热带区域。木薯是三大薯类之一，被称为“地下粮仓”“淀粉之王”和“能源作物” [2]。木薯用途广泛，是粮食、饲料和工业的重要原料之一，世界上木薯产量的65%被用作粮食，是全球热区的主要粮食作物[3]。
　　木薯有食用和工业型木薯。近年来，随着国内外对食用木薯营养成分的进一步研究，结果发现食用木薯中含有较为丰富的营养成分，同时含有具有生理保健作用的成分。食用木薯丰富的营养成分，有利于防止或减少发达地区和不发达地区的营养不良、营养过剩和食品安全的问题。强化木薯营养价值的研究，培育富含钙、铁、锌等元素及富含β-胡萝卜素等营养成分的品种，加强其综合利用，有利于加强人们营养水平和生活质量，推动食用木薯产业的健康发展。另外培育富含β-胡萝卜素的新品种，还可改善我国贫穷地区人口维生素A缺乏（β-胡萝卜素是维生素A合成的前体）的问题。木薯抗旱、抗贫瘠，且对病虫害的抗性也较强，是一种天然绿色食品。因此，木薯不再局限于淀粉和饲料原料，它将会以绿色、营养和保健等食品特点被广大消费者广泛接受。
　　笔者总结了国内外有关木薯块根、茎叶的研究成果，对其营养成分、生物活性成分等进行了综述，以期为食用木薯产业的健康持续发展奠定基础。
　　1 木薯块根 、茎叶的化学组成及其营养价值
　　长期以来，木薯块根的薯肉是人们主要利用对象，而大量的木薯薯皮、木薯茎叶被丢弃。近年来，随着国内外学者对木薯茎叶、薯皮化学等成分的进一步研究，发现木薯的茎叶中同样含有蛋白质、氨基酸、维生素、糖类等化合物。
　　1.1 淀粉
　　食用木薯块根富含淀粉，是许多医药和食品工业重要原料，也是是发展生物质能源的重要原料，目前木薯的工业产品有2 000多种。木薯块根鲜样淀粉含量一般为24%～32%，干样淀粉含量约为73%～83%，且木薯淀粉中有支链和直链淀粉两种形式，其中直链淀粉约占 17%、支链淀粉占 83%[4]。淀粉是木薯中的主要碳水化合物，是重要的能源物质，优于玉米、豆类，木薯淀粉中含蛋白质为 0.1%（玉米淀粉中含蛋白质为 0.35%）[5];另外木薯的淀粉具有低杂质含量，低糊化温度（其糊化温度为 52～64 ℃，比玉米淀粉的糊化温度低8～10 ℃）、高黏度、稳定透明的糊液、优良的成膜性、强渗透性等优良特性[6]。魏艳等先后对9份木薯资源块根中的木薯肉和木薯皮的营养成分分析，结果发现除了木薯肉中含有大量粗淀粉，在木薯皮中也含含量较高的粗淀粉[7]。Zhu等[8]对木薯薯茎秆进行分析，发现干木薯茎秆样含有22%～39%的粗淀粉。楊龙等对木薯的3份野生种和5份栽培种进行分析，结果发现在种植180 d后的木薯成熟功能叶片淀粉含量在不同品种中具有表现不同，其中3份种质的叶片淀粉含量高的达24～25 g/kg（DW），显著高于另外2份种质叶片的淀粉含量，这为人们培育富含高淀粉含量叶片的种质资源提供了可能性。
　　1.2 蛋白质
　　蛋白质在木薯块根中含量较低，块根鲜样的蛋白质含量仅有0.4%～1.5%，干木薯中为 1%～3%[9]。但据报道，目前已培育出蛋白质含量在10%左右的品种[10]。魏艳等[11]对木薯块根不同部位进行了进一步分析，发现在木薯薯皮中含有较为丰富的粗蛋白，其含量是薯肉的2.4～ 6.7倍，因此，应加强对木薯皮的利用，提高木薯的附加值。 　　木薯茎秆中蛋白质含量高于多数热带禾本科和豆类作物茎秆，在木薯茎秆干样中蛋白质含量可以达到25%[12]。因此，加强对蛋白质含量较高的木薯茎秆的利用有利于提高木薯的经济附加值，促进木薯产业健康发展。据报道，木薯嫩茎叶干样中粗蛋白含量为20.6%～36.4%，其蛋白中必需氨基酸总和是全部氨基酸总量的50%左右，可作为一种优质的蛋白饲料来源[13]。王定发等[14]对华南5号、华南7号、华南8号、华南9号、华南205的茎叶进行了分析，发现木薯茎叶粗蛋白含量可达到13.46%～20.84%，其中华南7号茎叶体外营养价值较高，其蛋白含量达到20%以上，随后周璐丽等[15]对华南7号的叶片进一步研究，结果表明华南7号的叶片粗蛋白含量可达到21.6%～31.8%，说明不同品种的茎叶粗蛋白含量不同，需加强品种筛选和选育。杨龙等[16]对野生种木薯叶片和栽培种木薯叶片营养分析，结果发现野生种和栽培种叶片粗蛋白含量无相关性，其中华南205四倍体和野生种M.glaziovii M.A.-Dan叶片粗蛋白含量较高，分别为255、247 g/kg DW（干重），科研工作者是否可以从多倍体育种方面培育出高蛋白含量叶片的种质。
　　1.3 维生素、β-胡萝卜素与矿物质
　　木薯块根干样中维生素含量为277～456 mg/kg，钾含量在0.8%左右，而钙和磷含量分别为0.13%～0.32%[17-18]。据陈晓明等[19]报道，木薯皮干样中含14 532.9 mg/kg钾，在薯皮矿质元素中最高;含8 982 3 mg/kg钙，含量次之。木薯叶维生素C、胡萝卜素也很丰富，新鲜木薯叶含维生素C含量为2 310～4 820 mg/kg，胡萝卜素含量为82.8～117.8 mg/kg[20]。
　　1.4 纤维素
　　木薯块根中纤维素含量受品种、生长期、气候因素的影响，在鲜薯中纤维素含量一般低于 1.5%，在薯块干样纤维素含量中低于4%。进食适量膳食纤维可预防肠胃疾病，在降血压和血脂等方面效果较好[21]，在木薯皮中粗纤维含量为14.0%～19.9%[7]，在木薯叶中纤维素含量为4.0%，明显高于甘薯叶、菠菜叶、生菜叶中的纤维素含量[22]。木薯茎中纤维素含量较为丰富，木薯茎秆干样纤维素含量达到23.3%[23]。
　　1.5 糖类、脂肪
　　在食用木薯块根中含有糖类（包括蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖）和脂肪，在食用木薯块根中约含 17%的蔗糖及少量葡萄糖、果糖[24]，脂肪含量在 0.1%～0.3%（以鲜薯计），低于大豆和玉米中的脂肪含量[25]，糖脂和非极性是木薯块根中的主要脂质类型。王定发等[14]对5份木薯茎叶分析，结果得知木薯茎叶中粗脂肪含量为5.07%～687%。
　　2 抗营养因子
　　木薯块根中含有较为丰富的营养因子，同时含有抗营养因子，其主要抗营养因子为氢氰酸、单宁，了解木薯块根、茎叶的抗营养因子，可采用合适方法降低其含量，提高营养消化率。
　　2.1 氢氰酸
　　木薯块根中含有亚麻苦苷，亚麻苦苷在酶或弱酸作用下被分解成氢氰酸[26]，氢氰酸有一定的毒性，生物组织细胞内酶的活性可被氢氰酸抑制，细胞色素氧化酶对氰化物最为敏感，最终会导致细胞缺氧[27]，而在食用木薯分解后氢氰酸含量很低，木薯氢氰酸含量叶部约占2.1%，茎部约占36%，块根占61%[28]。罗瑛等[29]对7个不同木薯品种的氢氰酸进行了分析，结果发现：不同品种的薯肉、块根周皮、茎秆、叶片中的氢氰酸含量均有差异，且氢氰酸含量主要集中在木薯叶片、茎秆和块根周皮中。近年来许多学者对木薯氢氰酸去除方法等进行了分析与探索，冯巧娟等[30]对木薯块根和叶片在不同青贮时间和温度下发酵品质及氢氰酸含量进行分析，发现氢氰酸含量随着青贮时间的增加而减少，且氢氰酸含量减少主要发生在前两周;同时随着温度的增加氢氰酸含量显著降低，在40 ℃时块根和叶片中氢氰酸去除率分别可达到55.82%和63.56%。田静等[31]比较了水煮、烘干、微波加热、青贮4种脱毒方法，发现水煮和烘干后木薯块根氢氰酸含量的去除率最高，青贮去除率最低，但也可达到50%以上，通過比较可发现，水煮、烘干、微波加热会消耗大量能量，而青贮虽然去毒率低，但是营养保存较好。李笑春[32]报道，木薯块根氢氰酸脱毒方法中去除能力依次为水煮>烘干>晒干>浸水，这与田静等[31]的研究结果一致。刘义军等[33]对湿法脱毒技术、干法脱毒技术、微波脱毒技术、溶剂提取脱毒技术、挤压膨化脱毒技术和生物法脱毒技术等进行了分析，发现各个方法均有各自的优缺点，木薯块根或叶片去皮后水煮或去皮后切片后日光晒干或适宜温度烘干均是目前较为适宜的去除氢氰酸的方法。
　　2.2 单宁
　　单宁没有毒性，与蛋白质结合生成难溶的络合物，使蛋白酶等消化酶类钝化，从而抑制了机体对蛋白质等营养物质的消化吸收[34]。单宁含量随植物成熟度增加而增加，不同品种之间单宁含量具有差异[35]。单宁具有减少动物采食量、降低营养物质（如蛋白质等）的消化与吸收等作用[36-37]。
　　3 保健功能
　　3.1 治疗消肿、疮疡等
　　我国《新华本草纲药》 中记载：木薯可以治疗痈疽疮疡、瘀肿疼痛、疥疮、顽癣等症状。随着对木薯块根和茎叶生物活性成分研究的不断深入研究，人们发现木薯具有许多保健功能。
　　3.2 抗癌防癌及糖尿病、高血压等防治
　　千百年来秘鲁与巴西一带的土著印第安人均有食用木薯叶的传统，他们将木薯叶晒干磨成粉，然后随意地加入任何菜肴中，喝水时也会放一些木薯叶干粉，这一带居民的抗病能力明显高于其他地区，且患癌症，如乳腺癌、子宫癌、卵巢癌、胃癌等病症未在当地居民中发现，也没有糖尿病、高血压、心脏病及其他的一些常见疾病被发现[38]。
　　3.3 膀胱炎的治疗 　　据报道，马达加斯加科研人员发现，将木薯叶捣碎后放入盐水中煮 30～40 min，然后与大米饭一同服用，每周连续3 d，服用3个月，可治疗各阶段的膀胱炎。通过对各种方法的比较发现，采用此方法治疗膀胱炎比其他药物治疗疗效更为显著，且没有危险和副作用[39]。
　　3.4 护肝与抗氧化
　　β-胡萝卜素是人类及動物体内维生素 A 合成的前体。Egle Machado 等[40]在木薯种植6～8 个月后，将木薯叶采集后清洗，将其置于阴凉的 28 ℃的房间里干燥 7 d 后磨成叶粉，分析后发现每100 g叶粉中含有36 mg β-胡萝卜素，通过小白鼠试验证实，木薯叶粉可增加肝脏中维生素 A 的合成。Kubo 等[41]研究了巴西木薯品种 maniva，结果表明100 g叶片中含槲皮素84 mg、山奈酚 84 mg、芦丁462 mg，并发现这3种化合物的抗氧化性的效果较好。
　　4 总结与展望
　　随着人们生活水平的不断提高和健康、营养保健意识的增强，食用木薯的营养价值和保健功能越来越受到重视，开发多种具有健康、营养及保健功能的木薯食品，可提高食用木薯附加值与人们的生活质量;同时木薯是一种耐旱、抗贫瘠的营养丰富的作物，且在我国木薯种植一般很少施用农药，在发展绿色有机农业方面食用木薯具有天然的优势。因此，食用木薯产品具有广阔的发展前景。
　　据报道，木薯叶的保健功能可能与木薯叶中含有丰富的类胡萝卜素和黄酮类化合物有关。目前，我国对木薯的应用研究主要集中在木薯淀粉、产量等方面，在木薯营养价值和保健功能方面的研究相对较少，尤其是在保健功能研究方面;其次学者们研究焦点均主要集中在木薯块根方面，在木薯茎叶等方面的研究相对较少。因此，今后不仅要加对大对木薯块根方面的研究，也要重视木薯茎叶部位等的研究，加强对其营养价值和保健功效的研究，开发出更多绿色、营养、保健的木薯产品，因地制宜发展食用木薯深加工产业，这将为我国带来巨大的健康效益、经济效益和社会效益。
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