湖南紫心甘薯品種的開發(fā)與利用

周 虹 ，張超凡 ，黃艷嵐 ，易九紅

（1.湖南省作物研究所，湖南 長沙 410125；2.湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，湖南 長沙 410128）

甘薯是湖南省重要的糧食作物，年種植甘薯面積為30萬hm2，多分布在丘陵旱地。隨著生活水平和健康意識的提高,人們開始重視保健食品。紫心甘薯由于富含花青素,具有營養(yǎng)、著色、保健等多重功用，越來越引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。自20世紀90年代以來,國內(nèi)外一些科研單位對紫心甘薯的營養(yǎng)價值、品種資源篩選鑒定、紫心甘薯的育種和開發(fā)利用等進行了研究。為了加速該品種在湖南的推廣應用,促進湖南省甘薯生產(chǎn)的品種結(jié)構(gòu)調(diào)整,筆者對目前湖南現(xiàn)狀，對紫心甘薯營養(yǎng)、保健、品種選育、開發(fā)利用等進行了綜述,以期為今后湖南紫心用甘薯研究和開發(fā)提供參考和借鑒。

1 紫心甘薯的主要營養(yǎng)成分和保健作用

1.1 紫心甘薯的特點

甘薯是旋花科根莖類一年生草本植物，甘薯的主要器官薯塊除了白色、黃色、桔紅色等常見色彩外，還有一類相對少見的紫色，其中以薯肉為紫色的最為突出。這種塊根肉色為紫色的甘薯，稱為紫心甘薯。紫心甘薯的塊根和莖葉中均含有花青素，但塊根中含量非常高，而莖葉中的含量很少，在塊根中花青素的分布也不均勻，一般表現(xiàn)為塊根外層的含量高于內(nèi)層。紫心甘薯塊根外層（包括皮層和表皮，厚約0.5 cm）花青素含量幾乎是內(nèi)層的1.5倍，其薯肉顏色越深，花青素含量越高。與普通甘薯相比，紫心甘薯由于富含花青素等對人體有營養(yǎng)的保健物質(zhì)而被認定為特用品種，極具開發(fā)價值。

1.2 紫心甘薯的主要營養(yǎng)成分

紫心甘薯薯肉呈紫色或深紫色，除含有豐富花色苷類色素外，還含有相當豐富的植物蛋白、游離氨基酸、多糖、維生素、礦物質(zhì)離子等其他人體所需的重要營養(yǎng)成分。與普通的甘薯相比，具有更高的營養(yǎng)價值，是甘薯中的新型特色品種。紫甘薯色素屬花青素類色素，是一種重要的水溶性天然色素，它色澤鮮艷、安全無毒副作用，被譽為繼水、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)之后的第七大營養(yǎng)元素。紫心甘薯中硒、碘、鈣、鋅的含量高，是小麥、玉米的十多倍，還含有豐富的游離氨基酸，其中除色氨酸外，含有人體其他7種必需氨基酸，在日常飲食中可作為大米、面食（缺賴氨酸）等的輔助食品，具有促進和保持人體血液的酸堿平衡的功能，被營養(yǎng)學家稱為“營養(yǎng)最均衡的保健食品之一”。

1.3 紫心甘薯的保健作用

紫心甘薯除了具有普通甘薯的生理保健功能以外，還具有許多重要保健藥用價值。紫心甘薯富含花青素、硒和鐵，花青素是目前科學界發(fā)現(xiàn)的防治疾病、維護人類健康最直接、最有效、最安全的自由營養(yǎng)基，其清除自由基的能力是維生素C的20倍、維生素E的50倍，能改善人體的代謝，對肝臟和心血管有較強的保健功能，防止肝組織缺血，促進受損傷的肝臟功能恢復正常。而硒和鐵是人體抗疲勞、抗衰老及補血的必要元素，具有良好的保健功能，硒又稱“抗癌大王”，易被人體吸收，能有效地留在血清中，修補心肌，增強機體免疫力。紫甘薯中還含有較多的維生素P，它能增強細胞粘著性，提高微血管彈性，防止小血管出血。與其他水果和蔬菜相比較，具有更好的保健作用，其抗癌防癌能力居各種食物之首，在歐洲是公認為最佳女性抗衰老營養(yǎng)食品。

2 湖南省紫心甘薯開發(fā)利用的優(yōu)勢

2.1 適合種植區(qū)域廣泛

紫心甘薯喜溫暖氣候，耐高溫，不耐霜，耐旱，耐堿，生長期要求充足的光照。湖南省屬亞熱帶季風濕潤氣候，局部山區(qū)為中亞熱帶山地氣候，常年平均氣溫較高，年平均氣溫16～18℃ ，按緯度分布南北差異不超過2℃，全省無霜期南長北短，大約270～300 d，年平均日照時數(shù) 1 300～1 800 h，年均降雨量為1 200～1 700 mm。在全省耕地面積中，其中旱地約120萬hm2，僅占土地總面積的18%，土地資源中尚有519.4萬hm2未利用，占全省丘陵、山地面積的44.1%，可墾荒地47萬hm2，占未利用土地的8.98%，適宜發(fā)展甘薯等旱糧作物的生產(chǎn)。湖南省屬長江中下游薯區(qū)，溫光資源豐富，是甘薯優(yōu)勢生態(tài)區(qū)，主要分布在湘中、湘西、湘南丘陵山區(qū)。與其他作物比較，紫心甘薯適應強，較為耐旱，尤其是在水資源緊缺的丘陵旱地有強大的抗逆能力，且災后恢復能力強，是較為穩(wěn)產(chǎn)保收，保護生態(tài)的作物，對丘陵雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的適應性更強。

2.2 地理環(huán)境優(yōu)越

湖南省位于長江中游，省境絕大部分在洞庭湖以南，湘江貫穿省境南北，地處東經(jīng)108°47′～114°15′，北緯 24°38′～30°08′，東以幕阜、武功諸山系與江西交界；西以云貴高原東緣連貴州；西北以武陵山脈毗鄰重慶；南枕南嶺與廣東、廣西相鄰，北以濱湖平原與湖北接壤。直線距離東西長約667 km，南北長約774 km，是云貴高原到東南山丘和南嶺山地到江漢平原之間的交替過渡地帶，具有承東啟西、南連北進的區(qū)位優(yōu)勢。全省交通十分發(fā)達，有武廣高鐵、京珠高速公路貫穿全境，縣、鄉(xiāng)、村公路暢通，基本形成了以洞庭湖為中心、湘資沅澧四水干流為主干的航道網(wǎng)絡(luò)。湖南優(yōu)越的地理環(huán)境拓寬了紫心甘薯及其制品消費市場，大大促進甘薯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

2.3 種植經(jīng)驗豐富

長期以來，湖南省農(nóng)民素有種植甘薯的習慣，并在甘薯栽培方面積累了豐富的經(jīng)驗，為紫心甘薯發(fā)展奠定了廣泛的群眾基礎(chǔ)。湖南省于2003年開始紫心甘薯的種質(zhì)資源引進鑒定、選育及加工研究與推廣,通過湖南省科研單位引進了濟薯18等食用及食品加工用品種，通過示范種植，平均產(chǎn)量約2.6 kg/667m2，市場價達到 6元/kg，效益顯著，農(nóng)民發(fā)展甘薯生產(chǎn)的積極性不斷提高。隨著湖南省種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深入，紫心甘薯生產(chǎn)面積逐步上升，涌現(xiàn)了大批甘薯加工企業(yè)和甘薯種植合作社，如湖南永州湘筑薯業(yè)有限公司、湖南泰豐甘薯專業(yè)合作社、湖南芷江渲豐薯業(yè)有限公司、湖南醴陵利民薯類種植專業(yè)合作社等，目前生產(chǎn)面積已達1.33萬hm2，主要集中在永州、慈利、汨羅等甘薯生產(chǎn)大縣。近年來，湖南省作物研究所通過近幾年的甘薯研究工作，已初步篩選出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、專用化、多樣化的適宜地種植的紫心甘薯新品種，同時在快速繁苗、壟作栽培、精確施肥、合理密植、調(diào)控生長及薯種儲藏等技術(shù)上進行探索，總結(jié)出了一套較為成熟的甘薯高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全、生態(tài)的良繁推廣技術(shù)體系，為紫心甘薯開發(fā)利用提供了技術(shù)支撐。

2.4 開發(fā)前景廣闊

隨著生活水平的提高，人們的食品消費趨于多元化、保健化。甘薯不僅集糧、果、蔬營養(yǎng)于一體，有豐富的淀粉、可溶性糖、蛋白質(zhì)和脂肪外，還含有大米、面粉所沒有的維生素、綠原酸、甘薯多糖等多種成分，具有抗氧化、提高免疫和抑制癌癥的功能。紫心甘薯富含抗病及較高保健價值的物質(zhì)花青素、類黃酮和硒，在降血壓、抗癌癥、減輕肝功能障礙等方面效果更為顯著，鐵、鉀、磷的含量也高于普通甘薯，可以加工成多種用途的功能性食品，滿足不同層次的消費需求，經(jīng)常食用可預防中老年人心腦血管、消化道等疾病。紫心甘薯抗逆性強，產(chǎn)量高，生長或恢復生長快。且紫心甘薯屬旋花科植物，很少或不受十字花科害蟲危害，害蟲危害較少，少用農(nóng)藥，是較理想的無公害綠色食品和有機食品。

隨著人們保健意識的增強和對食品安全性要求的提高，天然色素的發(fā)展日益得到重視，而目前市場上的花色素主要來自資源稀少的紫葡萄皮、黑米、黑豆、草莓等，紫心甘薯富含花青素，花色素色澤鮮艷自然、安全、無毒，是一種具有很大潛力的優(yōu)質(zhì)食品原料。從紫心甘薯提取的花色素穩(wěn)定性高，具有較好的耐光性和耐熱性，作為天然色素，應用于食品、化妝品、醫(yī)藥行業(yè)，具有一定營養(yǎng)和保健功效。因此，紫心甘薯的興起為花色素的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了重要的原料基礎(chǔ)，廣泛應用于加工天然食用色素及其制品具有廣闊的開發(fā)前景和巨大的藥用價值。

3 主要紫心甘薯品種

3.1 廣紫薯1號

由廣東省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所以廣薯95-1與廣薯88-70雜交后代選育而成。株型中蔓半直立，單株分枝數(shù)7～15條，成葉淺復缺刻形，成葉、葉柄均為綠色，頂葉淡紫色，葉脈紫色，莖綠帶紫色，蔓粗中等；單株結(jié)薯3～5個，薯塊紡綞形，薯皮紫紅色，薯肉紫色，薯身光滑，耐貯藏，萌芽性好；田間鑒定中抗薯瘟病，抗蔓割病，中抗根腐病和黑斑病；薯塊干物率29.5%，淀粉率19.9%，鮮薯維生素C含量24.4 mg/100g,花青素含量12.2 mg/100g，食味優(yōu)。

3.2 濟薯18

由山東省農(nóng)科院作物研究所以徐薯18自然授粉雜交選育而成。蔓紫色中長，生長勢強；葉片心形帶齒、綠色，頂葉綠色，葉脈紫；結(jié)薯集中整齊，薯塊紡錘形，薯皮紫紅色，薯肉紫色，薯塊膨大早，食味中上。耐旱、耐瘠性好，耐肥、耐濕性稍差。薯塊干物率26.8%，淀粉含量15.1%，蛋白質(zhì)含量1%，硒含量5.36 mg/100g,是一種食用型品種。

3.3 寧紫薯1號

由江蘇省農(nóng)科院糧食作物研究所用寧97-23自然授粉雜交選育而成。葉片心臟性，葉綠色，葉脈綠色，長蔓，莖綠色；薯塊長紡錘形，薯皮紫紅色，薯肉紫色，薯塊萌芽性好，薯塊干物率27.27%，鮮薯花青素含量22.4 mg/100g,總可溶性糖含量為5.6%；抗根腐病，感黑斑病。

3.4 綾紫

由日本九州沖繩農(nóng)業(yè)研究中心以九州109與薩摩光雜交后代選育而成。該品種富含花青素，鮮產(chǎn)水平及色素含量均超過日本知名品種 “山川紫”，是目前國內(nèi)提取天然食用色素和加工紫薯全粉的理想原料。頂葉淡紫紅，葉脈綠色，葉形淺缺刻，莖綠色帶淺紫，萌芽性中等。薯塊皮黑紫色，薯肉深紫色，熟食味干面，較甜?；ㄇ嗨睾?00～150 mg/100g，脫毒后夏薯產(chǎn)量約1 500 kg/667m2。

3.5 鄭群紫1號

由河南省農(nóng)科院糧作所與襄城基地以蘇薯8號×山川紫雜交選育而成。該品種頂葉色、葉色均綠帶褐，葉掌形，葉脈色、莖色均紫，薯皮黑紫色、薯肉紫色、味較甜、細。干基粗蛋白含量較高，中干，食味較好；抗根腐病和莖線蟲病，感黑斑病，中抗蔓割病，綜合評價抗病性較好。

4 紫心甘薯的加工利用途徑

4.1 鮮 食

紫心甘薯具有許多重要的生理保健和藥用價值，對于普通大眾來說，直接食用甘薯實惠方便，且能預防疾病，強身健體。食用方法主要有蒸煮、烘烤等，通過蒸煮制成紫薯丁或紫薯泥后，在低溫冷凍條件下可以保存較長時間，而且取用、再加工也非常方便。可以添加紫薯制成呈天然紫色的水餃、包子、面條等面食。因此，選育外觀好看，熟食味佳，薯塊大小整齊，干凈衛(wèi)生無病蟲害、無污染，色素含量高的紫甘薯作為鮮食用。

4.2 提取天然色素

紫心甘薯產(chǎn)量高、適應性廣，所含花青素的物理穩(wěn)定性好，抗光氧化性較強，具有醇溶性及水溶性的特點，與葡萄皮、黑米等相比，從紫心甘薯中提取的花色素原料來源方便、色彩鮮艷、自然、獨具魅力，具有多種保健功能，是一種天然色素，可用作食品的紅色至紫紅色著色劑而添加到冰淇淋、奶制品、飲料、奶酪、水產(chǎn)品、果汁飲料、果凍、谷物等食品中，由于紫甘薯花青還具有抗氧化、清除自由基能力等作用，有望取代化學合成色素而廣泛應用于醫(yī)藥、化妝品行業(yè)。

4.3 加工紫薯全粉

紫心甘薯屬于季節(jié)性農(nóng)作物，水分含量較高，保存期較短，甘薯生產(chǎn)及消費受到限制，可加工成紫心甘薯全粉，延長企業(yè)加工時間，提高設(shè)備利用率，提高紫心甘薯的深加工和綜合利用水平。紫薯全粉色澤美觀，營養(yǎng)豐富，可做各種糕點的主料或配料，是極好的食品加工原料，同時全粉能夠很好地保持其原有的營養(yǎng)素及風味，是制造嬰兒營養(yǎng)食品、老年健康食品的最佳天然添加成分。

4.4 加工高附加值食品

由于紫心甘薯含有豐富的天然花色素，所以加工出的產(chǎn)品不同于普通甘薯制品，不但保持了原有甘薯的風味，還含有一定的色彩。以紫心甘薯為原料可以直接加工具有天然色澤的膨化薯片、油炸薯片、烤薯片，黑甘薯棗、果脯、糕點、罐頭等休閑食品，可以通過淀粉加工成粉皮、粉條、粉絲，解決了傳統(tǒng)工藝在色澤方面的不足，產(chǎn)品呈紫紅色半透明，可以添加山楂、紅棗、草莓、枸杞等不同配料制成色、香、味、形均優(yōu)的營養(yǎng)保健型紫甘薯醬。也可以加工成色澤鮮美，營養(yǎng)豐富，具有明顯的抗氧化、消除自由基和活性氧、減輕肝臟機能障礙等功效的保健紅酒、飲料與紅醋等發(fā)酵制品，大大豐富方便食品的品種，提高甘薯的附加值。

5 對促進湖南省紫心甘薯發(fā)展的幾點建議

5.1 加強紫心甘薯的育種工作

紫心甘薯新品種選育是紫心甘薯開發(fā)利用的前提和基礎(chǔ)。而目前湖南省生產(chǎn)利用的紫心甘薯資源來源較窄，可以利用的群體少，主要由湖南省科研機構(gòu)改良選育或引進而得，已選育可利用的高花青素紫心甘薯品種，花青素含量不穩(wěn)，產(chǎn)量適應性較差，一定程度上限制了湖南省紫心甘薯育種水平的提高。因此應加強種質(zhì)資源的征集，強化育種手段，克服異質(zhì)性強，目標性狀互補性差等遺傳難題，進一步加大對甘薯育種產(chǎn)業(yè)的扶持力度，促進科研育種單位互相交流，加強品種的區(qū)域試驗和鑒定工作，加快現(xiàn)有資源的改良和新品種的選育。

5.2 加強紫心甘薯的種植技術(shù)研究與推廣

充分發(fā)揮省、市農(nóng)業(yè)科研、技術(shù)部門的積極性,加強對紫心甘薯種植、生產(chǎn)配套技術(shù)的研究。針對湖南省紫心甘薯生產(chǎn)的問題，改善紫心甘薯生產(chǎn)條件，提高土壤的肥力水平。深入研究薯苗快速繁殖、高產(chǎn)栽培、保護性耕作、節(jié)水農(nóng)業(yè)、貯藏周年供應和無公害生產(chǎn)等技術(shù)，提高甘薯種植科技含量，重點解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，栽插方法、配方施肥、合理灌溉、長勢調(diào)節(jié)、科學貯藏等技術(shù)問題，建立紫心甘薯種苗業(yè)基地，確保生產(chǎn)出質(zhì)量好的種苗、種薯。為了提高廣大農(nóng)民種植甘薯的技術(shù)水平，應加強從事薯類研究的科研單位、大專院校與各縣農(nóng)技推廣部門、生產(chǎn)基地的合作，建立健全紫心甘薯技術(shù)推廣體系，加大宣傳力度，通過新聞媒體，舉辦培訓講座，大力推廣鮮食、加工等專用型甘薯新品種和高產(chǎn)高效配套栽培技術(shù)，以此促進湖南省甘薯產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

5.3 加大紫心甘薯的科技研發(fā)力度

紫心甘薯是一種具有很大潛力的優(yōu)質(zhì)食品原料。它具有獨特的營養(yǎng)成份和生理功效，是健康食品之源，可提取一系列具有保健功能的物質(zhì)，例如紫甘薯色素、糖蛋白、果膠、綠原酸、膳食纖維等，達到抗癌、抗腫瘤、降血脂、降血糖、降膽固醇、增強免疫力之功效。在促進現(xiàn)有傳統(tǒng)甘薯制品科技成果轉(zhuǎn)化的同時，要進一步開發(fā)紫甘薯加工的精深加工產(chǎn)品，特別是加大紫心甘薯花青素科技投入與開發(fā)的力度，依靠科研單位的技術(shù)優(yōu)勢和加工企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，開展紫甘薯花色素提取和穩(wěn)定性研究以及功能性食品開發(fā)研究，生產(chǎn)高附加值的甘薯制品如薯及其制品的質(zhì)量監(jiān)測體系，推行無公害標準化生產(chǎn)和加工，確保食品安全，提高紫心甘薯的經(jīng)濟效益。

5.4 提升紫心甘薯產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化水平

湖南屬長江中下游薯區(qū)，溫光資源豐富，是甘薯優(yōu)勢生態(tài)區(qū)，地理位置上具有承東啟西、南連北進的區(qū)位優(yōu)勢，交通運輸發(fā)達，紫心甘薯及其制品滿足國內(nèi)南北市場，市場非常廣闊。應選擇適合甘薯發(fā)展的丘陵區(qū)，以市場為主導，以甘薯加工企業(yè)為龍頭，做好產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，成片建立紫心甘薯生產(chǎn)基地，實現(xiàn)生產(chǎn)、加工、銷售一體化的經(jīng)營，形成“企業(yè)（公司）+基地（農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社）+農(nóng)戶”的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營模式，增加規(guī)模效益，形成較為完善的市場營銷體系，提高產(chǎn)品的知名度和美譽度，不斷提高產(chǎn)品在國內(nèi)外市場中的占有率。

[1] 秦 琦，陳 艷，徐喬伊，等.紫甘薯營養(yǎng)成分分析及休閑食品開發(fā)[J].浙江萬里學院學報，2009，22（5）：58-62.

[2] 周 虹，張超凡，黃艷嵐，等.湖南省甘薯開發(fā)利用的現(xiàn)狀、問題及對策[J].湖南農(nóng)業(yè)科學，2008，（1）：88-91.

[3] 辛國勝，林祖軍，韓俊杰，等.紫甘薯花色素研究進展及其產(chǎn)業(yè)化前景[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學，2006，（5）：48-50.

[4] 李彥青，盧森權(quán)，黃詠梅，等.紫色甘薯花青素的應用前景[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2008，36（29）：12641-12642，12646.

[5] 朱美娟，姚勇芳，韓雪釵，等.紫薯色素的提取及其穩(wěn)定性的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37（36）：17885-17887，17913.

[6] 黃 瓊，陳 嬋，彭 宏.紫色甘薯皮中原花青素提取工藝研究[J].江西農(nóng)業(yè)學報，2009，21（7）：130-133.

[7] 張 明，王 燕.紫甘薯中的功能性成分研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2010，（5）：65-67，70.

[8] 張立明，王慶美，王蔭墀.甘薯的主要營養(yǎng)成分和保健作用[J].雜糧作物，2003，23（3）：162-166.