馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與人體健康

王 穎，潘哲超，李先平，白建明，楊瓊芬，隋啟君

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所/云南省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心，昆明 650205)

馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與人體健康

王 穎，潘哲超，李先平，白建明，楊瓊芬，隋啟君

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所/云南省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心，昆明 650205)

綜述了馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與人體健康關(guān)系的研究進(jìn)展。

馬鈴薯；營(yíng)養(yǎng)；膳食指南；主食化

馬鈴薯是世界第四大糧食作物[1]。栽培馬鈴薯起源于1萬年前的南美洲[2]，在過去的5個(gè)世紀(jì)里，開始擴(kuò)展到歐洲、非洲和亞洲。目前，馬鈴薯在160多個(gè)國(guó)家廣泛種植[2]，人均消費(fèi)為33kg/年[1]。2010年，美國(guó)膳食指南咨詢委員會(huì)建議減少油炸馬鈴薯的攝入量，以降低人們?nèi)粘５闹緮z入量[3]。在同一份報(bào)告里，膳食指南咨詢委員會(huì)建議增加蔬菜的攝入量，尤其是提供大量膳食纖維、鉀、維生素D和鈣的蔬菜，而馬鈴薯中的鉀遠(yuǎn)高于其他蔬菜。本文綜述了馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其在人類健康和疾病中的作用的研究進(jìn)展。

1 馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

1.1 能量和大量元素

與其他主食相比，馬鈴薯一直被認(rèn)為是高熱量食物，其實(shí)馬鈴薯中的熱量低于大多數(shù)主食(表1)[4]。由焙烤的馬鈴薯提供的能量約是大米和面食的20%。在被廣泛食用的馬鈴薯食品中，超過一半的能量是由脂肪提供的，實(shí)際上除卻加工過程中加入的脂肪，馬鈴薯本身含有的脂肪含量很低，僅為0.1%，而且2/3的為不飽和脂肪酸。此外，馬鈴薯中的脂質(zhì)也顯著低于大米(0.2%)和面食(0.9%)。與其他三大主食相比，馬鈴薯中的蛋白質(zhì)含量最低，在鮮薯中平均含量為1%～1.5%。玉米中的蛋白質(zhì)含量最高(8.7g/100g)，面粉和大米為別為5.8、2.4 g/100g。然而馬鈴薯蛋白質(zhì)的生物價(jià)為90～100，與全蛋蛋白質(zhì)(100)很類似，比黃豆(84)和其他豆科植物(73)高[5]。對(duì)于馬鈴薯是否滿足人體對(duì)蛋白質(zhì)的需求這一問題，東歐曾在20世紀(jì)90年代展開過激烈辯論。為了解決這一問題，Kon and Klein[6]證實(shí)了以馬鈴薯為基礎(chǔ)的飲食可以維持成人體內(nèi)的氮平衡，但是馬鈴薯蛋白質(zhì)促進(jìn)人體生長(zhǎng)發(fā)育的能力仍然受到質(zhì)疑。1981年，Lopez de Romaa[7]在研究以馬鈴薯為主的飲食對(duì)秘魯兒童重度營(yíng)養(yǎng)不良的恢復(fù)實(shí)驗(yàn)表明，含有50%的馬鈴薯飲食容易被接受，若含有84%的馬鈴薯飲食持續(xù)一段時(shí)間則不被接受。馬鈴薯可以為正在生長(zhǎng)的兒童提供50%～75%的人體所需能量、80%的氮素需求，同時(shí)可以保持兒童的正常的血清白蛋白濃度。因此，長(zhǎng)期食用馬鈴薯蛋白可以維持營(yíng)養(yǎng)不良兒童的生長(zhǎng)，同時(shí)可以維持成年人的體重和體內(nèi)的氮平衡。

研究表明，賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸限制了人體對(duì)于混合食物中蛋白質(zhì)的攝取。因此，馬鈴薯的氨基酸得分可以通過比較這些氨基酸在馬鈴薯中的水平來確定(表2)[8]。對(duì)于這4種必需氨基酸，馬鈴薯的含量均超過推薦值，而且與面食、白米和全谷物麥片相比，馬鈴薯滿足了賴氨酸推薦值，然而馬鈴薯中的含硫氨基酸(甲硫氨酸和蛋氨酸)則比其他主食少。目前，科學(xué)家們正在研究高含硫氨基酸含量的馬鈴薯轉(zhuǎn)基因品種，導(dǎo)入莧菜基因AMA1可以提高35%～60%的總蛋白質(zhì)和氨基酸含量，此外，這些轉(zhuǎn)基因馬鈴薯具有較高的產(chǎn)量，馬鈴薯體內(nèi)體外的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，這類轉(zhuǎn)基因馬鈴薯是安全的[9]，目前正在印度種植。

馬鈴薯中的碳水化合物大概占95%，主要有直鏈淀粉和支鏈淀粉2種，一般以1∶3的比例出現(xiàn)[2]。支鏈淀粉的分支結(jié)構(gòu)比直鏈淀粉具有更高的消化率，煮熟后冷卻的土豆比煮熟后的土豆的血糖指數(shù)低[10]。

膳食纖維主要是由馬鈴薯細(xì)胞壁提供的，尤其是果皮增厚的細(xì)胞壁，煮熟的沒有薯皮的馬鈴薯中含有膳食纖維1.8g/100g[2]，而煮熟的帶皮馬鈴薯中的膳食纖維含量為2.1g/100g。馬鈴薯的膳食纖維含量高于白米(0.3 g/100g)和全麥?zhǔn)称?1.6 g/100g)，但少于全谷物麥片(7.3g/100g)，因此，馬鈴薯不能視為高膳食纖維食物，但它是一個(gè)重要的來源。通過對(duì)個(gè)人食物攝入量持續(xù)調(diào)查數(shù)據(jù)的分析表明，土豆為低收入女性提供了11%的膳食纖維攝入，蔬菜和面包分別提供23%和12%[11]。而高收入女性傾向多吃水果和蔬菜補(bǔ)充膳食纖維，來自土豆中的膳食纖維攝入量較少。

表1 馬鈴薯和其他主食的營(yíng)養(yǎng)成分

表2 馬鈴薯中氨基酸含量的比較(建議選擇IOM氨基酸模式) 單位：mg/g 蛋白質(zhì)

1.2 礦物質(zhì)元素和植物化學(xué)物質(zhì)

馬鈴薯含有豐富的礦物質(zhì)和植物化學(xué)物質(zhì)。1個(gè)煮熟的馬鈴薯可以提供544mg/100g的鉀、27mg/100g的鎂[12-13]，占每日推薦膳食中鉀攝入量的12%、鎂攝入量的7%。馬鈴薯還提供了75mg/100g的磷，但是不同于其他植物，馬鈴薯中只有少量的磷以植酸的形式存在，使得馬鈴薯中鋅和鐵的生物利用率高于同類高植酸食物(如豆類、小麥和玉米)。馬鈴薯中的抗壞血酸可以進(jìn)一步提高鐵的生物利用率。根據(jù)每日膳食推薦，100g馬鈴薯可以提供鐵和鋅需求量的8%和3%，然而，選育高鋅、高鐵的馬鈴薯新品種可以解決這一問題[2]。

馬鈴薯中含有約13mg/100g的抗壞血酸，占每日推薦膳食中抗壞血酸攝入量的14%，但是，不同的馬鈴薯品種中抗壞血酸的含量差異顯著，同時(shí)受烹飪方式的影響較大[14]。烤馬鈴薯和微波加熱馬鈴薯的抗壞血酸含量是煮和炸馬鈴薯的2倍[14]。馬鈴薯也是維生素B6的重要來源，100g馬鈴薯中約含有0.2mg維生素B6，占每日推薦膳食中維生素B6攝入量的15%。美國(guó)健康和營(yíng)養(yǎng)檢查調(diào)查(NHANES)2003—2006年的數(shù)據(jù)分析表明，馬鈴薯為兒童和青少年提供了14%～18%的維生素B6攝入量，歐洲癌癥與營(yíng)養(yǎng)前瞻性調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯是維生素B6的主要來源。英國(guó)和荷蘭的數(shù)據(jù)表明，馬鈴薯為他們提供了17%的維生素B6攝入量[15]。

馬鈴薯也是植物化學(xué)物質(zhì)的重要來源，150g(鮮重)馬鈴薯總酚的抗氧化能力相當(dāng)于124.5mg維生素C的抗氧化能力[16]。馬鈴薯中的酚酸和多酚成分對(duì)人類健康也起到重要作用[17]。

2 馬鈴薯與人類健康

近年來，有關(guān)馬鈴薯與肥胖病、糖尿病有關(guān)的報(bào)道也在增多。2011年，Mozaffarian等[18]研究發(fā)現(xiàn)，體重的變化與薯片、薯?xiàng)l、碳酸飲料和未加工或加工的肉類的攝入量顯著相關(guān)。Bistrian等[19]指出，馬鈴薯與體重之間并沒有因果關(guān)系，薯?xiàng)l、薯片中一半的卡路里來自于外加的脂肪，這更有可能是體重增加的元兇。迄今為止，還沒有馬鈴薯在減肥項(xiàng)目上的實(shí)驗(yàn)開展。關(guān)于馬鈴薯消費(fèi)與2型糖尿病的相關(guān)性研究，Halton等[20]發(fā)現(xiàn)，在肥胖癥婦女人群(BMI 30)，馬鈴薯替代全谷類食品，患2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)增加30%，但在非肥胖癥婦女人群(BMI<30)，并沒有發(fā)現(xiàn)馬鈴薯消費(fèi)與2型糖尿病的相關(guān)性。Liese等[21]發(fā)現(xiàn)，攝入較多的能量密集型食物(如油炸馬鈴薯)，會(huì)增加纖溶酶原激活物抑制物和纖維蛋白原的水平，能量密集型食物與患2型糖尿病有關(guān)，最后作者指出，避免上述情況發(fā)生，應(yīng)加減少能量密集型食物的攝入，而不是只關(guān)注油炸馬鈴薯。與Halton和Liese相反，Villegas等[22]以上海女性為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)，與大米相比，食用馬鈴薯會(huì)降低型糖尿病的患病率，這個(gè)研究結(jié)果可能與美國(guó)人與中國(guó)人在馬鈴薯加工過程中添加脂肪的量有關(guān)。其他3項(xiàng)研究[23-25]發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯消費(fèi)與2型糖尿病無關(guān)聯(lián)。迄今為止，所有關(guān)于馬鈴薯攝入與糖尿病的研究都集中在一個(gè)潛在的正相關(guān)關(guān)系上。然而，考慮到馬鈴薯中含有大量的纖維素、多酚和抗氧化劑等有益成分，通過控制脂肪添加的馬鈴薯與糖尿病、代謝綜合征和心血管疾病之間的關(guān)聯(lián)研究是必要的。還有一些研究表明，馬鈴薯蛋白質(zhì)、抗性淀粉和磷酸化淀粉有助于降低膽固醇[2]。

3 馬鈴薯與膳食指導(dǎo)

3.1 食物分組與膳食指導(dǎo)

自1894年，美國(guó)農(nóng)業(yè)部都會(huì)向公眾進(jìn)行膳食指導(dǎo)。1902年，美國(guó)農(nóng)業(yè)部W.O.Atwater指出“在選擇食物時(shí)要小心，否則會(huì)導(dǎo)致飲食片面或嚴(yán)重失衡”[26]。在1917年，美國(guó)農(nóng)業(yè)部食品指南將食物分成5類：牛奶和肉類，谷物，蔬菜和水果，脂肪和脂肪食品，糖和含糖食物。1933年，12大食品分組被推薦：牛奶乳制品，瘦肉/家禽/魚，干成熟豆、豌豆、堅(jiān)果、雞蛋、面包、面粉、谷物、綠葉/黃葉蔬菜，土豆/甜土豆、西紅柿、柑橘等水果/蔬菜，黃油，其他脂肪和糖。自1943以來，美國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布了4種不同的食品指南：基本七(20世紀(jì)40年代)、基本四(20世紀(jì)50年代—1970年)、食物金字塔/金字塔(1980—2010年)和我的盤子[28-29]。所有這些食物指南包括牛奶/牛奶產(chǎn)品組，肉/家禽/魚/雞蛋/干豆/豌豆/堅(jiān)果組，面包/谷物/大米/面食組。4個(gè)指南的主要區(qū)別是脂肪/油/甜食組是否包括蔬菜和水果分類。脂肪/油/甜食組不包括在基本四和我的盤子。食物金字塔/金字塔分離和我的盤子蔬菜和水果分為2組，而前面的2個(gè)指南要么將它們組合成1組(基本四)或分為顏色或植物學(xué)特性(基本七)。蔬菜在飲食史上一直具有突出地位，因?yàn)樗鼈兒懈邼舛鹊木S生素(特別是維生素C、A)和礦物質(zhì)(包括電解質(zhì))。最近，蔬菜為人體貢獻(xiàn)的植物化學(xué)物質(zhì)、膳食纖維和抗性淀粉等有益成分已被確認(rèn)，大多數(shù)國(guó)家都已承認(rèn)蔬菜的重要性。事實(shí)上，2大營(yíng)養(yǎng)學(xué)家發(fā)表的消費(fèi)者導(dǎo)向的飲食指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)色彩鮮艷的水果、蔬菜在健康飲食中的作用[28-29]。然而，如果通過顏色對(duì)蔬菜分組，會(huì)消除白色蔬菜，如菜花、大頭菜、洋蔥、白蘿卜、馬鈴薯等。Oude Griep等[30]通過10年的研究發(fā)現(xiàn)，每天攝入25g的白色水果或蔬菜會(huì)降低中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)9%，而深綠色、紅色或黃色的蔬菜與降低中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)無相關(guān)性。此外，另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，鉀的攝入量與中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)，每增加1 000mg的鉀攝入，中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)降低11%[31]，而馬鈴薯是飲食中鉀含量重要來源之一[13]。

3.2 膳食指南中馬鈴薯的定位

馬鈴薯是鉀、鎂、膳食纖維、維生素B6的重要來源[3，12]，一直以淀粉類蔬菜或其他類蔬菜的分組存在與蔬菜中[32]。在20世紀(jì)，在美國(guó)和許多歐洲移民家庭，馬鈴薯一直是他們的主食，馬鈴薯為他們提供了充足的能量和營(yíng)養(yǎng)[33]，一直到現(xiàn)在，馬鈴薯依然是一些地區(qū)的主食，鑒于馬鈴薯富含膳食纖維、礦物元素和植物化學(xué)物質(zhì)，如何在膳食指南中替代大米、面食，是馬鈴薯要面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)?！?/p>

[1]Food and Agriculture Organization.Plant Production and Protection Division.Rome，Italy：Food and Agriculture Organization of the United Nations，c2008.

[2]Camire ME，Kubow S，Donnelly DJ.Potatoes and human health[J].Crit Rev Food Sci Nutr，2009(49)：823-840.

[3]US Department of Agriculture；US Department of Health and Human Services.Report of the Dietary Guidelines Advisory Committee on the dietary guidelines for Americans，Washington，DC：US Department of Agriculture，Agricultural Research Service，2010.

[4]USDA National Nutrient Database for Standard Reference.Release 24[EB/OL].Washington，DC：US Department of Agriculture，Agricultural Research Service.c2011.

[5]Hampson CP.Nutritional value of potatoes[J].Nutr Bull，1976(3)：299-309.

[6]Kon SK，Klein A.The value of whole potato in human nutrition[J].Biochem J，1928(22)：258-260.

[7]Lopez de Romaa G，et al.Prolonged consumption of potato-based diets by infants and small children[J].J Nutr，1981(111)：1430-1436.

[8]Institute of Medicine，F(xiàn)ood and Nutrition Board.Dietary reference intakes for energy，carbohydrate，fiber，fat，fatty acids，cholesterol，protein，and amino acids[M].Washington，DC：The National Academies Press，2002.

[9]Chakraborty S，et alNext-generation protein-rich potato expressing the seed protein gene AmA1 is a result of proteome rebalancing in transgenic tuber[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2010(107)：17533-17538.

[10]Anderson GH，Dojo Soeandy C，Smith CE.White vegetables：glycemia and satiety[J].Adv Nutr，2013(4)：355-366.

[11]Thompson FE，et al.Sources of fiber and fat in diets of US women aged 19 to 50：implications for nutrition education and policy[J].Am J Public Health，1992(82)：695-702.

[12]US Department of Health and Human Services，US Department of Agriculture.Report of the Dietary Guidelines Advisory Committee on the dietary guidelines for Americans，2005.

[13]Weaver CM.Potassium and health[J].Adv Nutr，2013：367-376.

[14]Han JS，et al.Distribution of ascorbic acid in potato tubers and in home-processed and commercial potato foods[J].J Agric Food Chem，2004(52)：6516-6521.

[15]Olsen A，et al.Dietary intake of the water-soluble vitamins B1，B2，B6，B12and C in 10 countries in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition[J].Eur J Clin Nutr，2009(63)：122-149.

[16]Chu YF，Sun J，Wu X，Liu RH.Antioxidant and antiproliferative activities of common vegetables[J].J Agric Food Chem，2002(50)：6910-6916.

[17]Liu RH.Health promoting components of fruits and vegetables in the diet[J].Adv Nutr，2013：383-391.

[18]Mozaffarian D，Hao T，Rimm EB，Willett WC，Hu FB.Changes in diet and lifestyle and long-term weight gain in women and men[J].N Engl J Med，2011(364)：2392-2404.

[19]Bistrian BR.Diet，lifestyle，and long-term weight gain.N Engl J Med[J].2011(365)：1058-1059.

[20]Halton TL，Willett WC，Liu S，Manson JE，Stampfer MJ，Hu FB.Potato and French fry consumption and risk of type 2 diabetes in women[J].Am J Clin Nutr，2006(83)：284-290.

[21]Liese AD，Weis KE，Schulz M，Tooze JA.Food intake patterns associated with incident type 2 diabetes：the Insulin Resistance Atherosclerosis Study[J].Diabetes Care，2009(32)：263-268.

[22]Villegas R，Liu S，Gao YT，Yang G，Li H，Zheng W，Shu XO.Prospective study of dietary carbohydrates，glycemic index，glycemic load，and incidence of type 2 diabetes mellitus in middle-aged Chinese women[J].Arch Intern Med.2007(167)：2310-2316.

[23]Hodge AM，English DR，O’Dea K，Giles GG.Glycemic index and dietary fiber and the risk of type 2 diabetes[J].Diabetes Care，2004(27)：2701-2706.

[24]Liu S，Serdula M，Janket SJ，et al.A prospective study of fruit and vegetable intake and the risk of type 2 diabetes in women[J].Diabetes Care，2004(27)：2993-2996.

[25]Williams DE，et al.Frequent salad vegetable consumption is associated with a reduction in the risk of diabetes mellitus[J].J Clin Epidemiol，1999(52)：329-335.

[26]Davis C，Saltos E.Dietary recommendations and how they have changed over time.In：Frazao E，editor.America’s eating habits：changes and consequences.Washington，DC：US Department of Agriculture，Economic Research Service，1999：33-50.

[27]Post RC，Maniscalco S，Herrup M，et al.What’s new on MyPlate? A new message，redesigned web site，and SuperTracker debut[J].J Acad Nutr Diet，2012(112)：18-22.

[28]Heber D.What color is your diet? New York，NY：Harper Collins Publishers，2001.

[29]Joseph J，Nadeau D，Underwood A.The color code：a revolutionary eating plan for optimum health.New York，NY：Hyperion，2003.

[30]Oude Griep LM，Verschuren WM，Kromhout D，Ocke MC，Geleijnse JM.Colors of fruit and vegetables and 10-year incidence of stroke[J].Stroke，2011(42)：3190-3195.

[31]Larsson SC，Orsini N，Wolk A.Dietary potassium intake and risk of stroke：a dose-response meta-analysis of prospective studies[J].Stroke，2011(42)：2746-2750.

[32]The American Heritage Dictionary of the English Language[EB/OL].Boston，MA：Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company，c2011[cited 18 Nov 2012].

[33]Food and Agriculture Organization.Staple foods：what do people eat? In：Loftas T，editor.Dimensions of need：an atlas of food and agriculture.Rome，Italy：Food and Agriculture Organization of the United Nations，1995：21-24.

(責(zé)任編輯 李婷婷)

The Relationship Between Nutritional Value of Potato and Human Health

WANG Ying，PAN Zhe-chao，LI Xian-ping，BAI Jian-ming，YANG Qiong-fen，SUI Qi-jun
(Industrial Crops Research Institute，Yunnan Academy of Agricultural Sciences/ Potato Engineering Technology Center of Yunnan Province，Kunming 650205，China)

The paper reviewed research advancements of the relationship between nutritional value of potato and human health.

potato；nutrition；dietary guidance；staple food

國(guó)家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家(項(xiàng)目編號(hào)：CARS-10-P07)；云南省馬鈴薯地方品種食味性狀與SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析(項(xiàng)目編號(hào)：2015FD061)。

王 穎(1987— )，女，碩士研究生，助理研究員，研究方向：馬鈴薯栽培及品質(zhì)。

隋啟君(1964— )，男，研究員，研究方向：馬鈴薯育種。