有機(jī)食品與普通食品在營(yíng)養(yǎng)與安全上的差異

耿圣雅，周慶新，曲靜然

（1.齊魯工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250353；2.日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東日照 276826）

隨著農(nóng)殘超標(biāo)、食品污染物污染、轉(zhuǎn)基因食品等食品安全問題出現(xiàn)，人們開始關(guān)注綠色食品與有機(jī)食品。有機(jī)食品是指按照有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式生產(chǎn)和加工的，符合國(guó)際或國(guó)家有機(jī)食品要求和標(biāo)準(zhǔn)，并通過國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證的一切農(nóng)副產(chǎn)品及其加工品，包括糧食、蔬菜、水果、奶制品、禽畜產(chǎn)品、蜂蜜、水產(chǎn)品、調(diào)料等[1]。在國(guó)外，人們對(duì)有機(jī)食品趨之若鶩，據(jù)有機(jī)食品貿(mào)易協(xié)會(huì)（OTA）統(tǒng)計(jì)，有機(jī)食品在美國(guó)市場(chǎng)的份額在1996—2010年從3.5億美元增長(zhǎng)到28.6億美元。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因是消費(fèi)者逐漸關(guān)注食品中的農(nóng)藥、殺蟲劑、人工合成的生長(zhǎng)激素、抗生素，以及新出現(xiàn)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，人們認(rèn)為有機(jī)食品比普通食品中含有更多有益的物質(zhì)，對(duì)身體健康更有益[2]。

1 有機(jī)食品與普通食品營(yíng)養(yǎng)成分差異

1.1 糖類化合物

糖類化合物是維持人體生命活動(dòng)所需能量的主要來源。膳食中糖類的主要來源是植物性食物，如谷類、薯類等。表1中列舉了小麥、水稻、土豆、芋頭在2種生產(chǎn)模式下淀粉含量的變化，可以看出，有機(jī)農(nóng)作物的淀粉含量較高。Lombardi Boccia G等人[3]發(fā)現(xiàn)有機(jī)李子中含有更多的葡萄糖，有機(jī)李子中的葡萄糖和果糖（Glucose/fructose，G/F） 為1.8，而普通李子中的G/F為1.6。水果中的總糖對(duì)水果風(fēng)味有很大影響，總糖含量高不僅提高水果的口感，而且提高加工品質(zhì)。Elamin E等人[4]研究發(fā)現(xiàn)，土壤中的氮含量與水果中的總糖含量成反比。這與Beinare C等人[5]的研究是一致的，即水果中的蔗糖、果糖、葡萄糖水平隨硝酸鹽含量降低而增加。

有機(jī)和普通模式下農(nóng)作物中的淀粉含量見表1。

表1 有機(jī)和普通模式下農(nóng)作物中的淀粉含量/%

1.2 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是構(gòu)成機(jī)體的重要組成成分，也是食品中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不僅提供機(jī)體必要的氨基酸而且也是一種供能物質(zhì)。Kaura M等人[6]研究發(fā)現(xiàn)普通種植方式所得到的水稻中蛋白質(zhì)含量明顯高于有機(jī)種植方式水稻中的蛋白質(zhì)含量。Nitika等人[7]通過研究5個(gè)品種的小麥，發(fā)現(xiàn)普通小麥中蛋白質(zhì)（如白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白） 含量也顯著高于有機(jī)小麥中的蛋白質(zhì)含量，同時(shí)該研究還發(fā)現(xiàn)有機(jī)小麥的蛋白質(zhì)消化率（67.9%） 要高于普通小麥（64.8%），其原因可能是有機(jī)小麥中的植酸含量更少，而Knuckles B E等人[8]的研究表明，植酸對(duì)蛋白質(zhì)的消化有不利影響。此外，Wolfson JL等人[9]的研究中發(fā)現(xiàn)有機(jī)小麥中的賴氨酸含量增加了25%～30%。有機(jī)方式生產(chǎn)的雞蛋和生牛奶的蛋白質(zhì)水平與普通產(chǎn)品無明顯差異[10-13]。

谷類在有機(jī)和普通種植模式下的蛋白質(zhì)含量見表2，5種小麥在有機(jī)和普通種植模式下的植酸含量和蛋白質(zhì)消化率見表3。

表2 谷類在有機(jī)和普通種植模式下的蛋白質(zhì)含量/%

1.3 脂類

Dominika ST等人[14]對(duì)牛肉、羊肉、雞肉、牛奶進(jìn)行了薈萃分析，發(fā)現(xiàn)有機(jī)肉中的多不飽和脂肪酸和ω-3多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acids，PUFA）分別比普通食品高23%和47%，但總脂質(zhì)含量沒有明顯差異。有機(jī)牛奶中的多不飽和脂肪酸和ω-3多不飽和脂肪酸分別比普通牛奶高7%和56%。有機(jī)牛奶中的α-亞麻酸（Alpha-Linolenic acid，ALA），長(zhǎng)鏈ω-3系列脂肪酸（EPA+DPA+DHA） 和共軛亞油酸（Linoleum acid，LA）的含量也要比普通牛奶含量高，但ω-6∶ω-3和LA∶ALA的比例要比普通牛奶低[14]。Ferreiro T等人[15]研究了有機(jī)牛奶與普通牛奶中磷脂的差異發(fā)現(xiàn)，與普通牛奶相比，有機(jī)奶的脂肪中含有較多的磷脂，由此可推斷有機(jī)奶中的脂肪組成要比普通奶理想。同時(shí)證明高度的放養(yǎng)和基于有機(jī)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的喂養(yǎng)是造成畜牧食品中脂肪組成變化的主要原因。比如，把牛的飼料從谷物切換到鮮草，牛脊背上的肌肉中的脂肪酸組成發(fā)生了顯著變化。其中PUFA（+45%），ω-3多不飽和脂肪酸（＞3倍），ALA（＞3倍），EPA（＞5倍），DPA（＞2倍） 和DHA（+129%）。

表3 5種小麥在有機(jī)和普通種植模式下的植酸含量和蛋白質(zhì)消化率

1.4 礦物質(zhì)

礦物質(zhì)是食品中七大營(yíng)養(yǎng)素之一，對(duì)人類的健康至關(guān)重要，由于機(jī)體每日都會(huì)流失一部分礦物質(zhì)，所以必需從食物中補(bǔ)充各種礦物質(zhì)以維持機(jī)體的正常生長(zhǎng)代謝。食物中常見的礦物質(zhì)有鈣、磷、鉀、鈉、鐵、碘、鋅、銅、錳、鈷、鉬、硒、鉻等微量元素。

一系列研究表明，有機(jī)種植模式促進(jìn)果蔬中礦物質(zhì)含量的增長(zhǎng)，但這一效果并不顯著。表4中列舉了某些礦物質(zhì)因種植模式的不同而產(chǎn)生的含量變化。Worthington V[12]的研究表明，有機(jī)作物礦物質(zhì)含量高的原因可能是，在有機(jī)模式下土壤中微生物的活性更高，會(huì)產(chǎn)生一些能結(jié)合土壤中礦物質(zhì)的活性物質(zhì)，從而更利于植物根部從土壤中吸收礦物質(zhì)。果蔬礦物質(zhì)平衡對(duì)果蔬產(chǎn)品采后生理失調(diào)是極其重要的，并且對(duì)果蔬的貯藏期及其果蔬硬度有一定影響。如Amarante D等人[13]發(fā)現(xiàn)在較低的氮鈣比（N/Ca） 的有機(jī)模式下生長(zhǎng)的“皇家嘎啦”和“富士”有更高的硬度。其原因主要是土壤中的氮濃度過高會(huì)破壞氮鈣比，而維持相對(duì)平衡的氮鈣比對(duì)水果的硬度至關(guān)重要。

農(nóng)作物在有機(jī)和普通生產(chǎn)模式中礦物質(zhì)含量的比較見表4。

表4 農(nóng)作物在有機(jī)和普通生產(chǎn)模式中礦物質(zhì)含量的比較

研究表明[14-16]，有機(jī)牛奶中鐵的含量要高于普通牛奶，但與肉不同的是牛奶不能作為人類膳食中鐵的主要來源，所以有機(jī)牛奶中稍高的鐵含量對(duì)營(yíng)養(yǎng)沒有重大影響。在有機(jī)牛奶中碘和硒的含量都很低。根據(jù)分析結(jié)果估計(jì)，每日飲用0.5 L有機(jī)牛奶和普通牛奶分別可提供53%和88%的每日碘攝入。雖然根據(jù)有機(jī)農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，碘和硒的補(bǔ)充劑是允許添加的，但根據(jù)已發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，有機(jī)農(nóng)業(yè)中使用的碘補(bǔ)充劑要比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)少一些，這也許是因?yàn)棰儆袡C(jī)生產(chǎn)中較少使用濃縮飼料；②礦物質(zhì)補(bǔ)充劑通常添加到普通的濃縮飼料；③有機(jī)生產(chǎn)中不常使用碘進(jìn)行乳房消毒（可使牛奶中碘濃度顯著增加）。最近的一項(xiàng)關(guān)于碘的研究表明[17]，廣泛使用碘作為乳房消毒劑或是高劑量地給牲畜攝入碘補(bǔ)充劑會(huì)對(duì)一些地區(qū)人們的健康有負(fù)面影響。硒濃度差異的原因主要是礦物質(zhì)補(bǔ)充劑和對(duì)照條件（如施肥方案和土壤pH值）。例如，在芬蘭，用富硒的礦質(zhì)氮肥料來彌補(bǔ)在芬蘭的低硒濃度土壤。然而，無機(jī)氮化肥不允許在有機(jī)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下使用，對(duì)比施肥方案可以部分地解釋有機(jī)和普通牛奶的硒含量差異的原因[18]。所以需要通過有機(jī)農(nóng)業(yè)制度的制定（家畜的礦物質(zhì)補(bǔ)充劑和加工食品的強(qiáng)化）來提升乳制品中金屬的含量（特別是硒的含量）。

1.5 維生素

對(duì)于有機(jī)食品中的維生素一直是研究熱點(diǎn)。VC是一種水溶性維生素，多存在于新鮮果蔬中，對(duì)人體健康必不可少。有研究表明[19]，有機(jī)番茄中的VC的含量比普通番茄高，但是對(duì)于胡蘿卜和土豆則是普通種植方式下的VC含量高。Reganold J P等人[20]證實(shí)新鮮的有機(jī)草莓為人體提供的VC含量要比普通草莓多10%。表5中列舉了一些有機(jī)和普通模式下果蔬中維生素的含量。

VE是一種脂溶性維生素，包含8種不同形式的化合物，其中α-生育酚是VE中最具有生物活性的形式。英國(guó)的一項(xiàng)研究表明[14]，有機(jī)牛奶中含有更高濃度的α-生育酚。其主要是因?yàn)?R-α-生育酚（發(fā)現(xiàn)在牛奶中的主要立體異構(gòu)體）在有機(jī)奶中的含量更高，而普通牛奶中主要是2R-α-生育酚。因?yàn)橛袡C(jī)生產(chǎn)中規(guī)定攝入新鮮的飼料，這幾乎是α-生育酚（大部分為3R型）的主要來源；而傳統(tǒng)生產(chǎn)中主要用合成α-生育酚（其中的主要成分是2R-α-生育酚），這在有機(jī)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中是禁止的。然而，牛奶并不作為VE和類胡蘿卜素的主要來源，有機(jī)奶中稍高的α-生育酚并不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響。Smith-Spangler C等人[21]發(fā)現(xiàn)有機(jī)牛奶中含有更高濃度的VA。

有機(jī)和常規(guī)模式下果蔬中維生素的含量見表5。

表5 有機(jī)和常規(guī)模式下果蔬中維生素的含量 /mg·（100 g）-1FW

1.6 抗氧化物

Mitchell A E等人[22]發(fā)現(xiàn)有機(jī)番茄中的黃酮類物質(zhì)的含量普通番茄的2倍，其中槲皮素和山奈酚分別比普通番茄高79%和97%，這一差異的原因主要在于土壤中的氮含量。流行病學(xué)研究表明黃酮類物質(zhì)能預(yù)防心血管疾病，在一定程度上預(yù)防癌癥、清除自由基等功效[23]。Grinder-Pedersen L等人[24]的研究中也發(fā)現(xiàn)受試者在攝入有機(jī)蔬菜后尿液中的槲皮素含量較高，血漿總抗氧化能力明顯降低。

類胡蘿卜素是VA的前體，廣泛存在于水果蔬菜中，是一種抗氧化劑，可清除人體中的在自由基，預(yù)防和延緩癌癥的發(fā)展[25]。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)，類胡蘿卜素可分為胡蘿卜素（如β-胡蘿卜素和番茄紅素）和葉黃素（如葉黃素和花青素）。有機(jī)胡蘿卜中的β-胡蘿卜素含量要高于普通蔬菜，但有機(jī)萵苣和有機(jī)菠菜中的葉黃素的含量要明顯低于普通種植，有機(jī)番茄中的番茄紅素含量也相對(duì)較低[19]。

有機(jī)和普通果蔬中類胡蘿卜素含量的比較見表6。

表6 有機(jī)和普通果蔬中類胡蘿卜素含量的比較

1.7 植物次生代謝物

植物次級(jí)代謝產(chǎn)物與減少患心血管疾病與癌癥的風(fēng)險(xiǎn)有一定的關(guān)系。植物所形成的次生代謝物的種類和含量，與土壤中C/N平衡有關(guān)[19]。研究發(fā)現(xiàn)，增加肥料中植物可利用的氮含量將會(huì)減少植物次級(jí)代謝產(chǎn)物的積累和VC的含量，但像類胡蘿卜素這類沒有防御功能的次級(jí)代謝產(chǎn)物可能增加[25]。薈萃分析表明，有機(jī)植物中的次級(jí)代謝產(chǎn)物比普通蔬菜水果高12%。

有機(jī)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的區(qū)別在于限制合成殺蟲劑的使用和限制施肥的類型和施肥強(qiáng)化。限制殺蟲劑的使用直接影響了有機(jī)產(chǎn)品的組成成分，間接影響了品種的選擇。有機(jī)農(nóng)業(yè)更強(qiáng)調(diào)選擇高抗性的品種，其能產(chǎn)生更高的次級(jí)代謝產(chǎn)物[26-27]?，F(xiàn)有試驗(yàn)已證明減少氮肥的使用，可以增加酚類防御物質(zhì)的產(chǎn)生，此類物質(zhì)可加強(qiáng)植物對(duì)蟲害和疾病的防御。

2 有機(jī)食品與普通食品安全性差異

2.1 農(nóng)藥殘留

我國(guó)是農(nóng)藥生產(chǎn)使用大國(guó)，為保障農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)藥的使用必不可少，但與此同時(shí)也造成了不同程度的環(huán)境污染[28]，人們的健康也深受影響?，F(xiàn)有研究已表明，有機(jī)膳食可以減少兒童接觸在普通生產(chǎn)中所使用的農(nóng)藥。當(dāng)常攝入普通食物的兒童5 d之內(nèi)全部轉(zhuǎn)為攝入有機(jī)食物時(shí)，其尿液中幾乎檢測(cè)不到農(nóng)藥殘留[29]。

雖然在有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中嚴(yán)格限制有毒化學(xué)農(nóng)藥、殺蟲劑、除草劑的使用，但環(huán)境污染是否對(duì)有機(jī)產(chǎn)品存在影響一直是爭(zhēng)論的熱點(diǎn)[30]。法國(guó)的相關(guān)研究檢驗(yàn)了在15 772個(gè)食品樣品中（大部分是谷類食品），94%的有機(jī)樣品中沒有任何污染物殘留，而3.3%的樣品雖檢出污染物但其含量遠(yuǎn)低于最高限定水平。意大利的一項(xiàng)調(diào)查研究表明[31]，在3 500個(gè)植物樣品中，97.4%的農(nóng)產(chǎn)品不含有可檢出的農(nóng)藥殘留。相比之下，普通果蔬的農(nóng)藥殘留是普遍存在的。梁玲等人對(duì)連云港市蔬菜農(nóng)藥殘留結(jié)果分析表明，在每年累計(jì)的2 880個(gè)蔬菜樣品中，有252個(gè)樣品農(nóng)殘超標(biāo)，而且在檢測(cè)出的農(nóng)藥中不乏有禁用農(nóng)藥。

2.2 硝酸鹽

人體攝入的硝酸鹽大部分來自蔬菜，約占80%。硝酸鹽在細(xì)菌作用下可還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽可使血液中毒，致使人體出現(xiàn)頭昏缺氧癥狀。一些研究已證明，在傳統(tǒng)方式下生產(chǎn)的蔬菜（馬鈴薯、胡蘿卜、花椰菜、生菜等）比有機(jī)方式生產(chǎn)的蔬菜含有更高濃度的硝酸鹽。肥料的限制直接導(dǎo)致了有機(jī)作物比傳統(tǒng)作物含有更少的含氮化合物。還有研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)果蔬中硝酸鹽含量低于普通果蔬，在葉菜中尤為明顯，降低約50%。這一差異的主要原因是在有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式下不允許無機(jī)氮肥的加入，故減少了硝酸鹽在植物中的積累。但由于植物可利用的氮源減少，有機(jī)果蔬中的蛋白質(zhì)含量也相應(yīng)減少。

2.3 重金屬

重金屬一般是相對(duì)密度大于4.5 g/cm3的金屬。食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中所列的鉛、砷、汞、鉻、鎘等元素均為重金屬元素。其中，鎘不僅會(huì)導(dǎo)致高血壓，引起心腦血管疾病還會(huì)破壞骨鈣，引起腎功能失調(diào)。通過薈萃分析證明對(duì)于相同的糧谷類食品，在有機(jī)種植方式中，糧谷中的鎘含量是普通種植方式中的50%，這可能是因?yàn)閭鹘y(tǒng)種植方式中使用了過多的磷酸鹽肥料而造成鎘污染。試驗(yàn)證明，隨著給土壤施此種肥料的次數(shù)增多，這片土壤所種植的植物的鎘含量就越高。該研究還發(fā)現(xiàn)與普通生產(chǎn)方式所生產(chǎn)的作物相比，有機(jī)作物中的鉛和砷含量并不低。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，有機(jī)食品與普通食品在營(yíng)養(yǎng)與安全上有以下差異：①有機(jī)糧谷類食品淀粉含量略有提升（1%～2%），并富含P，K，Ca，Mg等礦物質(zhì)，其植酸含量少（10%～30%），蛋白質(zhì)消化率有所提高。②有機(jī)植物性食品中礦物質(zhì)及多酚類黃酮類等抗氧化物的含量普遍要比普通植物食品高很多，如有機(jī)番茄中黃酮類化合物比普通果蔬高70%～90%。多數(shù)研究表明，有機(jī)果蔬中VC的含量也有所提升，如有機(jī)草莓中VC的含量比普通草莓高10%。94%～97%的果蔬及谷類食品中不含有可檢出的農(nóng)藥殘留。有機(jī)植物中次級(jí)代謝物的增加可增強(qiáng)植物對(duì)蟲害和疾病的防御，從而減少農(nóng)藥的使用。有機(jī)蔬菜中的硝酸鹽含量有所降低，有機(jī)葉菜中的硝酸鹽含量?jī)H為普通葉菜的50%。有機(jī)谷類中的重金屬含量低，如鎘的含量?jī)H為普通谷類的50%。③有機(jī)牛奶中的ω-3不飽和脂肪酸含量比普通牛奶高56%，有機(jī)肉類中的ω-3不飽和脂肪酸含量也比普通肉類高47%，同時(shí)，有機(jī)牛奶中的α-生育酚（VE）主要為3R-α-生育酚，而普通牛奶中則為2R-α-生育酚，故有機(jī)牛奶中的VE有更高的活性。

目前，對(duì)有機(jī)食品的研究主要集中在植物性食品，對(duì)動(dòng)物性食品的研究相對(duì)較少，特別是對(duì)有機(jī)肉類中蛋白質(zhì)、維生素及抗氧化物的研究鮮有發(fā)現(xiàn)。對(duì)有機(jī)果蔬中維生素的研究雖相對(duì)較多，但目前存在著一些爭(zhēng)議。因受天氣條件、土壤環(huán)境等因素的影響，有機(jī)果蔬在維生素含量上是否更具優(yōu)勢(shì)還不得而知。有機(jī)生產(chǎn)方式下的放養(yǎng)形式可以使動(dòng)物有更多的活動(dòng)空間，減少了集中患病的風(fēng)險(xiǎn)。有機(jī)農(nóng)業(yè)有利于土壤、水資源等環(huán)境的發(fā)展。我國(guó)有機(jī)農(nóng)業(yè)起步較晚，有機(jī)食品的國(guó)內(nèi)銷售狀況還不容樂觀，主要原因有：①國(guó)家對(duì)有機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)監(jiān)管不健全，濫竽充數(shù)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；②消費(fèi)者對(duì)綠色食品、有機(jī)食品相關(guān)知識(shí)了解過少；③有機(jī)食品的價(jià)格過高使消費(fèi)者望而卻步。為了使有機(jī)食品快速發(fā)展，現(xiàn)需要建立健全科學(xué)的管理體系，建立嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)機(jī)制，在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行有機(jī)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上還需做好推廣工作并全面發(fā)展有機(jī)食品，以在國(guó)際市場(chǎng)上占據(jù)更多份額。

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