食用木薯的營養(yǎng)價值及其保健功效研究進展

王穎 張雅媛 尚小紅 曾文丹 嚴華兵 謝向譽

摘要 食用木薯具有較為豐富的營養(yǎng)成分和生物活性成分，且具有獨特的風味，因而日益受到了人們的重視。綜述了近年來國內外木薯塊根、莖葉中營養(yǎng)因子（包含蛋白質、淀粉、維生素、β胡蘿卜素、礦物質、纖維素、糖類、脂肪）、抗營養(yǎng)因子及生理保健功效方面的研究進展。

關鍵詞 食用木薯;營養(yǎng)成分;保健

中圖分類號 TS207.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）11-0022-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.11.007

開放科學（資源服務）標識碼（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

基金項目 廣西自然科學基金項目青年科學基金項目（2017GXNSFBA19 8223）;廣西農科院自籌項目（z201621）。

作者簡介 王穎（1982—），女，重慶人，助理研究員，從事營養(yǎng)學研究。*通信作者，助理研究員，碩士，從事生物技術育種與營養(yǎng)學等研究。

收稿日期 2019-01-15;修回日期 2019-01-22

木薯（Manihot esculenta Crantz）是大戟科灌木狀植物，原產于熱帶南美洲，在19世紀20年代被引入我國，因其具有適應性強、抗旱抗貧瘠、粗生易長、高產低成本等優(yōu)點[1]，目前已廣泛分布在亞熱帶與熱帶區(qū)域。木薯是三大薯類之一，被稱為“地下糧倉”“淀粉之王”和“能源作物” [2]。木薯用途廣泛，是糧食、飼料和工業(yè)的重要原料之一，世界上木薯產量的65%被用作糧食，是全球熱區(qū)的主要糧食作物[3]。

木薯有食用和工業(yè)型木薯。近年來，隨著國內外對食用木薯營養(yǎng)成分的進一步研究，結果發(fā)現(xiàn)食用木薯中含有較為豐富的營養(yǎng)成分，同時含有具有生理保健作用的成分。食用木薯豐富的營養(yǎng)成分，有利于防止或減少發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)的營養(yǎng)不良、營養(yǎng)過剩和食品安全的問題。強化木薯營養(yǎng)價值的研究，培育富含鈣、鐵、鋅等元素及富含β-胡蘿卜素等營養(yǎng)成分的品種，加強其綜合利用，有利于加強人們營養(yǎng)水平和生活質量，推動食用木薯產業(yè)的健康發(fā)展。另外培育富含β-胡蘿卜素的新品種，還可改善我國貧窮地區(qū)人口維生素A缺乏（β-胡蘿卜素是維生素A合成的前體）的問題。木薯抗旱、抗貧瘠，且對病蟲害的抗性也較強，是一種天然綠色食品。因此，木薯不再局限于淀粉和飼料原料，它將會以綠色、營養(yǎng)和保健等食品特點被廣大消費者廣泛接受。

筆者總結了國內外有關木薯塊根、莖葉的研究成果，對其營養(yǎng)成分、生物活性成分等進行了綜述，以期為食用木薯產業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展奠定基礎。

1 木薯塊根 、莖葉的化學組成及其營養(yǎng)價值

長期以來，木薯塊根的薯肉是人們主要利用對象，而大量的木薯薯皮、木薯莖葉被丟棄。近年來，隨著國內外學者對木薯莖葉、薯皮化學等成分的進一步研究，發(fā)現(xiàn)木薯的莖葉中同樣含有蛋白質、氨基酸、維生素、糖類等化合物。

1.1 淀粉

食用木薯塊根富含淀粉，是許多醫(yī)藥和食品工業(yè)重要原料，也是是發(fā)展生物質能源的重要原料，目前木薯的工業(yè)產品有2 000多種。木薯塊根鮮樣淀粉含量一般為24%～32%，干樣淀粉含量約為73%～83%，且木薯淀粉中有支鏈和直鏈淀粉兩種形式，其中直鏈淀粉約占 17%、支鏈淀粉占 83%[4]。淀粉是木薯中的主要碳水化合物，是重要的能源物質，優(yōu)于玉米、豆類，木薯淀粉中含蛋白質為 0.1%（玉米淀粉中含蛋白質為 0.35%）[5];另外木薯的淀粉具有低雜質含量，低糊化溫度（其糊化溫度為 52～64 ℃，比玉米淀粉的糊化溫度低8～10 ℃）、高黏度、穩(wěn)定透明的糊液、優(yōu)良的成膜性、強滲透性等優(yōu)良特性[6]。魏艷等先后對9份木薯資源塊根中的木薯肉和木薯皮的營養(yǎng)成分分析，結果發(fā)現(xiàn)除了木薯肉中含有大量粗淀粉，在木薯皮中也含含量較高的粗淀粉[7]。Zhu等[8]對木薯薯莖稈進行分析，發(fā)現(xiàn)干木薯莖稈樣含有22%～39%的粗淀粉。楊龍等對木薯的3份野生種和5份栽培種進行分析，結果發(fā)現(xiàn)在種植180 d后的木薯成熟功能葉片淀粉含量在不同品種中具有表現(xiàn)不同，其中3份種質的葉片淀粉含量高的達24～25 g/kg（DW），顯著高于另外2份種質葉片的淀粉含量，這為人們培育富含高淀粉含量葉片的種質資源提供了可能性。

1.2 蛋白質

蛋白質在木薯塊根中含量較低，塊根鮮樣的蛋白質含量僅有0.4%～1.5%，干木薯中為 1%～3%[9]。但據報道，目前已培育出蛋白質含量在10%左右的品種[10]。魏艷等[11]對木薯塊根不同部位進行了進一步分析，發(fā)現(xiàn)在木薯薯皮中含有較為豐富的粗蛋白，其含量是薯肉的2.4～ 6.7倍，因此，應加強對木薯皮的利用，提高木薯的附加值。

木薯莖稈中蛋白質含量高于多數(shù)熱帶禾本科和豆類作物莖稈，在木薯莖稈干樣中蛋白質含量可以達到25%[12]。因此，加強對蛋白質含量較高的木薯莖稈的利用有利于提高木薯的經濟附加值，促進木薯產業(yè)健康發(fā)展。據報道，木薯嫩莖葉干樣中粗蛋白含量為20.6%～36.4%，其蛋白中必需氨基酸總和是全部氨基酸總量的50%左右，可作為一種優(yōu)質的蛋白飼料來源[13]。王定發(fā)等[14]對華南5號、華南7號、華南8號、華南9號、華南205的莖葉進行了分析，發(fā)現(xiàn)木薯莖葉粗蛋白含量可達到13.46%～20.84%，其中華南7號莖葉體外營養(yǎng)價值較高，其蛋白含量達到20%以上，隨后周璐麗等[15]對華南7號的葉片進一步研究，結果表明華南7號的葉片粗蛋白含量可達到21.6%～31.8%，說明不同品種的莖葉粗蛋白含量不同，需加強品種篩選和選育。楊龍等[16]對野生種木薯葉片和栽培種木薯葉片營養(yǎng)分析，結果發(fā)現(xiàn)野生種和栽培種葉片粗蛋白含量無相關性，其中華南205四倍體和野生種M.glaziovii M.A.-Dan葉片粗蛋白含量較高，分別為255、247 g/kg DW（干重），科研工作者是否可以從多倍體育種方面培育出高蛋白含量葉片的種質。

1.3 維生素、β-胡蘿卜素與礦物質

木薯塊根干樣中維生素含量為277～456 mg/kg，鉀含量在0.8%左右，而鈣和磷含量分別為0.13%～0.32%[17-18]。據陳曉明等[19]報道，木薯皮干樣中含14 532.9 mg/kg鉀，在薯皮礦質元素中最高;含8 982 3 mg/kg鈣，含量次之。木薯葉維生素C、胡蘿卜素也很豐富，新鮮木薯葉含維生素C含量為2 310～4 820 mg/kg，胡蘿卜素含量為82.8～117.8 mg/kg[20]。

1.4 纖維素

木薯塊根中纖維素含量受品種、生長期、氣候因素的影響，在鮮薯中纖維素含量一般低于 1.5%，在薯塊干樣纖維素含量中低于4%。進食適量膳食纖維可預防腸胃疾病，在降血壓和血脂等方面效果較好[21]，在木薯皮中粗纖維含量為14.0%～19.9%[7]，在木薯葉中纖維素含量為4.0%，明顯高于甘薯葉、菠菜葉、生菜葉中的纖維素含量[22]。木薯莖中纖維素含量較為豐富，木薯莖稈干樣纖維素含量達到23.3%[23]。

1.5 糖類、脂肪

在食用木薯塊根中含有糖類（包括蔗糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖）和脂肪，在食用木薯塊根中約含 17%的蔗糖及少量葡萄糖、果糖[24]，脂肪含量在 0.1%～0.3%（以鮮薯計），低于大豆和玉米中的脂肪含量[25]，糖脂和非極性是木薯塊根中的主要脂質類型。王定發(fā)等[14]對5份木薯莖葉分析，結果得知木薯莖葉中粗脂肪含量為5.07%～687%。

2 抗營養(yǎng)因子

木薯塊根中含有較為豐富的營養(yǎng)因子，同時含有抗營養(yǎng)因子，其主要抗營養(yǎng)因子為氫氰酸、單寧，了解木薯塊根、莖葉的抗營養(yǎng)因子，可采用合適方法降低其含量，提高營養(yǎng)消化率。

2.1 氫氰酸

木薯塊根中含有亞麻苦苷，亞麻苦苷在酶或弱酸作用下被分解成氫氰酸[26]，氫氰酸有一定的毒性，生物組織細胞內酶的活性可被氫氰酸抑制，細胞色素氧化酶對氰化物最為敏感，最終會導致細胞缺氧[27]，而在食用木薯分解后氫氰酸含量很低，木薯氫氰酸含量葉部約占2.1%，莖部約占36%，塊根占61%[28]。羅瑛等[29]對7個不同木薯品種的氫氰酸進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)：不同品種的薯肉、塊根周皮、莖稈、葉片中的氫氰酸含量均有差異，且氫氰酸含量主要集中在木薯葉片、莖稈和塊根周皮中。近年來許多學者對木薯氫氰酸去除方法等進行了分析與探索，馮巧娟等[30]對木薯塊根和葉片在不同青貯時間和溫度下發(fā)酵品質及氫氰酸含量進行分析，發(fā)現(xiàn)氫氰酸含量隨著青貯時間的增加而減少，且氫氰酸含量減少主要發(fā)生在前兩周;同時隨著溫度的增加氫氰酸含量顯著降低，在40 ℃時塊根和葉片中氫氰酸去除率分別可達到55.82%和63.56%。田靜等[31]比較了水煮、烘干、微波加熱、青貯4種脫毒方法，發(fā)現(xiàn)水煮和烘干后木薯塊根氫氰酸含量的去除率最高，青貯去除率最低，但也可達到50%以上，通過比較可發(fā)現(xiàn)，水煮、烘干、微波加熱會消耗大量能量，而青貯雖然去毒率低，但是營養(yǎng)保存較好。李笑春[32]報道，木薯塊根氫氰酸脫毒方法中去除能力依次為水煮>烘干>曬干>浸水，這與田靜等[31]的研究結果一致。劉義軍等[33]對濕法脫毒技術、干法脫毒技術、微波脫毒技術、溶劑提取脫毒技術、擠壓膨化脫毒技術和生物法脫毒技術等進行了分析，發(fā)現(xiàn)各個方法均有各自的優(yōu)缺點，木薯塊根或葉片去皮后水煮或去皮后切片后日光曬干或適宜溫度烘干均是目前較為適宜的去除氫氰酸的方法。

2.2 單寧

單寧沒有毒性，與蛋白質結合生成難溶的絡合物，使蛋白酶等消化酶類鈍化，從而抑制了機體對蛋白質等營養(yǎng)物質的消化吸收[34]。單寧含量隨植物成熟度增加而增加，不同品種之間單寧含量具有差異[35]。單寧具有減少動物采食量、降低營養(yǎng)物質（如蛋白質等）的消化與吸收等作用[36-37]。

3 保健功能

3.1 治療消腫、瘡瘍等

我國《新華本草綱藥》 中記載：木薯可以治療癰疽瘡瘍、瘀腫疼痛、疥瘡、頑癬等癥狀。隨著對木薯塊根和莖葉生物活性成分研究的不斷深入研究，人們發(fā)現(xiàn)木薯具有許多保健功能。

3.2 抗癌防癌及糖尿病、高血壓等防治

千百年來秘魯與巴西一帶的土著印第安人均有食用木薯葉的傳統(tǒng)，他們將木薯葉曬干磨成粉，然后隨意地加入任何菜肴中，喝水時也會放一些木薯葉干粉，這一帶居民的抗病能力明顯高于其他地區(qū)，且患癌癥，如乳腺癌、子宮癌、卵巢癌、胃癌等病癥未在當?shù)鼐用裰邪l(fā)現(xiàn)，也沒有糖尿病、高血壓、心臟病及其他的一些常見疾病被發(fā)現(xiàn)[38]。

3.3 膀胱炎的治療

據報道，馬達加斯加科研人員發(fā)現(xiàn)，將木薯葉搗碎后放入鹽水中煮 30～40 min，然后與大米飯一同服用，每周連續(xù)3 d，服用3個月，可治療各階段的膀胱炎。通過對各種方法的比較發(fā)現(xiàn)，采用此方法治療膀胱炎比其他藥物治療療效更為顯著，且沒有危險和副作用[39]。

3.4 護肝與抗氧化

β-胡蘿卜素是人類及動物體內維生素 A 合成的前體。Egle Machado 等[40]在木薯種植6～8 個月后，將木薯葉采集后清洗，將其置于陰涼的 28 ℃的房間里干燥 7 d 后磨成葉粉，分析后發(fā)現(xiàn)每100 g葉粉中含有36 mg β-胡蘿卜素，通過小白鼠試驗證實，木薯葉粉可增加肝臟中維生素 A 的合成。Kubo 等[41]研究了巴西木薯品種 maniva，結果表明100 g葉片中含槲皮素84 mg、山奈酚 84 mg、蘆丁462 mg，并發(fā)現(xiàn)這3種化合物的抗氧化性的效果較好。

4 總結與展望

隨著人們生活水平的不斷提高和健康、營養(yǎng)保健意識的增強，食用木薯的營養(yǎng)價值和保健功能越來越受到重視，開發(fā)多種具有健康、營養(yǎng)及保健功能的木薯食品，可提高食用木薯附加值與人們的生活質量;同時木薯是一種耐旱、抗貧瘠的營養(yǎng)豐富的作物，且在我國木薯種植一般很少施用農藥，在發(fā)展綠色有機農業(yè)方面食用木薯具有天然的優(yōu)勢。因此，食用木薯產品具有廣闊的發(fā)展前景。

據報道，木薯葉的保健功能可能與木薯葉中含有豐富的類胡蘿卜素和黃酮類化合物有關。目前，我國對木薯的應用研究主要集中在木薯淀粉、產量等方面，在木薯營養(yǎng)價值和保健功能方面的研究相對較少，尤其是在保健功能研究方面;其次學者們研究焦點均主要集中在木薯塊根方面，在木薯莖葉等方面的研究相對較少。因此，今后不僅要加對大對木薯塊根方面的研究，也要重視木薯莖葉部位等的研究，加強對其營養(yǎng)價值和保健功效的研究，開發(fā)出更多綠色、營養(yǎng)、保健的木薯產品，因地制宜發(fā)展食用木薯深加工產業(yè)，這將為我國帶來巨大的健康效益、經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 濮文輝.世界木薯業(yè)發(fā)展與研究[J].世界熱帶農業(yè)信息，2007（10）：1-5.

[2] 李開綿，林雄，黃潔.國內外木薯科研發(fā)展概況[J].熱帶農業(yè)科學，2001，21（1）：56-60.

[3] 許元明，梁任龍，張貞發(fā).淺談木薯資源的利用價值[J].科技視界，2012（34）：12-13.

[4] 李永鋒，趙光龍，張志強，等.國內木薯淀粉化學改性的研究進展[J].熱帶農業(yè)科學，2007，27（5）：64-67，72.

[5] OKIGBO B N.Nutritional implications of projects giving high priority to the production of staples of low nutritive quality.The case for cassava（Manihot esculenta，Crantz）in the humid tropics of West Africa[J].Food Nutr Bull，1980，2（4）：1-10.

[6] 楊曉惠.木薯淀粉的理化性質及其抗性淀粉制備工藝研究[D].廣州：暨南大學，2011.

[7] 魏艷，黃潔，許瑞麗，等.木薯肉與木薯皮營養(yǎng)成分的研究初報[J].熱帶作物學報，2015，36（3）：536-540.

[8] ZHU W B，LESTANDER T A，RBERG H，et al.Cassava stems：A new resource to increase food and fuel production[J].Global change biology，2015，7（1）：72-83.

[9] BRADBURY J H，HOLLOWAY W D.Chemistry of tropical root crops：Significance for nutrition and agriculture in the Pacific[M].Canberra：Australian Centre for International Research，1988：76-104.

[10] 蔣小靜，呂飛杰，臺建祥，等.木薯全粉的功能特性[J].熱帶作物學報，2009，30（6）：872-876.

[11] 魏艷，黃潔，林立銘，等.木薯塊根不同部位的營養(yǎng)成分研究[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2016，44（6）：53-61.

[12] 韋本輝.中國木薯栽培技術與產業(yè)發(fā)展[M].北京：中國農業(yè)出版社，2008.

[13] 梁明振，李維嬌，蔣亮，等.發(fā)酵木薯對生長豬營養(yǎng)價值的評定[J].飼料研究，2008（4）：24-26.

[14] 王定發(fā)，陳松筆，周漢林，等.5種木薯莖葉營養(yǎng)成分比較[J].養(yǎng)殖與飼料，2016（6）：48-50.

[15] 周璐麗，王定發(fā)，張振文，等.華南7號木薯莖葉營養(yǎng)價值評價[J].熱帶作物學報，2016，37（12）：2245-2249.

[16] 楊龍，張冠冬，宋雁超，等.野生和栽培木薯葉片的營養(yǎng)及飼料價值研究[J].南方農業(yè)學報，2017，48（2）：238-245.

[17] 馮占雨.木薯的生物學特征及其在養(yǎng)豬生產中的應用畜牧業(yè)[J].養(yǎng)豬，2019（6）：11-16.

[18] 李永鋒，趙光龍，張志強，等.國內木薯淀粉化學改性的研究進展[J].熱帶農業(yè)科學，2007，27（5）：64-67.

[19] 陳曉明，李開棉，臺建祥，等.大戟科木薯皮礦物質及化學成分的波譜分析[J].食品研究與幵發(fā)，2012，33（1）：123-129.

[20] RAVINDRAN G，RAVINDRAN V.Changes in the nutritional composition of cassava（Manihot esculenta Crantz）leaves during maturity[J].Food chemistry，1988，27（4）：299-309.

[21] 丁慧敏，謝彩鋒，古碧，等.木薯塊根的營養(yǎng)價值及消化性能[J].食品研究與開發(fā)，2015，36（20）：193-196.

[22] 陶海騰，呂飛杰，臺建祥，等.木薯葉營養(yǎng)保健功效的開發(fā)[J].中國農學通報，2008，24（6）：78-81.

[23] 梁欣銳.變廢為寶提升木薯桿綜合利用水平：淺談木薯桿粉碎機的研制意義與推廣[J].廣西農業(yè)機械化，2007（2）：30.

[24] CHARLES A L，SRIROTH K，HUANG T C.Proximate composition，mineral contents，hydrogen cyanide and phytic acid of 5 cassava genotypes[J].Food chemistry，2005，92（4）：615-620.

[25] MONTAGNAC J A，DAVIS C R，TANUMIHARDJO S A.Nutritional value of cassava for use as a staple food and recent advances for improvement[J].Comprehensive reviews in food science and food safety，2009，8（3）：181-194.

[26] 付大波.木薯的營養(yǎng)特性及在畜牧生產中的應用概況[J].飼料與畜牧，2011（5）：16-18.

[27] 何仁春，楊家晃，麥偉虹，等.木薯代替玉米對鵝飼養(yǎng)效果的研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2007（7）：38-40.

[28] 韋本輝.中國木薯栽培技術與產業(yè)發(fā)展[M].北京：中國農業(yè)出版社，2008：26-27.

[29] 羅瑛，吳善坤，符乃方，等.7個木薯品種的氫氰酸含量研究[J].中國農學通報，2018，34（4）：38-42.

[30] 馮巧娟，朱琳，吳安琪，等.青貯時間和溫度對木薯塊根和葉發(fā)酵品質及氫氰酸含量的影響[J].草業(yè)科學，2018，35（5）：1293-1298.

[31] 田靜，朱琳，董朝霞，等，張建國.處理方法對木薯塊根氫氰酸含量和營養(yǎng)成分的影響[J].草地學報，2017，25（4）：875-879.

[32] 李笑春.不同脫毒方法對木薯氫氰酸含量的影響[J].飼料研究，2011（5）：34-35.

[33] 劉義軍，魏曉奕，王飛，等.含氰糖苷類作物脫毒技術及其檢測方法的研究進展[J].食品工業(yè)科技，2013，34（12）：357-360.

[34] 潘偉彬，黃毅斌.植物單寧及其對牧草品質的影響研究進展[J].熱帶農業(yè)科學，2008，28（4）：86-92.

[35] RAVINDRAN V.Cassava leaves as animal feed：Potential and limitations [J].Journal of the science of food and agriculture，1993，61（2）：141-150.

[36] 文亦芾，曹國軍，樊江文，等.6 種豆科飼用灌木中酚類物質動態(tài)變化與體外消化率的關系[J].草業(yè)學報，2009，18（1）：32-38.

[37] 艾慶輝，苗又青，麥康森.單寧的抗營養(yǎng)作用與去除方法的研究進展[J].中國海洋大學學報（自然科學版），2011，41（1/2）：33-40.

[38] 姜山.木薯葉的抗癌作用[N].環(huán)球時報·生命周刊，2003-09-16（9）.

[39] 戴漢武.熟木薯葉治療膀胱炎[EB/OL].（2004-11-24）[2018-11-25].http：//www.chinapharmacy.com/ zixun.

[40] DE ALMEIDA SIQUEIRA E M，ARRUDA S F，DE VARGAS R M，et al.βCarotene from cassava （Manihot esculenta Crantz）leaves improves vitamin A status in rats[J].Comparative biochemistry and physiology，2007，146：235-240.

[41] KUBO I，MASUOKA N，NIHEI K，et al.Manioba，a quercetinrich Amazonian dish[J].Journal of food composition and analysis，2006，19（7）：579-588.