馬鈴薯糖苷生物堿的結(jié)構(gòu)特征、生物合成、毒性及加工對其含量的影響

曾凡逵

（中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學(xué)研究發(fā)展中心，甘肅 蘭州 730000）

甾族的糖苷生物堿屬于植物的含氮次生代謝產(chǎn)物，除了馬鈴薯，其他植物來源的茄屬植物如茄子和番茄中都含有糖苷生物堿[1]。茄子當(dāng)中最主要的糖苷生物堿是澳洲邊茄堿和澳洲茄堿，茄子當(dāng)中的糖苷生物堿與番茄和馬鈴薯當(dāng)中的糖苷生物堿一樣具有良好的熱穩(wěn)定性，常規(guī)烹飪方式不能明顯降低其含量。番茄當(dāng)中的糖苷生物堿——番茄堿由2種組成：α-番茄堿和脫氫番茄堿，這2種糖苷生物堿在番茄果和葉子中都存在，未成熟的綠色番茄1 kg干物質(zhì)含有高達(dá)500 mg 番茄堿，圣女果當(dāng)中番茄堿的含量是普通大番茄的數(shù)倍。番茄當(dāng)中的番茄堿會(huì)隨著番茄的成熟而分解降低，成熟變紅的番茄糖苷生物堿含量非常低，大約為5 mg∕kg 干重。

從食用角度來看，糖苷生物堿被認(rèn)為是抗?fàn)I養(yǎng)化合物，如果攝入過量，可引起嘔吐等不良病癥[2]。另一不良特點(diǎn)是，糖苷生物堿可在較高濃度下出現(xiàn)苦味[3]。在美國，新開發(fā)的馬鈴薯品種含有的糖苷生物堿總量必須少于200 mg∕1 000 g鮮重[4]。

王旺田等[5]、陳銘等[6]、梁克紅等[7]、Ginzberg等[8]和Friedman[2,9]對馬鈴薯糖苷生物堿的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，內(nèi)容涉及馬鈴薯糖苷生物堿的各個(gè)方面，側(cè)重點(diǎn)各不相同。本文結(jié)合最新研究進(jìn)展，就馬鈴薯糖苷生物堿的結(jié)構(gòu)特征、生物合成、毒性以及加工對馬鈴薯糖苷生物堿含量的影響方面進(jìn)行綜述。

1 結(jié)構(gòu)特性及生物合成

1.1 結(jié)構(gòu)特性

甾族的糖苷生物堿屬于植物的含氮次生代謝產(chǎn)物，在多種植物來源的茄屬植物如茄子、番茄和馬鈴薯[9]中都存在（圖1），糖苷生物堿被認(rèn)為是人類飲食當(dāng)中毒性極強(qiáng)的物質(zhì)之一。

圖1 茄屬植物中發(fā)現(xiàn)的苷元和糖苷生物堿的結(jié)構(gòu)Figure 1 Structures of the aglycones and glycoalkaloids found in Solanum

馬鈴薯中的糖苷生物堿主要由α-卡茄堿和α-茄堿組成，2 種糖苷生物堿的含量之和大約占馬鈴薯總糖苷生物堿的95%，其余為β1-卡茄堿、β2-卡茄堿、β1-茄堿、β2-茄堿、γ-卡茄堿和γ-茄堿。通常馬鈴薯樣品中α-卡茄堿與α-茄堿的含量比例隨品種的不同而不同，α-卡茄堿較α-茄堿的毒性強(qiáng)。α-卡茄堿與α-茄堿的比例范圍為1.2～2.6，薯皮中的比例大約在2.0 范圍內(nèi)，高于薯肉中的比例，其值接近1.5。α-卡茄堿和α-茄堿含有相同的糖苷配基——茄啶，不同的是α-卡茄堿包含1 個(gè)D-葡萄糖和2 個(gè)L-鼠李糖，而α-茄堿包含1 個(gè)D-半乳糖、1 個(gè)D-葡萄糖和1 個(gè)L-鼠李糖。馬鈴薯糖苷生物堿的水解過程會(huì)逐個(gè)脫除糖分子，毒性也會(huì)降低。馬鈴薯塊莖中糖苷生物堿的含量受到品種、栽培環(huán)境和采后貯藏條件（光照、機(jī)械損傷等）等多種因素的影響，通常發(fā)芽和皮發(fā)綠的馬鈴薯塊莖中糖苷生物堿的含量比較高，α-卡茄堿和α-茄堿標(biāo)準(zhǔn)品通常都是從馬鈴薯芽當(dāng)中分離提取出來的。

1826 年，Baup 首次報(bào)道了馬鈴薯糖苷生物堿的存在[5]。2013 年，Petersson 等[10]通過氘原子標(biāo)記示蹤法、GC-MS 和LC-MS∕MS，報(bào)道了馬鈴薯糖苷生物堿合成特定的前體物質(zhì)是膽固醇。膽固醇是通過甲羥戊酸途徑（Mevalonate pathway，MVA）合成的，再經(jīng)過羥基化、轉(zhuǎn)氨作用、糖基化作用等生成不同的馬鈴薯糖苷生物堿，具體包括α、β、γ-卡茄堿和α、β、γ-茄堿6 種，β-茄堿和γ-茄堿是α-茄堿的水解產(chǎn)物[2]。馬鈴薯塊莖中主要糖苷生物堿是α-卡茄堿和α-茄堿，被認(rèn)為是馬鈴薯中主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子，會(huì)影響人體的腸胃消化功能，造成神經(jīng)紊亂，占馬鈴薯塊莖總糖苷生物堿的95%左右[11]，而α-卡茄堿含量又占總糖苷生物堿的60%左右。

在野生馬鈴薯品種中，除了卡茄堿和茄堿外，還含有其他種類的糖苷生物堿，糖苷配基包括茄解啶、番茄啶、垂茄啶、茄瑪堿、勒帕茄次堿、乙酰勒帕茄次堿等。2008 年，Shakya 和Navarre[12]報(bào)道了野生型和栽培型馬鈴薯塊莖中含有約50 個(gè)不同的糖苷生物堿，這些糖苷生物堿中主要的糖苷配基是龍葵次堿烷和龍葵次堿烷苷。

1.2 生物合成

陳銘等[6]和Ginzberg 等[8]對馬鈴薯糖苷生物的生物合成進(jìn)行綜述。馬鈴薯糖苷生物堿的生物合成是以倍半萜和三萜衍生物作為前體物質(zhì)進(jìn)行的，離不開各種各樣的初級(jí)和次級(jí)代謝反應(yīng)。

科研工作者對馬鈴薯塊莖中糖苷生物堿的含量和分布非常感興趣。Valkonen 等[13]報(bào)道，在塊莖中周皮下1.5 mm 的組織中檢測到最高濃度的糖苷生物堿。馬鈴薯的周皮是由3 個(gè)不同類型的組織構(gòu)成的（圖2），最外層為木栓層，由一層分生細(xì)胞（木栓原）衍生而來的木栓原細(xì)胞組成?？拷舅▽訛樗▋?nèi)層，由一種類似于薄壁組織的栓質(zhì)細(xì)胞組成。Krits 等[14]研究認(rèn)為，馬鈴薯塊莖糖苷生物堿的生物合成主要發(fā)生在栓內(nèi)層細(xì)胞。

圖2 成熟馬鈴薯塊莖的周皮Figure 2 Periderm of a mature potato tuber

馬鈴薯糖苷生物堿的生物合成可分為3 個(gè)階段，合成過程需要編碼酶蛋白的結(jié)構(gòu)基因和編碼轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)基因共同參與（圖3）。第1 階段為C5 單元的合成，即乙酰輔酶A 通過甲基戊酸途徑（MVA）在一系列酶的催化下形成C5 類異戊二烯單位，3個(gè)類異戊二烯單元再通過頭尾相連形成2-反式，6-反式法呢基焦磷酸（Farnesyl pyrophosphate，F(xiàn)PP）。糖苷生物堿生物合成的第2階段是甾醇的生物合成，即將環(huán)阿屯醇合成為膽固醇。糖苷生物堿生物合成的前2個(gè)階段被認(rèn)為是初級(jí)代謝，由膽固醇合成糖苷生物堿的轉(zhuǎn)化（第3階段）被定義為次級(jí)代謝，涉及產(chǎn)生糖苷生物堿的百合科和茄科植物特有的酶。已鑒定出將茄啶轉(zhuǎn)化為茄堿和卡茄堿的茄啶糖基轉(zhuǎn)移酶（Solanidine glycosyltransferase，SGT）包括半乳糖基轉(zhuǎn)移酶（SGT1）、葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶（SGT2）和鼠李糖基轉(zhuǎn)移酶（SGT3）。其中，SGT1 和SGT3 催化茄啶轉(zhuǎn)化為茄堿，SGT2 和SGT3催化茄啶轉(zhuǎn)化為卡茄堿[15]。

圖3 馬鈴薯糖苷生物堿生物合成途徑Figure 3 Biosynthetic pathway for potato glycoalkaloids

馬鈴薯糖苷生物堿的合成在生物合成途徑的不同點(diǎn)上都可以進(jìn)行調(diào)控：甲基戊酸途徑生成類異戊二烯的關(guān)鍵步驟包括將3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A 轉(zhuǎn)化為甲基戊二酸，該反應(yīng)是由3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A 還原酶（3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase，HMGR）進(jìn)行催化完成的。Choi 等[16]研究結(jié)果表明，同工酶HMGR1的表達(dá)與甾醇和糖苷生物堿積累的變化相關(guān)。Krits 等[14]研究表明，馬鈴薯HMGR1 和SS1 編碼基因（hmg1和pss1）的高轉(zhuǎn)錄水平與高糖苷生物堿含量相關(guān)，這表明糖苷生物堿的生物合成調(diào)控不僅涉及甲基戊酸途徑的各步驟，還包括糖苷生物堿合成的后續(xù)步驟。Sawai 等[17]證明甾醇側(cè)鏈還原酶2（Sterol side chain reductase 2，SSR2）將環(huán)阿屯醇還原為環(huán)木菠蘿烷醇，從而調(diào)控糖苷生物堿的含量。

2 糖苷生物堿的毒性

2.1 中毒癥狀及限量標(biāo)準(zhǔn)

馬鈴薯糖苷生物堿的毒性主要表現(xiàn)為麻痹呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的毒性和潛在的慢毒性。當(dāng)濃度超過一定閥值時(shí)，糖苷生物堿會(huì)引起人體一系列的中毒癥狀，包括腸胃紊亂、意識(shí)混亂、幻覺、全身抽搐甚至昏迷和死亡。當(dāng)塊莖中糖苷生物堿含量超過140 mg∕kg 鮮重時(shí)，味道變苦，會(huì)對馬鈴薯的食用風(fēng)味造成影響；當(dāng)塊莖中糖苷生物堿的含量超過200 mg∕kg 鮮重時(shí)，就超過了非正式指南的安全食用性閥值。人體對馬鈴薯糖苷生物堿的毒性具有很強(qiáng)的敏感性，但也會(huì)因個(gè)體差異而不同。導(dǎo)致嚴(yán)重中毒的劑量為1～5 mg∕kg體重，當(dāng)劑量達(dá)到3～6 mg∕kg 體重時(shí)，可能會(huì)致命[18]。目前，已有2 000 多例關(guān)于馬鈴薯糖苷生物堿引起食物中毒甚至致死的報(bào)道，引起畜禽中毒造成損失的報(bào)道更多[19]。事實(shí)上，關(guān)于馬鈴薯糖苷生物堿引起中毒的報(bào)道一般都是輕度的。然而，由于馬鈴薯糖苷生物堿的中毒癥狀和其他普通的腸胃疾病癥狀極為相似，因此，這樣的食物中毒很難被確診并對癥下藥。馬鈴薯糖苷生物堿的含量受到品種、栽培季節(jié)、栽培方法、脅迫條件等因素的影響，且目前對各種不同糖苷生物堿的理化性質(zhì)尤其是毒性方面還缺乏了解，因此，有人建議將馬鈴薯糖苷生物堿的安全食用性閥值降低到60～70 mg∕kg鮮重[20]。

國際上目前關(guān)于馬鈴薯塊莖中糖苷生物堿的含量有一個(gè)非正式的安全值，在新的馬鈴薯品種中總糖苷生物堿的含量不能超過200 mg∕kg[21]。確定這一值的根據(jù)是在志愿者體內(nèi)進(jìn)行過一個(gè)短期臨床試驗(yàn)，研究測試了吃含有糖苷生物堿的馬鈴薯泥以后對腸胃的影響，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯泥中糖苷生物堿的限制量為200 mg∕kg。北歐人能接受的馬鈴薯塊莖當(dāng)中總糖苷生物堿含量的安全值為100 mg∕kg。

2.2 毒性機(jī)理

進(jìn)食含有高濃度糖苷生物堿的馬鈴薯對人類的毒性已經(jīng)有據(jù)可查[2]。癥狀包括腹部絞痛、腹瀉、嘔吐、出汗、脈搏加快、昏迷等。糖苷生物堿的生理作用主要是破壞細(xì)胞膜和抑制膽堿酯酶的活性。判斷攝入糖苷生物堿的所需量發(fā)生變化而產(chǎn)生毒害作用，有一個(gè)建議范圍為1～5 mg∕kg體重，這大約相當(dāng)于士的寧的作用，劑量高至5～6 mg∕kg體重可能會(huì)致命[22]。

卡茄堿的毒性要比茄堿高，這2 種糖苷生物堿毒性變小伴隨著糖的進(jìn)行性損失，糖苷配基的毒性最低[23]。糖苷生物堿膽堿酯酶抑制活性的重要決定因素似乎是糖苷配基的E環(huán)和F環(huán)[24]。一般來說，茄次堿烷似乎比螺旋甾堿烷更具毒性。Friedman[25]曾建議在馬鈴薯中用毒性較小的番茄堿來代替茄堿和卡茄堿，這也具有促進(jìn)健康的特性。這個(gè)目標(biāo)也許可通過轉(zhuǎn)基因的方法或通過識(shí)別馬鈴薯中低茄堿∕卡茄堿和高番茄堿的基因型來完成。

馬鈴薯糖苷生物堿毒性機(jī)理包括2 種完全不同的作用方式：（1）卡茄堿和茄堿都是乙酰膽堿酯酶活性的抑制物。乙酰膽堿酯酶協(xié)調(diào)水解神經(jīng)傳遞素乙酰膽堿為膽堿和乙酸，在神經(jīng)沖動(dòng)傳遞過程中起重要作用[26]。糖苷生物堿抑制乙酰膽堿酯酶的活性以后，會(huì)造成乙酰膽堿的積累，就會(huì)出現(xiàn)虛弱、意識(shí)混亂、沮喪等糖苷生物堿的中毒癥狀；（2）糖苷生物堿具有裂解含固醇的膜的生物作用[27]。攝入糖苷生物堿以后，吸收和運(yùn)輸過程會(huì)損害消化道及其他組織或器官，如血液、肝臟。在此作用中，卡茄堿對多種組織和膜系統(tǒng)破壞作用更強(qiáng)?？ㄇ褖A和茄堿對動(dòng)物不同系統(tǒng)的毒性作用效果不同，由于糖苷生物堿對人體毒性的試驗(yàn)受到倫理的限制，因此這一點(diǎn)尚不清楚。已經(jīng)明確的是，α-卡茄堿的生物活性似乎比α-茄堿的生物活性高3～10 倍，并且2 種糖苷生物堿的某些組合可以協(xié)同發(fā)揮作用[28]，導(dǎo)致糖苷生物堿總體毒性明顯增強(qiáng)[29]。值得注意的是，馬鈴薯糖苷生物堿能耐受高溫，炒酸辣土豆絲甚至高溫油炸等烹飪過程仍能保持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和生物活性[30]。

糖苷生物堿的毒性主要體現(xiàn)在對中樞神經(jīng)系統(tǒng)中抗膽堿酯酶的活力造成了不利影響、對肝臟造成損傷、破壞細(xì)胞膜對消化系統(tǒng)和常規(guī)的身體新陳代謝造成不利影響。低劑量時(shí)，糖苷生物堿的毒性會(huì)體現(xiàn)在導(dǎo)致腸胃紊亂如嘔吐、腹瀉和腹痛；高劑量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)性毒性，癥狀包括如發(fā)燒、脈搏加速、低血壓、急喘和神經(jīng)失調(diào)。已經(jīng)報(bào)道了幾例馬鈴薯糖苷生物堿致命的中毒事件[31]。

日常飲食生活中攝入馬鈴薯糖苷生物堿是令人擔(dān)憂的，主要是因?yàn)樗麄兊目鼓憠A酯酶性質(zhì)可能會(huì)對麻醉藥的作用造成不利影響，這些麻醉藥的分解代謝是由乙酰膽堿酯酶和丁酰膽堿酯酶來完成的[32]。組成馬鈴薯糖苷生物堿分子的茄啶在體外試驗(yàn)中表現(xiàn)出雌性激素的活性[33]，糖苷生物堿分解以后會(huì)生成茄啶，馬鈴薯糖苷生物堿的這種雌性激素活性對人類健康的影響還是未知的。馬鈴薯糖苷生物堿對個(gè)體的毒性可能受到其他因素的影響，如飲食、健康狀況、體質(zhì)，某些個(gè)體糖苷生物堿可能不會(huì)被很好地吸收。然而，受損的腸壁可能發(fā)生綜合效應(yīng)，當(dāng)粘膜細(xì)胞已經(jīng)受損時(shí)，導(dǎo)致糖苷生物堿被快速吸收，這一點(diǎn)可以解釋低毒癥狀（胃腸道）和高毒癥狀（急性中度）。值得注意的是，在番茄糖苷生物堿中出現(xiàn)了明顯無毒的番茄堿，這是由于在消化系統(tǒng)中番茄糖苷生物堿與膽固醇生成了絡(luò)合物[34]，說明開發(fā)高番茄堿含量、安全并能促進(jìn)健康的馬鈴薯也是有可能的。

α-型糖苷生物堿水解產(chǎn)物有β1-卡茄堿、β2-卡茄堿、β1-茄堿、β2-茄堿、γ-卡茄堿和γ-茄堿型，這些水解產(chǎn)物的毒性較α-型小，可以用黑曲霉處理或者用酸處理將α-型糖苷生物堿進(jìn)行分解，均能降低其毒性[1]。另外，在血液中流動(dòng)的其他一些成分和營養(yǎng)素也可能影響糖苷生物堿的毒性。據(jù)報(bào)道，葉酸、葡萄糖-6-磷酸鹽和尼古丁腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADP）能夠阻止青蛙胚胎中α-卡茄堿毒性的發(fā)生。葉酸是現(xiàn)在廣泛被孕婦使用以防止胎兒畸形的藥物，有報(bào)道稱先天性神經(jīng)系統(tǒng)畸形胎兒、無腦兒和胎兒脊柱裂與母親食用馬鈴薯之間有一定的聯(lián)系。

何玉華等[35]報(bào)道了馬鈴薯糖苷生物堿提取物對小鼠體重及免疫功能的影響，對馬鈴薯的皮和芽進(jìn)行提取，利用其提取的α-卡茄堿和α-茄堿的混合物對小鼠進(jìn)行灌胃試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，馬鈴薯糖苷生物堿對小鼠有一定的毒性作用，能夠抑制小鼠體重的增長，不同濃度的馬鈴薯糖苷生物堿使小鼠免疫器官指數(shù)降低，IgA、IgM 含量升高，劑量達(dá)到300 mg∕kg 體重時(shí)，馬鈴薯糖苷生物堿對小鼠有致死作用。

2.3 糖苷生物堿的生物功能

盡管高劑量的糖苷生物堿是有毒的，但也有其有用的一面[5,7]，如降低血液中的膽固醇、預(yù)防鼠傷寒沙門氏菌的感染和對癌癥的化學(xué)預(yù)防作用[1]。另外，糖苷生物堿在防治昆蟲方面也有潛在的應(yīng)用價(jià)值，可用于儲(chǔ)糧害蟲防治。

3 加工對馬鈴薯糖苷生物堿含量的影響

3.1 加工產(chǎn)品中糖苷生物堿含量

商業(yè)加工馬鈴薯產(chǎn)品中糖苷生物堿的含量如表1 所示[36]。從表1 可以看出，商業(yè)加工馬鈴薯產(chǎn)品中糖苷生物堿的含量相對于新鮮馬鈴薯塊莖中的含量要低很多，原因是商業(yè)化加工過程對馬鈴薯進(jìn)行了去皮處理，很多糖苷生物堿被去除。另外，商業(yè)化加工對馬鈴薯原料的品種有要求，會(huì)避免采用糖苷生物堿含量高的馬鈴薯品種原料。且表皮發(fā)綠面積≥1%的馬鈴薯會(huì)被認(rèn)為存在糖苷生物堿含量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)被挑揀出生產(chǎn)線。

表1 商業(yè)加工馬鈴薯產(chǎn)品中糖苷生物堿含量Table 1 Glycoalkaloid content of marketable potato products

3.2 濃縮蛋白糖苷生物堿殘留

馬鈴薯濃縮蛋白（Potato protein concentrate，PPC）是采用酸熱絮凝法從馬鈴薯淀粉加工分離汁水中回收的蛋白，馬鈴薯蛋白必需氨基酸含量高、營養(yǎng)價(jià)值好，但由于糖苷生物堿殘留問題導(dǎo)致其價(jià)值大打折扣[37]，糖苷生物堿含量大約為2 000 mg∕kg。已有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道馬鈴薯濃縮蛋白在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用，虹鱒魚試驗(yàn)結(jié)果表明，普通的馬鈴薯濃縮蛋白由于其糖苷生物堿含量高，導(dǎo)致虹鱒魚食欲嚴(yán)重下降，甚至在5%添加量的情況下也會(huì)影響虹鱒魚的食欲[38]。

Tusche 等[39]分別用25%、50%、75%和100%馬鈴薯蛋白替代魚粉作為原料制作成配方飼料喂養(yǎng)虹鱒魚，根據(jù)糖苷生物堿含量分成的低糖苷生物堿馬鈴薯濃縮蛋白（7.41 mg∕kg）和高糖苷生物堿馬鈴薯濃縮蛋白（2 150 mg∕kg），分析了糖苷生物堿含量對虹鱒魚健康狀況和生長速率的影響。經(jīng)過84 d 喂養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)沒有添加馬鈴薯蛋白的對照組生長狀況最好。用25%低濃度糖苷生物堿含量的馬鈴薯濃縮蛋白替代魚粉顯著降低了虹鱒魚進(jìn)食量、飼料利用率和生長速度，也導(dǎo)致虹鱒魚的肝臟組織和腸道組織發(fā)生改變。高濃度糖苷生物堿的配方飼料導(dǎo)致虹鱒魚進(jìn)食量和生長速率降低更明顯，而且大部分虹鱒魚出現(xiàn)營養(yǎng)不良，組織切片顯示虹鱒魚的肝臟出現(xiàn)蠟樣色素堆積和前腸絨毛退化，糖苷生物堿還造成了虹鱒魚血液中甘油三酯、葡萄糖和蛋白質(zhì)含量降低。因此馬鈴薯蛋白作為飼料只能在糖苷生物堿含量低的情況下才能使用，糖苷生物堿含量過高會(huì)造成虹鱒魚營養(yǎng)不良，低生長率和腸道傷害。

Refstie 和Tiekstra[40]研究了低糖苷生物堿含量馬鈴薯濃縮蛋白部分替代魚粉喂養(yǎng)大西洋鮭魚，這種馬鈴薯濃縮蛋白由荷蘭AVEBE 公司位于Veendam 的一個(gè)子公司提供，商品名為Protastar?，與普通馬鈴薯濃縮蛋白相比這種馬鈴薯濃縮蛋白多了一個(gè)酸處理過程，幾乎全部去除了糖苷生物堿（低于100 μg∕g），灰分含量低，粗蛋白含量高，pH 低。Refstie 和Tiekstra[40]的試驗(yàn)采用的飼料分別添加了0%、7%、14%和21%馬鈴薯濃縮蛋白替代魚粉，試驗(yàn)過程將82 g 重的大西洋鮭魚在18～13℃的海水中持續(xù)養(yǎng)殖84 d，分析了大西洋鮭魚的食欲、飼料轉(zhuǎn)化率、氮保留率等指標(biāo)，所有大西洋鮭魚的重量最后都達(dá)到了249～256 g，結(jié)果證明各種不同飼料的常量元素和氨基酸消化率沒有差別，低糖苷生物堿含量的馬鈴薯濃縮蛋白可以作為魚粉的部分替代物。

如何去除馬鈴薯濃縮蛋白中的糖苷生物堿的毒性是一個(gè)亟待解決的問題。文獻(xiàn)檢索結(jié)果表明，目前關(guān)于如何分解糖苷生物堿的報(bào)道不多，僅有極少量的文獻(xiàn)研究了微生物分解或者酸水解來分解糖苷生物堿，而且都是用分離制備純的糖苷生物堿做試驗(yàn)，直接用馬鈴薯濃縮蛋白來做試驗(yàn)的還未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

3.3 加工對糖苷生物堿的去除作用

馬鈴薯，特別是作為加工產(chǎn)品（炸條、炸片等）消耗量逐年增大，使糖苷生物堿在食品安全和質(zhì)量方面具有重要影響。糖苷生物堿在發(fā)達(dá)國家已引起足夠重視，并進(jìn)行了深入研究，而中國在這方面報(bào)道很少。糖苷生物堿具有耐高溫性，馬鈴薯塊莖當(dāng)中糖苷生物堿的含量似乎很大程度上不受食品加工條件的影響，如烘焙、烹飪和油炸[41]，但馬鈴薯塊莖皮當(dāng)中糖苷生物堿含量比肉中含量高，加工過程一般會(huì)去除，另外清洗和高溫加工過程對去除糖苷生物堿也有一定作用。

3.3.1 家庭烹飪與糖苷生物堿含量的關(guān)系

雖然馬鈴薯糖苷生物堿能耐受高溫，不易被烘烤、脫水干燥、煎炸等加工處理破壞，但糖苷生物堿主要集中在馬鈴薯塊莖1.5 mm的皮層，因此去皮對降低糖苷生物堿的含量非常關(guān)鍵。P?ksa 等[42]報(bào)道，不同品種馬鈴薯塊莖在去皮前糖苷生物堿的含量差異極顯著，去皮后α-卡茄堿和α-茄堿的含量都下降到較低水平，且品種間差異不顯著。

Ponnampalam 和Mondy[43]報(bào)道了烹飪對馬鈴薯總糖苷生物堿含量的影響，對‘Katahdin’‘Chipbelle’和‘Rosa’3 個(gè)不同馬鈴薯品種分別采用不同的烹飪方法，研究烹飪對總糖苷生物堿含量的影響。結(jié)果表明，馬鈴薯皮焙烤以后的糖苷生物堿含量為25～76 mg∕100 g（干基），油炸以后糖苷生物堿含量為27～72 mg∕100 g（干基）；馬鈴薯肉焙烤以后糖苷生物堿含量為5～12 mg∕100 g（干基），油炸以后的含量為3～10 mg∕100 g（干基）。結(jié)果表明，馬鈴薯皮當(dāng)中的糖苷生物堿含量高于肉當(dāng)中的含量，差異極顯著（P＜0.01），對于所有焙烤和油炸的馬鈴薯皮或者肉，糖苷生物堿的含量都顯著降低（P＜0.05），‘Katahdin’和‘Chipbelle’總糖苷生物堿含量顯著高于‘Rosa’品種當(dāng)中的糖苷生物堿含量。

3.3.2 薯片加工與糖苷生物堿含量的關(guān)系

P?ksa 等[44]報(bào)道了馬鈴薯加工成薯片的過程6個(gè)步驟中糖苷生物堿和硝酸鹽含量的變化，發(fā)現(xiàn)糖苷生物堿和硝酸鹽含量在加工各環(huán)節(jié)逐步降低，α-卡茄堿和α-茄堿的比例基本維持在2.5∕1。糖苷生物堿主要是在去皮、切片、清洗和油炸過程中去除的，硝酸鹽主要是在去皮和油炸過程中去除的。

3.3.3 脫水馬鈴薯丁加工與糖苷生物堿含量的關(guān)系

Rytel[45]報(bào)道了脫水薯丁加工過程中糖苷生物堿和硝酸鹽含量的變化。采用‘Denar’‘Pasat’和‘Innovator’3個(gè)馬鈴薯品種為原料，研究脫水馬鈴薯丁加工過程中糖苷生物堿和硝酸鹽的含量變化趨勢，發(fā)現(xiàn)去皮和燙漂對去除糖苷生物堿的貢獻(xiàn)最大，分別為33%和17%；硝酸鹽降低最多的是在切丁后的清洗過程（13%）和燙漂過程（23%），最終的產(chǎn)品含有初始原料44%的糖苷生物堿和40%的硝酸鹽。

4 展 望

馬鈴薯已列為中國第四大主食，由于糖苷生物堿的毒性，應(yīng)盡可能減少馬鈴薯塊莖和加工產(chǎn)品中糖苷生物堿的含量。育種是降低馬鈴薯塊莖中糖苷生物堿含量的重要手段，建議將糖苷生物堿含量作為馬鈴薯新品種的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

今后需要進(jìn)一步深入研究的內(nèi)容包括：（1）糖苷生物堿的生物功能特性研究，尤其是純糖苷生物堿和含糖苷生物堿的植物性食物的體外抗癌作用，動(dòng)物試驗(yàn)抗癌結(jié)果是否對人體同樣有效？需要明確其生物活性的變化是取決于游離狀態(tài)還是作為食物混合物的一個(gè)組成部分來進(jìn)行測試或食用。（2）馬鈴薯加工副產(chǎn)物中糖苷生物堿的水解與脫毒研究，馬鈴薯淀粉加工薯渣及馬鈴薯濃縮蛋白可作為重要的飼料原料，篩選出能高效水解糖苷生物堿的微生物，研究微生物菌種培養(yǎng)方法及其脫毒工藝。酶可直接應(yīng)用于糖苷生物堿的水解，研究降低酶制劑的生產(chǎn)成本。實(shí)現(xiàn)薯渣和馬鈴薯濃縮蛋白中糖苷生物堿水解脫毒的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，提升馬鈴薯加工副產(chǎn)物的附加值。