云南紫薯產(chǎn)業(yè)及開發(fā)潛力*

趙蓓蕾，楊萬林，王 穎，徐寧生，張 磊，謝家華，康桂輝，梁文靜

（1.云南省科普資源信息中心，云南 昆明 650021；2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南 昆明 650205；3.建水縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣所，云南 建水 654300）

云南已經(jīng)發(fā)展成為全國第二大紫薯產(chǎn)區(qū)，并成為新興的高原特色產(chǎn)業(yè)之一。文章介紹了紫薯的營養(yǎng)價(jià)值、藥用保健功能和食用安全性，闡述了云南紫薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況、研究進(jìn)展、在鄉(xiāng)村振興中的帶動作用，論述了云南紫薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)利用潛力及方向，提出應(yīng)該從色素加工、食品加工、功能產(chǎn)品開發(fā)3個(gè)方向推進(jìn)高原紫薯的產(chǎn)業(yè)升級和提質(zhì)增效。以期為云南省紫薯的持續(xù)發(fā)展、合理利用和深度開發(fā)提供參考。

富含花青素的甘薯塊根肉色為紫色或紫黑色，被稱為紫薯，在云貴高原被稱為山芋、沙莜、苕等。因薯肉中的部分功能活性物質(zhì)的種類和含量差異，肉色呈白色、黃色、橘紅色、紫色等不同顏色。云南地處云貴高原核心區(qū)，獨(dú)有的立體氣候、土壤環(huán)境和獨(dú)特的種植生產(chǎn)方式，使多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品具有更加豐富的營養(yǎng)特征和特點(diǎn)。紫薯不僅具備一般甘薯的營養(yǎng)價(jià)值，還具有其他甘薯所沒有的保健功能，在食品、輕工、醫(yī)藥等領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用。但因其薯肉紫色極深，常被與轉(zhuǎn)基因的不當(dāng)宣傳聯(lián)系在一起。因此，有必要對其營養(yǎng)價(jià)值、安全性，以及產(chǎn)業(yè)狀況和開發(fā)利用潛力進(jìn)行梳理，引導(dǎo)對紫薯的正確認(rèn)識和合理利用，促進(jìn)紅土高原紫薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

一、紫薯的營養(yǎng)價(jià)值

（一）營養(yǎng)組成

紫薯是甘薯的一個(gè)品類，塊根富含淀粉，主要營養(yǎng)組成與普通甘薯相似。紫薯新鮮塊根中含有60%～80%的水分、10%～30%的淀粉、5%～15%的糖分和少量蛋白質(zhì)、油脂、纖維素、半纖維素、果膠、礦物質(zhì)、灰分、豐富的維生素及大量的花青素等[1]。以干物質(zhì)計(jì)，粗淀粉含量37%～78%、粗蛋白含量2.2%～12.2%、可溶性糖含量1.7%～36.0%，每100 g鮮薯胡蘿卜素含量最高達(dá)20.81 mg。除以上營養(yǎng)成分，紫薯還含有糖蛋白、脫氫表雄酮（DHEA）、多酚類化合物等多種活性成分?；ㄇ嗨厥亲鲜碇凶钪饕奶卣鞒煞趾凸δ芑钚晕镔|(zhì)。隨花青素含量的不同，薯肉呈現(xiàn)出由淺紫至深紫、紫黑的顏色變化。紫薯中的花青素含量顯著高于其他肉色的甘薯。

（二）藥用保健功能

《本草綱目》記載，甘薯性味甘平、無毒，有健脾、養(yǎng)心神、益氣力、活血化瘀、清熱解毒、通乳汁、消瘡腫之功效。首先，與普通食物多為酸性物質(zhì)不同，紫薯是典型的高堿性食物，人體攝入后，能中和攝入其他食物所產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，適量食用可以調(diào)節(jié)體內(nèi)酸堿平衡。其次，紫薯中多種礦質(zhì)元素高于其他食物，可發(fā)揮多種養(yǎng)生和藥理作用。鉀、鈣含量遠(yuǎn)高于香蕉等農(nóng)產(chǎn)品，富含豐富的鐵、鋅、硒等微量元素。云貴高原的紅壤土的鐵含量較高，生產(chǎn)出的紫薯鐵含量遠(yuǎn)高于其他地區(qū)。硒和鐵是人體抗疲勞的基本要素，對抗衰老、補(bǔ)血具有良好的保健功能。紫薯中的活性硒是可以被人體和動物直接吸收利用的主要硒源，能有效修復(fù)血清心肌，增強(qiáng)免疫力，預(yù)防胃癌、肝癌和其他疾病。紫薯膳食纖維高于主要谷物，食用后起到清理腸胃和改善消化道環(huán)境的作用。

紫薯花青素是黃酮多酚類化合物的一種，不僅可清除體內(nèi)自由基達(dá)到良好的抗氧化效果，還具有護(hù)肝、抗腫瘤、降血糖、抑制肥胖、預(yù)防和治療心血管疾病、雙向調(diào)節(jié)微生物等多種營養(yǎng)、藥理及保健作用?？赏ㄟ^血腦屏障清除自由基，保護(hù)大腦組織，抵抗抗生素的毒副作用，被廣泛的應(yīng)用于制藥、醫(yī)療、保健和食品中。除此之外，紫薯中還富含黏液蛋白、脫氫表雄酮（DHEA）等多種活性物質(zhì)。日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)紫薯中含有豐富的黏液蛋白，對人體有著特殊的保護(hù)作用，能保持人體心血管壁的彈性，阻止動脈粥樣硬化，減少皮下脂肪，防止肝腎中結(jié)締組織萎縮，提高機(jī)體的免疫能力。美國費(fèi)城醫(yī)學(xué)院的生物化學(xué)家阿·塞唯茲教授從甘薯中分離出一種名為“脫氫表雄酮（DHEA）”的活性物質(zhì)，可以預(yù)防結(jié)腸癌和乳腺癌。日本許多專家和機(jī)構(gòu)也通過不同的實(shí)驗(yàn)證實(shí)甘薯具有極高的抗癌效果，甘薯的防癌效果位于40余種防癌蔬菜的首位，是抗癌之王。

（三）食用安全性

目前我國尚無轉(zhuǎn)基因甘薯種植生產(chǎn)和加工應(yīng)用，因此在國內(nèi)推廣應(yīng)用的紫薯均為非轉(zhuǎn)基因品種。另外，甘薯還是環(huán)境友好的低碳作物，對水肥、農(nóng)藥的需求非常低，對環(huán)境的適應(yīng)非常強(qiáng)，具有超高產(chǎn)、適應(yīng)廣、抗旱耐瘠薄的特性。國家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系對各地土壤重金屬污染點(diǎn)位采集的1 411份資源進(jìn)行檢測后發(fā)現(xiàn)，只有極個(gè)別薯塊樣品對鎘、鉛、鋁超標(biāo)，對鉛、鋁、鎘等重金屬的富集能力和殘留水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于稻米、小麥、玉米等主要糧食作物，是環(huán)境友好、耐污染，較安全的農(nóng)產(chǎn)品。此外，人類對紫薯長期食用的歷史也證明，紫薯作為人類的主要食物之一，具有很高的食用安全性，膳食風(fēng)險(xiǎn)極低。

二、云南紫薯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

（一）發(fā)展概況

紫薯喜光喜溫不耐寒，耐陰耐旱耐瘠薄，非常適合云貴高原的氣候環(huán)境生長，在云南山區(qū)有廣泛的分布和大面積的種植。據(jù)國家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系2019年抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)分析，云南紫薯面積2.39萬hm2，占全國紫薯總面積的12.89%，是全國第二大紫薯產(chǎn)區(qū)。已經(jīng)形成了以滇南、滇東南為主的紫薯種植優(yōu)勢區(qū)，并逐漸向全省各地輻射；紫甘薯種植面積占全省的17.91%，占比高于國內(nèi)主要甘薯產(chǎn)區(qū)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國7.65%的占比。云南省是云貴紅土高原的核心區(qū)域，具有高海拔、高溫差、強(qiáng)光照、強(qiáng)紫外線和多種生態(tài)同時(shí)并存的獨(dú)特環(huán)境，通過在此獨(dú)特環(huán)境、土壤中較長時(shí)間的生長和營養(yǎng)積累，紫薯的干物質(zhì)、花青素、多酚等物質(zhì)積累多，次生代謝物質(zhì)豐富、品質(zhì)好，得到了國內(nèi)同行業(yè)的廣泛認(rèn)可，是國內(nèi)不可多得的優(yōu)質(zhì)原料，已成為多家優(yōu)質(zhì)食品企業(yè)的首選。在加工利用方面，有色素加工、紫薯泥、紫薯全粉、凍紫薯，以及各類以紫薯為原料的紫薯制品。國內(nèi)外較為有名的徐紫薯3號、濟(jì)黑2號等品種在云南省都有較大面積的種植?！笆奈濉敝攸c(diǎn)推廣的優(yōu)質(zhì)紫薯新品種徐紫8號也逐漸在省內(nèi)得到推廣和應(yīng)用。

（二）云南紫薯的研究

21世紀(jì)初期，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)從日本引入一批紫薯資源，選育出“滇紫甘薯112”等紫薯品種。2020年，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所將甘薯研究列入“十四五科技事業(yè)發(fā)展規(guī)劃”，將甘薯作為新生長點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)培育，使云南省甘薯研究站在了更高的起點(diǎn)。并采用“大小捆綁”的方式，依托全產(chǎn)業(yè)鏈布局馬鈴薯創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，組建了低緯高原甘薯研究團(tuán)隊(duì)，全方位開展資源收集、雜交育種、核心種苗庫及育苗體系、綠色技術(shù)等的創(chuàng)新工作。通過與國內(nèi)甘薯頂級科研機(jī)構(gòu)——中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘薯研究所建立全面的科研合作關(guān)系，開展了骨干親本資源的生長、開花、結(jié)實(shí)特性與云南省日照、光強(qiáng)、溫度、濕度等生態(tài)因子耦合研究與應(yīng)用，雜交組合定向配制、雜交種子育苗、高色素高效育種等系列技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了云南省甘薯育種從過去零敲碎打的品種品系引進(jìn)篩選、實(shí)生苗（籽）引進(jìn)選育，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)親本選配、定向雜交和目標(biāo)選育，為創(chuàng)制完全自主創(chuàng)新優(yōu)質(zhì)新品種邁出了堅(jiān)實(shí)步伐。并已收集保存資源200多份，建成云南省省級薯類種質(zhì)資源圃；獲得花青素含量分別超過云南紫薯主栽品種徐紫薯3號和我國紫甘薯色素加工專用品種濟(jì)黑2號的高色素甘薯新材料25份，其中有8份的花青素含量在295～378 mg/100 g鮮薯，均高于含量最高的濟(jì)黑2號，為低緯高原紫薯自主品種選育譜寫了新的篇章。顯然，云南獨(dú)特的生態(tài)、氣候條件，對紫薯花青素的形成非常有利，完全可以在我國紫薯資源的鑒定及創(chuàng)新領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

（三）紫薯在鄉(xiāng)村振興中的帶動作用

云南對紫薯比較偏愛，我國選育的優(yōu)質(zhì)紫薯品種徐紫薯3號，在2006年還處于試驗(yàn)評價(jià)期間就被引入種植，編號徐13-4。期間先后經(jīng)云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所2次脫毒復(fù)壯，指導(dǎo)“紫豐”等企業(yè)開展種苗基地建設(shè)及生產(chǎn)應(yīng)用，目前年種植面積1.5萬hm2，占全省紫薯面積的75%。在建水、丘北、硯山等地，紫薯已經(jīng)成為部分區(qū)域的主要作物，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶經(jīng)濟(jì)收入的主要來源。比如建水1個(gè)純彝族村寨在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所等科技部門的技術(shù)指導(dǎo)下，開展徐紫薯3號的種植生產(chǎn)，已將紫薯發(fā)展成為全村的主導(dǎo)作物。2021年，全村47戶207人，家家種植紫薯，少的有0.67 hm2，多的2.67 hm2，全村獲得紫薯銷售收入280萬元，戶均收入59 575元，人均13 527元。通過種植徐紫薯3號，實(shí)現(xiàn)了“一個(gè)品種，人均三萬，戶均五萬”的收入目標(biāo)，初步實(shí)現(xiàn)了鄉(xiāng)村振興中的“產(chǎn)業(yè)興旺，生活富?！钡饶繕?biāo)。

高原紫薯優(yōu)勢獨(dú)特，在生產(chǎn)供應(yīng)上具有上市供應(yīng)時(shí)間長、品質(zhì)好、規(guī)模大、產(chǎn)品全的特點(diǎn)。各地企業(yè)、客商多來云南發(fā)展、采購紫薯原料。紫薯作為糧食作物，可以在國家糧食安全保障中承擔(dān)重要的角色；同時(shí)，紫薯的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于其他糧食作物，還可以作為藥用作物和功能作物，在我國鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興及人們美好生活中發(fā)揮越來越重要的作用。典型案例及發(fā)展現(xiàn)狀表明，紫薯在云南的發(fā)展正形成“由村及鎮(zhèn)，經(jīng)鎮(zhèn)至縣，縣引全省”的發(fā)展局面，不斷扮演更加重要的角色，已經(jīng)成為云南省發(fā)展迅速的新興特色產(chǎn)業(yè)之一。

三、云南紫薯的開發(fā)潛力及方向

（一）紫薯色素加工

紫薯花青素有極強(qiáng)的物理、化學(xué)穩(wěn)定性，對pH值、熱、光、氧、水、金屬離子等的處理活性穩(wěn)定，非常適宜多場景、多領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用，紫薯花青素加工具有極大的潛力和前景。紫肉甘薯花青素含量是紫肉馬鈴薯的5～15倍，是紫色花青素的主要來源。生產(chǎn)上大量種植的紫薯品種濟(jì)黑2號，在保證較高產(chǎn)量的前提下，花青素含量接近300 mg/100 g鮮薯，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他花青素來源。21世紀(jì)以來，隨著高花青素紫薯品種的推廣應(yīng)用，云南的紫薯色素加工穩(wěn)步發(fā)展，目前已經(jīng)有多條現(xiàn)代化色素提取生產(chǎn)線開展紫薯色素加工，日處理加工能力高達(dá)100 t，提取能力已處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。滇產(chǎn)紫薯色素產(chǎn)品獲得國家頒發(fā)的食品添加劑證書，先后通過KOSHER猶太潔食認(rèn)證、HALAL清真食品認(rèn)證、美國FDA認(rèn)證等，多年暢銷歐美、中東等地區(qū)。據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，滇產(chǎn)紫薯色素在2018年的出口量占比達(dá)我國的36.94%，居全國第一[2]，是具有世界一流水平的單品冠軍。同時(shí)，云南省已經(jīng)自主創(chuàng)新選育出花青素含量高達(dá)378 mg/100g鮮薯的特異資源，將為色素加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。因此，紫薯色素加工是云南省紫薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，具有顯著的優(yōu)勢，良好的科研基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。

（二）紫薯食品加工

除色素加工外，紫薯還被廣泛的用于云南的食品工業(yè)中，相關(guān)產(chǎn)品被大眾認(rèn)為在養(yǎng)生、保健方面具有較好效果而得到大眾的認(rèn)可和追捧，滿足了人們對美好生活的追求。一方面，以紫甘薯食品原料加工為主，形成了凍薯塊、紫薯泥、薯丸、紫薯全粉等為主導(dǎo)的加工產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品被作為預(yù)制品或中間原料，成為國內(nèi)多家知名食品企業(yè)的中間產(chǎn)品；另一方面，紫薯還被直接利用作為配料添加到粉條、掛面、饅頭、紫薯餅、豆腐等傳統(tǒng)食品中，也被開發(fā)成速溶代餐粉、糕點(diǎn)、飲料、藍(lán)花楹雪糕等新潮、網(wǎng)紅食品，極大程度豐富了人們的健康生活。

（三）紫薯功能產(chǎn)品的開發(fā)利用

由于紫薯富含花青素、黏液蛋白、脫氫表雄酮（DHEA）等多種活性物質(zhì)，在抗氧化、護(hù)肝、抗腫瘤、降血糖、抑制肥胖、雙向調(diào)節(jié)微生物等方面具備的多種營養(yǎng)、藥理及保健作用，并兼具甘薯的多重保健功能。而云南在紫薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的優(yōu)勢和地位，使我們在開發(fā)紫薯功能產(chǎn)品方面具備了很好的基礎(chǔ)條件。作為滿足人民美好生活的重要需求，我們理所應(yīng)當(dāng)將紫薯功能產(chǎn)品的開發(fā)利用作為高原紫薯產(chǎn)業(yè)升級、提質(zhì)增效的重要抓手重點(diǎn)發(fā)展。