薯类营养品质评价报告
- 时间:2016-08-29
一、薯类在我国及世界粮食生产中的地位
薯类(tubers)包括马铃薯、甘薯、木薯等,在世界100多个国家都有广泛种植。中国薯类产量居世界第一位,居民食用的薯类主要是马铃薯和甘薯。薯类除了提供丰富的碳水化合物、膳食纤维外,还有较多的矿物质、B族维生素和维生素C,与人类健康密切相关。
马铃薯是世界上仅次于水稻、小麦、玉米的第四大粮食作物,在我国已有400多年的栽培历史。据FAO(2013)统计,2013年度世界马铃薯总产量3.68亿t,我国马铃薯总产量约0.89亿t,居世界第一位。在我国,马铃薯是主要粮食和蔬菜作物之一,又是重要的工业原料,具有较高的开发利用价值。
甘薯是一种旋花科块根类植物,据国际甘薯中心统计,2011年中国甘薯年产量1.17亿t,占世界总产量的90%。
木薯是一种重要的经济作物,素有“淀粉之王”和“能源生物”之誉,也是除大米和玉米外的世界第三大食物能量来源。据美国粮农组织统计,2012年全球木薯产量达2.8亿t(FAO,2012)。市场上现有的木薯产品主要有木薯根、木薯干、木薯粒和木薯渣等。
面对国际粮食价格的不断上涨和越来越严峻的粮食安全形势,薯类作为世界头号非谷物粮食商品正成为人们关注的焦点。另一方面,人类的健康不仅仅需要食物提供热量,还需要从食物中获取蛋白质、维生素和矿物质。如何提高营养物质在主要食物中的含量也是科研工作者要解决的重大科学问题。当前,很多发达国家已经把选育具有更高营养价值的薯类品种作为很重要的育种目标。中国的薯类品种选育也开始由单一的高产目标转向高产、多抗、优质的复合育种目标。要想选育出具有更高营养价值的品种,就必须对高代品系进行品质评价。
二、薯类的分类及营养特点
薯类又称根茎类食物,常见的薯类有甘薯、马铃薯、木薯等,其中甘薯又称为红薯、白薯、山芋、地瓜等,马铃薯又称为土豆、洋芋、木薯又称为树薯、木蕃薯。
薯类主要的营养特点有:
1.碳水化合物、膳食纤维含量丰富 ;
2.蛋白质、脂肪含量低;
3.矿物质比一般谷类粮食作物要高1到2倍,尤其含钾、磷比较丰富,另外马铃薯中类胡萝卜素、维生素E、硫胺素、维生素C、核黄素等含量也类似于蔬菜。
马铃薯中碳水化合物含量比较高,约为17%,因此可以当成主食,一个约两百克的土豆的碳水化合物、蛋白质、铁、磷、镁的含量相当于一个馒头,其中膳食纤维、硫胺素、核黄素、维生素E、钾、锌的含量大于一个馒头,而蛋白质、钙、脂肪的含量小于一个馒头,能量的摄入量低于馒头。
马铃薯中脂肪含量约为0.2%左右。马铃薯含脂肪少、膳食纤维多,属于低能量密度食物,因此想要减肥或者是想控制体重的朋友就可以用马铃薯来代替主食。马铃薯中的膳食纤维还可以有助于减少胆固醇的合成降低餐后血糖升高的幅度,减少胆石症和便秘。
马铃薯含有类胡萝卜素、维生素C,具有蔬菜的特点,因此马铃薯既可以当主食也可以当菜吃。马铃薯中特别是维生素C的含量非常丰富,每100克鲜土豆中含有20-30毫克维生素C,和菠菜相近并且高于西红柿,因此在老百姓中间有这样一种说法,称马铃薯半菜半粮,充分体现了土豆对于老百姓生活的重要性。
甘薯是高碳水化合物、低蛋白质、低脂肪的食物,甘薯中蛋白质含量一般为1.5%,其氨基酸的组成与大米相似,脂肪含量仅为0.2%,而碳水化合物的含量高达25%,另外甘薯中胡萝卜素、维生素B1、维生素B2、维生素C、烟酸含量比谷类要高。其中红心甘薯中胡萝卜素的含量要比白心甘薯要高。
三、薯类在人类膳食中的地位
我们人类的食物通常可分为五大类,第一类为谷类及薯类,谷类包括米、面、杂粮,薯类包括马铃薯、甘薯、木薯等,主要提供碳水化合物、蛋白质、膳食纤维及B族维生素。第二类为动物性食物包括肉、禽、鱼、奶、蛋等,主要提供蛋白质、脂肪、矿物质、维生素A、B族维生素。第三类为豆类和坚果,包括大豆其他干豆类及花生、核桃、杏仁等坚果类,主要提供蛋白质、脂肪、膳食纤维矿物质、B族维生素和维生素E。第四类为蔬菜、水果和菌藻类主要提供膳食纤维、矿物质、维生素C、胡萝卜素、维生素K及有益健康的植物化学物质。第五类为纯能量食物包括动植物油、淀粉、食用糖和酒类主要提供能量,动植物油还可提供维生素E和必须脂肪酸。
膳食宝塔的第一层指的是谷类、薯类和杂豆类,每人每天应该吃250克到400克,《中国居民膳食指南》包括有十条,其中第二条就是多吃蔬菜、水果和薯类,可见薯类在人类膳食中占有重要的主食地位。
薯类被认为是世界第七大碳水化合物来源食品,其碳水化合物干基量约占90%,其余的10%包括脂肪、蛋白、灰分、维生素等;薯类中最主要的碳水化合物是淀粉,此外,膳食纤维、酚类物质及维生素A原等功能性成分的含量也很可观。21世纪前,中国甘薯加工主要用于三粉(淀粉、粉丝、粉皮),约占薯类资源总量的18%-26%,其余薯类资源大部分被食用或用于饲料。随着薯类的营养和经济价值进一步被开发,中国薯类加工业也从先前的初加工逐步走向深加工,如开发新型薯粉、薯干、薯面、薯酒等,其功能性成分在奶粉(膳食纤维奶粉)、化妆品(防晒霜)、固体饮料中也有应用;但整体状况仍落后于日本、美国等发达国家,基础研究薄弱是重要原因之一。中国薯类不仅产量大,而且品种繁多,不同品种对季节、地域等都有要求,因此针对不同类型品种开展相应的研究也显得尤为重要。
四、薯类的营养品质
1、营养品质概述
薯类含有丰富的碳水化合物和维生素C,维生素B1、维生素B2等多种维生素以及钙、磷、镁、钾等矿物质,薯类中丰富的碳水化合物以多糖为主容易被人体消化吸收可以作为人体所需要能量的主要来源。薯类中含有大量的膳食纤维对人体健康也有重要的。100克可食部薯类中的各营养成分含量见表1,薯类与米面的宏量营养素及微量营养素含量见表2、表3。
2、能量
以100g 可食部马铃薯为例,能量仅为76kcal,约占等重量大米的23%,水分含量是79.8%,为等重量大米的5 倍,是很好的低能高水分食物。
3、蛋白质和氨基酸
薯类蛋白质含量一般在1.1%~2.2%之间,是不完全蛋白质,但赖氨酸的含量丰富,正好补充粮食所缺乏的赖氨酸。马铃薯蛋白质具有多种均衡的氨基酸组分,有极高的营养价值,马铃薯的必需氨基酸平衡优于其他植物蛋白,与全鸡蛋及酪蛋白相当;蛋白质的功效比值(Protein Efficiency Ratio,PER)是指实验动物体重增重与摄入蛋白质质量之比,据报道,马铃薯蛋白质的PER达2.3。大豆蛋白的PER只有1.3-1.9,大米1.76,面粉0.77,玉米1.43。除色氨酸外,第一限制性氨基酸是亮氨酸;平均必需氨基酸含量占总氨基酸含量的41.92%,高于WHO/FAO推荐的必需氨基酸组成模式(36%),接近标准鸡蛋蛋白。
4、碳水化合物、膳食纤维和功能性多糖
薯类含有一定量的碳水化合物,主要成分是优质的淀粉,其含量为12.4% - 25.2%,尤其是由木薯生产的淀粉极易消化,常适宜于婴儿及病弱者食用。薯类的膳食纤维含量较高,约为0.7%-1.6%,是大米的l.7-4 倍。薯类食物中所含有的纤维素、半纤维素、果胶等膳食纤维,有利于肠道蠕动,食物消化。
5、矿物质
在薯类食物中钙、铁的含量较高,每100克薯类食物中含钙量为100~200毫克,铁最高为10毫克,分别为谷食物的5~10倍。薯类也是优质的高钾食物来源,每100g马铃薯和芋头钾含量分别为342mg、378mg,远高于香蕉(256mg/100g)和苹果(119mg/100g)。
6、维生素
薯类含有各种维生素和矿物质,其中就有米面所缺乏的胡萝卜素和维生素C。例如,每100g红心甘薯的胡萝卜素含量是750μg,可与莴笋叶(880μg/100g)相媲美,比西红柿多(550μg/100g);每100g马铃薯含维生素C 27mg,与菠菜
(32mg/100g)接近,高于西红柿(19mg/100g);每100克干红薯中胡萝卜素和维生素C的含量,分别为750微克和25毫克,在土豆粉中分别为120微克和27毫克,而在谷类食物中基本上不含有这类维生素。
7、生物活性成分
薯类不仅含有蛋白质、维生素、碳水化合物及微量元素,还含有生理活性物质,对人体具有保健作用。药理研究证明,薯类具有清除自由基、抗衰老、降低胆固醇、防止动脉硬化、补气养血和健脑益智等功效。
五、加工、烹调对薯类营养品质的影响
我国居民通常将薯类以炒、烧、焯、蒸等方式烹调后食用。而在我国的食物成分表中,仅给出了生薯中各种营养成分的含量, 在计算由薯类提供的营养素数量时, 也只能以生食物的营养成分数据来代替。由于蛋白质、脂肪、碳水化合物等宏量营养素受烹调的影响不大, 而维生素等微量营养素在不同的烹调方式下都有不同程度的损失,根据生食物计算的营养素摄入量难免出现高估的情况, 影响对居民膳食营养素摄入量的准确评价。
薯类经炒、烧、焯、蒸、炸后,维生素C 、硫胺素、核黄素、维生素B6 、烟酸、叶酸都有一定程度的损失。维生素C在烧马铃薯时保留率较高,在炒、焯、炸、蒸时损失较多;硫胺素、核黄素、维生素B6、烟酸在炒、烧、蒸时保留率较高,在焯和炸时有较大的损失;矿物质元素钾、钙、磷等在焯时损失较多,而在其它烹调方式下损失较少。具体烹调方法见表4。
薯类经过烹调油煎炸做成炸薯条、炸薯片后能量会增加很多,而用蒸和煮的方法提供的能量是不变的。因此经常吃炸薯条、薯片会摄入过多的能量。
因此建议烹调时最好采取烧制的烹调方法,其次是蒸或炒,最不建议的烹调方式是油炸。
六、薯类及其营养成分与健康的关系
在我国古代有位著名的医学家李时珍曾在他的医书中记载道身体虚弱的人可以多食用甘薯而变得有精气神,还可以保护脾和肾,使人胃口大开。日本有专家为了研究抑制胆固醇功用效果,以130种植物作为原料进行研究,其结果表明甘薯中某种脂质和糖类物质相结合时,其效果在所有植物中是最好的。在20世纪90年代中旬,美国费城大学就有生物学家对薯类进行研究,从甘薯中获得了有延长寿命和防癌作用的脱氢表雄酮。除此之外,甘薯里丰富的类固醇也是预防和降低多种癌症病症的激素类物质。日本有一所国家成立的与预防癌症有关的研究工作所通过对二三十万人的日常食用习惯进行考察,并与癌症得率进行比对分析,结果表明,经常食用甘薯的人群比较不易患有癌症,在多种有防癌效果的蔬菜中,发现熟紫甘薯效果是最佳的。
薯类对健康的作用主要表现为以下四个方面:
第一维护健康;
第二保持肠道正常的功能;
第三提高机体的免疫能力;
第四降低患肥胖、糖尿病、高血压等慢性疾病的风险。
薯类中含有丰富的膳食纤维具有很好的饱腹感,所以在吃薯类的时候就可以相应的减少其他主食的摄取,就有利于减肥,薯类中的膳食纤维进入肠道后能够吸水膨胀使肠内的内容物体积增大从而促进肠道蠕动起到润便防止便秘的作用。薯类能够增加肠蠕动同时缩短粪便通过肠道的时间使酚氨及细菌毒素等有害物质、致癌物质在肠道的停留时间缩短,从而预防结肠癌的发生。许多的研究表明膳食纤维和结肠和直肠癌之间的相关性十分明显,膳食纤维摄入量高的人群发生结肠、直肠癌的危险性要比膳食纤维摄入低的人群要低。另外一些实验证明薯类食物中的纤维素能够和胆固醇的代谢产物胆酸在肠道中结合,从而减少人体对胆固醇的吸收有利于降低胆固醇,这样可降低发生心血管疾病的危险。
饮食中最具有抗癌作用的营养物质是β-胡萝卜素、维生素C和叶酸,而在红薯中三者含量都比较丰富。β-胡萝卜素和维生素C的抗氧化作用有助于抵抗氧化应激对遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)的损伤,起一定的抗癌作用。常吃红薯有助于维持人体的正常叶酸水平,体内叶酸含量过低会增加得癌症的风险。
马铃薯含有丰富的维生素B1、B2、B6和泛酸等B群维生素及大量的优质纤维素,还含有微量元素、氨基酸、蛋白质、脂肪和优质淀粉等营养元素。这些成分在人的肌体抗老防病过程中有着重要的作用。一些研究指出红薯中含有一种特殊的成分叫做脱氢表雄酮,这种物质可以防癌并且延缓衰老,对于预防乳腺癌和结肠癌有一定的效果。
马铃薯含钾十分丰富,有辅助降血压作用。另外,土豆中还含有一种类似转换酶的物质,具有降压药一样的功效,能使血管舒张、血压下降。
七、薯类的合理摄取
《中国居民膳食指南》中建议我们每天应该适当增加薯类的摄入量每周吃5次左右,每次摄入50克到100克也就是说是一两到二两左右,这是因为薯类含有较多的纤维,过多摄入易导致腹胀,尤其是胃肠功能弱者。薯类最好用蒸、煮、烤的方式这样可以保留较多的营养素,尽量少用油炸的方式减少食物中油和盐的含量。最后应该注意的是由于薯类蛋白质含量偏低对于生长发育期的儿童不应该长期过多的食用避免对其生长发育不利。
吃甘薯的时候也要注意一些问题,最好不要空腹吃,一次也不要吃太多,否则容易出现淀粉消化不良的症状比如泛酸、胃胀等。另外胃溃疡以及胃酸过多的患者也不应该过多的食用红薯。因此在我们吃甘薯的时候可以与含蛋白质丰富的食物一起吃,比如鸡蛋或者配合其他蔬菜来食用就可以避免泛酸、胃胀的感觉。
薯类适合婴幼儿,青少年、老人、病人使用,谷物薯类同为主食能互补营养素。世界卫生组织调查了全世界所有长寿地区的人群,发现都具有三个特点:杂食者、劳动者、乐观者,而其中第一点“杂食”就是指食物要“杂”,要“多样”。
饮食多样化与健康的饮食关系密切。而我们要做到多样化,要达到平衡膳食,必须注意多样化的两个层次:第一个是类的多样化,就是要尽量吃粮食、肉类、豆类、奶类、蛋类、蔬菜、水果、油脂类等各类食物;第二个层次是种的多样化,如何让主食多样化尤为重要。
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