紫甘薯的營養(yǎng)保健功能及研究進展

孔芳　高勇　薛正蓮等

摘 要：紫甘薯以其富含天然花青素、活性微量元素硒和粗纖維，以及抗氧化、抗菌、抗癌、預(yù)防衰老及皮膚美容等卓越的保健功能而越來越受到人們的青睞。對紫甘薯的營養(yǎng)價值、保健功能及其應(yīng)用前景做一綜述，以期有助于為我國紫甘薯的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：紫甘薯；保健功能；研究進展

中圖分類號 TS202.3 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）05-11-03

紫色甘薯（Ipomoea. batatas Poir）系旋花科（Convolvuulaceae）番薯屬植物，是由日本農(nóng)林水產(chǎn)省九州實驗場經(jīng)多年培育成功的高色素紫心甘薯新品種[1]。紫薯的生理堿性作用可調(diào)控人體因食用米面食品引起的生理酸性，維持人體酸堿平衡的需求。紫甘薯因合成大量花青素，其薯皮呈紫黑色，薯肉呈深紫色至黑色，又俗稱“黑薯”，是一種集食用、藥用及保健功能于一體的高營養(yǎng)蔬菜[2]。紫薯塊根幾乎含有普通甘薯的所有營養(yǎng)物質(zhì)，豐富的蛋白質(zhì)、易被人體消化吸收的氨基酸、豐富的維生素（B1、B2、C、E、A）和多種天然礦物質(zhì)元素（硒、鈣、鎂、鉀、鋅）、大量膳食纖維等[3]。紫色甘薯中的天然藥用價值很高的花青素（PSPA，purple sweet potato anthocyanin）具有顯著的抗生物氧化、延緩衰老、預(yù)防疾病、治療及抑制誘癌物質(zhì)的產(chǎn)生和減少突變的作用，被譽為繼水、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)之后的第七大必需營養(yǎng)素[4]，目前紫甘薯是無公害、綠色、有機食品中的首推保健食品，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

1 紫薯的營養(yǎng)價值

紫甘薯不再是傳統(tǒng)印象中的“粗糧”，其營養(yǎng)價值很高，歐美人稱贊它是“第二面包”。在人體必不可少的8種氨基酸中，紫甘薯內(nèi)富含7種，可滿足人體對氨基酸的需求。紫甘薯最大的特點是富含花青素，色素提取與從紫葡萄籽、黑米、藍莓、紫甘藍、黑加侖、紫蘇等提取的色素相比，具有原料來源廣泛、色素產(chǎn)量高、成本低、無污染等優(yōu)勢，色素耐熱穩(wěn)定性優(yōu)于其它色素，光穩(wěn)定性表現(xiàn)最強，是一種重要的天然紅色素源[5]。紫薯中組成較合理的高膳食纖維含量也使其躋身于目前最理想的健康食品行列。此外，紫甘薯嫩莖葉含有豐富的纖維素與果膠，能刺激腸胃蠕動，促進腸道中致癌毒物的排泄，營養(yǎng)價值不低于米面食品。中國中醫(yī)學(xué)研究表明：甘薯莖葉具有補虛、益氣、健脾強胃、益肺生津、補肝明目、延緩衰老等作用[6]。菜葉類甘薯日益受到人民的重視，在香港被稱之為“蔬菜皇后”。

1.1 紫甘薯富含花青素 據(jù)報道，世界各國在20世紀(jì)50年代至少有100多種化學(xué)合成色素，而現(xiàn)今美國只允許使用9種，歐盟15種，日本12種，中國9種[7]。多數(shù)人工合成色素對人體會有不同的傷害，具有潛在的致癌或誘發(fā)染色體發(fā)生變異的副作用，因此開發(fā)穩(wěn)定高效的天然色素源勢在必行。我國甘薯面積占全世界總種植面積的69%左右，其中紫薯作為甘薯的一個新型品種，以其無可比擬的高花青素含量、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)能力強、成本低廉、無特殊氣味等優(yōu)點，成為開發(fā)花青素的主要原料來源。紫薯中花青素在其塊根內(nèi)分布不均勻，據(jù)研究表明，一般塊根外層花青素含量最高，外層幾乎為內(nèi)層的1.5倍?；ㄇ嗨刂饕鹬鴨翁禽d體與調(diào)節(jié)細胞滲透壓的作用，并與其他次生代謝物類黃酮共同在植物抗菌、抗蟲、抗毒素中起作用[8-9]。

1.2 紫甘薯中微量元素的應(yīng)用 據(jù)研究報道，紫甘薯中的營養(yǎng)成分如賴氨酸、銅、鉀、錳、鋅的含量比普通甘薯高3～8倍，具有極強的抗氧化作用，能起到去除活性氧、抑制致癌物質(zhì)的產(chǎn)生、改善肝功能以及改善視力等保健作用，長期食用具有較明顯的降壓、補血、益氣、潤肺等功效[2]。硒元素是人體必需的礦物質(zhì)，人體內(nèi)無法合成，紫薯中含有抗癌活性的微量元素硒，含量是普通甘薯品種的20倍，在抗癌食品中位居首位[10]。美國亞利桑那癌癥中心一項研究表明，每天補充200μg有機硒，癌癥死亡率可下降50%，癌癥總發(fā)病率可下降37%。硒能增強人體的抗氧化功能；抑制腫瘤血管形成；抑制癌細胞內(nèi)蛋氨酸和蛋白質(zhì)的合成；選擇性地抑制腫瘤細胞增殖蛋白的合成和DNA的復(fù)制，從而抑制癌細胞的生長、繁殖。

1.3 紫甘薯薯葉多糖與黃酮類化合物的應(yīng)用 國內(nèi)外研究表明，不同物種的多糖由于其分子結(jié)構(gòu)、分子量、溶解度不同而具有不同的藥理作用，體現(xiàn)其豐富多彩的生物活性。如改變細胞膜的成分，誘導(dǎo)腫瘤細胞發(fā)生凋亡和改變腫瘤組織的血供；真菌多糖可用于降低血糖；清除超氧自由基、羥自由基；修復(fù)受損的造血組織，增強機體的免疫功能，因此多糖在抗腫瘤、抗衰老、抗輻射、抗癌癥等方面的應(yīng)用不斷增加[11]。據(jù)有關(guān)資料報道，甘薯葉中的糖類物質(zhì)主要為可溶性多糖、還原糖與水溶性膳食纖維，總糖含量為11.08%～15.86%。甘薯薯葉活性多糖已被證實具有降低大鼠血清中血脂與肝部膽固醇的功效，并可促進胰島素的釋放，使大鼠體內(nèi)血糖水平降低16.7%。甘薯葉粗制劑對于治療因化療引起的血敗癥療效顯著，后經(jīng)北京理化分析測試中心提取分離、純化后發(fā)現(xiàn)其中活性多糖精制組分較粗制劑效果更佳，命名為番薯葉多糖制劑Ⅲ[12]。黃酮類化合物（flavonoids）在植物體內(nèi)形成，它在植物的生長、發(fā)育、開花、結(jié)果以及抗菌防病等方面起著重要的作用。甘薯葉醫(yī)療保健作用與黃酮類化合物有關(guān)。在評估紫甘薯葉的抗氧化研究中報道，運動員在食用紫甘薯葉飲料2周后，發(fā)現(xiàn)血脂降低且DNA的氧化作用得以調(diào)節(jié)[13]。

雖然紫甘薯葉資源十分豐富，但基本上均作為廢棄物拋棄，若能變廢為寶，利用紫甘薯葉進行多糖與黃酮類化合物的提取、體外抗氧化性以及抑菌活性的研究，具有重大的經(jīng)濟價值與現(xiàn)實意義。

2 紫甘薯的保健功能

20世紀(jì)80年代以來，美國、日本等科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，甘薯塊根中含有粘液蛋白、脫氫表雄酮、準(zhǔn)女性激素、VA、VB2、VC等多種營養(yǎng)物質(zhì)，對預(yù)防多種疾病以及益壽健身有特殊功效，是一種理想的保健食品[14]。

2.1 抗氧化及清除自由基功能 過量的自由基與氧化傷害是人體疾病的發(fā)生與發(fā)展的誘因。紫甘薯中高花青素含量與酚類物質(zhì)含量是其自由基清除和抗氧化作用的主要活性因子，特別是紫甘薯皮花青素的抗氧化性是其他部位的3倍[15]。Furuta Shu等考察了21種不同顏色的甘薯品種，對其塊根中的21種乙醇提取物進行檢測，結(jié)果表明甘薯中花青素色價比越高，清除叔丁基過氧化物自由基活性越強[16]。Choi等考察從不同植物紫葡萄、紫茄子、紅甘藍、紫甘薯中分離出不同?；幕ㄉ?，對其抗氧化活性進行研究，研究發(fā)現(xiàn)從紫甘薯中分離出的芍藥素顯示出與較強抗氧化劑——丁基羥基茄香醚具有相當(dāng)能力的抗氧化活性[17]。呂曉玲等在研究紫甘薯花色苷對活性氧的清除作用中發(fā)現(xiàn)，該花色苷對O2-、H2O2、羥基自由基等均具有清除和抑制作用，且清除作用與濃度呈正比關(guān)系[18]。

2.2 改善肝機能 紫甘薯對CCl4誘導(dǎo)的肝損傷有改善作用，并能降低血糖水平。Suda等以小鼠為材料進行紫甘薯飲料的生理功效實驗，給小鼠喂食對肝、腎有嚴(yán)重損害作用的化合物CCl4，結(jié)果小鼠肝腎損傷明顯，表現(xiàn)為血清中的谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）激增，隨后給中毒小鼠喂食紫甘薯飲料，病鼠血清中GOT、GPT酶的上升趨勢得到了明顯抑制，減輕了由CCl4引起的肝損傷[19]。有研究報道，志愿者飲用紫薯汁的尿檢實驗結(jié)果表明，通過飲用紫薯汁，肝功能障礙者與高血壓的志愿者可以有效恢復(fù)肝功能與血壓水平[20]。

2.3 緩解心血管疾病 法國人常食用高飽和脂肪酸食物，卻很少患上心腦血管疾病與動脈硬化，究其原因，是由于法國人特別喜歡飲用花色素含量很高的紅葡萄酒。紫甘薯富含多種天然礦物質(zhì)、β-胡蘿卜素、葉酸、VC和VB6等，具有預(yù)防心血管疾病的作用。紫甘薯中豐富的花青素具有保護血細胞正常的柔韌性，增強機體血液循環(huán)，維持血管壁的正常功能。Cassidy A等闡述了高花青素的攝入與降低年輕與中年婦女的心肌梗死（myocardial infarction，MI）的風(fēng)險有關(guān)，研究中對93 600名來自護理健康研究的25～42歲年齡階層的婦女進行了跟蹤調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容為花青素與其它黃酮類物質(zhì)等與MI間的聯(lián)系，在18年間的研究中，報道了405例MI，得出花青素的攝入量與MI高發(fā)率呈明顯負相關(guān)的結(jié)論[21]。

2.4 抗癌變、抗突變 國內(nèi)外的研究表明，花青素具有降低癌細胞增殖能力與抑制腫瘤形成的功效。Yoshimoto利用鼠傷寒沙門氏菌TA98對4種紫甘薯的塊莖浸提液進行抗突變活性實驗，研究發(fā)現(xiàn)特別是紫甘薯“Ayamurasaki”中分離得到的花青素可有效地使雜環(huán)胺等誘導(dǎo)的突變活性下降[22]。K?chling等在花青素能否改善陽性費城染色體（ph+）引起的急性粒細胞性白血病的維持療法的文章中報道，盡管化療與酪氨酸激酶抑制劑（抗癌藥）可提高該病緩解率，但仍沒有新的策略可阻止該病的復(fù)發(fā)，于是結(jié)合花青素、抗癌活性藥伊馬替尼（imatinib）與DNA特異疫苗的功效，可有效降低該病的復(fù)發(fā)率，同時該法在惡性腫瘤的治療中也發(fā)揮其獨特療效[23]。

2.5 其他應(yīng)用 紫甘薯花青素對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌具有較強的抑制作用，并與其濃度呈正相關(guān)，因此可拓展紫甘薯的花青素作為抗氧化劑、防腐保鮮劑的應(yīng)用價值，以防止食品在貯運過程中發(fā)生氧化變質(zhì)腐敗，延長食品的貨架壽命[24]，達到抗氧化、防腐抑菌雙重功效的作用?；ㄇ嗨剡€具有增強記憶、預(yù)防衰老、預(yù)防糖尿病與肥胖、改善視神經(jīng)等功能。

3 紫甘薯的開發(fā)前景及展望

隨著人們生活水平的不斷提高和保健意識的增強，紫甘薯營養(yǎng)價值和保健功能越來越受到重視，可發(fā)展多種精細加工制品，從而提高其附加值[25]。

日本對紫甘薯的研究較早，也是開展高花青素紫薯遺傳育種研究最早的國家之一，一般而言紫薯薯肉紫色越深，花青素含量越高，內(nèi)在品質(zhì)越好，花青素是紫肉甘薯品質(zhì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和評定依據(jù)。利用紫甘薯作原料提取花青素是紫薯的深加工的主要方式之一[26]。除此之外，以紫薯為原料可以制作炸薯片、紫薯餅干、紫薯酸奶、紫薯冰淇淋等休閑小食品；生產(chǎn)多種單（雙）糖類、乳酸、檸檬酸、氨基酸、維生素等衍生物產(chǎn)品；以紫薯為原材料進行深度開發(fā)，通過發(fā)酵制作口感較好的具保健作用紫薯葡萄酒與啤酒，保健紅醋等；以及經(jīng)清洗→去皮→挑選→切片→漂洗→預(yù)煮→冷卻→蒸煮→搗泥→烘干等工藝，制成新鮮紫薯脫水制品——紫薯全粉，可最大限度地保留新鮮紫甘薯果肉的各種營養(yǎng)與風(fēng)味物質(zhì)，改善其物理性質(zhì)，具有延長其貨架期的優(yōu)點，頗受市場青睞。紫薯地上部分除作綠色蔬菜食用外，還可制作茶、面包、蛋糕、各種點心等產(chǎn)品，也是今后生產(chǎn)與商業(yè)化的另一重要方向之一。

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（責(zé)編：徐世紅）