食葉草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及開(kāi)發(fā)前景

王曉杰 劉 抗 張 麗 鄭明明 周裔彬

(1. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230000；2. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品加工研究院，安徽 合肥 230000；3. 安徽省農(nóng)產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230000；4. 安徽省糧食行業(yè)協(xié)會(huì)，安徽 合肥 230000)

植物蛋白是中國(guó)居民膳食蛋白的主要來(lái)源[1]，機(jī)體攝入植物蛋白不僅有利于均衡營(yíng)養(yǎng)、促進(jìn)身體健康，還可以減少碳排放量、保護(hù)環(huán)境。然而，中國(guó)植物蛋白資源比較匱乏，每年需要從國(guó)外進(jìn)口約1億t大豆。因此，開(kāi)發(fā)新型植物蛋白資源意義重大。

食葉草又名食葉菜，是中國(guó)科研人員自主研發(fā)的植物新品種。食葉草的母本魯梅克斯K-1具有粗蛋白含量高、耐干旱、耐鹽堿的優(yōu)點(diǎn)[2]，父本巴天酸模具有分布廣、耐嚴(yán)寒、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)[3]。食葉草成功繼承了親本耐鹽堿，耐寒抗旱的優(yōu)點(diǎn)，可以在東北、西北、川藏等極端惡劣環(huán)境下生存[4]。目前，食葉草正在向全國(guó)各地推廣，已經(jīng)種植于北京、天津、山東、山西、浙江、江蘇、湖南、湖北、廣東、廣西等地區(qū)，食葉草產(chǎn)量高，北方地區(qū)年產(chǎn)量可達(dá)300 t/hm2，南方地區(qū)因氣候溫和、雨水量大，年產(chǎn)量可達(dá)525 t/hm2。因符合中國(guó)《新食品原料安全性審查管理辦法》[5]的規(guī)定，且2021年通過(guò)安全性評(píng)估，食葉草被國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)認(rèn)定為新食品原料，按照中國(guó)葉菜類(lèi)蔬菜的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[6]。

食葉草是一種具有巨大開(kāi)發(fā)價(jià)值的新植物蛋白來(lái)源。文章擬分析食葉草的安全性及其作為新食品原料的優(yōu)勢(shì)，并對(duì)食葉草在食品中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行概述，以期為食葉草的開(kāi)發(fā)與利用提供依據(jù)。

1 食葉草的安全性

1.1 成分分析

通過(guò)將食葉草中的成分與其他食物進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，其蛋白質(zhì)含量高達(dá)35.8 g/100 g，是大米的2.94倍；膳食纖維含量達(dá)到25.6 g/100 g，是玉米的2.37倍；維生素C含量可達(dá)608 mg/100 g，是西蘭花的7.41倍；鈉含量達(dá)到了43.6 mg/100 g，是麥子的13.21倍；鉀含量高達(dá)2 805 mg/100 g，是菠菜的9.02倍；鎂含量可達(dá)456 mg/100 g，是菠菜的7.86倍；鋅含量達(dá)到了35 mg/100 g，是牛肝的2.92倍[7]。食葉草含有蒽醌[8]，總量約為1.29 mg/100 g。蒽醌不屬于食葉草中的營(yíng)養(yǎng)成分，攝入量超標(biāo)對(duì)動(dòng)物內(nèi)臟具有一定的毒性[9]。樓敏涵等[10]對(duì)食葉草中蒽醌的安全性進(jìn)行了評(píng)估，如果按成人體重60 kg、日攝入量50 g計(jì)算，攝入的蒽醌量為0.011 mg/kg BW，遠(yuǎn)小于其對(duì)人體的有害作用劑量(0.157 mg/kg BW)。研究[11]表明，蒽醌能夠有效地抑制黑色素瘤、淋巴肉瘤、乳腺癌及艾氏腹水癌。因此，食用食葉草，或?qū)⑹橙~草作為食品添加劑應(yīng)用到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，可以預(yù)防上述疾病的發(fā)生。還有研究發(fā)現(xiàn)，菠菜[12]、馬齒莧[13]、莧菜[14]中草酸含量分別為0.61，1.46，1.14 g/100 g。而食葉草中草酸含量為0.32 g/100 g，低于上述常見(jiàn)蔬菜，說(shuō)明食葉草中的草酸含量在可接受范圍內(nèi)，攝入食葉草中的草酸對(duì)人體造成不適的可能性較低，將食葉草開(kāi)發(fā)成食品，更容易被消費(fèi)者接受和認(rèn)可。

1.2 衛(wèi)生學(xué)檢驗(yàn)

如表1所示，食葉草中的重金屬砷、鉛、汞和鎘含量較低，符合GB 2762—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》的規(guī)定要求。農(nóng)藥殘留均未檢出，符合GB 2763—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中最大農(nóng)藥殘留限量》的要求。

表1 食葉草中重金屬和農(nóng)藥殘留量[10]

1.3 毒理學(xué)試驗(yàn)

為進(jìn)一步研究食葉草的安全性，樓敏涵等[15]進(jìn)行了相關(guān)毒理學(xué)試驗(yàn)。急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)、90 d經(jīng)口毒性試驗(yàn)、三項(xiàng)遺傳毒性試驗(yàn)以及致畸試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)鼠均未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。綜上所述，中國(guó)成人(不包括孕婦及乳母)每日食葉草的攝入量在50 g以下，對(duì)人體健康造成危害的風(fēng)險(xiǎn)較低。

1.4 食用安全性

酸模屬植物歷史悠久，早在亨利八世時(shí)期，人們就已經(jīng)將其葉子作為蔬菜食用。在西班牙、葡萄牙等地區(qū)，其莖葉常被用來(lái)制作沙拉、配菜[16]。在馬其頓地區(qū)，酸模屬植物常被用作食物餡料食用[17]。食用方法多為涼拌、烹炒或加工成米、面制食品等，且未見(jiàn)因食用食葉草引起不良反應(yīng)的報(bào)告[10]。

2 作為新食品原料的優(yōu)勢(shì)

2.1 易種植

食葉草耐寒抗旱，成年株可在-40 ℃的低溫環(huán)境順利越冬，其根系深達(dá)1 m左右，在干旱地區(qū)仍能生長(zhǎng)。食葉草耐鹽堿，種子即使在重度的鹽堿環(huán)境下，也能萌發(fā)生芽[4]。而且食葉草還可以?xún)?yōu)化土地資源，能夠有效地增加植被覆蓋率，起到減少水土流失的作用[18]。

2.2 高產(chǎn)量

與傳統(tǒng)糧食作物相比，食葉草作為糧食新資源具有更高的產(chǎn)量。研究[19]發(fā)現(xiàn)，麥子的年產(chǎn)量在3 750～6 750 kg/hm2，玉米的年產(chǎn)量在5 250～7 500 kg/hm2，大米的年產(chǎn)量在7 500～15 000 kg/hm2，而食葉草的年產(chǎn)量可以達(dá)到300 t/hm2以上，分別約是麥子的44～80倍，玉米的40～57倍，大米的20～40倍。

2.3 高營(yíng)養(yǎng)

食葉草不僅產(chǎn)量高，而且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富。與傳統(tǒng)糧食作物相比，每100 g食葉草中的蛋白質(zhì)含量約是麥子的3.0倍，玉米的4.1倍，大米的2.8倍；鈣含量約是麥子的20.1倍，玉米的48.8倍，大米的85.4倍[19]。此外，食葉草中的鉀、鐵、鋅、硒、胡蘿卜素、維生素等含量也顯著高于麥子、玉米、大米等傳統(tǒng)糧食作物。

2.4 易加工

新鮮食葉草含水率高[20]，曬干、打磨成粉后就可以用于加工成各種食品。傳統(tǒng)的糧食作物，例如麥子和大米，大米需要經(jīng)過(guò)去殼處理，玉米需要經(jīng)過(guò)剝落處理。相比之下，作為新食品原料，食葉草具有易加工的優(yōu)勢(shì)。

3 營(yíng)養(yǎng)成分及健康功效

3.1 蛋白質(zhì)

食葉草中的蛋白質(zhì)含量高、氨基酸種類(lèi)齊全。食葉草中的蛋白質(zhì)含量高達(dá)35%以上，是小麥中蛋白含量的3.08倍[19]。食葉草中的氨基酸總量可達(dá)35.4%，包含8種人體必需氨基酸。食葉草中的蛋白質(zhì)和氨基酸對(duì)調(diào)節(jié)新陳代謝、增強(qiáng)人體免疫力有重要作用[21]。此外，蛋白質(zhì)還能夠起到修復(fù)受損組織，維持血漿滲透壓等功效。因此，可以利用食葉草富含蛋白質(zhì)和多種氨基酸這一特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出具有保健功效的食葉草相關(guān)食品。

3.2 礦物質(zhì)

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，每100 g食葉草中含有鉀2 805 mg，鈣683.0 mg，鎂456 mg，鐵37.5 mg，鋅35.0 mg，硒0.1 mg，還含有豐富的鈉、磷、錳等礦物質(zhì)元素[19]；每100 g莧菜中鈣含量約178 mg，鐵含量約2.9 mg[7]；每100 g菠菜中鉀含量約311 mg，鎂含量約58 mg[7]。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，食葉草中礦物質(zhì)種類(lèi)較齊全，且含量遠(yuǎn)高于莧菜和菠菜。礦物質(zhì)元素具有多種生理功能和健康功效，如鈣、磷、鎂是構(gòu)成骨髓和牙齒的主要成分；鉀、鈉可以維持細(xì)胞液的滲透壓；鐵可以合成血紅蛋白預(yù)防貧血[22]。因此，食葉草是一種礦物質(zhì)豐富的新食品原料，可以用于功能性食品的開(kāi)發(fā)。

3.3 維生素

食葉草富含維生素，其中維生素C約608 mg/100 g，維生素B1約0.112 mg/100 g，維生素E約0.983 mg/100 g，維生素B2約0.053 mg/100 g[19]。維生素C能夠防治壞血病和骨質(zhì)疏松癥，每100 g西蘭花中的維生素C含量高達(dá)110 mg，是西紅柿的5倍，卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于食葉草中的維生素C含量[7]。因此，食葉草能夠更好地滿(mǎn)足人體對(duì)維生素C的需求。此外，維生素B1能夠防治腳氣病，可以起到調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)糖代謝、促進(jìn)胃腸道功能和維持神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)定的作用；維生素B2是構(gòu)成黃素酶的輔酶，能夠預(yù)防和治療口角炎、結(jié)膜炎，且參與機(jī)體內(nèi)的氧化反應(yīng)和電子傳遞系統(tǒng)。由此可見(jiàn)，食用食葉草對(duì)加強(qiáng)人體營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)人體健康具有重要意義。

3.4 生物活性物質(zhì)

酚類(lèi)物質(zhì)、黃酮類(lèi)物質(zhì)是食葉草中重要的活性成分，與抗氧化活性和降血糖活性密切相關(guān)[23]。據(jù)測(cè)定[24]，食葉草中的總酚、總黃酮含量分別為11.35 mg GAE/g、3.56 mg RE/g。此外，食葉草中還含有胡蘿卜素、葉綠素、超氧化物歧化酶(SOD)等。其中，胡蘿卜素可以起到抗氧化、抗衰老、美容養(yǎng)顏等功效[25]；葉綠素能維持酶的活性，可以起到抵抗疾病、強(qiáng)身健體的作用；多酚具有抗氧化作用，能夠預(yù)防肥胖、癌癥、心血管疾病[26]；SOD具有抗輻射、消除自由基的影響、延長(zhǎng)人體壽命等功能[27]。

3.5 膳食纖維

食葉草中的膳食纖維可以達(dá)到25.6 g/100 g[19]，膳食纖維能夠促進(jìn)胃腸道蠕動(dòng)，預(yù)防腸癌。膳食纖維可以作用于脂肪，能夠有效地分解脂肪，促進(jìn)胃腸道消化，有助于預(yù)防肥胖。此外，膳食纖維還可以起到預(yù)防“三高”和心腦血管疾病的功效。

綜上所述，食葉草營(yíng)養(yǎng)全面均衡，對(duì)促進(jìn)國(guó)民健康，增強(qiáng)國(guó)民體質(zhì)具有重要的戰(zhàn)略意義。此外，食葉草產(chǎn)量高，且能夠適應(yīng)中國(guó)絕大多數(shù)的自然環(huán)境，可以在沙漠、高原和鹽堿地生存，有望成為戰(zhàn)略?xún)?chǔ)糧。

4 食葉草的開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 米、面制食品

相對(duì)于大米、小麥和玉米這些傳統(tǒng)的糧食作物，食葉草含有更加豐富的礦物質(zhì)元素，以食葉草為原料生產(chǎn)加工成米、面等主食，能夠發(fā)揮出其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。將食葉草制成草汁，混合馬鈴薯全粉和大米粉，制備出的食葉草養(yǎng)生大米不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，而且可用于預(yù)防疾病。這是因?yàn)槠渚哂械吞?、低淀粉、營(yíng)養(yǎng)較尋常大米更全面等特點(diǎn)，所以非常適合三高人群以及糖尿病人食用。楊秀麗等[28]將食葉草粉混合木薯粉、大米粉、綠豆粉等材料，經(jīng)過(guò)膨化擠壓、冷卻干燥、篩選包裝等工藝處理，可以開(kāi)發(fā)出食葉草人造營(yíng)養(yǎng)大米，該產(chǎn)品品質(zhì)細(xì)膩，營(yíng)養(yǎng)豐富。此外，利用該大米所做出的米飯味香，可以增強(qiáng)人們的食欲，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。食葉草漿混合淀粉等材料，可以制備出粉條，利用食葉草中植物膠原蛋白代替明礬及其他增筋劑，不僅能夠有效地降低生產(chǎn)成本，還可以降低由明礬及其他增筋劑混入食品中對(duì)人體帶來(lái)的危害。利用食葉草中的植物膠原蛋白，研制出粉體食葉草植物蛋白增筋劑，該增筋劑具有加工便捷、性能優(yōu)越、產(chǎn)品安全等優(yōu)點(diǎn)，可以用于面點(diǎn)食品的開(kāi)發(fā)。將食葉草研磨成食葉草汁，混合馬鈴薯全粉、小麥粉等材料，可以開(kāi)發(fā)出食葉草養(yǎng)生面點(diǎn)。通過(guò)將食葉草和馬鈴薯這兩種物質(zhì)有機(jī)合成，開(kāi)發(fā)出的食葉草馬鈴薯糧食，可以用來(lái)做饅頭、掛面、面包等主糧食品。何石明等[29]將食葉草打出漿，混合葛根粉、小麥粉等材料，開(kāi)發(fā)出具有降低血糖、預(yù)防糖尿病等功效的食葉草面條。柏綠山等[30]發(fā)現(xiàn)，以食葉草為原材料制備出的食葉草面食品具有保健和營(yíng)養(yǎng)作用，與何石明等[29]的研究結(jié)果相吻合。研究[31]發(fā)現(xiàn)，樣品對(duì)α-葡萄糖苷酶活性抑制率的高低可以用來(lái)表示其降血糖能力大小。人體中的二糖能夠被α-葡萄糖苷酶水解為葡萄糖，抑制其活性可延緩腸道對(duì)葡萄糖的吸收，從而降低餐后血糖水平，達(dá)到控制Ⅱ型糖尿病的效果[32]。將食葉草與桑葉進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量濃度為2 mg/mL的食葉草提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶活性的抑制效果與質(zhì)量濃度為125 mg/mL的桑葉提取物相當(dāng)[33]，由此可見(jiàn)，食葉草具有更強(qiáng)的降血糖功效。

4.2 植物蛋白飲品

食葉草因其具有蛋白含量高的特點(diǎn)，被譽(yù)為“蛋白草”，將食葉草應(yīng)用于植物蛋白飲品的開(kāi)發(fā)，具有廣泛的應(yīng)用前景。柏綠山等[34]以食葉草為原料，將樣品進(jìn)行晾曬處理，在100～150 ℃下殺青12～60 s后揉捻，120～150 ℃下干燥2.5～5.0 h后置于窖中4.0～8.0 h，可以制備出食葉草功能性茶飲料?；旌鲜橙~草粉、人參粉、甜味素等材料，可以研制出一種具有補(bǔ)腎、健脾、提高人體免疫力等功效的植物源食葉草復(fù)方固體飲料。此外，還可以利用食葉草來(lái)代替動(dòng)物奶及其他植物做成飲料，長(zhǎng)期飲用該飲料可以起到調(diào)節(jié)新陳代謝、維持身體健康的作用。柏綠山等[35]以食葉草漿液為原料，混合天然多糖懸浮劑、保鮮劑等材料，可以開(kāi)發(fā)出成本低、營(yíng)養(yǎng)豐富的食葉草植物奶。將食葉草汁混合木糖醇、純化水及調(diào)味料，制備食葉草養(yǎng)生奶。該產(chǎn)品不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，而且能有效地避免由動(dòng)物源乳所引起的乳糖不耐受等問(wèn)題[36]。由于食葉草色素含量較高，且制成的植物飲料含有一定程度的草腥味，如何解決色素和草腥味是值得思考的問(wèn)題?？紤]到食葉草飲品的安全性，可以使用食品級(jí)的活性炭來(lái)達(dá)到清除色素和異味的目的。目前，常用的食品級(jí)活性炭多以竹炭、赤松炭、椰殼活性炭為主，其比表面積較大、吸附能力較強(qiáng)。

4.3 保健產(chǎn)品

食葉草中含有豐富的多酚、葉綠素、胡蘿卜素、SOD等生物活性物質(zhì)，可以通過(guò)分離、提取這些活性物質(zhì)，用于保健產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。以食葉草為原料研制出食葉草保健口服液和膠囊，可以起到抗氧化、美容養(yǎng)顏、降低血糖血壓的作用。食葉草混合甘草、乙基麥芽粉等材料，進(jìn)行制絲卷煙處理，可以制備出食葉草保健香煙。由于該香煙不含尼古丁，能夠有效地避免人體產(chǎn)生尼古丁戒斷綜合征，可以有效地促進(jìn)吸煙人群的身心健康。此外，該保健香煙富含葉綠素、綠原酸等有益物質(zhì)，可以起到健肺養(yǎng)肺、預(yù)防疾病的功效[37]。樸美子等[38]以食葉草提取物為原料代替昂貴的中藥材，制備出拮抗內(nèi)毒素的保健藥物，不僅降低了生產(chǎn)成本，也為食葉草在保健品領(lǐng)域的實(shí)際運(yùn)用提供了科學(xué)依據(jù)。以食葉草粉為原料，混合人參粉、硬脂酸鎂等材料，通過(guò)干燥、壓片、滅菌等工藝，可以制備出具有保健功效的食葉草復(fù)方片劑[39]。以食葉草粉為原料，利用神花草獨(dú)特的黏性，制備出食葉草營(yíng)養(yǎng)含片，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的定型。由于沒(méi)有使用任何黏結(jié)劑，不僅可以降低生產(chǎn)成本，還能夠避免由于使用黏結(jié)劑而給人體帶來(lái)的危害，該含片攜帶方便，適合人們食用[40]。

5 開(kāi)發(fā)前景

食葉草作為新食品原料應(yīng)用于食品領(lǐng)域，有利于增強(qiáng)人體免疫力，提高國(guó)民健康水平，同時(shí)也符合國(guó)家“健康中國(guó)2030”的發(fā)展理念[41]。食葉草產(chǎn)量高，能夠以草代糧，緩解糧食短缺的危機(jī)。食葉草中含有草酸，適口性較差，之前常作為牧草、飼料來(lái)使用。因此，研究脫除或降低食葉草草酸含量的技術(shù)，可改善食葉草的適口性，提高其產(chǎn)品品質(zhì)。目前，食葉草的開(kāi)發(fā)利用還處于起步階段，市場(chǎng)上主要以鮮草或烘干初加工產(chǎn)品為主。食葉草中蛋白含量高，采用堿溶酸沉、鹽析、酶解等技術(shù)分離純化獲得食葉草蛋白，并研究其理化、結(jié)構(gòu)及功能特性，是食葉草蛋白在食品中高值化利用的基礎(chǔ)。未來(lái)應(yīng)該充分發(fā)揮食葉草產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富的優(yōu)勢(shì)，對(duì)食葉草資源進(jìn)行精深加工，圍繞其營(yíng)養(yǎng)功效成分開(kāi)展基礎(chǔ)研究，開(kāi)發(fā)系列功能性食品，實(shí)現(xiàn)食葉草的全價(jià)利用，推動(dòng)食葉草產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。