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        食葉草的營養(yǎng)價值及開發(fā)前景

        2023-03-21 13:31:26王曉杰鄭明明周裔彬
        食品與機械 2023年2期
        關(guān)鍵詞:葉草食品含量

        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)品加工工程實驗室,安徽 合肥 230000;4. 安徽省糧食行業(yè)協(xié)會,安徽 合肥 230000)

        植物蛋白是中國居民膳食蛋白的主要來源[1],機體攝入植物蛋白不僅有利于均衡營養(yǎng)、促進身體健康,還可以減少碳排放量、保護環(huán)境。然而,中國植物蛋白資源比較匱乏,每年需要從國外進口約1億t大豆。因此,開發(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[2],父本巴天酸模具有分布廣、耐嚴(yán)寒、環(huán)境適應(yīng)性強的特點[3]。食葉草成功繼承了親本耐鹽堿,耐寒抗旱的優(yōu)點,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300 t/hm2,南方地區(qū)因氣候溫和、雨水量大,年產(chǎn)量可達525 t/hm2。因符合中國《新食品原料安全性審查管理辦法》[5]的規(guī)定,且2021年通過安全性評估,食葉草被國家衛(wèi)生健康委員會認(rèn)定為新食品原料,按照中國葉菜類蔬菜的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[6]。

        食葉草是一種具有巨大開發(fā)價值的新植物蛋白來源。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,并對食葉草在食品中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行概述,以期為食葉草的開發(fā)與利用提供依據(jù)。

        1 食葉草的安全性

        1.1 成分分析

        通過將食葉草中的成分與其他食物進行對比可以發(fā)現(xiàn),其蛋白質(zhì)含量高達35.8 g/100 g,是大米的2.94倍;膳食纖維含量達到25.6 g/100 g,是玉米的2.37倍;維生素C含量可達608 mg/100 g,是西蘭花的7.41倍;鈉含量達到了43.6 mg/100 g,是麥子的13.21倍;鉀含量高達2 805 mg/100 g,是菠菜的9.02倍;鎂含量可達456 mg/100 g,是菠菜的7.86倍;鋅含量達到了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養(yǎng)成分,攝入量超標(biāo)對動物內(nèi)臟具有一定的毒性[9]。樓敏涵等[10]對食葉草中蒽醌的安全性進行了評估,如果按成人體重60 kg、日攝入量50 g計算,攝入的蒽醌量為0.011 mg/kg BW,遠(yuǎn)小于其對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,低于上述常見蔬菜,說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人體造成不適的可能性較低,將食葉草開發(fā)成食品,更容易被消費者接受和認(rèn)可。

        1.2 衛(wèi)生學(xué)檢驗

        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

        為進一步研究食葉草的安全性,樓敏涵等[15]進行了相關(guān)毒理學(xué)試驗。急性經(jīng)口毒性試驗、90 d經(jīng)口毒性試驗、三項遺傳毒性試驗以及致畸試驗結(jié)果表明,與對照組相比,試驗鼠均未出現(xiàn)異?,F(xiàn)象。綜上所述,中國成人(不包括孕婦及乳母)每日食葉草的攝入量在50 g以下,對人體健康造成危害的風(fēng)險較低。

        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,且未見因食用食葉草引起不良反應(yīng)的報告[10]。

        2 作為新食品原料的優(yōu)勢

        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1 m左右,在干旱地區(qū)仍能生長。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]。而且食葉草還可以優(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 高營養(yǎng)

        食葉草不僅產(chǎn)量高,而且營養(yǎng)價值豐富。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)過去殼處理,玉米需要經(jīng)過剝落處理。相比之下,作為新食品原料,食葉草具有易加工的優(yōu)勢。

        3 營養(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、氨基酸種類齊全。食葉草中的蛋白質(zhì)含量高達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)和氨基酸對調(diào)節(jié)新陳代謝、增強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,開發(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)文獻報道,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]。對比發(fā)現(xiàn),食葉草中礦物質(zhì)種類較齊全,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足人體對維生素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)機體內(nèi)糖代謝、促進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,且參與機體內(nèi)的氧化反應(yīng)和電子傳遞系統(tǒng)。由此可見,食用食葉草對加強人體營養(yǎng),促進人體健康具有重要意義。

        3.4 生物活性物質(zhì)

        酚類物質(zhì)、黃酮類物質(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到25.6 g/100 g[19],膳食纖維能夠促進胃腸道蠕動,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,食葉草營養(yǎng)全面均衡,對促進國民健康,增強國民體質(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)略儲糧。

        4 食葉草的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

        4.1 米、面制食品

        相對于大米、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)揮出其營養(yǎng)價值。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)生大米不僅營養(yǎng)豐富,而且可用于預(yù)防疾病。這是因為其具有低糖、低淀粉、營養(yǎng)較尋常大米更全面等特點,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)過膨化擠壓、冷卻干燥、篩選包裝等工藝處理,可以開發(fā)出食葉草人造營養(yǎng)大米,該產(chǎn)品品質(zhì)細(xì)膩,營養(yǎng)豐富。此外,利用該大米所做出的米飯味香,可以增強人們的食欲,促進生長發(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人體帶來的危害。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,可以用于面點食品的開發(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,可以開發(fā)出食葉草養(yǎng)生面點。通過將食葉草和馬鈴薯這兩種物質(zhì)有機合成,開發(fā)出的食葉草馬鈴薯糧食,可以用來做饅頭、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α-葡萄糖苷酶活性抑制率的高低可以用來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葡萄糖的吸收,從而降低餐后血糖水平,達到控制Ⅱ型糖尿病的效果[32]。將食葉草與桑葉進行對比發(fā)現(xiàn),質(zhì)量濃度為2 mg/mL的食葉草提取物對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,食葉草具有更強的降血糖功效。

        4.2 植物蛋白飲品

        食葉草因其具有蛋白含量高的特點,被譽為“蛋白草”,將食葉草應(yīng)用于植物蛋白飲品的開發(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代替動物奶及其他植物做成飲料,長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,可以開發(fā)出成本低、營養(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)品不僅營養(yǎng)豐富,而且能有效地避免由動物源乳所引起的乳糖不耐受等問題[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題??紤]到食葉草飲品的安全性,可以使用食品級的活性炭來達到清除色素和異味的目的。目前,常用的食品級活性炭多以竹炭、赤松炭、椰殼活性炭為主,其比表面積較大、吸附能力較強。

        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),可以通過分離、提取這些活性物質(zhì),用于保健產(chǎn)品的開發(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)域的實際運用提供了科學(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,利用神花草獨特的黏性,制備出食葉草營養(yǎng)含片,實現(xiàn)了產(chǎn)品的定型。由于沒有使用任何黏結(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)劑而給人體帶來的危害,該含片攜帶方便,適合人們食用[40]。

        5 開發(fā)前景

        食葉草作為新食品原料應(yīng)用于食品領(lǐng)域,有利于增強人體免疫力,提高國民健康水平,同時也符合國家“健康中國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。食葉草中含有草酸,適口性較差,之前常作為牧草、飼料來使用。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,食葉草的開發(fā)利用還處于起步階段,市場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)。未來應(yīng)該充分發(fā)揮食葉草產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富的優(yōu)勢,對食葉草資源進行精深加工,圍繞其營養(yǎng)功效成分開展基礎(chǔ)研究,開發(fā)系列功能性食品,實現(xiàn)食葉草的全價利用,推動食葉草產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

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