木薯食品加工的現狀及前景展望

羅春芳,楊 龍,歐珍貴,羅亞紅

(貴州省農業科學院 亞熱帶作物研究所，貴州 興義 562400)

木薯(ManihotesculentaCrantz)屬于大戟科木薯屬,是世界三大薯類作物之一,有“淀粉之王”、“地下糧倉”之美譽,起源于熱帶美洲,主要分布在非洲、南美洲、亞洲等的巴西、尼日利亞、泰國和中國等100多個國家的熱帶和亞熱帶地區[1]。木薯用途廣泛,被廣泛應用于工業、食品和飼料,主要用于能源、飼料、食品、制糖、醫藥、紡織、造紙、化工、降解塑料等行業,深加工產品多達3000種[2]。在國外,木薯早已成為除水稻和玉米外的第三大食物來源[3-4],是非洲、南美洲等熱區8億多人的主食[5],已被用于餅干[6]、蛋糕[7]、嬰幼兒食品[8-9]等加工。而長期以來木薯在我國被定義為非糧能源作物,較少食用,主要用于飼料、淀粉和酒精的生產[10]；直到近年來,隨著消費者對多樣化和高質量食品的需求增加,木薯又以綠色、生態、美味、健康等特點吸引人們的眼球。作為食物,木薯加工的方法可能受到消費者的歷史、文化和社會經濟等因素的影響,不同地區各具特色[11]。因此,總結國內外木薯食用的現狀及經驗,分析其存在的問題,并提出解決對策,有利于調整木薯產業結構,轉變木薯產業新經濟的增長方式,對保障熱區糧食安全、豐富人們飲食文化、提高木薯產值等有重要意義。

1 木薯的食用價值及保健功能

1.1 木薯的食用價值

木薯營養豐富,食用價值較高,除富含淀粉,鉀、鈣、鎂、鐵等礦質元素外,還含有一定的蛋白質、β-胡蘿卜素和維生素,其營養價值優于或不亞于甘薯和馬鈴薯[12]。近年來,隨著人們消費觀念、健康觀念的轉變,食療養生與食品安全已成為我國大眾關注的話題。在木薯種植過程中幾乎不使用農藥,不存在農藥殘留問題[13-14],因此木薯是一種安全、富有營養的優質雜糧。我國食用木薯品種的主要營養成分見表1。

1.2 木薯的保健功能

木薯屬于大戟科植物,此科植物可做藥用,其具有廣譜抗癌、抗菌、保肝和抗炎等功效。木薯生產的副產物蘊含著可觀的生物活性物質,其保健功效主要有健腦、健脾、和胃、潤腸、養陰補虛、抗衰老、抗輻射、養顏護膚和抑癌抗瘤[17]。木薯葉片中含有豐富的黃酮類化合物和類胡蘿卜素,據報道,黃酮類化合物具有抗腫瘤、抗病毒、調節血脂、消除氧自由基等生理活性[18-19]；煮熟的木薯葉可以治療膀胱炎[20];此外,木薯鮮薯中含有豐富的賴氨酸、精氨酸和亮氨酸等,具有促進人體發育、增強免疫功能、提高中樞神經組織功能等作用;鮮薯中豐富的維生素C是很好的抗氧化劑,能防癌、治療壞血病及預防動脈硬化；同時,木薯塊莖因富含淀粉、膳食纖維等,特別是富含高直鏈淀粉,對糖尿病和結腸癌具有預防和輔助治療效果,它還具有防止膽結石形成及降低膽固醇的作用,在防止肥胖食品方面具有很重要的應用價值[21]。

表1 我國主要食用木薯品種(種質)塊根的營養成分

2 國內外木薯食品加工現狀

2.1 我國木薯食品開發

2.1.1 食用木薯的歷史 我國于19世紀20年代首次引進木薯栽培,至今已有200多年的栽培歷史,主要分布在海南、廣東、廣西、云南、福建、湖南省的南部,四川和貴州省南端的河谷地帶；由于木薯具有粗生、易植、高產和四季可收獲食用等優良特性,成為我國20世紀50～60年代困難時期解決熱區農民溫飽的主糧[1]。在20世紀70～80年代,我國糧食狀況得到改善后,木薯逐漸轉為飼料和淀粉原料的角色。在20世紀90年代,木薯成為華南地區最重要的淀粉和酒精工業原料。進入21世紀,隨著我國經濟的快速發展,人們生活水平穩步提高,食物需求不僅僅滿足于數量,更注重追求“綠色、生態、安全、健康”的高質量食品,與其他山珍野菜一樣,木薯又以營養美味的粗雜糧形式回歸人們的餐桌,受到越來越多人的青睞[22]。把木薯“吃起來”,讓木薯食品進入千家萬戶,已成為我國木薯產業技術體系“十三五”重要目標“食用化”的任務之一。

2.1.2 食用木薯品種研究簡介 面包木薯和糯米木薯是我國較早的食用木薯品種,1912年由馬來西亞引入,經中國熱科院選育而成。面包木薯鮮薯淀粉含量達30%～32%,蒸熟的薯肉似面包,雪白可口,松軟嫩滑,故得名面包木薯。糯米木薯鮮薯淀粉含量30%～32%,薯肉有較強的糯性口感,故得名糯米木薯[22]。面包木薯和糯米木薯在20世紀50～60年代困難時期,為解決我國熱區人民的溫飽問題做出了重要貢獻。在20世紀60年代,中國熱科院從面包木薯的自然雜交種子中選育出華南6068,其鮮薯淀粉含量達30%以上,薯肉雪白松粉,食味好,是海南地區的主要食用品種[22]。隨后,中國熱科院從華南205的自然雜交種子中選育出了華南124,該品種是繼華南6068之后選育的又一優良食用品種,其鮮薯淀粉含量為25%～28%,薯肉白色,抗寒性強,適于北移種植[23]。在20世紀90年代,廣西亞熱帶作物研究所從國際熱帶農業中心引進木薯雜交種子SMIII3，從其實生后代中選育出了高淀粉高產量的新品種GB891,其鮮薯淀粉含量為30%～35%[24]。中科院華南植物研究所從國際熱帶農業中心引進的試管苗中選育出南植199,是目前我國推廣面積較大的木薯品種,其淀粉含量在30%左右[22]。在21世紀,中國熱科院利用從海南地方收集的優良單株,經無性系多代選育出新品種華南9號,其口感佳，淀粉質量上乘，薯肉為蛋黃色,兼具較佳的天然色素和芬香,淀粉含量為30%～33%,也稱蛋黃木薯,用其制作食品時,不需調色加料,即可烹飪出亮麗的金黃色,是我國目前主推的食用型木薯新品種[25]。

2.1.3 木薯食品加工現狀 歷史上,食用鮮薯的地方大多為貧窮落后地區,對木薯食品加工較單一,多是在家庭小作坊里進行,一般通過蒸煮、煎炸、烘烤、發酵等方式,加工成熟食后直接食用,或是對木薯進行清洗、浸泡、剝皮,粉碎壓漿,過篩獲得濕淀粉后,加工成木薯食品。

近年來,在國家木薯產業技術體系團隊的努力下,從最初的試產試銷階段,逐步走向正規化、規模化生產,逐漸形成了獨具特色的木薯全粉等系列食品的產業鏈[2]。隨著食用型木薯新品種華南9號的育成,食用型木薯重煥新機,以華南9號等食用木薯品種為原料,湖南農業大學研制出木薯粉條,廣西大學研制出木薯面包、餅干糕點[26],中國農業科學院研制出木薯葉膨化食品[17],國家木薯產業技術體系團隊研制出木薯全粉面包、木薯月餅、木薯粽子、木薯飲料、木薯餃子、木薯湯圓等系列產品。中國熱帶農業科學院把具有熱帶作物特色的木薯食材與中國博大精深的傳統烹飪文化結合,編撰了中英文對照的《中國木薯食譜》[27],薈萃了12大類88種木薯烹飪技法,開拓了木薯成為新時期的特色糧食作物,既豐富了中國的傳統飲食文化,也填補了國際木薯食譜無文的空白。中國熱帶農業科學院還承辦了多期國際木薯培訓班,對非洲、東南亞、尼日利亞、南美、泰國、印度等農業部門的學員進行木薯種植、加工、烹飪等技能培訓,其中烹飪木薯食品獲得商務部、UNDP和國際熱帶農業中心(CIAT)有關高級官員的一致好評。食用木薯的國際培訓和傳播,為服務國家科技外交和支撐熱帶農業“走出去”戰略作出了重要貢獻[1]。2017年12月,中國熱科院建成木薯(全)粉小型加工中試生產線,該生產線的建成是國內真正意義上第一條木薯加工完整的生產線,真正實現小型產業化加工,對木薯食用化的發展具有重要的推動作用。

2.2 國外木薯食品加工現狀

目前,全世界平均有60%以上的木薯被當作糧食。作為一種食物,木薯塊根與土豆類似,主要成分是淀粉,可以當配菜與其他食物一起烹飪,事實上,木薯可以在許多菜肴中替代土豆,也可以用烹飪土豆的方式烹制木薯，可以煮、搗碎、油炸或烘烤等。由于木薯塊根可以留在地里數月甚至數年后還可食用,所以木薯對非洲人民而言是糧食安全的重要保障[28],約87.0%的木薯用來加工食品[21]；木薯葉是他們的主要蔬菜來源,平均每人每天消費500 g[29]；拉丁美洲的當地人喜歡用木薯葉為主要原料做成“Manicoba”特色食品,其營養豐富,很受歡迎。在西非,特別是在尼日利亞和塞拉利昂,木薯被磨碎、壓榨、發酵和油炸,然后與沸水混合形成濃稠的糊狀,作為Eba或Garri的原料。在中非,有一種很受歡迎的烤木薯,是把木薯浸入鹽水中泡幾天,然后用小火烤熟,類似于烤馬鈴薯[30]。

雖然木薯的烹飪方法因受到文化差異和飲食習慣的影響,因不同地區而異,但普遍方法是蒸煮和油炸。在去除薯外皮后,將薯肉切成小塊浸泡于水里數個小時后,瀝干,油炸,撒上辣椒鹽混合物,就變成一種很普通的街頭小吃。木薯葉也可被浸泡并煮沸,清除毒素后,作為蔬菜食用,被桑戈語稱為Gozo,剛果語稱Sakasaka,斯瓦希里語和林加拉語稱為Mpondu,其味道類似于菠菜。印尼46.4%～46.6%的木薯用于食物消費,將新鮮塊根用水煮、油炸或發酵著吃,將木薯粉制成餅干和一些傳統食品,也可以通過發酵來制作Tapai和Getuk蛋糕,或將木薯淀粉制成蝦味咸餅干或添加到油酥糕點中。在饑荒或糧食短缺的時候,木薯被用來代替大米[31]。泰國等國家則用木薯原料開發蝦片、粉條、糕點、面包、餅干等,除供國內食用外,還作為特色食品出口。在尼日利亞,木薯食品很受歡迎,常被用來制作Garri, Garri是一種用奶油和發酵的木薯粉制成的食物,略帶酸味,它是尼日利亞東南部的一種美食[30]。在加納,在所有的根莖作物中,甚至在所有的糧食作物中,木薯是加納消費者最喜愛的作物,它也可以被乳酸發酵加工成Agbelima。在古巴,木薯是菜肴的主料,除了做成烤面包之外,它還可以做各種配菜。煮熟的木薯被油炸后,稱為Yuca frita(類似于炸薯條),是做點心或配菜的原料,傳統的古巴油炸餅都是家庭用Yuca糊做的[33]。巴西的木薯菜肴很有特色,與米飯和大豆一樣,木薯是許多巴西人的基本食物,其中Farofa是較常見的巴西食品,這道菜是用各種肉和木薯一起燉成糊狀,味道鮮美爽口。在剛果民主共和國,木薯葉被熱水浸泡后,用研缽搗碎,然后煮沸；在煮沸的過程中,不用鍋蓋,在攪拌的同時加入食用油、洋蔥、魚等材料,做成的菜被稱為Mpondu,被剛果語和斯瓦希里語稱為Saka,其非常有營養；還有一種稱為Chikwangue的食物,是將木薯粉煮沸,直到濃縮成糊狀,然后用其來制作面包,用香蕉或其他葉子包裹進行發酵,它的保質期很長,是一種長途旅行的首選食物[30]。

不同地區的木薯食品各有特色,但主要分為未發酵產品和發酵產品,表2和表3分別是世界上某些地區用木薯塊根加工成的一些傳統發酵和未發酵的木薯食品。

表2 未發酵的木薯產品

表3 發酵的木薯產品

注:表2、表3均引自文獻[34-35]。

3 木薯食品加工存在的問題及解決對策

3.1 木薯食品加工存在的問題

3.1.1 缺乏宣傳,對木薯食品的認識不夠 木薯主要生長在我國熱帶、亞熱帶地區,在非木薯種植區,很少有人認識木薯,更談不上吃木薯；而在木薯種植區,自20世紀80年代以來,木薯主要被用于飼料、淀粉和酒精的生產,較少被食用,因此,人們對木薯的營養價值、食用價值缺乏了解,相關政府部門也沒有認識到食用木薯是新興產業,更沒有意識到食用木薯在糧食安全、食品安全、營養健康、特色美味等方面的重要作用。

3.1.2 科研支撐不足,對木薯食品的研究薄弱 一是原料不足,缺乏具有高營養價值的木薯品種。目前,在我國育成的十幾個食用木薯品種中,只有2～3個用于推廣,而這些食用木薯品種雖然富含淀粉和礦質元素,但其蛋白質和胡蘿卜素含量較低,滿足不了多樣化的食用及加工品種要求,缺乏營養價值高、風味和口感都較好的新品種。二是鮮薯及其食品貯藏保鮮技術研究薄弱,未解決鮮薯易變質和食品保鮮期短的問題,制約了木薯食品加工業的發展。三是我國木薯食品處于初級研發、試產試銷階段,缺乏相關的木薯食品加工和產品品質評價體系標準,缺乏對木薯食品的營養成分、口感、風味、消化和保健等的評價標準。木薯食品加工的基礎研究比較薄弱,難以發揮產品加工對食用木薯產業的帶動作用。

3.1.3 加工技術含量低,木薯食品未形成產業化 目前,我國木薯產品的加工組織化程度低,主要由科研機構和一些農戶運用木薯鮮薯烹飪食品為主,處于產品初級研發、試產試銷階段,食用木薯加工業發展嚴重滯后,缺乏相關企業的帶動,商品率低,產品附加值不高,產業鏈短,經濟效益低,市場競爭力不強,難以形成規模化生產。

3.2 解決對策

3.2.1 加強宣傳,提高人們對食用木薯的認識 一方面,充分利用便利的網絡、電視、廣播、報紙、科普書籍等平臺,加大對木薯食品的宣傳力度,強化人們對食用木薯的食用價值和發展前景的認識,讓食用木薯的糧食安全、食品安全及特色食品的發展方向得到社會認同,從而爭取政府的政策和財政支持,發展壯大我國的食用木薯產業;另一方面,圍繞國際合作交流平臺與基地建設,從服務國家政治與外交大局出發,結合國際合作交流、境外研發基地、科技援外和培訓等項目,形成多渠道、寬領域、深層次的農業“走出去”發展格局,從而提高我國食用木薯科技在國際上的地位和影響力[1]。

3.2.2 加強科技支撐,強化木薯食品研究 一是加強食用木薯新品種的選育,廣泛收集引進國外的食用木薯種質資源,選育高產、高淀粉、高蛋白質、高胡蘿卜素、食味優的木薯新品種,以滿足不同類型營養保健的食用鮮薯需求及現代食品加工對原料品質的要求。二是進行木薯食品營養強化研究,針對目前食用木薯蛋白質和類胡蘿卜素含量低的問題,可以探索通過在木薯食品中添加動物蛋白或植物蛋白來緩解,例如,通過添加大豆粉、棕櫚油或微生物等來增加木薯食品的營養價值。三是研究木薯采后生理腐爛機理,加快研發貯藏保鮮技術,延長鮮薯和食品的保質期。四是加快建立木薯食品加工和產品品質評價體系標準,以及加強木薯產品的品牌建設,搞好產品的包裝設計與企業的形象策劃。

3.2.3 加強木薯食品技術的研究,讓木薯食品走向市場 借鑒國內外先進的馬鈴薯和甘薯的加工經驗和技術,加強研發木薯膨化薯片、油炸薯片、烤薯片,各式薯糕、薯條、薯餅、薯脯、薯絲等休閑小食品,延長加工產業鏈,細化木薯食品加工行業標準,有效延伸產業鏈,優化產業化經營,積極推動食用木薯向現代產業化、高度加工化、技術現代化方向發展,發揮木薯作為“未來糧食”的全部潛力。采取公司(合作社)+基地+農戶、分銷商(超市、餐館等)的模式,以木薯食品加工業為紐帶,架起農戶與市場的橋梁,形成按需種植、按需加工的訂單農業；建設一批集種植、加工、銷售于一體的特色木薯產品生產基地,實現木薯食品產品化、規范化、品牌化、市場化,最終帶動人們把木薯吃起來。

4 木薯食品的發展前景

隨著居民生活水平的不斷提高,消費者正在從吃飽、吃得安全向吃得營養、吃出健康轉變,人們更加關注農產品的品質、營養和飲食健康,人民對美好生活的向往為優質木薯食品的供給、轉型升級提供了新機遇。木薯粉在世界上最流行的用途是制作面包、蛋糕和糕點等烘焙食品；此外，作為烘焙和糕點行業的原料,木薯粉作為小麥粉的替代品,可用于制作增稠劑、面條、調味料、面包、嬰兒食品、糖果和加工肉等，例如巴西和尼日利亞已制定政策,將10%的木薯粉加入到小麥面粉中制作面包,該政策的實施減少了小麥面粉的進口,促進了高質量木薯粉的生產,同時極大地增加了木薯的種植面積[36]。在我國,木薯食品是新興產業,具備天然、安全、營養、健康的特點,符合當前人們追求的養生理念。因與馬鈴薯、甘薯等食品加工相比,木薯加工業還存在一定的差距,所以,其隱藏的巨大的商機將為社會帶來較大的經濟增長點,發展前景十分廣闊。