甘薯葉保鮮及加工利用研究進展

高 琦，孫銘陽，袁興鈴，沙炫利，彭 雪，薛友林?

（1.遼寧大學 輕型產業學院，遼寧 沈陽 110036；2.中共遼寧省委黨校，遼寧 沈陽 110161）

甘薯（Ipomoea batatas LAM.）為旋花科甘薯屬植物，俗稱紅薯、甜薯等，原產于美洲墨西哥，約于16世紀中葉傳入我國，主要分布于亞洲東南部，是我國糧食作物之一[1]，產量僅次于水稻和玉米。甘薯以塊根為日常食用部分，其莖葉及葉柄是生產中的主要副產品，一般統稱為甘薯葉，產量較大，但開發利用率較低，多被用作飼料或直接丟棄。甘薯葉作為一種安全性高的綠色蔬菜，在生活中具有較好的食療作用。日本稱甘薯葉為“長壽菜”，美國曾將甘薯葉列為“航天食品”，香港稱甘薯葉為“抗癌蔬菜”[2]。目前，國內外對甘薯塊根及其制品開發研究很多，而對甘薯葉的研究及開發才剛剛起步。但不可否認的是，其含有豐富的營養成分（見表1），可以治療和預防多種疾病，加工利用前景廣闊。本文對甘薯葉的生理功能、保鮮方式及加工利用現狀進行了綜述，以期為甘薯葉資源的充分利用與相關產業發展提供一定參考。

表1 甘薯葉的主要營養物質及含量Table 1 The main nutrients and their contents of sweet potato leaves mg/g

1 甘薯葉的生理功能

隨著研究的深入，甘薯葉的生理功能逐漸被發掘，目前研究發現其主要有抗氧化、降血脂、降膽固醇、降血糖、抗腫瘤及抑菌等作用，生理功能廣泛。

1.1 抗氧化

抗氧化劑對維護人體健康有重要作用，目前國內外有很多關于甘薯葉抗氧化作用的研究，均表明其抗氧化活性與總酚、黃酮含量成正相關[9]。蔣益花[10]通過實驗得出甘薯葉粗提取液清除DPPH的能力強于VC的結論。Xu等[11]對116種甘薯葉進行了活性物質的提取及抗氧化活性的測定，結果表明甘薯葉提取物具有潛在的抗氧化活性，其主要生物活性化合物是多酚，尤其是咖啡酰奎尼酸（CQA）的衍生物，例如 5-CQA、3,4-diCQA、3,5-diCQA和4,5-diCQA。Jung等[12]發現甘薯葉中富含多酚，其主要成分是CQA的衍生物，具有很好的抗氧化活性和抗突變性。Mu等[13]通過 AB-8大孔樹脂純化甘薯葉多酚，得到了8種酚類成分且均具有很好的抗氧化活性。由此可見，甘薯葉富含抗氧化物質，且抗氧化功能顯著。

1.2 降血脂、降膽固醇

多酚類、膳食纖維等活性物質的存在使甘薯葉具有良好的降血脂、降膽固醇作用，其機理是通過減少膳食中膽固醇的吸收、影響機體中膽固醇的代謝、促進膽固醇的排泄等來降低血漿中膽固醇水平；通過增加食物在腸道內的過渡時間、延緩胃排空、減緩或降低脂肪的吸收等機制來降低血液中甘油三酯水平[14]。Ishida等[15]研究發現甘薯葉中的水溶性膳食纖維可以降低小白鼠肝部的膽固醇含量和血清中的血脂含量。傅志豐[16]發現高劑量的紅薯葉DHPM（動態高壓微射流技術）提取物可以使小鼠的高脂肝細胞形態變得清晰，空泡減少，從而起到改善肝臟功能的效果，說明紅薯葉DHPM提取物可用作保肝藥品或保健品的活性成分。

1.3 降血糖

α-葡萄糖苷酶是位于小腸粘膜的一種酶，可催化低聚糖水解成單糖，促進小腸對葡萄糖的吸收[17]，因此，通過抑制α-葡萄糖苷酶的活性，可以有效地降低血糖。劉冉等[18]通過實驗表明8種甘薯葉提取物均可顯著抑制α-葡萄糖苷酶活性。劉雪輝等[19]發現川山薯葉中綠原酸及綠原酸類化合物對α-葡萄糖苷酶存在競爭性抑制，其IC50值可達 7.6 μg/mL。Jeng等[20]通過模擬體外胃腸消化模型實驗發現甘薯葉提取物中 CQA對葡萄糖釋放存在抑制作用，推測可以用來長期管理高血糖。李鳳林等[21]發現甘薯葉黃酮可有效降低小鼠的高血糖，其原理可能是通過調節胰島素與其受體的結合，提高機體對胰島素的敏感性，或者是通過刺激或促進胰島素的分泌來使血糖降低，同時還通過實驗發現甘薯葉黃酮對Ⅱ型糖尿病小鼠的DNA損傷有修復作用。

1.4 抗腫瘤

甘薯葉屬于天然健康的綠色食品，其提取物中含有黃酮類、多糖、多肽等多種清除氧自由基的物質，能夠通過抑制腫瘤基因表達、促進癌細胞凋亡等多種途徑起到抗腫瘤作用[22]。Chang等[23]通過實驗證明，甘薯葉中分離出的肽類可以通過線粒體凋亡途徑誘導和促進細胞凋亡，在調節細胞增殖方面具有重要作用，具有有效的抗癌作用。羅麗萍等[24]發現徐薯 18的甘薯葉黃酮在體外能夠顯著抑制人早幼粒白血病細胞、人低分化胃腺癌細胞、人肝癌細胞和人肺癌細胞的生長，并且沒有觀察到任何毒副作用。此外，呂淑河等[25]提取了巴西甘薯葉的總提取物（SM）、30%乙醇洗脫部分（SM-A）和 60%乙醇洗脫部分（SM-B）進行抗腫瘤活性及劑量相關性研究，結果表明巴西甘薯葉對人肝癌細胞、肺癌細胞和胃癌細胞的存活率具有一定的抑制作用，且SM-B為主要抗癌活性部分，對胃癌細胞抑制效果最強，其IC50為15.2 mg/L，對腫瘤細胞的抑制作用呈現一定的劑量依賴關系。

1.5 抑菌作用

甘薯葉提取物經測定后，發現其中含有黃酮類、鞣質及木脂素，這三種物質均具有較好的抑菌作用[26]。王世寬[27]和高瑩等[28]通過實驗證明甘薯葉乙醇提取物對植物乳桿菌、葡萄球菌、漢遜酵母、枯草桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌均有抑制作用。徐洪宇等[29]發現浙薯 75的甘薯葉中具有抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長的活性成分，主要集中在中等極性組分群的乙酸乙酯相中。由此可見，甘薯葉在食品防腐和醫藥領域開發前景廣闊。

1.6 其他生理功能

甘薯葉除了具有以上生理功能外，還可以起到增強免疫、促進凝血、緩解眼部疾病等作用。

不同學者研究發現，紅薯葉多糖具有促進單核巨噬細胞系統吞噬功能的作用，可增強小鼠的非特異性免疫功能，同時也可極顯著地增強小鼠的特異性體液免疫功能[30]；西蒙1號甘薯葉粗制劑有促進巨核細胞恢復及促進血小板形成的作用，且甘薯葉多糖能夠刺激低血小板動物血小板生成素的產生，而對正常動物沒有任何影響[31]；甘薯葉中豐富的葉黃素對眼睛有益，尤其是在預防老年性黃斑病和白內障上效果較佳[32]。

2 甘薯葉的保鮮

甘薯葉含水量高、表面積大、表面疏松，采摘后作為獨立的生命體會進行呼吸作用和蒸騰作用，造成水分及營養物質的損失，并且貯藏時甘薯葉易出現失水、腐爛、表面黃化等現象，嚴重限制對其的進一步深加工[33]。一般新鮮甘薯葉的貯藏時間極短，2～4 d左右就會失去食用價值，需要及時保鮮[36]。目前甘薯葉常見的保鮮方式有低溫保鮮、薄膜保鮮、化學保鮮等。

2.1 低溫保鮮

目前有不少學者對甘薯葉低溫保鮮進行了研究（見表2），綜合研究表明，低溫可以抑制甘薯葉內源乙烯的產生及水分的流失，減少貯藏期間甘薯葉維生素和葉綠素的損失以及減少游離氨基酸的增加量，同時還延緩了乙烯峰的出現，降低了甘薯葉的呼吸強度，從而達到延緩衰老、減少貯藏期間腐爛以及延長貯藏期的目的，較高貯藏溫度（20 ℃）下會使莖葉更容易衰老，癥狀表現為黃化和萎蔫。值得注意的是，低溫保鮮的溫度不宜低于2 ℃，溫度過低會使甘薯葉品質發生變化，造成甘薯葉的冷害，表現為表面褐變和水分析出，因此甘薯葉低溫保鮮溫度在4～6 ℃較為合適。

表2 貯藏條件對甘薯葉保鮮效果的影響Table 2 Effects of storage conditions on the fresh-keeping of sweet potato leaves

2.2 薄膜保鮮

司金金等[38]以秦薯5號甘薯葉為試材，每隔2 d進行指標測定，并觀察感官品質變化，結果表明：10 ℃下貯藏結合0.05 mm保鮮膜包裝對采后甘薯葉起到了較好的保鮮效果，可以減緩甘薯葉中葉綠素和黃酮的分解，抑制相對電導率和失重率的升高，使甘薯葉保持較好的感官品質，有效延長貨架期。董玲霞等[39]通過實驗發現，薯綠 1號甘薯葉收獲后，通過覆膜（PE保鮮膜、10～1 000 μm微孔膜）結合低溫（4 ℃）保存可有效延長貨架期約48 h，且微孔膜保水性整體優于保鮮膜，明顯降低了甘薯葉的黃化率，能有效控制葉片腐敗變質，有利于促進菜用甘薯葉推廣及市場的有效供應。

2.3 化學保鮮

肖婷等[40]在室溫下分別用20、50、100 μL/L的乙醇對紅薯葉熏蒸3 h，通風1 h，最后裝于聚乙烯包裝袋中，于4 ℃下貯藏，結果表明50 μL/L組更能有效抑制紅薯葉的呼吸強度并延緩腐爛指數的上升，減緩電導率、丙二醛（malondiadehyde，MDA）含量、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）和過氧化物酶（peroxidase，POD）活性上升，誘導超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過氧化氫酶（catalase，CAT）活性維持較高的葉綠素含量，貯藏至第12 d，感官評分仍能達4.2分（5分制），腐爛指數僅為5.25%，顯著優于對照及其他處理組，該研究可為紅薯葉的貯藏保鮮提供一種新型有效的綠色保鮮技術參考。

3 甘薯葉的加工與利用

甘薯葉作為甘薯的主要副產品，產量大，且富含多種營養成分，如碳水化合物、蛋白質等，因此可以根據實際需要進行不同的加工利用，例如為了便于保存和運輸，可以對甘薯葉進行干燥和速凍，也可以直接將甘薯葉與其他材料結合，制成飲品等各種食品。

3.1 干燥制粉

甘薯葉干燥制粉，所得產品可以保留其大部分營養成分，便于貯藏運輸。同時還可以將甘薯葉粉作為原料添加到面條、糕點、固體飲料等食品中，使人們日常攝入的營養更加均衡。

司金金等[41]采用了熱風干燥、微波干燥、真空冷凍干燥和噴霧干燥4種方式對紅薯葉進行干燥并制粉，以研究干燥方式對紅薯葉粉物理特性、微觀結構和成分含量的影響，并采用變異系數權重法對不同干燥方式得到的紅薯葉粉進行綜合評分，結果顯示噴霧干燥法得到的紅薯葉粉品質最好。同時，宋振等[42]的研究結果也證實了熱風干燥、真空冷凍干燥及噴霧干燥3種干燥方式中噴霧干燥為甘薯莖葉粉的最佳干燥方法。

此外，預處理方式的不同對甘薯葉的干燥效果也有影響。張迎敏等[43]采用超聲、燙漂兩種方式對紅薯葉進行熱風干燥前的預處理，實驗證明經超聲預處理的紅薯葉干燥效率較高、皺縮率低，組織結構較為完整；經護色液燙漂處理干燥后的紅薯葉復水率、葉綠素含量和色澤都稍高，質構緊密均勻，細胞開孔率高，總能耗低。劉珊珊等[44]研究了漂燙預處理對紅薯葉片熱泵-熱風聯合干燥后品質特性的影響，當漂燙溫度 90 ℃、漂燙時間70 s時干燥葉片POD活性較低，葉綠素含量最高。楊玉等[45]以葉綠素含量、POD活性及復合水比為指標，對比了鹽漬、超聲以及二者聯用對甘薯葉熱泵干燥過程中理化性質的影響，實驗結果表明經4%鹽溶液預處理后的產品品質較高，而超聲預處理對紅薯葉的組織具有一定破壞性，會導致葉綠素含量降低。

3.2 速凍

張翠英等[46]對甘薯葉的速凍工藝進行了研究，結果表明：以 NaHCO3為護色劑對蒲薯 53甘薯葉進行溫度95 ℃、時間40 s的漂燙，可顯著抑制PPO的活性，較好地保存甘薯葉的感官品質，且凍前控制溫度在5 ℃以下時，在冷卻介質溫度為-30～ -35 ℃的條件下速凍處理15～20 min，效果較好。孫健等[47]選用徐薯 22葉柄，在溫度90～ 95 ℃，時間60～90 s條件下進行漂燙，且將甘薯葉柄速凍前溫度控制在 4～5 ℃，冷卻介質溫度為-32～ -36 ℃的條件下進行速凍處理，效果較好。

3.3 腌制與發酵

吳賢道等[48]對甘薯葉的腌制、保綠、保脆進行了研究，實驗表明以 0.03% Na2CO3和 0.05%Ca(OH)2的混合液浸泡可明顯保護甘薯葉的色澤。此外，腌制時添加0.1% CaCl2可提高甘薯葉的脆度。

岳春等[49]用乳酸菌對紅薯葉和茶葉的水提液進行發酵，最終得出了富有營養價值并具有獨特風味的紅薯葉茶飲料。黃達偉等[50]通過正交實驗確定出甘薯葉醋酒精發酵及醋酸發酵的最佳工藝參數為：安賽蜜 0.02%，阿斯巴甜 0.04%，檸檬酸鈉0.025%，食醋35%，檸檬酸0.15%，蘋果酸0.2%，甜菊糖 0.02%，并在最佳工藝參數下做出了美味健康的甘薯葉醋。徐君飛等[51]將小麥粉和紅薯莖葉粉混合（1∶5），加水調漿，經α-淀粉酶液化（18 U/g），曲霉糖化（15%黑曲霉，10%米曲霉），酵母菌（0.4%）和醋酸菌（15%）在 pH為3.5的條件下發酵5 d后，獲得了紅薯莖葉保健醋飲料。孟欣慧[52]以甘薯葉為原料，通過發酵生產了含豐富營養物質的甘薯葉酒，具有一定的保健作用。

3.4 甘薯葉飲料

甘薯葉富含多酚和黃酮類物質，利用甘薯葉開發的飲料將有較好的保健作用，能夠滿足消費者的健康需求。葉文峰等[53]以紅薯葉為主要原料，添加適量的獼猴桃汁及其它輔料，研制出了營養豐富、風味良好、具有一定保健作用的紅薯葉果汁復合飲料，并通過正交試驗得出飲料的最佳配方為：紅薯葉提取液53%、獼猴桃汁6.0%、檸檬酸0.15%、β-環糊精0.6%、白砂糖7.5%。楊保求等[54]通過實驗研制出了風味純正、營養豐富、具有保健功能的復合飲料制品，且其最佳配方為：紅薯葉提取液30%、番茄汁50%、穩定劑0.3%、蔗糖4%、水15.7%。

此外，還有學者研發出了一些甘薯葉固體飲料。隋偉策等[55]通過響應面法優化甘薯葉固體飲料配方中四種穩定劑的添加量，得到最優配方為向甘薯葉粉中加入：預糊化淀粉 10.0%、β-環糊精2.5%、卵磷脂4.0%、麥芽糊精0.5%，在最優配方下制出的產品粉末粒度分布均勻（0.2～0.15 mm），富含多酚和黃酮類物質，具備一定的抗氧化功能，市場前景廣闊。宋振[56]在噴霧干燥制備的甘薯葉粉中加入麥芽糊精、卵磷脂、β-環糊精等物質混勻后放入沸騰造粒機進行造粒、間歇殺菌，發現在甘薯葉粉中加入預糊化淀粉10.00%、β-環糊精2.51%、卵磷脂3.98%、麥芽糊精 0.50%、白砂糖10%、綠茶香精0.30‰時制備的甘薯葉青汁，具有新鮮甘薯葉和綠茶特有的清香味，經熱水沖調后溶解性良好，口感細膩。類似的固體飲料還有甘薯葉速溶粉、青汁粉、復合茶等。

3.5 其他甘薯葉產品

除上述產品外，目前甘薯葉在食品方面的開發研究還涉及到了蛋糕、香腸、餅干等。張娜等[57]以紅薯葉粉、低筋面粉為基料研制了紅薯葉戚風蛋糕，不但滿足了廣大消費者對健康營養的需求而且有利于提高紅薯葉的附加值。呂巧枝等[58]以新鮮羊肉和甘薯葉干粉為主要研究材料，研制出了一種比較適合大眾口味的甘薯葉—羊肉香腸，其中加入的冷凍甘薯葉干粉（添加量0.2%）可以改善香腸的膻味，增強可接受性。

3.6 存在問題與建議

3.6.1 加工過程中活性物質的流失

甘薯葉富含生物類黃酮、多酚、維生素等多種功能性成分，而不同的加工方式會對物料的功能性成分造成一定影響。對于甘薯葉而言，高溫處理會使其蛋白質、總酚含量下降，干制和腌制則對VC含量有較大的影響。因此，應通過實驗優化加工條件，降低甘薯葉有效物質的損失量。

3.6.2 加工方式單一

我國甘薯葉加工方式尚停留在初級階段，主要應用于傳統的食品產品開發與生產，而精、深加工較少，其價值未能效用最大化。為更好地進行甘薯葉產品市場的開發，應加強科研機構與企業合作，深入調查市場；加強與國外相關企業、機構的溝通學習；積極引入高端新興技術提高產品品質。

3.6.3 未形成完整的企業鏈

現階段，國內外對甘薯葉的加工利用多為實驗室規模，缺乏市場規模化生產，為使消費者正確認識、接受甘薯葉制品，并實現其工業化生產，提高其經濟、社會、生態效益，應加強與企業、政府的溝通合作，旨在將科研成果轉化為生產力量，提升甘薯葉的產業效益，推動甘薯葉制品可持續發展。

4 總結與展望

甘薯葉作為一種營養豐富、產量大的葉菜類蔬菜，富含多種營養物質，具有抗癌、抑菌等功效，且其價格低廉，可作為低成本食品加工原料，具有極大的發展前景。甘薯葉含水量高、表面積大、采后容易出現失水、腐爛、表面黃化等現象，貯藏期短是限制甘薯葉深加工的主要因素。為延長甘薯葉的貨架期，使種植者收益進一步提升，可對甘薯葉開展更多的貯藏保鮮實驗，采用多種貯藏保鮮技術進行研究，如保鮮劑噴施、生物涂膜以及多種氣調保鮮方式，積極開展多因子復合保鮮實驗，以探尋出一種適合于甘薯葉保鮮的最佳模式。此外，今后甘薯葉的發展應著重于研究加工工藝對其產品品質的影響，優化加工條件，重視產品開發與推廣的結合，盡快實現工業化量產。還應高度重視甘薯葉加工后殘渣的綜合利用，通過提取營養物質，開發高附加值產品等方式，提高資源利用率。