木薯葉的食用價(jià)值及加工方式研究

DOI：10.19913/j.cnki.2095-8730msyj.2023.04.12

收稿日期：2023-06-05" *通信作者

基金項(xiàng)目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-11-HNZZW）

作者簡(jiǎn)介：

張金泉，男，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院碩士研究生，主要從事園藝產(chǎn)品采后加工研究，E-mail：1511129950@qq.com;張振文，男，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所研究員，博士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研究，E-mail：scuta96@163.com。

摘" 要：

近年來，木薯葉作為一種有潛力的食品資源正日益受到關(guān)注。木薯葉不僅富含蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，還具備潛在的保健功能。同時(shí)，以木薯葉為原料的腌制菜、餅干和飲料等產(chǎn)品的出現(xiàn)，為木薯葉的食品加工帶來新的發(fā)展機(jī)遇。在木薯葉食品加工過程中需要解決氰化物等抗?fàn)I養(yǎng)因子的問題，而微生物發(fā)酵技術(shù)已被證明可以降低這些抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時(shí)提升木薯葉的營養(yǎng)價(jià)值。總之，木薯葉作為多功能食品原料，具有廣泛的應(yīng)用前景，可增加食品多樣性，改善人們的飲食結(jié)構(gòu)，并促進(jìn)資源可持續(xù)利用和食品化生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：

木薯葉;食用價(jià)值;營養(yǎng);保健功能;加工方式

中圖分類號(hào)： TS 972.123.1""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A""" 文章編號(hào)：

2095-8730（2023）04-0095-08

木薯（Manihot esculenta Crantz）也叫樹薯，是大戟科木薯屬多年生作物，有“地下糧倉” “淀粉之王”的美譽(yù)，起源于南美洲亞馬孫河流域南部邊緣地區(qū)。因其具有耐貧瘠、耐酸、耐高溫、耐旱等特點(diǎn)，在北緯30°至南緯30°范圍內(nèi)的100多個(gè)國家及地區(qū)廣泛種植，其中中國主要是在華南地區(qū)種植［1］。

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，人們對(duì)食物的追求已從“吃得飽”轉(zhuǎn)向“吃得健康”，從“提供基本生理功能所必需的營養(yǎng)”轉(zhuǎn)向“提供對(duì)人體具有額外生理益處的生物活性物質(zhì)”［2］。同時(shí)，人口增長(zhǎng)和人類活動(dòng)導(dǎo)致的環(huán)境與氣候變化會(huì)對(duì)作物產(chǎn)量和營養(yǎng)價(jià)值造成負(fù)面影響，進(jìn)而增加人類面臨營養(yǎng)缺乏的風(fēng)險(xiǎn)［3］。解決這個(gè)問題的有效方法之一就是提高農(nóng)工業(yè)副產(chǎn)品資源的利用度，因?yàn)閺U棄副產(chǎn)品通常被認(rèn)為保留了高含量的生物活性物質(zhì)，如多肽、類黃酮、生物堿和酚類化合物等［4］。

木薯葉是木薯的主要副產(chǎn)物，從木薯種植4～5個(gè)月后開始首次收獲，之后每3個(gè)月收獲一次，以保證木薯塊根產(chǎn)量不受影響。木薯葉的平均產(chǎn)量約為250 kg／km2（干重），但實(shí)際產(chǎn)量和營養(yǎng)成分含量受氣候、栽培密度、土壤肥力和木薯品種等因素影響［5］。當(dāng)前木薯塊根的食品化利用已經(jīng)較為成熟［6］。然而，木薯葉在塊根收獲后，大部分被丟棄于田間，造成資源的極大浪費(fèi)。木薯葉含各類營養(yǎng)素和功能活性成分，因此探索合理且可持續(xù)的木薯葉資源化利用可在一定程度上滿足大眾的營養(yǎng)和保健需求。本研究詳細(xì)闡述木薯葉的食用價(jià)值及加工方式，為木薯葉食品化和高值化利用提供可行性參考。

1" 木薯葉的營養(yǎng)價(jià)值

近年來，人們對(duì)木薯葉營養(yǎng)成分的研究逐步加深，這種現(xiàn)成的生物質(zhì)資源富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素等，可豐富人類膳食營養(yǎng)來源［7］。

1.1" 木薯葉蛋白質(zhì)價(jià)值

蛋白質(zhì)是組成人體一切細(xì)胞、組織的重要成分，是人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)。適量的膳食蛋白質(zhì)攝入對(duì)預(yù)防由蛋白質(zhì)缺乏引起的某些人類疾病（如貧血、腎炎和肝炎等）是至關(guān)重要的［7］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，植物性蛋白質(zhì)占人蛋白質(zhì)每日攝入量的70％，是膳食蛋白質(zhì)的主要來源［8］。如表 1所示，木薯葉蛋白質(zhì)含量遠(yuǎn)高于小白菜、生菜和油菜，略高于車前草、積雪草和芭蕉花，并與紅莧菜、水芹和腰果葉相近［9-10］。因此，木薯葉食品化發(fā)展有利于豐富植物性蛋白質(zhì)攝入來源。

研究表明，食物中蛋白質(zhì)的氨基酸組成顯著影響其營養(yǎng)價(jià)值［11-12］，因此分析木薯葉蛋白質(zhì)的氨基酸組成對(duì)于充分利用木薯葉資源至關(guān)重要。目前，最廣泛使用的蛋白質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法是根據(jù)FAO推薦的標(biāo)準(zhǔn)，即被測(cè)蛋白中EAA（essential amino acids，必需氨基酸）與人體EAA模式越相似，蛋白質(zhì)質(zhì)量越好［10］。如表 2所示，除苯丙氨酸和蛋氨酸外，木薯葉中其余EAA［7］的含量皆高于FAO標(biāo)準(zhǔn)［13］。此外，賴氨酸作為谷物中的第一限制氨基酸，在木薯葉中的含量可達(dá)4.67～6.45 g／100 g。總而言之，木薯葉富含蛋白質(zhì)，合理開發(fā)木薯葉食品，不僅能豐富人類食物來源、改善人類飲食結(jié)構(gòu)，同時(shí)有望提升木薯葉經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.2" 木薯葉礦物質(zhì)價(jià)值

食物中的礦物質(zhì)是維持生命體正常功能所必需的重要營養(yǎng)素之一，在機(jī)體內(nèi)參與調(diào)節(jié)生理過程［14］。木薯葉富含多種人體所需的礦物質(zhì)，包括鈣（429.2～571.3 mg／kg）、鉀（668.7～951.8 mg／kg）、鈉（38.0～120.0 mg／kg）和鎂（141.4～160.0 mg／kg）等常量元素以及鋅（3.55～7.18 mg／kg）、銅（32.6～50.9 mg／kg）、錳（7.6～39.2 mg／kg）和鐵（61.5～151 mg／kg）等微量元素［15-16］。木薯葉中的礦物質(zhì)含量與木薯生長(zhǎng)期密切相關(guān)，如隨著時(shí)間的推移，木薯葉鐵元素含量將富集增加，但木薯葉的鈣和鈉元素的含量會(huì)減少［7］。然而，元素含量的多少并不能全面評(píng)價(jià)食物的礦物質(zhì)價(jià)值。INQ（index of nutritional quality，營養(yǎng)指數(shù)評(píng)價(jià)）法［17］是以食物中營養(yǎng)素含量結(jié)合該食物所能夠提供的能量來綜合評(píng)價(jià)營養(yǎng)質(zhì)量的優(yōu)劣，INQ值越高表明食材中某元素營養(yǎng)價(jià)值越高。如表 3所示，與其他蔬菜相比［14］，木薯葉的鉀和鈉元素的INQ值和大部分蔬菜相當(dāng)，但遠(yuǎn)低于茼蒿。鈣、鎂、鐵和鋅的INQ值皆高于其他蔬菜，而銅和錳的INQ值遠(yuǎn)高于其他蔬菜。

1.3" 木薯葉維生素價(jià)值

維生素具有防止夜盲癥、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、保護(hù)視力、預(yù)防眼結(jié)膜炎和皮炎、預(yù)防普通感冒、降低膽固醇等作用［18］，是維持機(jī)體正常生理功能所必需的一類有機(jī)物質(zhì)。而木薯葉中具有豐富的維生素（表4），其中維生素C含量最豐富。除維生素A含量較低外，維生素B1、B2和C均顯著高于其他蔬菜、水果［19］。

2" 木薯葉的保健功能

早在2 500年前，一些學(xué)者就提出了“讓食物成為你的藥，讓藥成為你的食物”的理念，這種將食品視為藥物的概念如今被稱為“功能性食品”。民間流傳著關(guān)于木薯葉在保健功能方面的各種說法，這與木薯葉中的活性成分相關(guān)。例如，亞馬遜叢林中的土著居民以其卓越的抵抗力而著名，他們很少罹患乳腺癌、胃癌等癌癥，研究人員猜測(cè)這可能是因?yàn)樗麄兘?jīng)常食用木薯葉粉［20］。此外，將木薯葉搗碎和煮熟后食用不僅可治療膀胱炎，還有助于提高孕婦的免疫力［21］。盡管這些結(jié)果很有趣，但是我們需要進(jìn)一步的科學(xué)研究來驗(yàn)證木薯葉中的活性成分與這些保健功能之間的關(guān)聯(lián)。木薯葉中的生物活性成分包括生物活性多肽、黃酮類物質(zhì)、β-胡蘿卜素、酚類化合物等。

2.1" 生物活性多肽

生物活性多肽是一種特定的蛋白質(zhì)片段，由短氨基酸序列構(gòu)成，被廣泛認(rèn)為是保健品或功能性食品的理想成分，主要通過酶解法微生物發(fā)酵法及化學(xué)合成法制備［22］。張作達(dá)等［23］提取木薯葉多肽物質(zhì)并進(jìn)行初步研究，發(fā)現(xiàn)小于3 000 Da的木薯葉多肽具有一定的抗氧化、降血壓、降血糖的作用。SUAREZ等［24］通過酶水解研究木薯葉蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的抗氧化活性。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)超濾和分餾后，木薯葉蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的抗氧化活性顯著提高，這在大鼠主動(dòng)脈血管平滑肌A7r5細(xì)胞中得到驗(yàn)證。可見，活性肽是木薯葉的功能性物質(zhì)之一，且功能活性與肽分子量大小密切相關(guān)。

2.2" 黃酮類物質(zhì)

黃酮類化合物是一類天然存在于植物中的化合物，具有抗氧化和血脂調(diào)節(jié)功能［25］。在木薯葉中，黃酮類物質(zhì)是其主要功能活性成分之一，主要包括蘆丁（755.04～10 155.90 mg／kg）、煙花苷（2 905.10～8 330.10 mg／kg）、槲皮素（0.00～24.74 mg／kg）、兒茶素（12.31～474.48 mg／kg）、二氫黃酮甙（0.93～83.26 mg／kg）、山柰酚（17.20～56.42 mg／kg）和穗花杉雙黃酮（125.61～883.02 mg／kg）等［25-26］。蘆丁和煙花苷被鑒定為木薯葉黃酮類化合物的主要活性成分，這表明木薯葉黃酮提取物可能具有促進(jìn)白細(xì)胞凋亡和抑制癌基因表達(dá)的潛力［27］。研究還表明，木薯葉黃酮具有顯著的抗氧化能力，而這種能力的大小與木薯葉的品種和生長(zhǎng)期密切相關(guān)。這是因?yàn)槟臼砣~黃酮含量受生長(zhǎng)期的影響，木薯的含量從苗期到成熟期逐漸下降［26］。因此，在木薯葉資源化利用時(shí)必須考慮其生長(zhǎng)期。

2.3" β-胡蘿卜素

β-胡蘿卜素是維生素A的前體物質(zhì)。研究人員通過對(duì)缺乏維生素A的小鼠喂食木薯葉粉發(fā)現(xiàn)，木薯葉中的β-胡蘿卜素可以促進(jìn)大鼠生長(zhǎng)并防止維生素A缺乏癥狀［28］。但β-胡蘿卜素可能會(huì)與蛋白質(zhì)復(fù)合物或細(xì)胞器內(nèi)部結(jié)合，從而降低小鼠對(duì)類胡蘿卜素的吸收率。β-胡蘿卜素相關(guān)研究為木薯葉保健產(chǎn)品的研發(fā)提供了技術(shù)參考，但仍需要進(jìn)一步研究來解決吸收率降低的問題。

2.4" 酚類化合物

天然酚類化合物廣泛存在于各種植物中，具有抗氧化、抑菌、抗炎和抗肥胖等多種生物活性［29］。有研究發(fā)現(xiàn)，木薯葉中的游離多酚的抗氧化活性明顯優(yōu)于總多酚［30］。然而，木薯葉的游離多酚活性受到品種和成熟度的顯著影響。同時(shí)，在體外消化條件下，也會(huì)顯著影響木薯葉游離多酚的抗氧化效應(yīng)。因此，在考慮利用木薯葉多酚時(shí)，必須謹(jǐn)慎考慮生長(zhǎng)期的變化，并盡可能保留游離多酚以獲得更佳的抗氧化效果。

2.5" 功能性粗提物

除了上述的功能性物質(zhì)，近年來對(duì)木薯葉粗提物的活性功能也開展了研究。BOUKHERS等［31］研究發(fā)現(xiàn)木薯葉提取物對(duì)炎癥巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子具有濃度依賴性的抑制效應(yīng)，表現(xiàn)出抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)活性，有望降低非傳染性代謝疾病的發(fā)病率。木薯葉的乙醇提取物對(duì)臨床分離的表皮葡萄球菌和痤瘡丙酸桿菌表現(xiàn)出抗菌活性［32］，并能夠減少自由基活性，從而有望用于皮膚保護(hù)和修復(fù)［33］，這說明木薯葉可被用于開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的抗痤瘡草藥或皮膚修復(fù)產(chǎn)品。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明木薯葉中的活性成分豐富，可為木薯葉在保健和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

3" 木薯葉食用加工方式

由于木薯葉具有高營養(yǎng)價(jià)值和低生產(chǎn)成本特性，正日益受到世界各國的關(guān)注，尤其是在發(fā)展中國家。木薯葉在剛果地區(qū)蔬菜消費(fèi)中占比高達(dá)60％左右［34］。如表 5所示，根據(jù)其食品特性，木薯葉的用途可以分為以下幾類：烹飪調(diào)味類、主食佐餐類、腌制蔬菜類、休閑食品類和營養(yǎng)強(qiáng)化類。木薯葉在塞拉利昂、尼日利亞等地還用作主食和佐餐的調(diào)味菜肴。在拉丁美洲地區(qū)，木薯葉不僅作為烹飪?cè)希€在巴西等國被加工成休閑食品和食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑。在亞洲地區(qū)，木薯葉同樣有多種加工方式，如在印度尼西亞，木薯葉用于炒制、燉湯、制作沙拉，甚至用于餐后甜點(diǎn)。在中國，木薯葉已被開發(fā)成飲料和休閑膨化食品，并結(jié)合中國傳統(tǒng)工藝研發(fā)出木薯葉腌制菜。總而言之，木薯葉已經(jīng)成為許多國家的重要食品原料，并且其食品加工應(yīng)用呈多樣化趨勢(shì)。可見，木薯葉作為一種多功能的食品原料，具有廣泛的應(yīng)用前景，可為食品產(chǎn)業(yè)和人類健康提供有力支持。

4" 木薯葉食用的限制因素

盡管木薯葉富含營養(yǎng)，但在食品加工過程中需要注意木薯葉中存在的抗?fàn)I養(yǎng)成分［43］，如單寧酸、植酸、草酸鹽、氰化物等（表 6）。木薯葉中的單寧能與膳食蛋白質(zhì)形成復(fù)合物，從而降低人體對(duì)蛋白質(zhì)的消化率［44］。此外，木薯葉中的植酸和草酸能與礦物質(zhì)元素結(jié)合形成不溶性復(fù)合鹽，影響人體小腸對(duì)礦物質(zhì)的吸收和利用［43］。更為嚴(yán)重的是木薯葉中的氰化物是一種毒性物質(zhì)。木薯葉氰化物主要以三種形式存在：生氰糖苷（約95％ 亞麻苦苷和 5％百脈根苷）、氰醇和游離氰化物［45］。木薯葉組織細(xì)胞壁中含有亞麻酸酶、水解酶和羥基腈裂解酶，當(dāng)木薯葉細(xì)胞壁被破壞時(shí)（如切、砍、嚼、揉捻），就會(huì)釋放出這些酶來水解生氰糖苷，生氰糖苷被亞麻酸酶轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟呛颓璐迹璐祭^而被羥基腈裂解酶降解為氰化氫（HCN）和丙酮。木薯葉的毒性程度主要取決于HCN的生成量。 HCN能與人體內(nèi)細(xì)胞色素氧化酶中的三價(jià)鐵結(jié)合，阻止三價(jià)鐵還原，妨礙細(xì)胞正常呼吸，導(dǎo)致人體陷入缺氧狀態(tài)，表現(xiàn)為頭暈、頭痛、胃痛、虛弱、疲勞、惡心、嘔吐以及持續(xù)腹瀉等癥狀，甚至可能危及生命［46］。因此，在木薯葉的加工和烹飪中，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣頊p少HCN的含量，以確保食用安全。

5" 木薯葉脫氰技術(shù)

木薯葉在許多國家被視為食品原料，但是木薯葉中的氰化物所引發(fā)的食品安全隱患一直備受關(guān)注。因此，如何有效去除木薯葉中的氰化物至關(guān)重要，這將有助于確保木薯葉食用的安全性，還能提高其食用價(jià)值。

在早期，國家主要通過物理方法來脫除木薯葉中的氰化物，包括研磨、搗碎、煮沸和烹飪等方式。物理處理方法中，搗碎能夠促進(jìn)氰苷的快速分解，使其降低了63.0％～73.0％。同時(shí)，干燥和蒸煮方法能有效消除大部分氰苷，分別為74.1％～92.2％和1.1％～72.4％［47］，其中干燥法表現(xiàn)出較高的降解率。然而，這些方法也存在明顯的弊端——大量重要營養(yǎng)物質(zhì)的流失，例如維生素C在蒸煮超過10 min后含量下降了60.0％左右，超過30 min后蛋白質(zhì)含量減少了58.0％［48］。因此，對(duì)脫氰技術(shù)的要求是既能高效脫氰又能防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)流失，同時(shí)還需降低成本。

近年來，接種不同益生菌的發(fā)酵技術(shù)在減少抗?fàn)I養(yǎng)因子和改善木薯葉的營養(yǎng)成分方面發(fā)揮了重要作用（表7）。接種不同菌種和改善發(fā)酵條件，能產(chǎn)生特異性蛋白酶。這些發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酶具有水解活性，有助于分解抗?fàn)I養(yǎng)因子及其復(fù)合物，同時(shí)改善食品的風(fēng)味、提高消化率以及延長(zhǎng)食物的保存期，從而最大程度地減少采后因素引起的宏量和微量營養(yǎng)素?fù)p失。其中，植物乳桿菌和釀酒酵母對(duì)木薯葉氰化物降解能力較強(qiáng)，降解率最高可達(dá)97.17％［50］，其次是自然發(fā)酵，降解率最高能達(dá)到70.00％［52］。短乳桿菌對(duì)木薯葉氰化物降解作用較小［49］，這可能與C源和N源添加量有關(guān)（表 7）。綜上，尋找適合的微生物并確定最佳的發(fā)酵條件，可以顯著降低氰化物含量，同時(shí)增加營養(yǎng)價(jià)值，這對(duì)于木薯葉的食品加工和高附加值開發(fā)具有重要意義。

6nbsp; 結(jié)論與展望

本文全面探討了木薯葉的營養(yǎng)價(jià)值、潛在應(yīng)用以及相關(guān)的食品加工方式。根據(jù)現(xiàn)有研究，木薯葉富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素，可豐富營養(yǎng)來源。木薯葉中的抗氧化劑和抗炎性化合物對(duì)降低慢性疾病風(fēng)險(xiǎn)有積極作用，對(duì)人體健康有益。這為將木薯葉用作有益的膳食補(bǔ)充品和功能性食品提供可靠的科學(xué)依據(jù)。此外，微生物發(fā)酵技術(shù)的不斷進(jìn)步，加速了木薯葉在食品加工中的應(yīng)用，這一領(lǐng)域值得未來進(jìn)一步探索。

然而，目前木薯葉研究仍然受制于傳統(tǒng)的食用方式和落后的深加工技術(shù)，導(dǎo)致高附加值開發(fā)受限、市場(chǎng)價(jià)值有限。未來的研究方向應(yīng)包括深入分析木薯葉中的生物活性成分、改進(jìn)食品加工技術(shù)和研發(fā)更為高效的脫氰技術(shù)。此外， 建立完善的木薯葉相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系和進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估將有助于推動(dòng)木薯葉食品化利用的科普和推廣工作。

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Edible value and processing method of cassava leaves

ZHANG Jinquan1，2， WANG Qinfei1， YU Houmei1， LIN Liming1， SONG Yong2， ZHANG Zhenwen1

（1.Tropical Crops Genetic Resources Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571101，China; 2.College of Horticulture， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410000， China）

Abstract：

In recent years， cassava leaves as a potential food resource has received increasing attention. Cassava leaves are not only rich in protein， vitamins and minerals， but also have potential health functions. The products with cassava leaves as raw materials such as pickled vegetables， biscuits and drinks have been deve-loped. In cassava leaf food processing， the problem of anti-nutrient factors such as cyanide needs to be solved. Microbial fermentation technology has been shown to reduce these anti-nutrient factors while improving the nutritional value of cassava leaf. In short， as a multi-functional food raw material， cassava leaves have a wide range of application prospects， can increase food diversity， improve human diet structure， and promote sustainable use of resources and food production.

Key words：

cassava leaf; edible value; nutrition; health care function; processing method

（責(zé)任編輯：曹文磊）