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沈阳师范大学粮食学院杨庆余教授等/马铃薯食品研究进展

沈阳师范大学粮食学院杨庆余教授等/马铃薯食品研究进展 食品工业科技编辑部
2024-04-24
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导读:马铃薯食品研究进展沈阳师范大学粮食学院杨庆余教授等从营养成分、功能特性和马铃薯食品三个方面对我国马铃薯食品进行综述。


马铃薯食品研究进展

沈阳师范大学粮食学院杨庆余教授等从马铃薯营养成分、功能特性和马铃薯食品三个方面对我国马铃薯食品研究进行阐述,总结归纳了国内外相关学者关于马铃薯食品研究与应用现状,以期为马铃薯的综合利用提供理论参考和技术支撑。


研究背景

图片来源于图司机

马铃薯<<<<

2015年1月,农业部正式启动马铃薯主粮化战略,将马铃薯作为我国第四大主粮进行推广,把马铃薯加工成符合国人消费习惯的馒头、面包、面条等食品。

虽然十三五以来国内相关学者研究了上百种马铃薯产品,但由于马铃薯主粮产业化战略时间较短,主食产品发展尚未成熟,生产规模小,市场覆盖率不高,消费者对马铃薯主食产品消费认知、购买行为的意识还需进一步提升。据统计,我国消费者对马铃薯主食的营养及其健康功效认知参差不齐,甚至存有误解,七成以上的受访者有购买过马铃薯主食的经历,但并没有将其作为一日三餐主要的主食选择。

目的意义<<<<

推进马铃薯主粮化发展的根本是需转变我国居民的饮食观念,让消费者正确认知马铃薯营养成分、功能特性、主食食品膳食结构等相关概念,让马铃薯食品融入消费者生活,提高其市场覆盖率,从而推动马铃薯食品产业稳步发展,将马铃薯打造成为种植范围广、加工用途多样、产品种类丰富的餐桌主食。



研究内容


马铃薯营养价值

马铃薯属茄科,又名洋芋、土豆等,作为仅次于小麦、稻谷和玉米的全球第四大重要的粮食作物,营养十分全面,将马铃薯制成主食食品,可以作为从膳食结构上改善人们身体素质的重要举措。不同品种的马铃薯其营养成分也具有一定的差异,可根据马铃薯食品的制作特点,选育马铃薯主粮化加工的适宜品种。

马铃薯块茎的营养成分

马铃薯块茎中蛋白质属于完全蛋白质,富含人体所需的18种氨基酸,其中必需氨基酸含量占氨基酸总量的47.9%,氨基酸组成接近于 FAO/WHO模式。马铃薯作为维生素含量最全面的粮食作物,富含多种维生素,包括维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、维生素pp、维生素E、维生素M等。马铃薯中还含有多种矿物质,如钾、镁、钠、磷等元素,与小麦、稻米、玉米营养成分对比如表2所示。马铃薯营养成分均衡,与小麦、稻米、玉米相比具有明显优势。

马铃薯皮、渣的营养成分

马铃薯皮、渣作为马铃薯加工副产物,可用于膳食纤维、果胶、多酚等成分的提取,具有一定的加工适应性。马铃薯皮中酚类物质含量高于马铃薯其他组织部位,多为酚酸和花青素,可作为天然的抗氧化剂来源。马铃薯皮、渣中含有丰富膳食纤维,膳食纤维是一种多糖,可在消化过程中吸水膨胀形成高粘度的溶胶或凝胶,降低葡萄糖扩散速率,抑制α-淀粉酶的活性,进而延缓人体血糖升高速率。


彩色马铃薯的营养成分

薯肉呈红、紫、黑等颜色的马铃薯,统称为彩薯。彩薯除了具有普通马铃薯的营养成分外,还含有丰富的花色苷。因彩薯中花色苷丰富,且产量高、成本低,故可将彩薯作为一种抗氧化剂和天然色素的来源。彩色马铃薯中的赖氨酸(Lys)和缬氨酸(Val)含量都较高,可以与谷类混合食用,弥补谷类氨基酸不足,丰富食品中的氨基酸,从而有效提高制品的营养价值。


马铃薯营养功能特性

马铃薯营养丰富,并具有低脂、低碳水化合物的特点,常作为减肥人群的首选主食,不但可满足人体对能量的需求,而且可以丰富膳食结构,其中含有的丰富的营养素,赋予了马铃薯优良的营养功能特性。

抗氧化性

马铃薯含有大量的抗氧化活性物质,包括多酚,维他命和类胡萝卜素等,马铃薯中的花青素也是天然的抗氧化剂,能够清除体内的自由基,起到抗衰老的作用。花青素还可和马铃薯块茎中的其他抗氧化物质产生协同作用,使马铃薯的总抗氧化能力进一步加强。


抗消化性

马铃薯中的淀粉能够使人产生饱腹感,能够供给人体能量、减少脂肪摄入,起到减肥瘦身功效。新鲜的马铃薯中含有RS2型抗性淀粉,食用抗性淀粉能够延缓胃排空、降低食欲。马铃薯中的膳食纤维也可以帮助抗性淀粉抵抗酶消化,延缓淀粉在人体内的消化吸收。将马铃薯添加到馒头、面条等主食中,可增加其抗消化特性,降低食物的升糖指数(Glycemic Index,GI),食用低GI食物,可避免血糖大幅度波动,对糖尿病人、减肥人群都十分有利。


抗菌性

酚酸是马铃薯中的主要酚类化合物,赋予了马铃薯良好的抗菌特性。马铃薯皮中90%的酚类化合物由绿原酸组成,其水解为奎宁酸和咖啡酸,可表现出明显的抗菌活性。马铃薯中的花青素也具有较好的抗菌作用。


其他

马铃薯中的膳食纤维,不仅可以预防便秘、提高机体免疫力,同时能够促进胆固醇快速排泄,还能够降低癌症、糖尿病以及心脑血管等疾病的发病风险。此外,马铃薯中含有的钾离子和粘体蛋白质,可预防肝、肾中缔结组织萎缩,具有维持人体血液稳定、保持血管弹性的功效,同时可预防心血管疾病,减少中风的危险。


马铃薯食品

自“十三五”主粮化战略实施以来,各种马铃薯食品开始风靡,以添加了马铃薯全粉的馒头、面条、面包为代表的第一批马铃薯主食开始面向市场,同时还发展了工业原料、化妆品等新型产品。

传统马铃薯食品

马铃薯全粉。马铃薯全粉是一种优质的食品加工原辅料,可直接制作成薯饼、薯条、薯泥等休闲食品,也可与小麦粉复配用于生产马铃薯面包、马铃薯馒头、马铃薯面条等主食产品。目前市面上应用最为广泛的马铃薯全粉主要包括马铃薯颗粒全粉和马铃薯雪花粉以及马铃薯生全粉。

马铃薯淀粉。马铃薯淀粉添加到糖果、药片中可增加体积,延长产品保质期。将马铃薯淀粉添加至发酵乳中,可显著增加发酵乳的稠度和稳定性,同时还可保护发酵乳中的益生菌,提升发酵乳的益生功能性。马铃薯淀粉中支链淀粉的含量高达79%以上,具有一定的黏度和弹性,可以增加面团的韧性。也可将马铃薯淀粉加工成马铃薯变性淀粉,添加到哈尔滨红肠中,可以改善红肠的硬度、弹性和咀嚼性。

营养功能型马铃薯食品

作为抗性淀粉补充剂。用马铃薯泥代替马铃薯全粉制备馒头不仅可以降低馒头的GI 值,也降低了马铃薯馒头能源消耗和成本,达到节能、经济的目的。

作为氨基酸补充剂。马铃薯全粉面包中必需氨基酸总量高于比普通面粉面包,其中马铃薯全粉面包异亮氨酸和赖氨酸含量明显增多,赖氨酸对调节人体免疫力具有重要作用。

作为膳食纤维补充剂。马铃薯皮、渣是马铃薯加工副产物,含有大量的膳食纤维,可利用价值高。

无麸质产品。马铃薯对麸质不耐受或小麦敏感的人非常有利。无麸质马铃薯曲奇、无麸质马铃薯意面、无麸质无过敏玉米马铃薯营养面条也相继问世,此类产品不仅适合普通人群食用,更适用于乳糜泻或谷蛋白敏感人群,有助于降低血浆胆固醇和甘油三酯浓度,减少脂肪在人体内的积累。


新兴马铃薯食品

马铃薯重组米。马铃薯营养全面,将马铃薯全粉与碎米利用挤压膨化技术制备马铃薯重组米,不仅可以弥补普通大米的营养缺陷,提高碎米的附加值,同时带动马铃薯消费,丰富马铃薯食品种类。

马铃薯3D打印食品。中国农业科学院农产品加工研究所研发的“马铃薯主粮化精准营养 3D食品打印技术”可根据食材原料特征和色香味形质的食品要求,逐行逐层打印出事先设计的食品形状,以马铃薯全粉、小麦粉等粉浆状物料为原料,打印出个性化精准营养食品,为开启定制健康产品提供了新的方向。

马铃薯汁。近几年被广泛应用于临床试验中。发现马铃薯汁中的蛋白浓缩物对胃癌细胞、结肠癌细胞均有抑制增殖作用;对提升白细胞具有明显效果,且对肿瘤细胞有抑制作用。

其他。目前已研发马铃薯营养早餐粥、马铃薯谷物代餐粉、马铃薯方便面、马铃薯煎饼、马铃薯披萨饼,以及具有地域特色的马铃薯热干面、马铃薯米粉、马铃薯饸饹及麻食等。马铃薯不仅可应用于食品行业,还可制成马铃薯面膜,具有美白淡斑、抗氧化等功效。



展 望

马铃薯膳食均衡、营养丰富,种植面积广泛、产量高,而且具有良好的加工性能与宏观经济效益。将马铃薯加工成主食产品、方便食品、半成品,有利于改善和丰富人们的膳食结构,促进均衡营养和健康消费。

马铃薯主粮化食品的研究已然成为热点,促进马铃薯新食品发展,可以提高马铃薯附加值,扩大马铃薯食品消费量,对马铃薯主粮化战略的推进具有重要作用。但是,国人从了解马铃薯主粮化到熟知马铃薯食品,再到认可马铃薯食品需要一个发展过程。

在未来的研究中,不仅要注重于新产品种类的开发,也要根据现有大众消费产品和习惯,优化完善加工生产技术,提升马铃薯食品的感官评价,降低马铃薯制品生产成本,提高消费者接受度,使马铃薯食品真正地融入到百姓生活中,成为餐桌上必不可少的产品。



作者简介

杨庆余,研究方向主要围绕功能型全谷物食品研发、杂豆精深加工及营养学评价、食品3D打印材料研发、植物基食品开发利用与营养构效机制研究等。在Ultrasonics Sonochemistry、ACS Sustainable Chemistry&Engineering、Food Hydrocolloids和Carbohydrate Polymers等多个国内外期刊发表论文60余篇,其中SCI收录15篇,申请专利30余项,其中授权美国专利1项,授权欧洲专利1项,研究成果被国内外著名学术刊物所引用。近年来,主持或参加国家重点研发计划、国家自然基金面上项目、省市级项目等各级科研课题10余项。作为主要完成人获得多项国家级省部级奖励近10项。2018年,入选辽宁省首批“兴辽英才计划”青年拔尖人才。2019年,入选沈阳师范大学百人计划“拔尖人才”。2020年,荣获中国粮油学会“青年科技奖”和沈阳市“拔尖人才”称号。





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