食叶草的营养价值及开发前景

2023-03-21 13:31王晓杰郑明明周裔彬
食品与机械 2023年2期
关键词:叶草食品含量

王晓杰 刘 抗 张 丽 郑明明 周裔彬

(1. 安徽农业大学茶与食品科技学院,安徽 合肥 230000;2. 安徽农业大学食品加工研究院,安徽 合肥 230000;3. 安徽省农产品加工工程实验室,安徽 合肥 230000;4. 安徽省粮食行业协会,安徽 合肥 230000)

植物蛋白是中国居民膳食蛋白的主要来源[1],机体摄入植物蛋白不仅有利于均衡营养、促进身体健康,还可以减少碳排放量、保护环境。然而,中国植物蛋白资源比较匮乏,每年需要从国外进口约1亿t大豆。因此,开发新型植物蛋白资源意义重大。

食叶草又名食叶菜,是中国科研人员自主研发的植物新品种。食叶草的母本鲁梅克斯K-1具有粗蛋白含量高、耐干旱、耐盐碱的优点[2],父本巴天酸模具有分布广、耐严寒、环境适应性强的特点[3]。食叶草成功继承了亲本耐盐碱,耐寒抗旱的优点,可以在东北、西北、川藏等极端恶劣环境下生存[4]。目前,食叶草正在向全国各地推广,已经种植于北京、天津、山东、山西、浙江、江苏、湖南、湖北、广东、广西等地区,食叶草产量高,北方地区年产量可达300 t/hm2,南方地区因气候温和、雨水量大,年产量可达525 t/hm2。因符合中国《新食品原料安全性审查管理办法》[5]的规定,且2021年通过安全性评估,食叶草被国家卫生健康委员会认定为新食品原料,按照中国叶菜类蔬菜的标准执行[6]。

食叶草是一种具有巨大开发价值的新植物蛋白来源。文章拟分析食叶草的安全性及其作为新食品原料的优势,并对食叶草在食品中的应用现状进行概述,以期为食叶草的开发与利用提供依据。

1 食叶草的安全性

1.1 成分分析

通过将食叶草中的成分与其他食物进行对比可以发现,其蛋白质含量高达35.8 g/100 g,是大米的2.94倍;膳食纤维含量达到25.6 g/100 g,是玉米的2.37倍;维生素C含量可达608 mg/100 g,是西兰花的7.41倍;钠含量达到了43.6 mg/100 g,是麦子的13.21倍;钾含量高达2 805 mg/100 g,是菠菜的9.02倍;镁含量可达456 mg/100 g,是菠菜的7.86倍;锌含量达到了35 mg/100 g,是牛肝的2.92倍[7]。食叶草含有蒽醌[8],总量约为1.29 mg/100 g。蒽醌不属于食叶草中的营养成分,摄入量超标对动物内脏具有一定的毒性[9]。楼敏涵等[10]对食叶草中蒽醌的安全性进行了评估,如果按成人体重60 kg、日摄入量50 g计算,摄入的蒽醌量为0.011 mg/kg BW,远小于其对人体的有害作用剂量(0.157 mg/kg BW)。研究[11]表明,蒽醌能够有效地抑制黑色素瘤、淋巴肉瘤、乳腺癌及艾氏腹水癌。因此,食用食叶草,或将食叶草作为食品添加剂应用到产品开发,可以预防上述疾病的发生。还有研究发现,菠菜[12]、马齿苋[13]、苋菜[14]中草酸含量分别为0.61,1.46,1.14 g/100 g。而食叶草中草酸含量为0.32 g/100 g,低于上述常见蔬菜,说明食叶草中的草酸含量在可接受范围内,摄入食叶草中的草酸对人体造成不适的可能性较低,将食叶草开发成食品,更容易被消费者接受和认可。

1.2 卫生学检验

如表1所示,食叶草中的重金属砷、铅、汞和镉含量较低,符合GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》的规定要求。农药残留均未检出,符合GB 2763—2016《食品安全国家标准 食品中最大农药残留限量》的要求。

表1 食叶草中重金属和农药残留量[10]

1.3 毒理学试验

为进一步研究食叶草的安全性,楼敏涵等[15]进行了相关毒理学试验。急性经口毒性试验、90 d经口毒性试验、三项遗传毒性试验以及致畸试验结果表明,与对照组相比,试验鼠均未出现异常现象。综上所述,中国成人(不包括孕妇及乳母)每日食叶草的摄入量在50 g以下,对人体健康造成危害的风险较低。

1.4 食用安全性

酸模属植物历史悠久,早在亨利八世时期,人们就已经将其叶子作为蔬菜食用。在西班牙、葡萄牙等地区,其茎叶常被用来制作沙拉、配菜[16]。在马其顿地区,酸模属植物常被用作食物馅料食用[17]。食用方法多为凉拌、烹炒或加工成米、面制食品等,且未见因食用食叶草引起不良反应的报告[10]。

2 作为新食品原料的优势

2.1 易种植

食叶草耐寒抗旱,成年株可在-40 ℃的低温环境顺利越冬,其根系深达1 m左右,在干旱地区仍能生长。食叶草耐盐碱,种子即使在重度的盐碱环境下,也能萌发生芽[4]。而且食叶草还可以优化土地资源,能够有效地增加植被覆盖率,起到减少水土流失的作用[18]。

2.2 高产量

与传统粮食作物相比,食叶草作为粮食新资源具有更高的产量。研究[19]发现,麦子的年产量在3 750~6 750 kg/hm2,玉米的年产量在5 250~7 500 kg/hm2,大米的年产量在7 500~15 000 kg/hm2,而食叶草的年产量可以达到300 t/hm2以上,分别约是麦子的44~80倍,玉米的40~57倍,大米的20~40倍。

2.3 高营养

食叶草不仅产量高,而且营养价值丰富。与传统粮食作物相比,每100 g食叶草中的蛋白质含量约是麦子的3.0倍,玉米的4.1倍,大米的2.8倍;钙含量约是麦子的20.1倍,玉米的48.8倍,大米的85.4倍[19]。此外,食叶草中的钾、铁、锌、硒、胡萝卜素、维生素等含量也显著高于麦子、玉米、大米等传统粮食作物。

2.4 易加工

新鲜食叶草含水率高[20],晒干、打磨成粉后就可以用于加工成各种食品。传统的粮食作物,例如麦子和大米,大米需要经过去壳处理,玉米需要经过剥落处理。相比之下,作为新食品原料,食叶草具有易加工的优势。

3 营养成分及健康功效

3.1 蛋白质

食叶草中的蛋白质含量高、氨基酸种类齐全。食叶草中的蛋白质含量高达35%以上,是小麦中蛋白含量的3.08倍[19]。食叶草中的氨基酸总量可达35.4%,包含8种人体必需氨基酸。食叶草中的蛋白质和氨基酸对调节新陈代谢、增强人体免疫力有重要作用[21]。此外,蛋白质还能够起到修复受损组织,维持血浆渗透压等功效。因此,可以利用食叶草富含蛋白质和多种氨基酸这一特点,开发出具有保健功效的食叶草相关食品。

3.2 矿物质

据文献报道,每100 g食叶草中含有钾2 805 mg,钙683.0 mg,镁456 mg,铁37.5 mg,锌35.0 mg,硒0.1 mg,还含有丰富的钠、磷、锰等矿物质元素[19];每100 g苋菜中钙含量约178 mg,铁含量约2.9 mg[7];每100 g菠菜中钾含量约311 mg,镁含量约58 mg[7]。对比发现,食叶草中矿物质种类较齐全,且含量远高于苋菜和菠菜。矿物质元素具有多种生理功能和健康功效,如钙、磷、镁是构成骨髓和牙齿的主要成分;钾、钠可以维持细胞液的渗透压;铁可以合成血红蛋白预防贫血[22]。因此,食叶草是一种矿物质丰富的新食品原料,可以用于功能性食品的开发。

3.3 维生素

食叶草富含维生素,其中维生素C约608 mg/100 g,维生素B1约0.112 mg/100 g,维生素E约0.983 mg/100 g,维生素B2约0.053 mg/100 g[19]。维生素C能够防治坏血病和骨质疏松症,每100 g西兰花中的维生素C含量高达110 mg,是西红柿的5倍,却远远低于食叶草中的维生素C含量[7]。因此,食叶草能够更好地满足人体对维生素C的需求。此外,维生素B1能够防治脚气病,可以起到调节机体内糖代谢、促进胃肠道功能和维持神经系统稳定的作用;维生素B2是构成黄素酶的辅酶,能够预防和治疗口角炎、结膜炎,且参与机体内的氧化反应和电子传递系统。由此可见,食用食叶草对加强人体营养,促进人体健康具有重要意义。

3.4 生物活性物质

酚类物质、黄酮类物质是食叶草中重要的活性成分,与抗氧化活性和降血糖活性密切相关[23]。据测定[24],食叶草中的总酚、总黄酮含量分别为11.35 mg GAE/g、3.56 mg RE/g。此外,食叶草中还含有胡萝卜素、叶绿素、超氧化物歧化酶(SOD)等。其中,胡萝卜素可以起到抗氧化、抗衰老、美容养颜等功效[25];叶绿素能维持酶的活性,可以起到抵抗疾病、强身健体的作用;多酚具有抗氧化作用,能够预防肥胖、癌症、心血管疾病[26];SOD具有抗辐射、消除自由基的影响、延长人体寿命等功能[27]。

3.5 膳食纤维

食叶草中的膳食纤维可以达到25.6 g/100 g[19],膳食纤维能够促进胃肠道蠕动,预防肠癌。膳食纤维可以作用于脂肪,能够有效地分解脂肪,促进胃肠道消化,有助于预防肥胖。此外,膳食纤维还可以起到预防“三高”和心脑血管疾病的功效。

综上所述,食叶草营养全面均衡,对促进国民健康,增强国民体质具有重要的战略意义。此外,食叶草产量高,且能够适应中国绝大多数的自然环境,可以在沙漠、高原和盐碱地生存,有望成为战略储粮。

4 食叶草的开发应用现状

4.1 米、面制食品

相对于大米、小麦和玉米这些传统的粮食作物,食叶草含有更加丰富的矿物质元素,以食叶草为原料生产加工成米、面等主食,能够发挥出其营养价值。将食叶草制成草汁,混合马铃薯全粉和大米粉,制备出的食叶草养生大米不仅营养丰富,而且可用于预防疾病。这是因为其具有低糖、低淀粉、营养较寻常大米更全面等特点,所以非常适合三高人群以及糖尿病人食用。杨秀丽等[28]将食叶草粉混合木薯粉、大米粉、绿豆粉等材料,经过膨化挤压、冷却干燥、筛选包装等工艺处理,可以开发出食叶草人造营养大米,该产品品质细腻,营养丰富。此外,利用该大米所做出的米饭味香,可以增强人们的食欲,促进生长发育。食叶草浆混合淀粉等材料,可以制备出粉条,利用食叶草中植物胶原蛋白代替明矾及其他增筋剂,不仅能够有效地降低生产成本,还可以降低由明矾及其他增筋剂混入食品中对人体带来的危害。利用食叶草中的植物胶原蛋白,研制出粉体食叶草植物蛋白增筋剂,该增筋剂具有加工便捷、性能优越、产品安全等优点,可以用于面点食品的开发。将食叶草研磨成食叶草汁,混合马铃薯全粉、小麦粉等材料,可以开发出食叶草养生面点。通过将食叶草和马铃薯这两种物质有机合成,开发出的食叶草马铃薯粮食,可以用来做馒头、挂面、面包等主粮食品。何石明等[29]将食叶草打出浆,混合葛根粉、小麦粉等材料,开发出具有降低血糖、预防糖尿病等功效的食叶草面条。柏绿山等[30]发现,以食叶草为原材料制备出的食叶草面食品具有保健和营养作用,与何石明等[29]的研究结果相吻合。研究[31]发现,样品对α-葡萄糖苷酶活性抑制率的高低可以用来表示其降血糖能力大小。人体中的二糖能够被α-葡萄糖苷酶水解为葡萄糖,抑制其活性可延缓肠道对葡萄糖的吸收,从而降低餐后血糖水平,达到控制Ⅱ型糖尿病的效果[32]。将食叶草与桑叶进行对比发现,质量浓度为2 mg/mL的食叶草提取物对α-葡萄糖苷酶活性的抑制效果与质量浓度为125 mg/mL的桑叶提取物相当[33],由此可见,食叶草具有更强的降血糖功效。

4.2 植物蛋白饮品

食叶草因其具有蛋白含量高的特点,被誉为“蛋白草”,将食叶草应用于植物蛋白饮品的开发,具有广泛的应用前景。柏绿山等[34]以食叶草为原料,将样品进行晾晒处理,在100~150 ℃下杀青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,可以制备出食叶草功能性茶饮料。混合食叶草粉、人参粉、甜味素等材料,可以研制出一种具有补肾、健脾、提高人体免疫力等功效的植物源食叶草复方固体饮料。此外,还可以利用食叶草来代替动物奶及其他植物做成饮料,长期饮用该饮料可以起到调节新陈代谢、维持身体健康的作用。柏绿山等[35]以食叶草浆液为原料,混合天然多糖悬浮剂、保鲜剂等材料,可以开发出成本低、营养丰富的食叶草植物奶。将食叶草汁混合木糖醇、纯化水及调味料,制备食叶草养生奶。该产品不仅营养丰富,而且能有效地避免由动物源乳所引起的乳糖不耐受等问题[36]。由于食叶草色素含量较高,且制成的植物饮料含有一定程度的草腥味,如何解决色素和草腥味是值得思考的问题。考虑到食叶草饮品的安全性,可以使用食品级的活性炭来达到清除色素和异味的目的。目前,常用的食品级活性炭多以竹炭、赤松炭、椰壳活性炭为主,其比表面积较大、吸附能力较强。

4.3 保健产品

食叶草中含有丰富的多酚、叶绿素、胡萝卜素、SOD等生物活性物质,可以通过分离、提取这些活性物质,用于保健产品的开发。以食叶草为原料研制出食叶草保健口服液和胶囊,可以起到抗氧化、美容养颜、降低血糖血压的作用。食叶草混合甘草、乙基麦芽粉等材料,进行制丝卷烟处理,可以制备出食叶草保健香烟。由于该香烟不含尼古丁,能够有效地避免人体产生尼古丁戒断综合征,可以有效地促进吸烟人群的身心健康。此外,该保健香烟富含叶绿素、绿原酸等有益物质,可以起到健肺养肺、预防疾病的功效[37]。朴美子等[38]以食叶草提取物为原料代替昂贵的中药材,制备出拮抗内毒素的保健药物,不仅降低了生产成本,也为食叶草在保健品领域的实际运用提供了科学依据。以食叶草粉为原料,混合人参粉、硬脂酸镁等材料,通过干燥、压片、灭菌等工艺,可以制备出具有保健功效的食叶草复方片剂[39]。以食叶草粉为原料,利用神花草独特的黏性,制备出食叶草营养含片,实现了产品的定型。由于没有使用任何黏结剂,不仅可以降低生产成本,还能够避免由于使用黏结剂而给人体带来的危害,该含片携带方便,适合人们食用[40]。

5 开发前景

食叶草作为新食品原料应用于食品领域,有利于增强人体免疫力,提高国民健康水平,同时也符合国家“健康中国2030”的发展理念[41]。食叶草产量高,能够以草代粮,缓解粮食短缺的危机。食叶草中含有草酸,适口性较差,之前常作为牧草、饲料来使用。因此,研究脱除或降低食叶草草酸含量的技术,可改善食叶草的适口性,提高其产品品质。目前,食叶草的开发利用还处于起步阶段,市场上主要以鲜草或烘干初加工产品为主。食叶草中蛋白含量高,采用碱溶酸沉、盐析、酶解等技术分离纯化获得食叶草蛋白,并研究其理化、结构及功能特性,是食叶草蛋白在食品中高值化利用的基础。未来应该充分发挥食叶草产量高、营养丰富的优势,对食叶草资源进行精深加工,围绕其营养功效成分开展基础研究,开发系列功能性食品,实现食叶草的全价利用,推动食叶草产业高质量发展。

猜你喜欢
叶草食品含量
濒危珍稀野生植物独叶草的应用价值及保护措施
国外如何进行食品安全监管
压滤后盐泥中的盐含量和水含量
HPLC法同时测定蓝桉果实中两种marocarpal型成分含量
花光卉影
芪红水煎剂化学成分的HPLC-FT-ICR-MS快速表征与HPLC多成分的含量测定
食品造假必严惩
竟然被“健康食品”调戏了这么多年
20CrNi2Mo钢中的Al含量控制
“世珍国宝”独叶草