云南紫薯产业及开发潜力_赵蓓蕾.pdf

31202302产业发展云南紫薯产业及开发潜力*赵蓓蕾1，杨万林2*，王 颖2，徐宁生2，张 磊2，谢家华3，康桂辉3，梁文静3（1.云南省科普资源信息中心，云南 昆明 650021；2.云南省农业科学院经济作物研究所，云南 昆明 650205；3.建水县农业技术推广所，云南 建水 654300）云南已经发展成为全国第二大紫薯产区，并成为新兴的高原特色产业之一。文章介绍了紫薯的营养价值、药用保健功能和食用安全性，阐述了云南紫薯产业发展概况、研究进展、在乡村振兴中的带动作用，论述了云南紫薯产业开发利用潜力及方向，提出应该从色素加工、食品加工、功能产品开发3个方向推进高原紫薯的产业升级和提质增效。以期为云南省紫薯的持续发展、合理利用和深度开发提供参考。富含花青素的甘薯块根肉色为紫色或紫黑色，被称为紫薯，在云贵高原被称为山芋、沙莜、苕等。因薯肉中的部分功能活性物质的种类和含量差异，肉色呈白色、黄色、橘红色、紫色等不同颜色。云南地处云贵高原核心区，独有的立体气候、土壤环境和独特的种植生产方式，使多数农产品具有更加丰富的营养特征和特点。紫薯不仅具备一般甘薯的营养价值，还具有其他甘薯所没有的保健功能，在食品、轻工、医药等领域中均有广泛应用。但因其薯肉紫色极深，常被与转基因的不当宣传联系在一起。因此，有必要对其营养价值、安全性，以及产业状况和开发利用潜力进行梳理，引导对紫薯的正确认识和合理利用，促进红土高原紫薯产业的发展。一、紫薯的营养价值（一）营养组成紫薯是甘薯的一个品类，块根富含淀粉，主要营养组成与普通甘薯相似。紫薯新鲜块根中含有60%80%的水分、10%30%的淀粉、5%15%的糖分和少量蛋白质、油脂、纤维素、半纤维素、果胶、矿物质、灰分、丰富的维生素及大量的花青素等1。以干物质计，粗淀粉含量37%78%、粗蛋白含量2.2%12.2%、可溶性糖含量1.7%36.0%，每100 g鲜薯胡萝卜素含量最高达20.81 mg。除以上营养成分，紫薯还含有糖蛋白、脱氢表雄酮（DHEA）、多酚类化合物等多种活性成分。花青素是紫薯中最主要的特征成分和功能活性物质。随花青素含量的不同，薯肉呈现出由浅紫至深紫、紫黑的颜色变化。紫薯中的花青素含量显著高于其他肉色的甘薯。（二）药用保健功能本草纲目记载，甘薯性味甘平、无毒，有健脾、养心神、益气力、活血化瘀、清热解毒、通乳汁、消疮肿之功效。首先，与普通食物多为酸性物质不同，紫薯是典型的高碱性食物，人体摄入后，能中和摄入其他食物所产生的酸性物质，适量食用可以调节体内酸碱平衡。其次，紫薯中多种矿质元素高于其他食物，可发挥多种养生和药理作用。钾、钙含量远高于香蕉等农产品，富含丰富的铁、锌、硒等微量元素。云贵高原的红壤土的铁含量较高，生产出的紫薯铁含量远高于其他地区。硒和铁是人体抗疲劳的基本要素，对抗衰老、补血具有良好的保健功能。紫薯中的活性硒是可以被人体和动物直接吸收利用的主要硒源，能有效修复血清心肌，增强免疫力，预防胃癌、肝癌和其他疾病。紫薯膳食纤维高于主要谷物，食用后起到清理肠胃和改善消化道环境的作用。紫薯花青素是黄酮多酚类化合物的一种，不仅可清除体内自由基达到良好的抗氧化效果，还具有名言我年轻时注意到，我每做十件事有九件不成功，于是我就十倍地去努力干下去。萧伯纳*基金项目：创新引导与科技型企业培育计划（202204BP090004）；云南省高层次人才培养支持计划（YNWE-QNBJ-2020-201）；文山州院士专家工作站(2021)*通信作者32202302产业发展农事百科为保证幼苗有足够的生长空间和营养面积，应及时疏苗，使苗间空气流通、日照充足。护肝、抗肿瘤、降血糖、抑制肥胖、预防和治疗心血管疾病、双向调节微生物等多种营养、药理及保健作用。可通过血脑屏障清除自由基，保护大脑组织，抵抗抗生素的毒副作用，被广泛的应用于制药、医疗、保健和食品中。除此之外，紫薯中还富含黏液蛋白、脱氢表雄酮（DHEA）等多种活性物质。日本科学家发现紫薯中含有丰富的黏液蛋白，对人体有着特殊的保护作用，能保持人体心血管壁的弹性，阻止动脉粥样硬化，减少皮下脂肪，防止肝肾中结缔组织萎缩，提高机体的免疫能力。美国费城医学院的生物化学家阿塞唯兹教授从甘薯中分离出一种名为“脱氢表雄酮（DHEA）”的活性物质，可以预防结肠癌和乳腺癌。日本许多专家和机构也通过不同的实验证实甘薯具有极高的抗癌效果，甘薯的防癌效果位于40余种防癌蔬菜的首位，是抗癌之王。（三）食用安全性目前我国尚无转基因甘薯种植生产和加工应用，因此在国内推广应用的紫薯均为非转基因品种。另外，甘薯还是环境友好的低碳作物，对水肥、农药的需求非常低，对环境的适应非常强，具有超高产、适应广、抗旱耐瘠薄的特性。国家甘薯产业技术体系对各地土壤重金属污染点位采集的1 411份资源进行检测后发现，只有极个别薯块样品对镉、铅、铝超标，对铅、铝、镉等重金属的富集能力和残留水平远远低于稻米、小麦、玉米等主要粮食作物，是环境友好、耐污染，较安全的农产品。此外，人类对紫薯长期食用的历史也证明，紫薯作为人类的主要食物之一，具有很高的食用安全性，膳食风险极低。二、云南紫薯产业现状（一）发展概况紫薯喜光喜温不耐寒，耐阴耐旱耐瘠薄，非常适合云贵高原的气候环境生长，在云南山区有广泛的分布和大面积的种植。据国家甘薯产业技术体系2019年抽样调查数据分析，云南紫薯面积2.39万hm2，占全国紫薯总面积的12.89%，是全国第二大紫薯产区。已经形成了以滇南、滇东南为主的紫薯种植优势区，并逐渐向全省各地辐射；紫甘薯种植面积占全省的17.91%，占比高于国内主要甘薯产区，远远高于全国7.65%的占比。云南省是云贵红土高原的核心区域，具有高海拔、高温差、强光照、强紫外线和多种生态同时并存的独特环境，通过在此独特环境、土壤中较长时间的生长和营养积累，紫薯的干物质、花青素、多酚等物质积累多，次生代谢物质丰富、品质好，得到了国内同行业的广泛认可，是国内不可多得的优质原料，已成为多家优质食品企业的首选。在加工利用方面，有色素加工、紫薯泥、紫薯全粉、冻紫薯，以及各类以紫薯为原料的紫薯制品。国内外较为有名的徐紫薯3号、济黑2号等品种在云南省都有较大面积的种植。“十四五”重点推广的优质紫薯新品种徐紫8号也逐渐在省内得到推广和应用。（二）云南紫薯的研究21世纪初期，云南农业大学从日本引入一批紫薯资源，选育出“滇紫甘薯112”等紫薯品种。2020年，云南省农业科学院经济作物研究所将甘薯研究列入“十四五科技事业发展规划”，将甘薯作为新生长点进行重点培育，使云南省甘薯研究站在了更高的起点。并采用“大小捆绑”的方式，依托全产业链布局马铃薯创新团队，组建了低纬高原甘薯研究团队，全方位开展资源收集、杂交育种、核心种苗库及育苗体系、绿色技术等的创新工作。通过与国内甘薯顶级科研机构中国农业科学院甘薯研究所建立全面的科研合作关系，开展了骨干亲本资源的生长、开花、结实特性与云南省日照、光强、温度、湿度等生态因子耦合研究与应用，杂交组合定向配制、杂交种子育苗、高色素高效育种等系列技术的实验研发，实现了云南省甘薯育种从过去零敲碎打的品种品系引进筛选、实生苗（籽）引进选育，转变为优质亲本选配、定向杂交和目标选育，为创制完全自主创新优质新品种迈出了坚实步伐。并已收集保存资源200多份，建成云南省省级薯类种质资源圃；获得花青素含量分别超过云南紫薯主栽品种徐紫薯3号和我国紫甘薯色素加工专用品种济黑2号的高色素甘薯新材料25份，其中有8份的花青素含量在295378 mg/100 g鲜薯，均高于含量最高的济黑2号，为低纬高原紫薯自主品种选育谱写了新的篇章。显然，云南独特的生态、气候条件，对紫薯花青素的形成非常有利，完全可以在我国紫薯资源的鉴定及创新领域发挥更大的作用。（三）紫薯在乡村振兴中的带动作用云南对紫薯比较偏爱，我国选育的优质紫薯品33202302产业发展哲理梯子的梯阶从来不是用来搁脚的，它只是让人们的脚放上一段时间，以便让别一只脚能够再往上登。种徐紫薯3号，在2006年还处于试验评价期间就被引入种植，编号徐13-4。期间先后经云南省农业科学院经济作物研究所2次脱毒复壮，指导“紫丰”等企业开展种苗基地建设及生产应用，目前年种植面积1.5万hm2，占全省紫薯面积的75%。在建水、丘北、砚山等地，紫薯已经成为部分区域的主要作物，是当地农户经济收入的主要来源。比如建水1个纯彝族村寨在云南省农业科学院经济作物研究所等科技部门的技术指导下，开展徐紫薯3号的种植生产，已将紫薯发展成为全村的主导作物。2021年，全村47户207人，家家种植紫薯，少的有0.67 hm2，多的2.67 hm2，全村获得紫薯销售收入280万元，户均收入59 575元，人均13 527元。通过种植徐紫薯3号，实现了“一个品种，人均三万，户均五万”的收入目标，初步实现了乡村振兴中的“产业兴旺，生活富裕”等目标。高原紫薯优势独特，在生产供应上具有上市供应时间长、品质好、规模大、产品全的特点。各地企业、客商多来云南发展、采购紫薯原料。紫薯作为粮食作物，可以在国家粮食安全保障中承担重要的角色；同时，紫薯的经济效益远高于其他粮食作物，还可以作为药用作物和功能作物，在我国乡村产业振兴及人们美好生活中发挥越来越重要的作用。典型案例及发展现状表明，紫薯在云南的发展正形成“由村及镇，经镇至县，县引全省”的发展局面，不断扮演更加重要的角色，已经成为云南省发展迅速的新兴特色产业之一。三、云南紫薯的开发潜力及方向（一）紫薯色素加工紫薯花青素有极强的物理、化学稳定性，对pH值、热、光、氧、水、金属离子等的处理活性稳定，非常适宜多场景、多领域开发应用，紫薯花青素加工具有极大的潜力和前景。紫肉甘薯花青素含量是紫肉马铃薯的515倍，是紫色花青素的主要来源。生产上大量种植的紫薯品种济黑2号，在保证较高产量的前提下，花青素含量接近300 mg/100 g鲜薯，也远远高于其他花青素来源。21世纪以来，随着高花青素紫薯品种的推广应用，云南的紫薯色素加工稳步发展，目前已经有多条现代化色素提取生产线开展紫薯色素加工，日处理加工能力高达100 t，提取能力已处于国内领先水平。滇产紫薯色素产品获得国家颁发的食品添加剂证书，先后通过KOSHER犹太洁食认证、HALAL清真食品认证、美国FDA认证等，多年畅销欧美、中东等地区。据海关数据统计，滇产紫薯色素在2018年的出口量占比达我国的36.94%，居全国第一2，是具有世界一流水平的单品冠军。同时，云南省已经自主创新选育出花青素含量高达378 mg/100g鲜薯的特异资源，将为色素加工产业的发展提供强有力的支撑。因此，紫薯色素加工是云南省紫薯产业发展的重要方向，具有显著的优势，良好的科研基础和产业发展基础。（二）紫薯食品加工除色素加工外，紫薯还被广泛的用于云南的食品工业中，相关产品被大众认为在养生、保健方面具有较好效果而得到大众的认可和追捧，满足了人们对美好生活的追求。一方面，以紫甘薯食品原料加工为主，形成了冻薯块、紫薯泥、薯丸、紫薯全粉等为主导的加工产业，产品被作为预制品或中间原料，成为国内多家知名食品企业的中间产品；另一方面，紫薯还被直接利用作为配料添加到粉条、挂面、馒头、紫薯饼、豆腐等传统食品中，也被开发成速溶代餐粉、糕点、饮料、蓝花楹雪糕等新潮、网红食品，极大程度丰富了人们的健康生活。（三）紫薯功能产品的开发利用由于紫薯富含花青素、黏液蛋白、脱氢表雄酮（DHEA）等多种活性物质，在抗氧化、护肝、抗肿瘤、降血糖、抑制肥胖、双向调节微生物等方面具备的多种营养、药理及保健作用，并兼具甘薯的多重保健功能。而云南在紫薯产业发展中的优势和地位，使我们在开发紫薯功能产品方面具备了很好的基础条件。作为满足人民美好生活的重要需求，我们理所应当将紫薯功能产品的开发利用作为高原紫薯产业升级、提质增效的重要抓手重点发展。参考文献1LIWL,YUHY,ZHANGXJ,etal.PurplesweetpotatoanthocyaninexertsantitumoreffectinbladdercancerJ.Oncolo