甘薯及其加工利用

甘薯及其加工利用湖南农业大学聂明建内容提要•一、甘薯的起源及生产概况•二、甘薯的用途及发展前景•三、甘薯的营养与加工应用•四、甘薯的栽培与贮藏•五、甘薯病害与脱毒种薯的研究•六、甘薯渣的贮藏与综合利用•一、甘薯的起源及生产概况1、甘薯的称谓甘薯、又称红薯、番薯等，为旋花科一年生或多年生植物。不同地区人们对它的称呼也不同，山东人称其为地瓜，四川人称其为红苕，北京人称其为白薯，江西人称其为番薯，福建人及湖南人称其为红薯。植物学上的正式名字叫甘薯。甘薯2、甘薯的起源•甘薯起源于美洲的秘鲁、厄瓜多尔、墨西哥一带的南美洲。•哥伦布初谒西班牙女王时,曾将由新大陆带回的甘薯献给女王。•16世纪初，西班牙已普遍种植甘薯。西班牙水手把甘薯携带至菲律宾的马尼拉，再传至亚洲各地。3、甘薯引入中国•16世纪由菲律宾和越南等地传入我国，最初在福建、广东一带栽培，以后传播到长江、黄河流域。•公元1593年（明万历21年）农历5月，由福建长乐人陈振龙引进。•陈振龙—长乐市鹤上青桥人，生于明嘉靖廿十二年（1543），卒于明万历四十七年（1619）。•他幼年饱读诗书，年廿十中秀才，，后弃儒经商，往返福州和吕宋（菲律宾）之间，见吕宋朱薯被野（甘薯耐旱，种可救荒），想起福州府所属各县常年闹饥荒，家乡百姓生活非常困苦，决心把薯种带回种植，便留心学习甘薯栽种技术。4、甘薯生产概况：•（1）世界甘薯生产概况：•甘薯广泛种植于世界上100多个国家。在世界粮食生产中甘薯总产排列第七位。据联合国粮农组织统计，2002年世界甘薯总种植面积为976.5万公顷，总产量为1.36亿吨，平均鲜薯单产13.9吨/公顷。•世界甘薯主要产区分布在北纬40度以南。栽培面积以亚洲最多，非洲次之，美洲居第3位。•亚洲为世界甘薯的主产区，1997年栽培面积为717.8万公顷，占世界总面积的79.3%；总产量为12505.8万t，占世界总产量的91.4%；平均单产为17t/公顷，高于世界平均水平。•亚洲栽培面积较大的国家有中国、越南、印度尼西亚等。•非洲甘薯栽培面积占世界面积的16.7%；总产为695.7万t，仅占世界总产量的5.1%；栽培面积较大的国家有乌干达、坦桑尼亚等，每公顷产量仅达5t。•日本、美国、韩国等发达国家和地区栽培面积一直呈下降趋势，目前栽培面积仅相当于60年代的5%。（2）中国甘薯生产概况•2006年，我国的甘薯年栽培面积470万公顷,总产1.0亿吨,分别占世界栽培面积和总产的65.4%和85.9%，平均鲜薯单产21.3吨/公顷。•甘薯在中国是仅次于水稻、小麦、玉米的第四大粮食作物。•据统计，2006年世界前40位甘薯种植大国的总面积为8868174公顷，中国的甘薯面积为4708503公顷，占53.1%，列第1位；中国甘薯单产为21285.35㎏/hm2,位列第12位，第1位关岛53200㎏/hm2；中国鲜薯总产为10022.21万吨,列第一位.•2007年世界上的113个国家的甘薯种植总面积为873.2万hm2，总产量为1.27亿t，其中97.9％的面积集中在发展中国家.我国是世界上甘薯的主产国，2007年甘薯种植面积占世界总种植面积的50%以上，鲜薯总产量保持在1.1亿万t左右，相当于世界总产的85%左右。•我国除青藏高原和新疆、内蒙外，全国其它省(市)均有甘薯种植，以黄淮平原，长江中、下游地区较为集中。主要产区为山东、河南、河北、四川、广东、福建及湖南等。(3)甘薯在湖南•甘薯是湖南第二大粮食作物，现在的栽培面积250～300万亩，总产折谷5亿公斤,其面积和产量仅次于水稻,而居旱粮作物之首位。•历史上栽插面积最高年份曾接近1000万亩,总产最高年份曾达13亿公斤以上,故素有“一季红薯半年粮”的说法。•虽然我国甘薯的种植面积和产量均居世界首位,但甘薯的加工业发展却很缓慢。•在日本、美国、韩国等发达国家,甘薯主要用来加工方便食品和鲜食用,比较强调甘薯的保健作用。•而在我国,据有关部门统计,甘薯直接被用作饲料的占50%、工业加工占15%、直接食用占14%、用作种薯占6%、另有15%因保藏不当而霉烂•由于甘薯块根皮薄、肉嫩、水分高,易受病害,贮存困难,我国因保藏不当而导致甘薯霉烂的年平均损失约达300万t之多。•二、甘薯的用途与发展前景（一）甘薯是我国主要粮食作物我国甘薯栽培面积和总产仅次于水稻、小麦和玉米，居第四位。高产作物：能够大面积获得亩产500公斤(折粮5∶1)以上的高产，最高产量可达8000公斤。经济系数高达70%～85%。稳产作物抗旱、抗风、抗雹、耐瘠薄，在旱薄地，也能获得亩产500～1000公斤的鲜产量。•2009年11月3日，在微山湖畔的铜山县江苏保丰集团公司农场里，徐州甘薯研究中心薯种繁育基地种植的1400亩连片徐薯新品种25-2，经过国家甘薯产业化体系专家组选点实量实挖称重计产，平均亩产超万斤，其中高产田块亩产达16635斤，单株最高33斤。•甘薯耐旱、耐痔薄、抗风、沙、雹，再生能力强;特别适于早薄地、沙荒种植，在贫痔条件下仍能表现高产、稳产。•日本的实验表明:甘薯在生长过程中所需氮肥、灌溉水量不及水稻的1/2和1/5，而产量(换算为热量)则比水稻高50%，比马铃薯高十倍。•目前世界普遍面临着水资源危机，甘薯是有效利用水资源条件的重要作物，因而甘薯应在发展节水农业、旱地农业中发挥重要作用。（二）甘薯是重要的加工原料利用甘薯作为原料的工业已遍及食品、化工、医疗、造纸等十余个工业门类，利用甘薯制成的产品达400多种。可制造人造纤维、塑料、合成橡胶、农药以及柠檬酸，丁酸、丙酮、葡萄糖、味精、饴糖等多种产品。制造酒精和淀粉的主要原料100公斤鲜薯可制造淀粉15～20公斤。与玉米和木薯比较，生产1吨乙醇需要10吨鲜薯(淀粉含量20%)，合计2400元;2.8一2.9吨木薯干(淀粉含量70%)，合计2800元;3吨玉米(淀粉含量66%)，合计4500元。将酒精按10％～15％的比例加汽油中作为燃料，称为乙醇汽油。已推广应用。（三）甘薯是未来的能源作物（四）重要的饲料作物可以利用甘薯茎叶、薯块、薯干及工业加工副产品加工成营养价值较高的畜禽饲料。传统的重要饲料来源甘薯生产与养猪业及粮食生产的发展，历来具有相互促进的作用。甘薯茎叶含蛋白质1.62%，脂肪0.46%，碳水化合物7.33%，灰分1.65%，纤维2.04%,其营养价值与一般豆科牧草相当，是良好的鲜饲料和青贮饲料。日本科学家阐明甘薯种植业在解决能源、环境保护和粮食等全球性问题方面将发挥重要作用。他们预测，在今后10年内，对甘薯利用与栽培的研究可望取得许多成果:用甘薯作原料制造可降解塑料的技术将得到普及;从甘薯酒清中制取的氢能将成为燃料电池和氢能车的燃料;利用上述产品的残渣生产含有维生素、纤维和色素等成分的保健食品、饮料、药品和染料等;甘薯经干燥处理后可取代玉米成为家畜饲料。三、甘薯的营养与加工应用1、甘薯的营养成份甘薯块根中除含有大量淀粉、糖和多种维生素外，还含有Ca、P、Fe等无机盐类以及蛋白质、脂肪。尤其含有丰富的胡萝卜素（维生素A的前体），抗坏血酸（Vc）。茎蔓的嫩尖也含有丰富的Pr、胡萝卜素、Vc等，可做蔬菜食用。医学研究表明、高寿命的人血液中DHEA（去氢表雄酮）;含量高，而甘薯中含有DHEA。近年巴西、美国、日本都报道甘薯具有防癌的作用。甘薯和其他几种主要食物每100g的成分含量食物种类(100g)热量cal蛋白质g脂质g糖类g纤维g矿物质维生素钙mg磷mg铁mgAIUB1mgB2mgCmg甘薯1132.30.325.81.246511.071000.080.0520米饭1582.80.434.50.14510.900.010.010熟面1311.81.029.40.119421.200.01＋0.4马铃薯752.30.116.90.47580.700.070.047芋头1123.10.225.21.1411001.200.280.0716•日本国立癌症预防研究所不久前对26万人的饮食生活与癌的关系统计调查，证明蔬菜具有一定的防癌作用。•通过对40多种蔬菜抗癌成分的分析及实验性抑癌试验结果，从高到低排出20种对肿瘤有显著抑制效应的蔬菜是：•熟甘薯、生甘薯、芦笋、花椰菜、卷心菜、花菜、芹菜、茄子皮、甜椒、胡萝卜、金针菜、荠菜、雪里蕻、番茄、大葱、大蒜、黄瓜、白菜。（1）类胡萝卜素•甘薯富含类胡萝卜素，尤其是薯肉为黄色和橙色的甘薯品种，lO0g鲜薯类胡萝卜素含量可高达2Omg，并且其中8O％以上为β—胡萝卜素含量。•类胡萝卜素是一种抗氧化剂，是身体中较重要的防御营养素，其中β—胡萝卜素被人体吸收后，转化为人体内所必需的维生素A，能有效地维持视觉功能，还会提升人体的免疫系统，减少癌症、慢性疾病与栓塞性血管疾病的发生几率。（2）膳食纤维素•甘薯一般含有膳食纤维8％左右，而土豆仅为3％；一般人体每天需要lO～20g膳食纤维，相当于200g红薯即可满足对膳食纤维的需要.•膳食纤维被称为第七营养素，是植物性食物中不能被人体消化酶消化的物质的总称，包括纤维素、半纤维素、果胶、木质素等。•膳食纤维按溶解性能分为不溶性(非亲水性)纤维和可溶性(亲水性)纤维两种。不溶性纤维摄入人体后以原型从粪便中排出；可溶性纤维通便防止便秘，有助于减少肠内致癌物质的生成和排出。•国内外大量的研究证明，膳食纤维对人体有降低血浆胆固醇、预防肥胖症、改善血糖生成反应、预防便秘和结肠癌、预防胆结石、抗乳腺癌等生理功能。（3）花青素•紫色甘薯含有较高的花青素，紫甘薯皮肉中花青素含量可达20～180mg/100g。•近年来的研究表明，从紫甘薯中提取的色素是一种优质的天然食用花青素类色素，具有很好的耐光性和耐热性，具有多种营养、药理和保健功能。与其他植物来源花青素类物质相比，具有光和热稳定性的优点。紫甘薯花青素在不同PH值下的颜色变化•近年来，随着对花青素研究的深入，人们对花青素的保健功能已有以下认识：•(1)降低癌症、早衰、关节炎及与自由基有关疾病的发病危险；•(2)降低毛细血管脆性，保持毛细血管适当的弹性机能，增强血管壁抵抗力；•(3)预防紫外线对皮肤的辐射损伤；•(4)保护胃粘膜，防止胃及十二指肠溃疡的发生.（4）维生素C•甘薯的维生素C含量很高，达20mg/100g，是苹果、葡萄、梨的lO～3O倍，比桔子还高.•维生素C又名抗坏血酸，在人体代谢中具有多种功能，是生命活动中极重要的物质：•它参与细胞间质胶原蛋白的合成，降低毛细血管的脆性，可防止坏血病；•加强血胆固醇的分解与排泄而降低胆固醇；•能与毒物结合转化为无毒物排出而起解毒作用；将难吸收的Fe转变成易吸收的Fe，能治疗贫血及出血性疾病；•防治感冒；提高人体对疾病的抵抗力；•并有报道称其能阻碍亚硝酸铵的形成，有一定的抗癌作用。（5）去氢表雄酮•分子式C19H28O2•分子量288.43•用途：用于制造甾体激素类药物的中间体,具有抗衰老及蛋白同化作用。•主要功能:•1.延缓衰老,保持青春活力;•2.增强体能,改善情绪和睡眠,提高记忆力;•3.改善性功能,提高性欲;•4.调节免疫系统功能,提高肌体免疫力，•5.减肥；•6.辅助治疗疾病（6）维生素B1、B2、E•B族维生素是人体氨基酸代谢及糖代谢中多种酶的辅助因子。•缺乏维生素B1，糖代谢不完全，神经肌肉系统易出现兴奋、疲劳、肌肉萎缩、麻痹及心衰等不良症状：•缺维生素B2，易生口角炎、舌炎、视力下降、白内障、角膜炎、阴囊炎、脂溢性皮炎等症。•甘薯维生素B1、B2的含量是大米的6倍，面粉的2倍。•维生素E，又名生育酚，是强抗氧化剂。具有抗衰老和维持人类生殖机能的作用，还具有维持骨骼肌、平滑肌和心肌结构的功能。（7）钾、钙、铁、磷、硒等矿物质•甘薯含钾量很高，钾可以减轻因过分摄取盐分而带来的弊端，同时钾还是保护心脏的重要元素：由于钾是碱性元素，甘薯是pH值为10.31的生理碱性食品，具有中和体液的作用。•钙、磷是骨骼的重要成分，磷又是蛋白质的组成成分；•铁是血红蛋白的特有成分，•硒是对免疫有重要影响的元素，有刺激免疫球蛋白及抗体产生的作用，有防