我国薯类资源丰富，在保障国家粮食安全中占有重要地位。薯类含有碳水化合物、蛋白质及肽、脂质、多酚类物质等多种功能性成分，可广泛应用于食品、医药等行业，市场前景广阔。《薯类功能食品科学》详细地介绍了我国薯类资源的多样性、薯类功能食品的定义及分类、薯类功能性成分的结构与活性、薯类功能性成分制备及解析技术，以及薯类功能食品的研发，从而为薯类食品的提质增效加工及副产物高值化利用提供理论基础与技术支持，对于促进薯类加工科技进步、推动薯类产业高质量发展具有重要意义。

目录
前言
第1章 薯类功能食品概述 1
1.1 我国薯类资源的多样性 1
1.1.1 薯类作物的多样性 1
1.1.2 薯类作物的种植面积及产量 15
1.2 薯类功能食品的定义及分类 27
1.2.1 薯类功能食品的定义 27
1.2.2 薯类功能食品的分类 28
1.3 薯类功能食品与药品及其他食品的区别 33
1.3.1 薯类功能食品与药品的区别 33
1.3.2 薯类功能食品与其他食品的区别 35
参考文献 36
第2章 薯类功能性成分 44
2.1 碳水化合物 44
2.1.1 抗性淀粉 44
2.1.2 膳食纤维 50
2.2 蛋白质及活性肽 56
2.2.1 蛋白质 56
2.2.2 活性肽 62
2.3 脂质 67
2.3.1 中性脂 68
2.3.2 糖脂 70
2.3.3 磷脂 72
2.4 多酚类物质 74
2.4.1 酚酸类物质 75
2.4.2 黄酮类物质 79
2.4.3 单宁 83
2.5 其他功能性成分 87
2.5.1 类胡萝卜素 87
2.5.2 维生素 92
2.5.3 矿物质 101
参考文献 107
第3章 薯类功能性成分制备技术 133
3.1 抗性淀粉制备技术 133
3.1.1 酶法 133
3.1.2 物理法 138
3.1.3 化学法 142
3.2 膳食纤维制备技术 145
3.2.1 酶法提取 145
3.2.2 物理筛分法提取 147
3.2.3 物理法辅助酶法提取 148
3.2.4 微生物发酵法提取 151
3.3 果胶制备技术 153
3.3.1 水提法 153
3.3.2 酸提法 154
3.3.3 碱提法 155
3.3.4 盐提法 156
3.3.5 酶法 156
3.3.6 发酵法 157
3.3.7 超声波辅助提取法 158
3.3.8 微波辅助提取法 160
3.3.9 超声波-微波辅助提取法 161
3.4 蛋白制备技术 161
3.4.1 膜分离法 162
3.4.2 碱溶酸沉法 162
3.4.3 酸热絮凝法 163
3.4.4 泡沫分离法 164
3.4.5 有机溶剂法 165
3.4.6 酶法 166
3.4.7 超声波辅助提取法 167
3.4.8 微波辅助提取法 167
3.5 活性肽制备技术 168
3.5.1 酶解法 168
3.5.2 高静水压辅助酶解法 170
3.5.3 超声波辅助酶解法 171
3.5.4 超声波-微波辅助酶解法 172
3.5.5 发酵法 173
3.6 脂质制备技术 174
3.6.1 索氏提取法 174
3.6.2 氯仿/甲醇法 175
3.7 多酚类物质制备技术 177
3.7.1 传统溶剂提取法 177
3.7.2 物理辅助提取法 179
3.7.3 酶解法 182
3.7.4 新型联用技术 184
3.8 类胡萝卜素制备技术 187
3.8.1 有机溶剂提取法 187
3.8.2 超临界CO2提取法 188
3.8.3 超声波辅助提取法 189
3.8.4 微生物发酵法 190
参考文献 192
第4章 薯类功能性成分解析技术 202
4.1 抗性淀粉解析技术 202
4.1.1 抗性淀粉含量测定技术 202
4.1.2 抗性淀粉理化特性解析技术 205
4.1.3 抗性淀粉结构解析技术 207
4.1.4 抗性淀粉功能活性解析技术 211
4.2 膳食纤维解析技术 215
4.2.1 膳食纤维含量测定技术 216
4.2.2 膳食纤维组成与结构解析技术 218
4.2.3 膳食纤维功能活性解析技术 220
4.3 果胶解析技术 231
4.3.1 果胶组成测定技术 231
4.3.2 果胶结构解析技术 236
4.3.3 果胶功能活性解析技术 242
4.4 蛋白质解析技术 249
4.4.1 薯类蛋白含量测定技术 249
4.4.2 薯类蛋白结构及性质解析技术 252
4.4.3 薯类蛋白功能活性解析技术 256
4.5 活性肽解析技术 264
4.5.1 肽含量测定技术 264
4.5.2 活性肽结构解析技术 267
4.5.3 活性肽功能活性解析技术 271
4.6 糖脂解析技术 279
4.6.1 糖脂含量测定与结构解析技术 279
4.6.2 糖脂功能活性解析技术 282
4.7 多酚类物质解析技术 284
4.7.1 多酚类物质含量测定与组分解析技术 284
4.7.2 多酚类物质功能活性解析技术 286
4.8 类胡萝卜素解析技术 295
4.8.1 类胡萝卜素含量测定与结构解析技术 295
4.8.2 类胡萝卜素的功能活性解析技术 300
参考文献 306
第5章 辅助降血脂 317
5.1 高血脂的诱因及危害 317
5.1.1 高血脂的诱因 317
5.1.2 高血脂的危害 320
5.2 薯类辅助降血脂功能食品研发 323
5.2.1 富含马铃薯膳食纤维的辅助降血脂食品 323
5.2.2 具有辅助降脂功能的马铃薯花色苷 324
5.2.3 富含紫甘薯花青素的潜在辅助降血脂食品 324
5.2.4 富含甘薯蛋白的辅助降血脂食品 325
5.2.5 富含甘薯膳食纤维的辅助降血脂食品 326
5.2.6 具有辅助降血脂功能的甘薯抗性淀粉 326
5.2.7 具有辅助降血脂功能的甘薯多糖 327
5.2.8 具有辅助降血脂功能的甘薯渣纳米纤维素 327
5.2.9 富含魔芋多糖的辅助降血脂食品 328
5.2.10 山药辅助降血脂面条 328
5.2.11 山药辅助降血脂饮料 328
参考文献 329
第6章 辅助减肥 334
6.1 肥胖症的诱因及危害 334
6.1.1 肥胖症的诱因 334
6.1.2 肥胖症的危害 336
6.2 薯类辅助减肥功能食品研发 340
6.2.1 薯类加工副产物在辅助减肥功能食品中的应用 340
6.2.2 富含薯类抗性淀粉的辅助减肥功能食品 340
6.2.3 具有辅助减肥功能的甘薯代餐粉 341
6.2.4 具有辅助减肥功能的甘薯叶粉面包 341
6.2.5 具有辅助减肥功能的紫甘薯醋 342
6.2.6 具有辅助减肥功能的甘薯乙醇提取物 342
6.2.7 具有辅助减肥功能的甘薯花青素和类胡萝卜素 342
6.2.8 具有辅助减肥功能的甘薯魔芋保健粉 343
6.2.9 具有辅助减肥功能的魔芋葡甘聚糖 343
6.2.10 具有辅助减肥功能的姜薯魔芋复配代餐粉 343
参考文献 344
第7章 辅助降血糖 348
7.1 糖尿病的诱因及危害 348
7.1.1 糖尿病的诱因 348
7.1.2 糖尿病的危害 351
7.2 薯类辅助降血糖功能食品研发 354
7.2.1 薯类辅助降血糖营养代餐粉 354
7.2.2 薯类辅助降血糖馒头 355
7.2.3 薯类辅助降血糖面包 355
7.2.4 薯类辅助降血糖饼干 355
7.2.5 薯类辅助降血糖发酵饮料 356
7.2.6 薯类辅助降血糖甘薯茎叶青汁粉 356
7.2.7 低预估血糖生成指数的薯类复合营养米 357
7.2.8 低预估血糖生成指数的甘薯鲜湿粉条 357
7.2.9 具有辅助降血糖功能的甘薯渣纳米纤维素 358
7.2.10 具有辅助降血糖功能的魔芋多糖 359
参考文献 360
第8章 改善胃肠道功能 364
8.1 胃肠道功能紊乱的诱因及危害 364
8.1.1 胃肠道功能紊乱的诱因 364
8.1.2 胃肠道功能紊乱的危害 367
8.2 改善胃肠道功能的薯类功能食品研发 368
8.2.1 有助于改善结肠环境的马铃薯片 369
8.2.2 有助于改善肠道健康的马铃薯肽 369
8.2.3 有助于维护肠道健康的甘薯发酵饮料 369
8.2.4 有助于维护肠道健康的甘薯渣发酵产物 370
8.2.5 有助于维护肠道健康的魔芋湿米 370
8.2.6 有助于改善肠道功能的魔芋葡甘聚糖 371
8.2.7 有助于改善肠道功能的山药饮片 371
8.2.8 有助于改善肠道功能的山药多糖 371
8.2.9 有助于改善肠道功能的茯苓-山药复配米稀 372
8.2.10 有助于改善肠道功能的山药米仁粥 372
参考文献 373
第9章 辅助降血压 377
9.1 高血压的诱因及危害 377
9.1.1 高血压的诱因 377
9.1.2 高血压的危害 379
9.2 薯类辅助降血压功能食品研发 381
9.2.1 薯类降糖降压功能粉条 381
9.2.2 降压紫甘薯条 382
9.2.3 紫甘薯淀粉加工副产物降压冲剂 382
9.2.4 具有辅助降血压功能的紫甘薯水提物 382
9.2.5 具有辅助降血压功能的紫甘薯乙醇提取物 383
9.2.6 具有辅助降血压功能的紫甘薯饮料 383
9.2.7 具有辅助降血压功能的甘薯蛋白酶解产物 383
9.2.8 具有辅助降血压功能的魔芋肽 384
9.2.9 具有辅助降血压功能的魔芋寡糖 385
9.2.10 具有辅助降血压功能的魔芋葡甘聚糖 385
参考文献 386
第10章 辅助消炎 389
10.1 炎症的诱因及危害 389
10.1.1 炎症的诱因 389
10.1.2 炎症的危害 391
10.2 薯类辅助消炎功能食品研发 393
10.2.1 具有消炎功能的马铃薯饼干 393
10.2.2 具有消炎功能的马铃薯汁 393
10.2.3 具有消炎功能的马铃薯膳食纤维 394
10.2.4 具有消炎功能的马铃薯蛋白酶解物 394
10.2.5 具有消炎功能的紫马铃薯粉 394
10.2.6 具有消炎功能的紫马铃薯花青素提取物 395
10.2.7 具有消炎功能的紫甘薯提取物 395
10.2.8 具有消炎功能的紫甘薯花青素 395
10.2.9 具有消炎功能的紫甘薯水溶性多糖 395
10.2.10 具有消炎功能的紫甘薯碱溶性多糖 396
参考文献 396
第11章 延缓衰老 400
11.1 衰老的诱因及危害 400
11.1.1 衰老的诱因 400
11.1.2 衰老的危害 402
11.2 薯类延缓衰老功能食品研发 405
11.2.1 具有延缓衰老潜力的薯类活性肽 405
11.2.2 富含花青素的薯类延缓衰老功能食品 406
11.2.3 具有延缓衰老潜力的甘薯全粉 407
11.2.4 具有延缓衰老潜力的甘薯黄酮 407
11.2.5 具有延缓衰老潜力的甘薯多糖 408
11.2.6 具有延缓衰老潜

第1章 薯类功能食品概述
　　1.1 我国薯类资源的多样性
　　1.1.1 薯类作物的多样性
　　薯类作物，也称根茎类作物，泛指以地下块根、块茎供食用的作物，主要包括马铃薯、甘薯、木薯、魔芋、山药、芭蕉芋等。其品种资源极为丰富，既是重要的主食来源，也可作为蔬菜食用。
　　1.马铃薯的多样性
　　马铃薯（Solanum tuberosum L.），也称土豆、洋芋等，为茄科茄属一年生草本植物。其块茎营养丰富且全面，含有人体必需的七大类营养素，是全球逾10亿人口的重要食物来源（王硕等，2023）。
　　1）马铃薯品种分类
　　马铃薯品种繁多，其分类主要依据皮色、肉色、块茎形状、生育期、休眠期及用途等指标（徐建飞等，2021；张颢城等，2022）。其中，按皮色分为白皮、黄皮、红皮、紫皮等；按肉色分为黄肉、白肉等；按块茎形状分为圆形、椭圆、长筒、卵形等；按生育期可分为早熟、中熟、晚熟三类，进一步细分为极早熟、早熟、中早熟、中熟、中晚熟、晚熟、极晚熟七类；按休眠期分为无休眠期、短休眠期、长休眠期三类；按用途分为鲜食型、加工型，其中加工型可细分为淀粉加工型、主食产品加工型、休闲食品加工型等（表1.1）。此外，不同品种对环境适应性存在差异，形成了特定地区的主栽品种和特色品种。同时，基于现有品种通过杂交选育的新品种也在不断涌现。
　　2）马铃薯主栽品种
　　我国马铃薯主产区有东北、华北、西北、西南、华南五大优势区域。东北产区以种用、淀粉加工、鲜食为主，集中于黑龙江、吉林、内蒙古东部、辽宁北部及西部（盛万民等，2021；张竞丹等，2022）。华北产区以种用、淀粉加工、鲜食为主，集中于内蒙古中西部、河北北部、山西中西部及山东南部。西北产区以种用、淀粉加工、鲜食为主，主要包括甘肃、宁夏、陕西西北部及青海东部（蒲威等，2015）。西南产区以鲜食为主，主要包括云南、贵州、四川（高佳等，2020；赵彬等，2021）。华南产区以种用为主，主要包括广东、广西、福建（张招娟等，2019）。此外，湖北、湖南西北山区以鲜食为主，而中东部地区（如江西）则以种用为主（仇菊等，2018）。就种植条件而言，北方一作区、中原二作区地势平坦开阔，适宜大规模全程机械化生产；西南混作区受山地地形限制，多采用小规模分段式生产（李龙，2022）。
　　表1.2列举了黑龙江、内蒙古、河南、甘肃、云南、四川、福建、浙江等地近年来的部分主栽品种及其特性。由此可见，各地区主栽品种主要由本地选育品种、国内引进品种及国外引进品种构成。
　　3）马铃薯特色品种
　　随着农业科技进步，以彩色马铃薯为代表的特色品种不断涌现。传统马铃薯薯皮、薯肉多呈白色或黄色，而彩色马铃薯则拥有粉红色、红色、金黄色、浅紫色、深紫色或黑色等薯皮或薯肉（蒋伟等，2020）。我国主栽彩色马铃薯品种包括黑金刚、黑美人、紫云1号、云薯603号、红美、桂彩薯、蓉紫芋、川彩月、红宝石、红玫瑰、希森8号等（仇菊等，2018）。这类马铃薯富含类胡萝卜素、花青素等成分，不仅赋予其鲜艳色泽，还具有清除自由基、抗氧化、预防心脑血管疾病、保护肝脏、抑制肿瘤细胞、缓解视疲劳等生理功能（蒋伟等，2020），营养价值高，开发前景广阔。然而，彩色马铃薯种植规模有限，仅内蒙古与四川两省（区）面积较大（超万亩，1亩≈666.7m2），其他省份均不足万亩，部分甚至不足千亩（表1.3）。为应对品种少、抗逆性差、适宜北方寒地种植的品种缺乏等问题，育种工作已取得进展，如薯皮薯肉均为玫瑰红的垦彩薯2号（杨升等，2022），以及薯肉呈红色、紫色、黑色的红玫瑰3号、紫玫瑰2号、黑玫瑰4号（靳军，2019）。
　　不同彩色马铃薯品种在薯块形状、表皮光滑度等性状上存在差异。黑金刚生育期约90天，株型半直立，分枝3～5枝，株高约40cm；茎叶绿色；花冠白色，花粉少，结实少（单株约10个）；薯块肾形，表皮光滑，紫皮深紫肉，芽眼少（顿珠卓玛，2022；杨慧仙等，2022）。黑美人以中等薯块为主，紫皮紫肉，表皮光滑，芽眼浅，肉质紧密，商品性好，因富含花青素备受关注（唐月明等，2020）。紫云1号株型扩散，长势繁茂；叶绿色，茎及叶脉带紫色；花冠白色；结薯分散、多；块茎小而圆，紫皮紫肉，表皮光滑，芽眼少而浅（白建明等，2018）。云薯603号茎深紫色，叶浓绿色，茎翼波形；花冠白色（背面淡紫），近五边形，大小中等；结薯集中；块茎扁圆、形好，麻皮，芽眼浅少，红皮白肉（李燕山等，2018）。桂彩薯株型直立，分枝少；茎紫色，叶深绿色；结薯集中；块茎长椭圆形、中等大小，紫皮紫肉，表皮光滑，芽眼少而浅（邓英毅等，2014）。
　　2.甘薯的多样性
　　甘薯[Ipomoea batatas (L.）Lam]，俗名地瓜，也称红薯、番薯、红苕、山芋等，为双子叶植物纲旋花科番薯属的一年生或多年生蔓生草本植物（Ding et al.，2020；邓才生，2022）。其富含淀粉、蛋白质、膳食纤维、多酚类物质、维生素及矿物元素等，作为重要的能量与营养来源，是营养均衡的优质食物资源（师一璇等，2022）。
　　1）甘薯品种分类
　　甘薯种类繁多，可依据块根形状、皮色、肉色及用途等特征进行分类（表1.4）。具体而言，按形状可分为纺锤形、圆筒形、球形、块形等；按皮色可分为白皮、黄皮、红皮等；按肉色可分为橙肉、黄肉、紫肉、白肉等；按用途可分为食用型、淀粉型、兼用型、特用型、叶菜型、观赏型，其中观赏型可进一步细分为观叶型、观花型、观根型及药用观赏型等（蔡志鹏等，2021；崔晨珂等，2022）。
　　2）甘薯主栽品种
　　甘薯为强光短日照作物，喜温不耐寒，根系发达，较耐旱，在我国各地广泛栽培。主要种植区有北方薯区、西南薯区、长江中下游薯区和南方薯区。表1.5列举了近年来黑龙江、河南、贵州、四川、福建、浙江等地部分主栽品种（陈建东等，2022；陈世平，2022；解贤等，2013；李云等，2013；王志艳等，2022；朱永清等，2016）。
　　3）甘薯特色品种
　　甘薯块根富含碳水化合物、膳食纤维、花青素、类胡萝卜素等有益成分。其薯肉颜色因积累的天然色素而异：富含类胡萝卜素者呈现黄、橘黄或橘红色，分别对应黄心、橘黄心和橘红心甘薯；富含花青素者则呈现紫色，称为紫甘薯（陆鹏州等，2023）。类胡萝卜素与花青素的保健功能使上述特色品种广受消费者和加工企业青睐。因此，选育富含这两类色素的甘薯品种已成为重要育种目标（唐明双等，2017）。
　　目前，主要红/橘红色食用型品种包括浙薯70、泰中6号、普薯32、烟薯25、红香蕉、泉薯10号、南薯010、南薯012、南薯021、龙薯34号等（唐明双等，2017；黄艳霞等，2022；李胜等，2022）。其中，南薯021为红皮、橘红肉，鲜薯产量高，薯形美观，抗黑斑病，类胡萝卜素含量达5.21mg/100g（唐明双等，2017）；龙薯34号则薯形光滑美观，熟食口感面、香、甜（黄艳霞等，2022）。紫甘薯品种超过30个，种植面积以紫罗兰*热门，徐紫薯8号次之，其他如东风8号、徐紫薯4号、越南紫薯、浙紫薯3号、宁紫薯4号、宁紫薯8号、阜紫薯1号等也较常见（陆建珍等，2020；马佩勇等，2021；朱玉灵和范泽民，2017）。宁紫薯8号株型匍匐，蔓短；顶叶紫色，叶背脉绿、基部紫，成年叶复缺刻；茎绿色；结薯集中整齐（3～4个/株），纺锤形薯块，浅紫皮，薯肉紫色中等，萌芽性好（马佩勇等，2021）。阜紫薯1号萌芽性好；中长蔓，分枝约9个，茎较粗；