本書共6章,在介紹園藝產品的營養(yǎng)與特點、園藝產品與人類健康及園藝產品營養(yǎng)與功能學和其他學科的關系的基礎上,詳細介紹了園藝產品的營養(yǎng)物質、生物活性物質、營養(yǎng)和生物活性物質的影響因子與調控、科學食用、營養(yǎng)與功能學研究的技術和方法。本書內容豐富,編排合理,涵蓋了園藝學、化學、生物化學、分子生物學、營養(yǎng)學、食品科學、藥學、醫(yī)學等相關學科知識,充分反映了當前學科交叉融合的研究進展,
本書可作為高等農業(yè)院校園藝專業(yè)本科生必修課程的教材,也可作為高校教師、研究生及相關科研工作者的參考書。
1.本書為農業(yè)農村部十三五重點規(guī)劃教材;
2.本書作者隊伍匯集了國內18家高等農業(yè)院校和研究院共60余位當前我國園藝教育與科研領域的一線專家學者,保證了本書內容的科學性、可靠性與先進性;
3.本書課程源于浙江大學校級精品課程。
改革開放以來,隨著我國農業(yè)產業(yè)結構調整的推進,園藝產業(yè)在中華大地上如雨后春筍般迅猛發(fā)展,在我國種植業(yè)中的地位日益凸顯,而我國也成了世界上重要的園藝產品生產國之一。特別是在加入世界貿易組織(WTO)后,園藝產業(yè)已成為我國種植業(yè)中受益的產業(yè)之一,是極具發(fā)展前景的朝陽產業(yè)。除此之外,隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展,在我國人均主要食品消費總量變化不大的情況下,主要食物消費結構發(fā)生了很大變化,蔬菜和水果等園藝產品在食物總消費量中的占比逐年增高。從20 世紀80 年代中期開始,我國城鎮(zhèn)居民蔬菜和水果的合計消費量就超過了糧食,園藝產品因而成為居民的主要食物,在補充人體營養(yǎng)、增進民眾健康中發(fā)揮著關鍵性作用。
我國對園藝產品營養(yǎng)價值的認識由來已久,體現(xiàn)在歷代典藏的飲食養(yǎng)生和中醫(yī)藥書籍中,是古老的東方文明中天人合一、人與自然和諧共存理念的體現(xiàn)。人類對園藝產品的食用伴隨著人類的進化和文明的積淀,我國早的醫(yī)學典籍《黃帝內經(jīng)·素問》中就有五谷為養(yǎng),五果為助,五畜為益,五菜為充的記載,體現(xiàn)了園藝產品在日常飲食中的重要性;而《黃帝內經(jīng)·素問·上古天真論》則記載了人類長壽的秘訣及其與飲食的關系:法于陰陽,和于術數(shù),食飲有節(jié),起居有常,不妄勞作,故能形與神俱,而盡終其天年,度百歲乃去,這里提到的食飲有節(jié)就意為膳食要合理搭配。我國中醫(yī)藥的經(jīng)典著作《本草綱目》則詳盡介紹了各種蔬菜、水果以及分屬草本和木本的食用花卉的藥用功效,并提出了園藝產品可以藥食兼用的概念。21 世紀以來,植物化學、功能性食品的科學以及營養(yǎng)學和臨床醫(yī)學等新興學科的發(fā)展和交叉匯聚,為園藝產品的營養(yǎng)價值和藥用功效揭開了神秘的面紗,人們認識到果蔬等園藝產品中存在多種有益健康的成分,除了常規(guī)的六大營養(yǎng)素之外,還有降低疾病風險的功能成分或者稱功能性食品。國際上對功能性食品也形成了一個統(tǒng)一的定義,即如果一種食品除了能提供營養(yǎng)和能量外,還可以通過增強某種生理反應或降低疾病風險以有益地調節(jié)身體的一種或多種目標功能,則該食品可看作是有功能性的。在這個國際統(tǒng)一的定義里,明確了只有那些具有明確的結構特征,而且保健效果和生理功能被流行病學研究,以及被體外和體內的生理實驗所證實,加上沒有毒副效果的植物生物活性物質才能被稱為功能性食品。功能性食品概念的雛形早出現(xiàn)在日本,之后美國、歐盟等也相繼提出類似的概念,并迅速在世界范圍內形成共識:通過飲食,即利用園藝產品特別是蔬菜水果中的功能成分(或稱植物化學物質)實施癌癥等頑癥的化學預防已成為疾病控制的有效途徑。針對產業(yè)發(fā)展的新趨勢,近年來我國農業(yè)農村部在一些項目指南中提出了健康功能品質的新概念,并作為品質的構成因子之一,納入一些科研項目的考核指標中;而隨著功能性食品科學和系統(tǒng)生物學等學科的迅猛發(fā)展,園藝作物中功能成分的代謝調控網(wǎng)絡研究正在興起,并將在作物改良中發(fā)揮積極的作用。
在我國經(jīng)濟快速發(fā)展和人民生活水平不斷提高的過程中,浙江大學園藝系敏銳地覺察到了我國居民主要食物消費結構的變化和果蔬等園藝產品對保障人類身心健康的重要作用,并始終關注功能性食品科學的發(fā)展及其農業(yè)應用。為盡早開展園藝產品營養(yǎng)與功能學方面的創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)工作,1994 年,由呂家龍、葉明兒等老師在全國率先開始向本科生開設蔬菜營養(yǎng)、烹飪與食療和果品營養(yǎng)與保健等系列選修課程;2004 年,蔬菜營養(yǎng)、烹飪與食療和果品營養(yǎng)與保健合并為園藝產品營養(yǎng)與功能學,成為浙江大學農業(yè)與生物學院平臺選修課和園藝專業(yè)選修課,由汪俏梅、葉明兒等老師主講;2011 年,園藝產品營養(yǎng)與功能學正式列入園藝專業(yè)本科生必修課。園藝產品營養(yǎng)與功能學課程教學組一直不斷地更新課程內容、改進教學方法,編寫了園藝產品營養(yǎng)與功能學講義,制作了多媒體課件和網(wǎng)絡課件,并建立了課程微信公眾號,不僅推進了新時期園藝創(chuàng)新型專業(yè)人才的培養(yǎng)成效,也為保障民眾身體健康做出積極貢獻。目前該課程是浙江大學校級精品課程,是農學院選課人數(shù)多的本科生課程之一。為了使園藝產品營養(yǎng)與功能學課程在全國高等農業(yè)院校人才培養(yǎng)中發(fā)揮更大的作用,2016 年金秋十月在浙江大學華家池校區(qū),由浙江大學園藝系牽頭,組織召開了由全國18 家高等農業(yè)院校和研究院,共60 多名老師參加的《園藝產品營養(yǎng)與功能學》教材編委會;2017年12 月,由汪俏梅教授牽頭,組織申報了農業(yè)農村部十三五規(guī)劃教材并獲得立項,在教材編寫指導委員會的決策和指導下,歷經(jīng)四年多時間完成了《園藝產品營養(yǎng)與功能學》總論教材的撰寫工作。
本書共六章。其中,章緒論,主要介紹園藝產品的營養(yǎng)價值與特點、園藝產品與人類健康、園藝產品營養(yǎng)與功能學與園藝產業(yè)發(fā)展及園藝產品營養(yǎng)與功能學的定位和內容,由汪俏梅撰寫;第二章園藝產品的營養(yǎng)物質,主要介紹園藝產品中所含的維生素、礦物質、碳水化合物、蛋白質與氨基酸、脂類等常規(guī)營養(yǎng)物質,由汪俏梅、王惠聰、羅婭、王夢雨撰寫;第三章園藝產品中的生物活性物質,在分類概述園藝植物來源的生物活性物質的基礎上,詳細介紹類黃酮化合物、花色苷類、類胡蘿卜素、有機硫化物、植物雌激素、植物甾醇、皂苷、檸檬烯和果低聚糖等生物活性物質的結構與分類、理化性質、生理功能和應用等,由苗慧瑩、劉麗紅、張俊祥、賈承國、管樂、蔣立科、谷鳳、邵志勇、王夢雨撰寫;第四章園藝產品中營養(yǎng)和生物活性物質的影響因子與調控,主要介紹影響園藝產品營養(yǎng)物質和功能成分合成的遺傳、環(huán)境、栽培技術、采收與采后處理等影響因子及其調控,由汪俏梅、孫勃、王夢雨、孟凡亮撰寫;第五章園藝產品的科學食用,主要介紹蔬菜、水果、食用花卉等園藝產品的科學食用,由邵志勇、房經(jīng)貴、苗慧瑩、向珣、王冬良、谷鳳撰寫;第六章園藝產品營養(yǎng)與功能學研究的技術和方法,主要介紹園藝產品中活性物質的提取分離、結構測定等技術與方法,由何洪巨、劉麗紅撰寫。全書統(tǒng)稿由汪俏梅完成。在本書的寫作和核校過程中,也得到了陳珊珊、林佳瑤、曾圍、梁冬怡、李園園和李煜博等研究生的幫助。
在本書編寫過程中,得到了浙江大學農業(yè)與生物技術學院領導、各位編寫老師及相關院校的大力支持,化學工業(yè)出版社的編輯為本書的出版做了大量工作,在此一并表示衷心的感謝!由于時間有限,疏漏和不當之處在所難免,敬請讀者、同仁提出寶貴意見,以便再版時修訂提高。
中國工程院院士、沈陽農業(yè)大學李天來教授一直非常關心和支持本書的編寫工作,并為本書撰寫了序,在此致以深深的謝意。
主編
2021 年8 月于杭州
汪俏梅,浙江大學園藝系系主任,二級教授,博導,浙江大學學術委員會委員,我國園藝園藝營養(yǎng)與功能研究領域的知名中青年學者。一直致力于蔬菜的營養(yǎng)與功能方面的研究。先后主持了863guojia級項目基因與植物激素調控芥子油苷生物合成的代謝途徑解析,利用代謝工程的方法進行蕓薹屬蔬菜的作物改良,獲教育部新世紀youxiu人才支持計劃 ,蕓薹屬蔬菜的品種改良與抗癌功能型品種選育獲霍英東基金優(yōu)選資助獎 。主講的《園藝產品貯運學》被評為國家網(wǎng)絡教育精品課程,《園藝產品貯運學》的教學改革與實踐獲校級教學成果二等獎。
章 緒論
節(jié) 園藝產品的營養(yǎng)價值與特點 001
一、園藝產品概述 001
二、園藝產品中的營養(yǎng)物質與功能成分 002
第二節(jié) 園藝產品與人類健康 004
第三節(jié) 園藝產品營養(yǎng)與功能學及園藝產業(yè)發(fā)展 005
第四節(jié) 園藝產品營養(yǎng)與功能學的定位與內容 006
參考文獻 007
第二章 園藝產品的營養(yǎng)物質
節(jié) 維生素 008
一、水溶性維生素 008
二、脂溶性維生素 015
三、維生素的參考攝入量 021
第二節(jié) 礦物質 021
一、大量元素 021
二、微量元素 025
三、礦物質的參考攝入量 029
第三節(jié) 碳水化合物 029
一、單糖 029
二、二糖 032
三、多糖 033
四、有機酸 034
第四節(jié) 蛋白質與氨基酸 035
一、蛋白質的概況 035
二、蛋白質的功能 036
三、蛋白質營養(yǎng)價值的決定因素 037
四、氨基酸 037
五、蛋白質的參考攝入量 047
第五節(jié) 脂類 048
一、中性甘油酯 048
二、磷脂 050
三、糖脂 052
參考文獻 052
第三章 園藝產品中的生物活性物質
節(jié) 植物生物活性物質的種類 053
一、酚類化合物 053
二、萜類化合物 055
三、碳水化合物及磷脂 057
四、含氮化合物(生物堿除外) 061
五、生物堿 063
第二節(jié) 類黃酮化合物 066
一、結構和種類 067
二、理化性質 067
三、園藝產品中的分布及含量 068
四、生理功能 074
五、安全性 075
六、開發(fā)應用 075
第三節(jié) 花色苷類 076
一、結構和種類 076
二、理化性質 076
三、影響花色苷穩(wěn)定性的因素 077
四、園藝產品中的分布及含量 078
五、生理功能 083
六、建議攝入量及安全性 084
七、開發(fā)應用 084
第四節(jié) 類胡蘿卜素 084
一、結構和種類 085
二、理化性質 085
三、園藝產品中的分布及含量 085
四、生理功能 087
五、開發(fā)應用 088
第五節(jié) 有機硫化物 089
一、芥子油苷 089
二、烯丙基硫化物 093
第六節(jié) 植物雌激素 094
一、結構和種類 094
二、園藝產品中的分布及含量 096
三、生理功能 097
四、安全性 099
五、開發(fā)應用 099
第七節(jié) 植物甾醇 100
一、結構和種類 100
二、理化性質 100
三、園藝產品中的分布及含量 101
四、生理功能 103
五、安全性 105
六、開發(fā)應用 105
第八節(jié) 皂苷 105
一、結構和種類 106
二、理化性質 106
三、園藝產品中的分布及含量 107
四、生理功能 109
五、開發(fā)應用 109
第九節(jié) 檸檬烯 109
一、結構和種類 110
二、理化性質 110
三、食物來源及攝入量 110
四、生理功能 110
五、吸收、分布、代謝和排泄 111
六、安全性 111
七、開發(fā)應用 112
第十節(jié) 果低聚糖 112
一、結構和種類 112
二、理化性質 113
三、膳食來源與工業(yè)化生產 113
四、生理功能 114
五、攝入量與安全性 115
六、開發(fā)應用 116
參考文獻 116
第四章 園藝產品中營養(yǎng)和生物活性物質的影響因子與調控
節(jié) 內在影響因子與遺傳調控 120
一、內在影響因子 120
二、遺傳調控策略 122
第二節(jié) 環(huán)境影響因子與栽培調控 125
一、環(huán)境影響因子 125
二、栽培調控 127
第三節(jié) 采收與采后處理的影響與調控 131
一、采收對園藝產品中營養(yǎng)和生物活性物質的影響與調控 131
二、采后處理對園藝產品中營養(yǎng)和生物活性物質的影響與調控 132
第四節(jié) 園藝產品中功能成分的合成與調控 136
一、芥子油苷的生物合成與調控 137
二、類胡蘿卜素的生物合成與調控 143
參考文獻 152
第五章 園藝產品的科學食用
節(jié) 蔬菜的科學搭配與食用 156
一、蔬菜的科學搭配 156
二、蔬菜的科學食用 158
第二節(jié) 水果的科學食用 161
一、水果的營養(yǎng)保健價值 161
二、水果的食用方式 163
三、水果的科學食用 164
第三節(jié) 花卉的科學食用 165
一、花卉的營養(yǎng)保健價值 165
二、花卉的食用方式 167
三、花卉的科學食用 167
參考文獻 168
第六章 園藝產品營養(yǎng)與功能學研究的技術和方法
節(jié) 活性物質提取分離方法 170
一、活性物質提取方法 170
二、活性物質分離與精制方法 174
三、園藝產品有效成分的活性追蹤分離方法 190
第二節(jié) 活性物質結構測定方法 191
一、結構研究的一般程序與方法 191
二、波譜技術在活性物質結構分析中的應用 193
第三節(jié) 其他分析技術的應用 201
一、非損傷檢測技術 201
二、抗氧化活性分析技術 203
三、營養(yǎng)與功能的普遍測定評價技術 206
四、代謝組學技術 209
參考文獻 210
附 錄