刘彦君^1,2, 刘哲³, 孟祥红^,2, 陆柏益^,11. 浙江大学生物系统工程与食品科学学院/农业部农产品贮藏保鲜安全风险评估实验室,杭州 310058
2. 中国海洋大学食品科学与工程学院, 青岛 266000
3. 西南大学园林园艺学院,重庆 400716

Evaluation of the Vegetables Nutritive Values Based on ‘Three Degree’ Method

LIU YanJun^1,2, LIU Zhe³, MENG XiangHong^,2, LU BaiYi^,11. College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University/Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservation, Hangzhou 310058;
2. College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266000, Shandong
3. College of Horticulture and Landscape Architecture, Southwest University, Chongqing 400716

通讯作者: 孟祥红,E-mail：mengxh@ouc.edu.cn陆柏益,E-mail：bylu@zju.edu.cn

责任编辑: 赵伶俐
收稿日期:2019-02-3接受日期:2019-05-7网络出版日期:2019-09-16

基金资助:

农业农村部典型农产品品质指标体系构建与特征性指标筛选验证专项.GJFP2019043 中国农业科学院科技创新工程协同任务

Editor: ZhaoLingLi
Received:2019-02-3Accepted:2019-05-7Online:2019-09-16
作者简介 About authors
刘彦君,E-mail：liuyanjun_1012@163.com。






摘要
目的蔬菜作为人们日常饮食中重要的组成成分,包含人体所需的多种营养素,根据蔬菜所含营养素的种类、含量及比例等指标对常见蔬菜进行综合营养评价,为人们选择蔬菜提供科学指导。方法选取常见的38种蔬菜,根据《中国食物成分表 第2版》中蔬菜及其制品中的分类方法将其分为叶菜类、茎菜类、花菜类等10类。该方法以42种人体必需的营养素为评价指标,包括7大营养素以及被公认为对人体有益的两种多不饱和脂肪酸（亚油酸和亚麻酸）和膳食纤维。分别计算10大类38种常见蔬菜中42种营养素的“多样度”（Degree of diversity,DD值）、“匹配度”（Degree of match,DM值）和“平衡度”（Degree of balance,DB值）指标,根据各指标分值及排名进行营养评价。最后计算3个指标的综合评价指标—“偏离指数”,根据偏离指数对蔬菜进行综合排名分析。结果 根据“多样度”得出各种蔬菜所含营养素种类大致相同;根据“匹配度”得出茎菜类、叶菜类和花菜类营养素含量较高,排名前3位的蔬菜依次为荠菜、香菜、菠菜;根据“平衡度”得出花菜类和葱蒜类营养素比例更符合人体需要,排名前3位的蔬菜依次为大葱、韭菜、黄瓜;最后根据“偏离指数”得出蔬菜营养价值的综合排名,茎菜类、叶菜类和花菜类蔬菜偏离指数较小,排名前3位的蔬菜依次为荠菜、香菜、菠菜。结论 该评价方法能较综合地评价蔬菜营养价值,与营养质量指数、营养素度量法等以往蔬菜评价模型相比,增加了各营养素之间的比例,对蔬菜营养价值的评价更加全面。
关键词： 蔬菜;营养价值评价;多样度;匹配度;平衡度

Abstract
【Objective】 As the important components of our daily diet, the vegetables contain various nutrients people need. The objective of this study was to evaluate vegetables by the categories, contents and proportion of nutrients in vegetables to provide scientific guides for people to choose vegetables. 【Method】 38 common vegetables were selected as test materials and divided into ten kinds, including leaf vegetables, stem vegetables, flower vegetables, allium species, solanaceous vegetables, melon vegetables, root vegetables, tuber vegetables, fresh bean vegetables, and wild vegetables, according to China Food Composition 2 ^nd. 42 essential nutrients were defined as evaluation indexes, including water, protein, fat, carbohydrates, minerals, vitamins, amino acids and 2 unsaturated fatty acids (linoleic acid (ω-6) and a-linolenic acid (ω-3)) and dietary fiber, which were considered as good for health. And then the contents of the nutrients of the vegetables were listed in terms of China Food Composition 2nd. Three degree ( Degree of Diversity (DD), Degree of Match (DM) and Degree of Balance(DB)) of 42 kinds of nutrients’ in 38 common vegetables were calculated respectively.. Finally, the Deviation Index as the overall nutrient evaluation of the three indexes was culculated, and then an overall nutrient evaluation of the vegetables based on Deviation Index was analyzed. 【Result】 DD indices showed that the common vegetables had the similar kinds of nutrients. DM indices indicated the contents of nutrients of the stem, leaf and flower vegetables were high and the top three vegetables were shepherd’s purse, coriander and spinach. DB indices showed the proportion of nutrients of the flower vegetables and allium vegetables were more suitable for people’s needs and that the top three vegetables were onions (young green), leek and cucumber. Finally, based on ‘Deviation Index’ giving an overall nutrient evaluation ranking for vegetables, it showed that the deviation index of the stem, leaf and flower vegetables were small and that the top three vegetables were shepherd’s purse, coriander and spinach.【Conclusion】 Compared with previous vegetable profiling models, such as index of nutrition quality and nutrient profiling, this method considered the proportion of the nutrients in vegetables so that it ensured the nutrition profiling of vegetables more comprehensive. As the deepening of the scientific research, we coud certify the contribution of the nutrients to people and then multiplied by the corresponding weights so that this nutrient evaluation was more suitable for people’s needs.
Keywords：vegetables;nutrient profiling;degree of diversity;degree of match;degree of balance


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本文引用格式
刘彦君, 刘哲, 孟祥红, 陆柏益. 基于多样度、匹配度和平衡度的常见蔬菜营养价值评价[J]. 中国农业科学, 2019, 52(18): 3177-3191 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.18.010
LIU YanJun, LIU Zhe, MENG XiangHong, LU BaiYi. Evaluation of the Vegetables Nutritive Values Based on ‘Three Degree’ Method[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2019, 52(18): 3177-3191 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.18.010

0 引言

【研究意义】随着当前人们生活习惯的改变,“多肉、多油脂、少蔬菜”的饮食模式诱发了多种慢性疾病,ZHANG等^[1]呼吁人们改变膳食结构。食物营养评价模型为人们选择健康的食物提供了科学依据,目前食物营养评价模型很多,如营养质量指数（index of nutrition quality,INQ）^[2]、营养素度量法（nutrient profiling,NP）^[3,4]、营养素平衡概念（nutrient balance concept,NBC）^[5]等。在这些营养评价体系中,蔬菜一般都位于前列^[5,6,7,8],中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所研究表明蔬菜是健康饮食的重要组成成分^[9]。这就要求我们对蔬菜的营养价值有更深的了解,建立适合蔬菜的营养评价模型,从而合理地选择蔬菜种类,充分化发挥其营养价值。【前人研究进展】目前对蔬菜的营养评价一般为模糊的等级分类^[10],其中“平均营养值估算法”和“营养评分分类估算法”^[11]是目前应用较多的两种方法,但是这两种方法只考虑了营养素的含量,未考虑营养素的均衡性及其与人体所需营养的匹配程度。此外,食品营养均衡指数(index of nutrient balance,INB)是一种用来评价农产品均衡性的营养评价方法,其在营养素密度评分(nutrient density score,NDS)和营养质量指数(index of nutritional quality,NQ)的基础上,结合营养素度量法（NP）,给出了一种新型的农产品营养评价方法,但该方法涵盖的营养素种类不够全面,未考虑氨基酸等营养素^[12]。“三度法”是笔者研究团队前期提出的一种果品营养价值评价方法^[13],该方法从营养素的种类、含量以及各营养素之间的比例等方面评价了果品的营养价值,是一种全面、系统的营养评价体系。“三度”即“多样度”（degree of diversity,DD）、“匹配度”（degree of match,DM）、“平衡度”（degree of balance,DB）。【本研究切入点】蔬菜与水果在营养价值上存在很大的相似性^[9],目前营养评价体系存在很多不足,如指标营养素涵盖种类较少,评价内容单一,一般都偏向于评价营养素与能量之间的关系,或“推荐性”营养素和“限制性”营养之间的关系,蔬菜作为一种低能量、高维生素和膳食纤维的食物,用上述方法对蔬菜种类进行营养价值分析具有一定的局限性。【拟解决的关键问题】本研究通过计算10大类38种常见蔬菜中42种营养素的“多样度”、“匹配度”和“平衡度”指标,从蔬菜所含营养素的种类、含量和比例等角度对蔬菜进行营养评价,探究适合蔬菜营养评价的新模型。

1 材料与方法

参考《中国食物成分表》中蔬菜类及其制品的分类^[14],将常见的38种蔬菜分为10类（表1）,分别计算各类蔬菜的“三度”指标。

Table 1
表1
表1常见蔬菜种类
Table 1The common vegetable species

蔬菜种类 Vegetable category	蔬菜名称 Name of vegetable
叶菜类 Leaf vegetable	大白菜、菠菜、香菜、芥菜、油菜、油麦菜、生菜（叶用莴苣）、茴香、荠菜、芹菜、茼蒿 Chinese cabbage, spinach, coriander (cilantro) leaves, mustard, rape, lactuca, leaf lettuce, capsella bursa-pastoris, celery, crowndaisy chrysanthemum
茎菜类 Stem vegetable	芦笋、莴笋 Asparagus, asparagus lettuce
花菜类 Flower vegetable	甘蓝、菜花（花椰菜） Cabbage, broccoli
葱蒜类 Allium species	大葱、大蒜、洋葱、韭菜 Onions (young green), garlic, onion, Chinese chive
茄果类 Solanaceous vegetable	茄子、番茄、辣椒、甜椒 Eggplant, Tomato, hot pepper, peppers(sweet)
瓜菜类 Melon vegetable	黄瓜、西葫芦、苦瓜 Cucumber, cucurbita pepo, balsam-pear
根菜类 Root vegetable	白萝卜、胡萝卜、水萝卜 White carrot, carrot, radish
薯芋类 Tuber vegetable	马铃薯、芋头、姜 Potatoes（russet）, taro, ginger
鲜豆类 Fresh bean vegetables	芸豆、豇豆 Kidney bean, cowpeas (leafy tips)
野生蔬菜类 Wild vegetable	鱼腥草、槐花、香椿、马齿苋 Houttuynia cordata, flos sophorae, toona sinensis, herba portulacae

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1.1 指标营养素的选择

指标营养素是指食物中作为评价对象的营养素。目前营养分析模型大多是基于推荐性营养素或限量营养素,或两者的结合^[15]。本研究认为任何一种营养素对人体均有特定的功效,只是在摄入量不足或过多时才会对人体产生不良影响,而且蔬菜本身就属于一种富含推荐性营养素的食物,因此,本研究不进行推荐性营养素和限量营养素的区分,但计算结果可以反映蔬菜中营养素的含量多少,即任何一种营养素含量过多或过少都会影响“三度”指标中的DM值,从而使其排名降低。

本研究选定了目前认为是人体必需的营养素,包括7大营养素中的蛋白质、脂类、碳水化合物、矿质元素、维生素、氨基酸和水,以及被公认为对人体有益的两种多不饱和脂肪酸（亚油酸和亚麻酸）和膳食纤维,一共42种营养素^[12]（表2）。

Table 2
表2
表242种营养素种类及RNI
Table 2The species and RNI values of 42 nutrients

类别 Category	营养素 Essential nutrient	人均每日推荐摄入量 RNI	单位 Unit
水 Water	水 Water	1700	g
能量物质（3种） Energy material	蛋白质 Protein	65	g
	脂肪 Fat	25	g
	碳水化合物 Carbohydrates	120 ①	g
不饱和脂肪酸（2种） Unsaturated fatty acid	亚油酸 Linoleic acid（ω-6）	4 ②	%E
	亚麻酸 a-linolenic acid（ω-3）	0.6 ②	%E
矿质元素（13种） Mineral	钙 Calcium	800	mg
	磷 Phosphorus	720	mg
	钾 Potassium	2000 ②	mg
	钠 Sodium	1500 ②	mg
	镁 Magnesium	330	mg
	铁 Iron	12	mg
	锌 Zinc	12.5	mg
	硒 Selenium	60	mg
	铜 Copper	0.8	mg
	锰 Manganese	4.5 ②	mg
	碘 Iodine	120	μg
	氯 Chloride	2200 ②	μg
	钼 Molybdenum	100	μg
维生素（13种） Vitamin	维生素A原 Provitamin A	800	mg
	维生素B1/硫胺素 Thiamin	1.4	μg RAE
	维生素B2/核黄素 Riboflavin	1.4	μg
	维生素B3/烟酸 Niacin	15	mg α-TE
	维生素C/抗坏血酸 Ascorbic acid	100	μg
	维生素E Vitamin E	14	mg
	维生素D Vitamin D	10	mg
	维生素K Vitamin K	80 ②	mg NE
	维生素B5/泛酸 Pantothenic acid	5 ②	mg
	维生素B6 Vitamin B6	1.4	mg
	维生素/B7生物素 Biotin	40 ②	μg
	叶酸 Folate	400	μg DFE
	维生素B12 Vitamin B12	2	μg
必需氨基酸（9种） Essential amino acid	组氨酸 Histidine	600	mg
	异亮氨酸 Isoleucine	1200	mg
	亮氨酸 Leucine	2340	mg
	赖氨酸 Lysine	1800	mg
	甲硫氨酸/蛋氨酸 Methionine	1020	mg
	苯丙氨酸 Phenylanaline	1140	mg
	苏氨酸 Threonine	900	mg
	色氨酸 Tryptophan	240	mg
	缬氨酸 Valine	1560	mg
膳食纤维 Dietary Fiber (1种)	膳食纤维 Dietary Fiber	25	g

^① 平均需要量 Estimated average requirement,EAR（中国营养学会,2013）;^② 适宜摄入量 Adequate intake,AI（中国营养学会,2013）

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1.2 摄入标准的制定

摄入标准是以指标营养素最符合人体需要的量为标准。在食物营养评价体系中,多种指标营养素都具有相应的摄入标准,由权威机构或国家发布^[7]。美国食品药品监督管理局（U.S. Food and Drug Administration,FDA）建立了RDIs——包含维生素和矿物质等营养素的摄入标准,为食品营养标签制定时的每日参考摄入量提供了依据^[16]。在我国,居民膳食营养素推荐摄入量（recommended nutrient Intakes,RNI）和适宜摄入量（adequate intake,AI）是制作营养标签和建立膳食指导所依据的标准^[17]。因此,本研究选取RNI或AI作为营养评价的摄入标准,在没有RNI和AI时,采用平均需要量（estimated average requirement,EAR）（表2）。

1.3 计算标准的选择

常见的计算标准一般是100 g（100 mL）、100 kcal（418.4确良kJ）或1份(RACC)^[1]。“1份”是美国FDA根据各种食物通常摄入的量来确定的,不同食物的“1份”所代表的量不同,与食物本身含有的能量密度有关。在美国,FDA对各种食物的“1份”进行了规定,但是因国家和地区的不同,“1份”的量也不同,我国对“1份”并没有具体的规定,因此“1份”不适用于本研究。

“100 kcal”和“100 g”在我国比较常用。蔬菜是一种低能量的食物,多以质量来计算,并且现有的食品营养标签和营养声称多以“g”标注,用“100 g”与工业生产保持一致,便于厂商和消费者进行商品间的对比^[18,19]。《中国食物成分表 第2版》中食物各营养素的相对含量^[14]也是基于“100 g”来计算的。因此在蔬菜的营养价值分析中,100 g比100 kcal更适合。

1.4 “三度法”计算方法

“三度”评价法是对蔬菜的DD值、DM值、DB值进行分别计算,然后根据各指标得分对蔬菜营养价值进行分析,具体计算方法如下：

1.4.1 多样度——DD值 多样度（DD）是指蔬菜中含有的人体必需营养素的种类。通过分别对42种营养素进行打分,存在记为“1”,缺乏记为“0”,计算公式如下（公式1）：

（1）$DD=\frac{蔬菜中人体必需营养素种类}{人体必须营养素种类}$
其中,“人体必需营养素种类”为42种。

DD值越大,表明蔬菜含有的营养素种类越多,DD值最大为1,“DD值=1”表示蔬菜含有42种营养素。

1.4.2 匹配度——DM值 匹配度（DM）是指蔬菜中所含有的各种营养素的含量与人体每日需求量间的匹配程度。它评价的是蔬菜中各种营养素含量的多少。通过DD值可以比较各种蔬菜含有营养素种类的多少,DM值可以进一步比较各种营养素含量的多少。38种蔬菜中的42种营养素的含量通过《中国食物成分表 第2版》^[14]及相关文献获得。DM值计算公式如下（公式2）：

. （2）$DM=\frac{1}{k}\sum{\frac{100g蔬菜中某营养素的含量}{该营养素的每日推荐摄入量}}$
式中,k：蔬菜中的营养素种类。

“DM值<1”表示蔬菜中的平均营养素含量少于人体每日所需的各种营养素的平均推荐摄入量,“DM值>1”表示蔬菜中的平均营养素含量多于人体每日所需的各种营养素的平均推荐摄入量,DM值越接近1,表明蔬菜营养素含量越接近人体所需营养素的推荐摄入量,蔬菜的营养价值相对较高。

1.4.3 平衡度——DB值 平衡度（DB）是指蔬菜中任意两种营养素含量的比值与其RNI间比值的接近度,它评价的是蔬菜中各种人体必需营养素之间的平衡程度。某些营养素之间存在竞争或拮抗作用,过量摄入会影响其他营养素的吸收利用^[12];对于存在协同作用的营养素,当增加一种营养素的摄入时,会促进另一种营养素的吸收利用^[5]。因此,人体所需的营养素之间存在一定的比例（即平衡度）,当比例适宜时,其吸收利用率最大。该公式根据氨基酸营养评价的“模糊识别法”中“兰氏距离法”计算样品与标准蛋白中各氨基酸的贴近程度^[20,21]改进而来^[12],计算公式如下（公式3）。为简化计算,这里“k”所指代的为一大类营养素,分别对能量物质（3种）、维生素（13种）、矿物质（13种）、氨基酸（9种）进行计算,即k分别取“3”、“13”、“13”、“9”,最后取其平均值代表该种蔬菜的总DB值。

（3）$DB=1-\frac{1}{c_{k}^{2}}\sum\nolimits_{i=1}^{k}{\frac{\left| {{a}_{ij}}-{{u}_{ij}} \right|}{{{a}_{ij}}+{{u}_{ij}}}}$
其中,k：蔬菜中参与计算的营养素种类;a_ij：蔬菜中参与计算的任意两种营养素含量的比值;u_ij：与a_ij对应的两种营养素RNI的比值。其中a_ij和u_ij的比值统一按照“低推荐量元素/高推荐量元素”的原则。

一般情况下,DB值小于1。DB值越接近于1则表示蔬菜中所含营养素间的比例越符合人体生长需要,营养价值越高。DB值最大为1,“DB值=1”表示蔬菜中各种营养素之间的比例完全符合人体需要,即与每日推荐摄入营养素之间的比值相同。

1.4.4 DD值、DM值和DB值的偏离度 为了直观地表示“三度”指数之间的关系,将3个指数进行偏离度计算,3个指数的最理想值均为“1”,因此,将“偏离指数”定义为各指数偏离1的程度,如公式4所示：

（4）$偏离指数=|1-DD|+|1-DM|+|1-DB|$

当蔬菜完全符合“三度”定义的营养价值时,偏离指数为0,值越大,偏离程度越大,最大偏离值为3。

2 结果

2.1 多样度

计算结果显示,大白菜、菠菜、香菜、芥菜、芦笋、油菜、甘蓝、油麦菜、菜花（花椰菜）、芹菜、荠菜、生菜（叶用莴苣）、茼蒿、茴香、莴笋、大葱、洋葱、韭菜、黄瓜、番茄、西葫芦、苦瓜、辣椒、甜椒、白萝卜、胡萝卜、马铃薯、芸豆、豇豆、鱼腥草、马齿苋的DD值均为0.929,营养素种类含量相同,而大蒜、茄子、水萝卜、芋头、姜、槐花、香椿的DD值为0.905。根据以上数据,可以看出这些蔬菜种类的DD值相差不大,茎叶类、花菜类、瓜果类和鲜豆类蔬菜DD值相对较高,薯芋类和野生蔬菜类DD值相对较低,对于DD值相同的蔬菜可进一步比较其DM值和DB值,通过比较其营养素含量和各营养素之间的比例来进行排名。

2.2 匹配度

以大白菜、菠菜、香菜3种蔬菜为例,进行DM值的计算,见表3。

Table 3
表3
表3大白菜、菠菜和香菜的DM值计算
Table 3The DM values of cabbage, spinach and coriander leaves

类别 Category	营养素 Essential nutrient	人均每日推荐摄入量 RNI	单位 Unit	大白菜 Cabbage		菠菜 Spinach		香菜 Coriander leaves
				含量Content（/100 g）	百分比Percentage（%）	含量Content（/100 g）	百分比Percentage（%）	含量Content（/100 g）	百分比Percentage（%）
水 Water	水 Water	1700	g	94.6	5.56	91.2	5.36	90.5	5.32
能量物质（3种） Energy material	蛋白质 Protein	65	g	1.5	2.31	2.6	4.00	1.8	2.77
	脂肪 Fat	25	g	0.1	0.40	0.3	1.20	0.4	1.60
	碳水化合物 Carbohydrate	120	g	3.2	2.67	4.5	3.75	6.2	5.17
不饱和脂肪酸（2种） Unsaturated fatty acid	亚油酸 Linoleic acid（ω-6）	4	%E	0	0.00	0	0.00	0	0.00
	亚麻酸 α-linolenic acid（ω-3）	0.6	%E	0	0.00	0	0.00	0	0.00
矿质元素（13种） Mineral	钙 Calcium	800	mg	50	6.25	66	8.25	101	12.63
	磷 Phosphorus	720	mg	31	4.31	47	6.53	49	6.81
	钾 Potassium	2000	mg	252	12.60	311	15.55	272	13.60
	钠 Sodium	1500	mg	57.5	3.83	85.2	5.68	48.5	3.23
	镁 Magnesium	330	mg	11	3.33	58	17.58	33	10.00
	铁 Iron	12	mg	0.7	5.83	2.9	24.17	2.9	24.17
	锌 Zinc	12.5	mg	0.38	3.04	0.85	6.80	0.45	3.60
	硒 Selenium	60	μg	0.49	0.82	0.97	1.62	0.53	0.88
	铜 Copper	0.8	mg	0.05	6.25	0.1	12.50	0.21	26.25
	锰 Manganese	4.5	mg	0.15	3.33	0.66	14.67	0.28	6.22
	碘 Iodine	120	μg	NA	0.00	10.23[22]	8.53	1.5	1.25
	氯 Chloride	2200	mg	538[23]	24.45	315[23]	14.32	NF[23]	—
	钼 Molybdenum	100	μg	9.57[24]	9.57	6.61[24]	6.61	NF[24]	—
维生素（13种） Vitamin	维生素A原 Vitamin A	800	μg RAE	20	2.50	487	60.88	193	24.13
	维生素B1/硫胺素 Thiamin	1.4	mg	0.04	2.86	0.02	1.43	0.04	2.86
	维生素B2/核黄素 Riboflavin	1.4	mg	0.05	3.57	0.09	6.43	0.14	10.00
	维生素B3/烟酸 Niacin	15	mg NE	0.6	4.00	0.6	4.00	2.2	14.67
	维生素C/抗坏血酸 Ascorbic acid	100	mg	31	31.00	32	32.00	48	48.00
	维生素E Vitamin E	14	mg α-TE	0.76	5.43	1.74	12.43	0.8	5.71
	维生素D Vitamin D	10	μg	0	0.00	0	0.00	0	0.00
	维生素K Vitamin K	80	μg	80.82[25]	101.03	223.23[25]	279.04	348.27[25]	435.34
	维生素B5/泛酸 Pantothenic acid	5	mg	NF	0.00	0.345[26]	6.90	NF	0.00
	维生素B6 Vitamin B6	1.4	mg	0.194[27]	13.86	0.008[26]	0.57	0.149[27]	10.64
	维生素/B7生物素 Biotin	40	μg	NF	0.00	NF	0.00	NF	0.00
	叶酸 Folate	400	μg DFE	66[27]	16.50	194[27]	48.50	62[27]	15.50
	维生素B12 Vitamin B12	2	μg	0[27]	0.00	0[27]	0.00	0[27]	0.00

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Table 3
续表3
续表3大白菜、菠菜和香菜的DM值计算
Table 3The DM values of cabbage, spinach and coriander leaves(Continued)

类别 Category	营养素 Essential nutrient	人均每日推荐摄入量 RNI	单位 Unit	大白菜 Cabbage		菠菜 Spinach		香菜 Coriander leaves
				含量Content（/100 g）	百分比Percentage（%）	含量Content（/100 g）	百分比Percentage（%）	含量Content（/100 g）	百分比Percentage（%）
必需氨基酸（9种） Essential amino acid	组氨酸 Histidine	600	mg	21	3.50	56	9.33	40	6.67
	异亮氨酸 Isoleucine	1200	mg	37	3.08	100	8.33	82	6.83
	亮氨酸 Leucine	2340	mg	55	2.35	182	7.78	132	5.64
	赖氨酸 Lysine	1800	mg	55	3.06	147	8.17	104	5.78
	甲硫氨酸/蛋氨酸 Methionine	1020	mg	13	1.27	18	1.76	NA	—
	苯丙氨酸 Phenylanaline	1140	mg	49	4.30	108	9.47	66	5.79
	苏氨酸 Threonine	900	mg	41	4.56	114	12.67	85	9.44
	色氨酸 Tryptophan	240	mg	12	5.00	36	15.00	24	10.00
	缬氨酸 Valine	1560	mg	53	3.40	120	7.69	105	6.73
膳食纤维 Dietary Fiber	膳食纤维 Dietary Fiber	25	g	0.8	3.20	1.7	6.80	1.2	4.80
K值				39		39		39
DM值				0.078		0.177		0.192

“NA” means that the substance is present, but no specific data is found; “NF” means that the substance is not found; the recommended amount of amino acid is 60kg body weight for adults
“NA”代表存在该种物质,但未查到具体数据;“NF”代表未查到该种物质;氨基酸推荐量以60 kg体重成年人需要量为标准

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按照此方法,计算所有蔬菜的DM值,再进行排序,见图1。

图1

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图1蔬菜DM值及排名

Fig. 1The DM values and ranking of vegetables



按照排名,前10位的蔬菜DM值由大到小是：荠菜>香菜>菠菜>豇豆>茴香,甜椒>菜花（花椰菜）,油菜,鱼腥草>茼蒿,茎（叶）菜、花菜类蔬菜DM值较高,茄果、根菜、薯芋类蔬菜DM值较低。

此排名可以看出各蔬菜营养素含量的高低,但是这里需要注意的是,DM值只是各蔬菜营养素含量的平均值,如果有需要,可以将蔬菜中各营养素的含量与RNI的比值进行比较,得出各营养素含量的排名,便于有特殊需求的人群选择适宜的蔬菜。以维生素A为例,图2为各蔬菜中维生素A含量的排名。相同地,还可以列出其他12种维生素含量的排名,医院可根据病人的临床需要进行合理的膳食搭配,通过食疗辅助治疗。

图2

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图2维生素A含量排名

Fig. 2The contents ranking of Vitamin A

2.3 平衡度

以菠菜为例,计算3种能量物质的平衡度。

将a_ij和u_ij代入公式3即可求出菠菜能量物质的DB值,为0.879。按照同样的方法,可求出菠菜13种矿物质和9种氨基酸的DB值分别为0.668、0.744。由于未查到菠菜中生物素的含量,所以这里只计算了12种维生素的DB值为0.049。最后取平均值,得到菠菜的总DB值为0.670。

由于部分蔬菜中缺乏氯、钼、硒、生物素、泛酸等的数据,所以这部分蔬菜在计算时以已知含量数据的营养素为主,但是根据结果显示,个别营养素的数值对整体DB值影响不大。由于油麦菜、西葫芦、水萝卜、芸豆、槐花、鱼腥草、马齿苋、蒲公英叶缺乏较多数据,所以没有进行排名,其他蔬菜的DB值与排名见图3。

图3

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图3蔬菜DB值及其排名

Fig. 3The DB values and ranking of vegetables



Table 4
表4
表4菠菜中3种能量物质的含量及其RNI
Table 4The contents and RNI values of three kinds of energy materials in spinach

	单位 Unit	能量物质 Energy material
		碳水化合物 Carbohydrate	蛋白质 Protein	脂肪 Fat
推荐摄入量 （RNI）	g/day	120	65	25
菠菜 Spinach	g/100 g	4.5	2.6	0.3

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Table 5
表5
表5菠菜中3种能量物质的a_ij和u_ij值
Table 5The a_ij and u_ij values of three kinds of energy materials in spinach

uij aij	碳水化合物 Carbohydrate	蛋白质 Protein	脂肪 Fat
碳水化合物 Carbohydrate	—	0.542	0.208
蛋白质 Protein	0.578	—	0.385
脂肪 Fat	0.067	0.115	—

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按照排名,前10位的蔬菜DB值由大到小是：大葱>韭菜>黄瓜>油菜>大白菜>茼蒿>菜花（花椰菜）>芹菜>洋葱>胡萝卜,花菜类和葱蒜类蔬菜DM值相对较高;茎、叶类蔬菜DM值大小不一,其中大白菜、油菜、芹菜、茼蒿DM值较高,芥菜、莴苣、莴笋、茴香DM值较低;薯芋类DM值较低。

根据DM值和DB值的蔬菜排名比较可以得出,DM值高的蔬菜,其DB值不一定高,表明这些蔬菜只是部分营养素含量较高,而一些营养素含量较低,例如荠菜、茴香;相同地,DB值高的蔬菜,其DM值不一定高,表明这些蔬菜营养素之间的比例较接近人体需要,但营养素含量普遍较低,例如黄瓜、芹菜、洋葱。DM值和DB值均较高,表明该种蔬菜营养素含量较高,比例适合,例如油菜和菜花（花椰菜）;相反,DM值和DB值均较低,表明该种蔬菜营养素含量低,比例不适合。

2.4 DD值、DM值和DB值的偏离度

根据定义,其计算结果及排名（偏离指数由小到大）如图4所示。

图4

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图4蔬菜“三度”偏离度及排名

Fig. 4The variation degree of “Three Degree” and ranking of vegetables



结果显示,茎菜类、叶菜类、花菜类偏离指数最小,但是茎（叶）类蔬菜中芥菜、芦笋、莴苣的偏离指数较大,而芦笋在国际上被称为“蔬菜之王”,在此排名中却只处于中间,根据原始数据分析原因,一是其部分营养素的含量偏低,例如芦笋中钙、钠、维生素A原的含量分别为10 mg/100 g,3.1 mg/100 g,17 mg/100 g,仅分别为荠菜含量的1/3、1/10、1/4,导致DB值不高;二是虽然芦笋氨基酸种类丰富,但是含量普遍较低,从而导致氨基酸的DM值不高,最终导致芦笋排名不突出。此排名中少数葱蒜类、鲜豆类蔬菜偏离指数偏小;瓜菜类蔬菜中,苦瓜等蔬菜偏离指数偏大、黄瓜等蔬菜偏小;茄子等少数茄果类和野生蔬菜类偏离指数偏大;茄果类的辣椒,根菜类、薯芋类蔬菜的偏离指数最大。根菜类的胡萝卜营养价值排名与实际观念不符,是因为其钠、维生素A含量显著高于普通蔬菜,分别为741.4 mg/100 g,688 mg/100 g,而其他营养素含量相差不大,导致DB值偏低,最终导致偏离指数较大。荠菜营养价值最高,香椿营养价值最低。通过偏离指数排名,可以直观地反映“三度”指数的总体情况,不需要进行每一个指数的对比,更直观方便。对于没有时间做长期饮食规划又想保证营养素摄入充足的人群,可以根据偏离指数直接选择排名靠前的蔬菜。目前认为“三度”指数的每一个指数的重要性都一样,“偏离度”是综合评价3个指数的指标,根据“偏离度”可得到蔬菜的综合营养评价排名。

3 讨论

“三度法”是评价蔬菜营养价值的一种新方法,它综合考虑了蔬菜中营养素的种类、含量和比例,给出了不同评价指标的排名。DD值是对蔬菜营养素种类的一个简单评估,需要结合DM值和DB值进一步分析。需要注意的是,这里计算的DM值是现有的所有营养素的平均值,这是定量分析,而不是定性分析,因为部分含量过多的营养素可能会使DM值偏高,这时就需要引入“平衡度”的概念——即DB值。DB值是定性分析,无论营养素偏高或者偏低都会拉低DB值,大部分情况下,需要将两者结合使用。最后引入一个“偏离度”的概念,将“三度”的3个指标结合到一起,通过一个数值对蔬菜的营养价值进行综合排名,简化了营养评价模型。各指标的代表意义各不相同,“偏离度”是3个指标的综合评价。

在朱丽等^[28]对深圳市主食蔬菜的营养价值评价中,除野生蔬菜类外,茎菜类、叶菜类和花菜类的营养价值最高,鲜豆类和葱蒜类的营养价值比较高,茄果、瓜菜类营养价值因品种相差较大,根菜和薯芋类营养价值最低,与本研究结果一致。但是,在朱丽的评价结果中,野生蔬菜的营养价值最高,而本研究中的野生蔬菜营养价值却偏低。分析原因如下,以香椿为例,虽然其DD值和DM值较高,但是其DB值很低,表明香椿所含营养素之间的比例不符合人体需要,从而导致其综合排名较低。本研究的评价方法将营养素的均衡性纳入考虑,避免了单一营养素含量过高影响最终营养评分。

该方法的应用还存在一定的局限性,部分蔬菜的营养价值排名可能与传统意识上的高营养价值蔬菜不符,是因为该评价方法的标准是营养素含量和比例的综合值,任何一种营养素的含量偏低,或者过高,都会影响其综合排名,因此为了更科学地评价各种蔬菜的营养价值,后期还需考虑有特殊贡献率的蔬菜,增加相应的权重。其次,因为蔬菜中营养素的吸收还受蔬菜的烹饪方式和人体消化吸收利用率的影响,要想计算人体吸收利用的营养素含量,还需要更多的科学数据。有关试验证明,蔬菜在蒸制1 min时或在150—180℃下炒制1—2 min时,其营养品质较好。可以较好地保留蔬菜中的营养成分^[29]。但是关于蔬菜中营养素的吸收利用率还有待研究,基于细胞模型^[30]和代谢组学方法在食物营养价值评价中的应用将为营养评价提供更可靠的依据^[31]。此外,人们平时饮食大多都是混合模式,该方法目前只是对生蔬菜、水果进行验证,如果想要应用到人们的日常饮食中,还需要对其他种类的食物以及烹饪后的食物进行验证。

蔬菜作为健康饮食的重要组成部分,利用“三度”指标对各蔬菜所含营养素进行分析,有利于消费者更好地掌握各种蔬菜的营养信息。本研究选取38种常见蔬菜,计算得出各蔬菜的“三度”指标和营养排名,消费者可以直接选择营养价值较高的蔬菜,也可通过对比和相关营养建议合理地搭配蔬菜,重新构建营养素含量高、营养均衡的膳食组合。“三度法”在实际应用中有很强的扩展性,在计算“匹配度”（DM值）时,包含每种蔬菜的每一种营养素符合其RNI的情况,可根据不同营养素对RNI的满足情况进行排名,得出蔬菜各营养素含量的排名。因此,人们可根据不同的需要,选择某种营养素含量较高的蔬菜,或者将几种不同营养素含量的蔬菜进行合理搭配,形成不同的配餐方案。此外,医护人员也可根据蔬菜营养素含量的排名,为有临床需要的病人选择合适的蔬菜。蔬菜的综合营养价值排名还有利于农业育种中营养蔬菜品种的选择,增加营养全能型蔬菜的选育。

饮食均衡不可能单靠某一种食物维持,要想达到身体健康必须多种食物合理搭配食用,FERN等^[5]在研究营养平衡概念（NBC）的试验中表示,单一食物的平均营养素平衡度（NB值）为（59±22）%,混合食物为（87±7）%,而一天摄入食物的平均NB值为（92±3）%。该研究结果表明,混合膳食更易达到营养素均衡。当前已有较多的模型应用于日常营养配餐^[32,33,34],基于相似的原理,该计算方法也有望应用于评价现有的混合膳食模式。随着现代研究的不断深入,对各营养素的推荐摄入标准会不断精确,对蔬菜中各种营养素的测量方法也会不断完善,使“三度”排名更有说服力。同时,未来发现的任何一种有效营养素也可直接加入到本方法中。对于认为某种与人体慢性病有关的营养素^[35],或存在特殊作用关系的营养素^[36],可以在计算DB值时乘以相应的权重系数,使评价方法更贴合人体的需求。在该方法逐渐成熟之后,也可应用于营养点餐系统的设计与实现^[37]。各地方政府可建立当地相应的蔬菜营养素数据库,结合当地情况,给出相应的膳食指南。在解决营养健康问题上,不可以偏概全,要结合不同人群的身体健康状况“精准饮食”,对于老人、小孩、孕妇、素食主义者等不同人群,应使用相应的膳食营养素推荐量进行计算;对于临床病人,可根据相关医护人员的推荐合理地选择膳食。

4 结论

根据“多样度”得出,各种蔬菜所含营养素种类相差不大,茎菜类、叶菜类、花菜类、瓜果类和鲜豆类蔬菜所含营养素种类多于薯芋类和野生蔬菜类;根据“匹配度”得出茎菜、叶菜、花菜类蔬菜营养素含量较高,茄果、根菜、薯芋类蔬菜营养素含量较低;根据“平衡度”得出花菜类和葱蒜类蔬菜营养素比例更符合人体需要,茎叶类蔬菜DM值大小不一,各营养素之间的比例不一,其中大白菜、油菜、芹菜、茼蒿DM值较高,芥菜、莴苣、莴笋、茴香DM值较低,薯芋类各营养素之间的比例与人体相差较大;最后根据“偏离指数”得出蔬菜营养价值的综合排名,茎叶类、花菜类偏离指数最小,少数葱蒜类、鲜豆类蔬菜偏离指数较小,瓜菜类蔬菜中,苦瓜等偏离指数偏大,黄瓜等偏小,茄子等少数茄果类和野生蔬菜类偏离指数较大,根菜类、薯芋类蔬菜的偏离指数最大,就一般人群的营养需求而言,荠菜营养价值最高,香椿营养价值最低。该评价方法的评价指标比以往蔬菜营养分析模型更全面,增加了各营养素之间的比例,避免了单一营养素含量影响总体评分的现象,为企业和消费者提供了新的蔬菜营养价值分析方法。

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