有机食品与普通食品营养品质与安全性差异研究

摘要：有机食品是指来自有机农业生产体系，根据有机农业相应的标准生产加工，并通过独立的有机食品认证机构认证的农副产品及其加工品。其主要特征是不使用人工合成物质，如农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂、基因工程产物等。但针对有机食品质量和食品安全问题，目前学术界依然存在争议，甚至有人认为有机食品与普通食品存在“三不出”(看不出、尝不出、测不出)问题。为揭示有机食品与普通食品营养品质与安全性差异，本文查阅了大量文献，结合我们的研究数据，从感官品质、营养价值和安全性三方面，介绍了国内外有机食品研究进展。总体来看，有机食品口感更好，农药残留量是普通食品的0-1/3;有机果蔬硝酸盐含量比普通果蔬减少50%-80%。此外，有机农产品干物质含量比普通食品高出约7%-20%。有机果蔬中的花青素、异黄酮、类胡萝卜素等具有抗癌、抗氧化的酚类化合物含量明显高于普通食品，维生素C含量更高，比普通果蔬高30%-68%。有机畜产品中含有更多对人体健康有益的多不饱和脂肪酸。在元素含量方面，有机农产品中大量元素P、Fe、Mg以及微量元素Zn、Cu、Cr含量更高。本研究发现，有机农业食品与普通食品相比存在明显的品质与安全差异，这一结论可为有机食品产业健康发展提供重要的理论依据。

关键词：有机食品;普通食品;品质;安全性

有机食品来自有机农业生产体系，即根据有机农业生产要求和相应的标准生产加工，并通过独立的有机食品认证机构认定的农副产品及其加工品[1]。中国国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会联合发布的《有机产品国家标准(GB/T19630)》对有机食品生产过程基本要求是：1)不采用基因工程获得的生物及其产物;2)不使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等物质;3)遵循自然规律和生态学原理，采用一系列可持续发展的农业技术，维持持续稳定的农业生产体系[2]。

有机食品因其在人体健康、生态环境保护和生物多样性方面的明显优势，得到了消费者尤其是发达国家消费者的认可[3]。国际有机农业运动联盟(FiBL-IFOAM)数据显示，2012年全球有机食品市值达638亿美元;全球有164个国家生产有机认证食品，生产面积3750万公顷，从业农民190万人[4]。在欧美发达国家，有机食品的消费占食品消费总额3%-5%[5]。有机食品因来源自然、富营养、高品质和安全环保，且投入了相对多的人工，其价格高于普通食品。在发达国家，有机食品价格高于普通食品40-60%;在中国，有机食品的价格是普通食品2.5-3倍。

中国以不足世界人均7%的耕地，养活了22%的世界人口，但却消耗了世界化肥总量的35%，农业水资源的70%(杨慧等，2014;郑良永，2013)。以化肥为例，2013年我国农用化肥施用量达60194万吨，是转型初期1978年总量(30477万吨)的1.97倍(图1-1)。1978~2013年阶段，我国农用化肥施用量的年均增长率(5.58%)是粮食产量年均增长率(1.96%)的近3倍。 2010年我国耕地单位面积化肥施用量为460kg/hm2,远高于发达国家225 kg/hm2的安全上限，目前中国已成为全球最大的化肥生产国和消费国(栾江等，2013)。据统计，我国化肥利用率较低，氮肥30%~35%，磷肥10%~25%，钾肥35%~50%，每年约有1000多万吨肥料养分流失，造成严重的环境污染和危害(杨青林等，2011)。与此同时，农作物长期接受农药、化肥，农产品品质和食用安全性也会受到威胁，农药残留和重金属含量超标都会严重危害人体健康。

然而，当前中国有机农业发展还面临严重的问题。主要表现在，重认证，轻过程管理，市场以假乱真，打击了消费者的消费信心。更重要的是，消费者对有机食品并不了解，在食品消费方面缺乏必要的知识，造成了有机食品产业发展缓慢。即使对于有机食品的质量和食品安全，学术界研究结论也还不统一。2009年4月，欧盟“低输入食品质量”(Quality Low Input Food, QLIF)报告总结了5年的研究，结果显示，有机和常规生产体系下的谷物和家畜品质差异显著。主要体现在(1)有机食物含有更高水平有益营养物质，如维生素类、多不饱和脂肪酸、抗氧化剂等;(2)有机食物中重金属、真菌毒素和农药残留更低(Niggliet al.2009)。与此相反，2012年美国斯坦福大学Spangler等审核了223份研究报告，从营养角度分析有机食物与非有机谷物、果蔬、肉类、禽类、蛋类、牛奶中维生素含量和营养成分含量差异，称“没有充分证据证实有机食物营养更丰富，对人体健康更有益”(Smith-Spangler et al. 2012)。由此可见，要逐步还原有机食品在营养、健康和生态安全性方面的事实真相，尚需要进行大量的深入研究。

要科学解决食物的数量安全和质量安全问题，必须从源头分类生产人与动物的口粮，对于人类的食物，应该采用有机农业的办法，生产优质安全食品。农业要减少化肥、农药、农膜的生产和使用，保护生态环境。针对当下消费者关心的问题，即有机与常规种植体系下农产品相比是否存在“看不出、吃不出、测不出”(简称“三不出”)?本文关注的重点是有机与常规种植模式下农产品在营养品质和食品安全性方面的差异。

有机农业是消耗少、效率高、持续环境良性转化导向的农业生产体系，是可持续农业的具体体现。有机食品是现代食品发展的潮流和方向，是一类真正源于自然、富营养、高品质的环保型安全食品。有机农业通过减少资源消耗，保护生态环境，是我国农业发展的挑战和机遇，在农业生产与环境保护之间寻求一种平衡。本文将为消费者提供有机与常规农产品在食品营养品质与安全性方面科学客观的解答，为有机食品产业的健康发展提供理论依据，对保障食品安全具有一定的现实参考意义。

　　1有机食品与普通食品的感官品质差异

农产品感官指标，如外形、色泽、滋味、气味、均匀性等是描述和判断产品质量最直观的指标。植物代谢产物含量与农产品的口感和风味紧密相关。国外一项调查显示，目前西红柿酸甜度是2.77，而过去是3.24;糖含量从5.3%下降到4.9%。相反，西红柿硬度却从6.7上升到12.1(颜霞，2007)。主要原因是种植耐机械采摘的品种，为追求高产量而加大化肥用量，人工催熟缩短蔬果成熟期，违背了蔬果自然生长规律。与普通食品相比，有机食品色泽自然，口感更好，消费者吃到的是最自然的味道。譬如有机蔬菜和水果，因其按照自然生长规律，吸收有机肥料中大量的矿物质和微量元素，元素比例更均衡，水分更充足，果香更浓郁（Reganold 2006）。部分研究结果发现，有机种植模式可以提高农产品特别是瓜果类总糖或可溶性糖含量，改善农产品口味。例如，有机苹果可溶性糖含量、有机酸含量均高于常规苹果，且富含芳香物质，因此苹果“风味”更佳(Pecket al. 2006; Amarante et al. 2008)。

Lombardo等发现有机土豆在油煎过后口感更脆，褐变度更低(Lombardo et al. 2012)。相反，也有人认为有机谷物和常规谷物口味几乎没有差别(Dangour et al. 2009)。如Tobin等招募志愿者对9种新鲜有机和普通蔬菜、水果的感官品质做了评定，结果有机和普通蔬果感官品质之间没有显著差异(Tobinet al. 2013)。

通常有机蔬菜、水果在外观上比普通蔬果略逊一筹，长短不一，大小各异，颜色也可能不均一，不如普通蔬果颜色鲜亮，甚至会有一些虫咬，但是有机蔬果不使用农药，按照自然规律生长，生长过程难免遇到虫咬，外观有些损伤，这都是正常现象，不影响食用，反而正因为如此，有机蔬果口味更加纯正。

研究发现有机猪肉瘦肉更多，肉质更紧致;有机鸡肉肉质更硬，口感更好(Grashornand Serini 2006;Hansen et al. 2006)。有机养殖让家禽在自然环境中生长，呼吸新鲜空气，且部分采食天然食料(如昆虫、蚯蚓、种子、嫩叶等)，肉质相对细腻紧致，产出的蛋类品质更好(Marian and Thøgersen 2013)。

　　2有机食品与普通食品营养成分差异

2.1干物质

干物质是植物光合作用产物在植物体内积累的成分，是指有机体在60-90℃的恒温下，充分干燥后，余下的有机物质量，是衡量植物有机物积累、营养成分多寡的一个重要指标，包括淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪、无机矿物质等。干物质积累与植物生存环境密切相关，如自然环境下干物质含量高，相反人工环境尤其大水漫灌环境下生长的植物干物质含量低。大量研究发现有机蔬果含有更多的干物质(Bourn and Prescott2002; Lairon2010; Herenciaet al. 2011)。

Huber比较了19份有机和常规蔬果的干物质含量，其中10份研究结果显示有机生产体系下干物质含量更高，高出约20%(Huberet al. 2011)。法国食品安全局开展的有机食品营养与卫生品质评估结果也表明有机果蔬干物质含量更高(Lairon 2010)。一项波兰的研究进一步显示，有机梨、甜菜、芹菜的平均干物质分别比常规种植高7.1%、46.9%、16.8%(Gąstołet al. 2011)。同样趋势也反映在叶菜类蔬菜中，如菠菜、甜菜、生菜、甘蓝(Woese et al. 1997)。不过相反的结果也有报道，如Brazinskiene研究发现，常规种植土豆干物质比有机种植高16.6%，这种差异可能与土豆品种有关(Brazinskiene et al. 2014)。

2.2蛋白质及氨基酸

蛋白质是生命的物质基础，是构成细胞的基本有机物，由20多种氨基酸按不同比例组合而成。其中8种是人体必需的，但必须由食物蛋白供给。有机种植模式下，由于氮肥供应不如常规化肥充足，而氮素是核酸、蛋白质合成的必需元素，因此，一般有机农产品蛋白质含量比普通农产品低。不过也有人发现有机农产品蛋白质质量反而更高，可能是因为氮素受限时，植物代谢会朝着增加某些必需氨基酸的方向发展(Rembiałkowska 2007)。另外，常规种植模式施用过量化肥，植物将合成更多含氮量高的蛋白质、氨基酸，粗蛋白含量则相应下降，降低了蛋白质的品质(Eppendorfer et al. 1979)。

蛋白质含量并不是反映作物品质的唯一标准，高质量的蛋白质易消化并且含有人体必需的氨基酸。Vrcek等对有机和常规种植的小麦粉蛋白质含量及消化率进行了分析，结果表明有机小麦粉的平均蛋白质含量比常规分别低14%、17%，但是有机小麦粉蛋白质离体消化率分别比常规高2.9%和5.1%(Vrcek et al. 2014)。另外一项意大利的研究结果表明，有机土豆粉蛋白质含量(7.0g·100g-1)是常规处理(4.7 g·100g-1)的1.49倍。有机土豆粉氨基酸总量比常规土豆粉高25.7%，并且含有更多的丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酸等多种氨基酸(Carillo et al. 2012)。

2.3脂类

脂类差异主要集中在动物肉质及奶制品方面。多不饱和脂肪酸对人体有重要的生理功能，能调节人体的脂质代谢，治疗和预防心脑血管疾病。对有机牛肉、羊肉、鸡肉脂肪酸组分的分析发现，有机模式下的牛肉、羊肉、鸡肉较常规生产肉质相比，均含有更高的多不饱和脂肪(Grashornand Serini 2006; Angood et al. 2008; Bjorklundet al. 2014)。

Palupi等对乳制品进行了元分析(Meta-Analysis)，结果显示有机奶制品多不饱和脂肪酸含量更高(Palupiet al. 2012)。有机牛奶中含有更多对人体健康有益的脂肪酸，包括多不饱和脂肪酸、共轭亚麻油酸、亚麻酸、反-11-油酸、反十八碳烯酸等(Bergamo2003; Ellis et al. 2006; Butler et al. 2011; Florence et al. 2012;Capuano et al. 2015)。Vetter等发现有机模式下生产的奶制品中人体需求的植烷酸和降植烷酸含量更高，这些成分的提高对降低心血管疾病具有重要的生理作用(Vetterand Schröder 2010)。

2.4酚类化合物及抗氧化物质

酚类化合物是一个或多个芳香环与一个或多个羟基结合而成的一类植物次级代谢化合物，包括黄酮类(花青素、黄酮醇、类黄酮等)、萜类化合物(类胡萝卜素、叶黄素)和含氮化合物(糖苷、胺类、生物碱等)(李富华等，2012)。

大量研究证明有机蔬果含有种类繁多的酚类化合物和抗氧化物质(Asami et al. 2003; Chassy et al. 2006;Crinnion 2010; Brazinskiene et al.2014)，这些物质对增强人体免疫力，清除体内自由基，防癌、调节免疫具有积极的功效。表1-1总结了10种蔬果的总酚含量，总体显示，有机蔬果总酚含量比常规蔬果更高。不过也有研究结果发现有机草莓和薄荷中总酚含量不如常规种植。

花青素是纯天然的抗衰老营养剂，是目前发现的最有效的抗氧化剂，能延缓机体衰老，减轻眼睛疲劳、提高视力等(薄艳秋,2012)。有人发现有机葡萄中花青素含量(700.0 mg/kg FW)是常规葡萄(329.6 mg/kg FW)的2倍(Muleroet al. 2010)。同样的趋势也反映在蓝莓研究中(Wang et al. 2008)。

类胡萝卜素是一类天然色素，是胡萝卜素和叶黄素的总称。人体不能合成类胡萝卜素，主要通过食物获得，而水果和蔬菜是最主要的来源。类胡萝卜素具有抗癌、抗氧化、保护视力、保护皮肤、预防骨质疏松等重要作用(孙玉敬等，2012)。有机种植胡椒的β-胡萝卜素、叶黄素含量均高于常规种植，此外，番茄红素也是一种强抗氧化剂，研究显示常规种植番茄红素高于有机模式(Campbelland Ortíz 2014)。

王海凤等采用DPPH法比较了8种有机和常规蔬菜抗氧化能力，结果发现有机茄子、辣椒和菠菜的DPPH·自由基清除率比常规种植的高(王海凤等,2013)。Vallverdú-Queralt等使用同样方法发现有机番茄自由基清除率是常规的1.5倍(Vallverdú-Queraltet al. 2012)。Wang等用ORAC法(氧自由基清除能力)检测出有机蓝莓抗氧化能力比常规蓝莓高50%(Wang et al.2008)。

Faller 等研究显示有机香蕉和橘子果皮中的酚类含量是常规生产的2倍(Faller andFialho 2010)。Carbonaro等发现有机桃和梨中绿原酸含量显著高于常规生产，分别是常规生产的1.3和3.1倍，绿原酸具有清除自由基、抗衰老、抗肿瘤、保护心血管等作用(Carbonaro etal. 2002)。但是Gupta-Elera等使用相同方法却得出相反结论，认为常规蓝莓果皮、果汁和种籽抗氧化能力均比有机蓝莓高(Gupta-Elera etal. 2012)。

2.5维生素

维生素是维持人体正常生理功能必需的营养素，分为水溶性和脂溶性维生素两大类。水溶性维生素主要包括维生素C等，它是人体必需的营养素，也是抗氧化剂，人体需要的维生素C主要从新鲜蔬果中获得。表1-2显示有机蔬果维生素C含量相对常规蔬果较高。Woese等综述了150多篇文章，一半的文献报道了有机蔬菜维生素C含量更多，尤其体现在叶菜类蔬菜，例如生菜、皱叶甘蓝、菠菜、甜菜(Woese et al.1997)。

国内许敏娟等发现有机芹菜维生素C含量比常规芹菜高31%，在西兰花、毛豆中也有同样趋势(许敏娟等，2009)。宋曙辉等发现有机番茄、白萝卜、芥蓝、绿菜花、甜椒的维生素C含量明显高于常规栽培的种类，最大相差3倍(宋曙辉等，2009)。不过也有人在草莓、西红柿[38]研究中没有发现此差异(Crecente-Campoet al. 2012; Hallmann et al. 2013)。关于脂溶性维生素和类胡萝卜素，有研究显示有机胡萝卜中β-胡萝卜素含量更高，有机牛奶中富含维生素E(Warmanand Havard 1997; Bergamo 2003)。