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        鄖陽山區(qū)菊芋資源利用現(xiàn)狀及開發(fā)前景展望

        2013-04-01 12:30:11王平杰王開昌梅富山耿明仙常發(fā)杰
        長江蔬菜 2013年12期
        關鍵詞:菊芋塊莖果糖

        王平杰,王開昌,梅富山,耿明仙,常發(fā)杰

        (1.湖北鄖縣農(nóng)業(yè)局,442500;2.鄖縣安陽鎮(zhèn)農(nóng)技推廣服務中心;3.鄖縣楊溪鎮(zhèn)農(nóng)技服務中心;4.鄖縣青曲鎮(zhèn)農(nóng)技推廣服務中心)

        菊芋(Helianthus tuberosus)又名洋姜、菊姜,地方俗稱金香芋。原產(chǎn)北美洲,17世紀后傳入中國,為宿根性草本食藥同源植物,在我國東北、內蒙、冀、豫、魯、陜、寧、江、浙、皖、鄂、湘、川等地區(qū)都有栽培。在鄂西北地區(qū)有廣泛分布,多生長于房前屋后、地邊、荒畔等非耕邊際土壤上,尚無規(guī)?;N植和深度開發(fā)研究。菊芋具有利水除濕、清熱涼血和胃中之功效,是較為珍貴的食藥同源植物,亦被聯(lián)合國糧農(nóng)組織官員稱為21世紀人畜共食作物,菊芋塊莖富含淀粉、氨基酸、維生素、菊糖及人體必需的多種礦物質。民間作為蔬菜食用,多將塊莖煮食、炒食、腌制。地上莖葉可作飼料,種植菊芋亦可防止水土流失,美化環(huán)境。目前,關于菊芋的應用價值主要集中于食用和醫(yī)療保健方面,對其資源的綜合利用,本區(qū)域尚處于空白,而關于菊芋的深加工研究非常欠缺,難以使生態(tài)區(qū)域這一珍貴資源發(fā)揮應有的作用,為當?shù)厝嗣裨旄!1疚木C述了菊芋的營養(yǎng)保健、醫(yī)療保健價值,及其在涵養(yǎng)水體、生態(tài)保護功能等方面的研究現(xiàn)狀,以期為菊芋深加工綜合應用提供科學依據(jù),使生態(tài)區(qū)域菊芋資源具有更廣闊的應用前景。

        1 菊芋的生物學特性

        1.1 植物學特征

        菊芋株高1.5~2.3 cm,葉面粗糙,被短糙毛或剛毛,基部葉對生,上部葉互生,長卵形或卵狀橢圓形,長10~15 cm,寬3~9 cm,3脈,葉緣具鋸齒,先端急尖或漸尖,基部寬楔形,葉柄上具為狹翅,每株葉數(shù)500~600片,莖上有分枝和剛毛,頭狀花序黃色,每穗結2~4顆瘦果,根莖塊狀,根系發(fā)達,入土較深,在根莖處長出葡萄莖,其尖端膨大成塊莖,形狀為不規(guī)則的瘤形,顏色有紅、白、紫、黃等。

        1.2 生長環(huán)境

        在我國各地均有分布,抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐鹽堿[1],菊芋生長適溫18~28℃,氣溫低于15℃時生長緩慢,3月中旬萌動,11月中下旬地上莖葉枯死,同化產(chǎn)物向塊莖中貯藏。以塊莖在土壤中越冬休眠,地下塊莖能耐-30℃低溫,再生性極強,一次種植可永久性繁衍,每一復生塊莖年繁殖速度可達20倍,菊籽落地扎根。無病蟲害,一旦形成連片,人畜很難破壞其繁衍發(fā)展。鄖陽是山區(qū)農(nóng)業(yè)大縣,菊芋資源豐富,但凡有人居住的地方,均有生長和繁衍。

        2 菊芋資源利用

        2.1 珍貴的食藥同源植物

        研究表明,菊芋塊莖富含氨基酸、菊糖、淀粉、維生素和人體必需的多種微量元素[2],其中,塊莖含菊糖(Inulln),葉含向日葵精(Heliangine),葉的腺毛含勒普妥卡品(Leptocapin),地上部的菊芋花揮發(fā)的油含向日葵醇(Helianthol)A,即男士香精的原料.芳香成分中主要含有β-甜沒藥烯(β-bisaboiene)。每100 g塊莖中含水分79.8 g,粗蛋白1%,脂肪0.1 g,碳水化合物 16.6%,粗纖維 16.6%,灰分 2.8 g,鈣49mg,磷 119mg,鐵 8.4mg,尼克酸 0.6mg,維生素C 0.6mg,還含有一定量的硫胺素、核黃素、抗壞血酸和尼克酸。

        2.2 優(yōu)良的生物再生能源作物

        利用菊芋塊莖制備菊芋粉,再經(jīng)酶水解直接生產(chǎn)高純度的果糖,果糖發(fā)酵后還可制成酒精,被稱為綠色石油,是很好的代用燃料[3]。在全球能源危機的背景下生物柴油技術引人注目,經(jīng)提取后的多聚果糖經(jīng)過復雜的化學過程可轉化為果寡糖,果寡糖中含有高果寡糖,向其中加入大腸桿菌后經(jīng)過細胞工廠的作用即可轉化為生物柴油。同時其又是增加汽油燃燒質量的理想提高劑。

        2.3 營養(yǎng)保健價值

        菊芋可直接作為蔬菜食用,通常有以下幾種做法:①煮食,將菊芋150 g洗凈去皮,加入淘洗的大米,煮粥食用清淡味美;②炒絲,取菊芋100 g洗凈去皮切絲,與肉絲共炒,香脆可口;③素炒片,將菊芋100 g洗凈去皮切片,鍋中放適量素油,燒熱后下菊芋片,翻炒片刻,再加入食鹽、味精、蔥花、姜末炒熟即可食用;④涼拌菊芋絲,將鮮菊芋洗凈去皮切絲,加100 g洗凈的魚腥草切段,加調味品適量拌勻,鮮食爽口鮮美;⑤菊芋汁飲料,鮮菊芋洗凈去皮,加入50 g胡蘿卜,洗凈切碎并榨汁,加適量白糖調勻飲服,清熱解毒。

        孫紀錄等[4]研究表明,用菊芋粉作為食品的功能配料主要用于:①替代巧克力制品的甜味劑;②替代奶油、冰凍淇淋的油脂;③改進低脂干酪特性和口感 (涂抹劑);④替代乳油蛋白或淀粉衍生物;⑤強化食品的膳食纖維,為牛奶、酸奶、乳制品飲料和大豆等低脂食品提供全脂產(chǎn)品的口感,提高營養(yǎng)價值帶來更佳品味;⑥生產(chǎn)低脂肉制品。

        菊芋粉可通過如下工序制得:

        菊芋塊莖→清洗→切片→烘干→打碎→過篩→菊芋粉。

        2.4 醫(yī)療保健價值

        菊芋花性味甘、涼,入肝經(jīng),有疏肝清熱、明目益睛之功效,適用于明目干澀、目赤腫痛等[5]。菊芋根性味甘,涼入肺,有清熱涼血,利濕消腫之功效。

        醫(yī)療功效分類:清熱涼血藥,消腫藥。

        性味:味甘、微苦、性涼。

        主治:熱病,腸熱出血,跌打損傷,骨折腫痛,腮腺炎。

        現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),從菊芋中提取的菊糖,可治療糖尿病,其對血糖有雙重調節(jié)作用[6],既可使糖尿病患者血糖降低,又能使低血糖病人血糖升高。研究顯示,菊芋中含有一種與人類胰腺里內生胰島素結構非常相似的物質,當尿中出現(xiàn)尿糖時,食用菊芋可以控制血糖含量,有降低血糖作用,當出現(xiàn)低血糖時,食用菊芋同樣能夠得到緩解。

        菊芋是提取高純度低聚果糖的最佳原料[7],低聚果糖可有效增殖人體內雙歧桿菌雙,降低血脂,改善脂代謝,提高人體免疫力。用于功能保健飲料,食品的添加劑,中國市場上的雙歧因子等醫(yī)藥保健品,均以菊芋為原料[8]。經(jīng)國內外許多著名大學、醫(yī)學院及科研機構證實,菊芋生理保健功能確切而成為21世紀高科技生物制品。

        2.5 生態(tài)功能保護作用

        防風沙、防水土流失,莖葉腐爛后,增加土壤有機質含量[9],培肥地力,涵養(yǎng)水體,起到保護生態(tài)的作用,無病蟲害,無需打藥,除草、施肥等田間管理,一次播種多次收獲,更符合現(xiàn)今農(nóng)村勞動力老齡化或短缺實際,大大降低勞動成本。綠色、低碳、環(huán)保、經(jīng)濟,美化凈化環(huán)境,維護生態(tài)平衡。

        2.6 養(yǎng)殖業(yè)的重要飼料來源

        菊芋的地上部分可作豬、牛、羊、兔、驢等家畜及家禽(雞、鴨、鵝等)的青干飼料。

        3 存在的問題和展望

        國內對菊芋的功能性研究始于20世紀90年代[10],國家科技部“九五”攻關項目取得的科研成果——酶法生產(chǎn)低聚果糖,即為第三代保健食品功能因子。歐美、日、荷、比利時等國早在20世紀70年代開始研究菊芋,目前世界上有幾家公司已工業(yè)化生產(chǎn)菊芋粉:比利時的CRAPTI公司和WARCOINC公司,荷蘭的SENSUS集團子公司和COSUN公司,其產(chǎn)量占世界菊芋粉產(chǎn)量的98%。有資料顯示,2003年,市場菊芋粉價格為3萬元/t,2008年菊糖價格為21萬元/t,而2008年菊芋價格為600元/t,2012年菊芋價格上升至1 400~1 600元/t。有專家預測,今后幾年菊芋粉用量將以14%的年增長率增長。國內對菊芋粉深加工研究雖起步較晚,但近幾年勢頭迅猛,諸如亞洲最大的菊芋粉深加工企業(yè)——豐寧平安高科實業(yè)有限公司與俄羅斯的菊芋粉合作項目落戶河北,山西益生元生物科技有限公司建立年產(chǎn)5 000 t的低聚果糖生產(chǎn)線;廣東的江門量子高科生物股份有限公司攻克核心技術,采用色譜分離技術,成功生產(chǎn)出95%以上的高純度低聚果糖;河南天冠集團年生產(chǎn)1萬t纖維萘乙酸,這些對于菊芋資源豐富的鄖陽山區(qū)無疑是利好消息。

        鄖陽地處國家南水北調中線核心水資源區(qū),是國家重點生態(tài)功能保護區(qū)、轉型發(fā)展創(chuàng)新區(qū),按照國家相關規(guī)定水位線上3 km2為生態(tài)屏障保護區(qū)和限制開發(fā)區(qū)??蛇m度規(guī)劃庫區(qū)兩岸上千公里岸區(qū)非耕邊際土壤,引進優(yōu)良菊芋品種規(guī)模化種植,不失為一項長效民生工程。除菜用外,為國內深加工企業(yè)提供菊芋粉原料,充分利用國家對水資源區(qū)和秦巴山片區(qū)重點扶持的歷史機遇期,與重點研究機構聯(lián)姻,引進菊芋深加工企業(yè),在加強對菊芋菜用食品研究開發(fā)的同時,加強低聚果糖的研究開發(fā),綜合利用,為社會提供更多的生態(tài)系列產(chǎn)品,使水資源區(qū)人民共享改革發(fā)展成果。

        2012年鄖縣引進了白皮菊芋優(yōu)良品種,在管理粗放條件下,平均每1 hm2處理產(chǎn)量達62 002.5 kg,產(chǎn)品出口朝鮮,當?shù)爻泄┎粦?。市場鮮芋價格1 400~4 000元/t。由此可見,該區(qū)域適度規(guī)模種植,潛力大,市場前景好。鄖陽山區(qū)優(yōu)越的自然生態(tài)環(huán)境,所生長出的菊芋有機、綠色、無污染,是食品、醫(yī)藥、化工的上等原料生產(chǎn)地。

        菊芋為粗放型、經(jīng)濟多用型作物,無需打藥、施肥、除草,無病蟲害,完全適合當今農(nóng)村留守老、弱、婦勞動力簡單化種植,且可對水資源區(qū)的荒漠化進行治理,在保護生態(tài)環(huán)境涵養(yǎng)水體方面具有極其重要的作用[11]。

        [1]劉丹梅,姜吉禹,楊君.菊芋的生態(tài)功能研究[J].北方園藝,2009(10):140-142.

        [2]中國社會科學院植物研究所.江蘇南部種子植物手冊[M].北京:科學出版社,1959.

        [3]胡素琴,蔡飛鵬,王建梅,等.菊芋的種植和開發(fā)利用[J].生物質化學工程,2012,46(1):51-54.

        [4]孫紀錄,賈英民,桑亞新,等.菊芋資源的開發(fā)利用[J].食品科技,2003(1):27-29.

        [5]王興沖,李斌,王春建.從菊芋中提取菊糖的方法[P].中國CN100422338C,2008-001.

        [6]魏凌云.菊粉的分離純化過程和功能性產(chǎn)品研究[D].杭州:浙江大學,2006.

        [7]朱宏志,郭強.洋姜開發(fā)應用進展[J].陜西農(nóng)業(yè)科學,2001(1):28-29.

        [8]鄒傳軍.直接膜分離生產(chǎn)菊粉、低聚果糖的方法[P].中國CN1385468A,20030108.

        [9]劉兆普,隆小華,劉玲,等.海岸帶濱海鹽土資源發(fā)展能源植物資源的研究[J].自然資源學報,2000,23(1):914.

        [10]趙宇保,胡翠敏.能源微生物油脂技術進展[J].生物工程學報,2011(3):427-435.

        [11]劉軍政.對我國西部菊芋種植與土壤荒漠化防治研究的探索[J].甘肅科技,2003,10(6):106-107.

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