山葵生物學(xué)特性、關(guān)鍵技術(shù)及風(fēng)味物質(zhì)研究進(jìn)展

朱 進(jìn) (長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北荊州434025)

楊 松 (荊州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心,湖北荊州4341 00)

山葵 (Wasabia japonica Matsum)又名山崳菜,為十字花科多年生草本半陰生植物,原產(chǎn)于日本,其葉可炒食,其根狀莖磨成粉,會(huì)產(chǎn)生特殊芳香的辛辣味,具有強(qiáng)烈的殺菌和助消化功能,是鮮食生魚(yú)片等海鮮不可缺少的高級(jí)調(diào)味品[1]。日本栽培山葵已有350年的歷史,中國(guó)西北和西南地區(qū)有大量野生資源[2];中國(guó)臺(tái)灣從1914年開(kāi)始引進(jìn)種植,20世紀(jì)90年代初達(dá)200 hm2;中國(guó)大陸于80年代末90年代初開(kāi)始引進(jìn)種植,現(xiàn)已在四川、重慶、云南、貴州、福建、安徽等省的冷涼濕潤(rùn)山溪地區(qū)開(kāi)始了商品化生產(chǎn)。另外朝鮮、新西蘭、澳大利亞等地也有栽培[3]。作為珍貴的香辛蔬菜和調(diào)味品,山葵及其商品制品不僅在日本,而且在其他東南亞地區(qū)、甚至在歐美等許多國(guó)家,目前正越來(lái)越受到人們的喜愛(ài),山葵產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上供不應(yīng)求。近年來(lái),我國(guó)作為出口創(chuàng)匯蔬菜,在高山地區(qū)發(fā)展迅速,種植面積不斷擴(kuò)大[4]。為了更好地讓人們了解和研究山葵,筆者對(duì)近年來(lái)山葵的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 山葵的生物學(xué)特性

1.1 植物學(xué)性狀

山葵根系為須根系,大致分布于10～20 cm的土壤中,呈水平分布,根由根莖上發(fā)出,利用分蘗苗栽培的山葵能發(fā)出20～25條根,實(shí)生栽培在根莖未形成時(shí)發(fā)根較多。根莖肥大粗壯,呈圓柱狀,一般長(zhǎng)5～30 cm,直徑2～4 cm,表面有凹凸不平的葉痕,表皮呈綠色或淡綠色。根莖的特定部位形成腋芽,由腋芽伸長(zhǎng)生長(zhǎng)而成為分蘗苗,分蘗苗一般在根莖上比較靠下的位置上形成。葉單葉互生,葉片近心臟形,先端稍尖,幼葉稍帶紫色,隨著生長(zhǎng)而呈現(xiàn)綠色,葉表面具有光澤,葉邊緣有鋸齒,葉脈掌狀,在葉柄與葉片的結(jié)合處呈放射狀伸出。葉柄細(xì)長(zhǎng),基部扁平,著生在根莖上,長(zhǎng)30～35 cm,隨著植株的生長(zhǎng),老葉枯黃脫落。山葵的花為白色,花冠十字形,花瓣四枚,長(zhǎng)4～5 cm,花的先端圓弧形,具有四強(qiáng)雄蕊,總狀花序。一般種植一年后即可抽薹開(kāi)花,花軸可達(dá)1 m,花軸生長(zhǎng)滿互生小葉,花蕾由葉腋長(zhǎng)出[2,5]。種子為黑褐色,直徑約2 mm左右。長(zhǎng)角果,種子成熟時(shí)種莢呈深紫色[6]。

1.2 山葵對(duì)環(huán)境條件的要求

山葵生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)環(huán)境條件要求非常嚴(yán)格,山葵喜陰涼多濕的氣候條件,適宜生長(zhǎng)的溫度范圍為8～22℃,最適溫度則為12～18℃,平均氣溫超過(guò)23℃時(shí)不適宜栽培,尤以最高氣溫超過(guò)28℃時(shí),山葵易發(fā)生軟腐病,氣溫超過(guò)30℃,會(huì)引起日燒;氣溫達(dá)到8℃以下,生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)變得遲緩,5℃以下基本上停止,—3℃會(huì)產(chǎn)生凍害。強(qiáng)光照射極易導(dǎo)致植株、特別是葉片萎蔫甚至灼燒,光合能力下降,適宜的光照強(qiáng)度應(yīng)在30 klx左右,最好生長(zhǎng)在有70%遮蔭的條件下。水對(duì)山葵的生長(zhǎng)發(fā)育影響比較大,其中以水溫、水質(zhì)、水量最重要,水溫以12～13℃,溫差3℃為好,水質(zhì)要保持澄清,而且要含有一定量的N、P、K等營(yíng)養(yǎng)成分。山葵適宜在土層深厚,富含有機(jī)質(zhì)的土壤上生長(zhǎng),一般厚度不少于30 cm[2,4]。

2 山葵栽培關(guān)鍵技術(shù)

2.1 種子發(fā)芽技術(shù)

由于山葵種子具有頑拗種子的特點(diǎn),種子失水過(guò)多極易導(dǎo)致活力喪失,必須低溫層積保存[7]。同時(shí),山葵種子休眠期較長(zhǎng)且極難解除,種皮對(duì)山葵種子發(fā)芽有抑制作用,需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚韀8,9]。使用適宜濃度的6-BA、GA3等生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑或植物激素可極顯著的提高山葵種子發(fā)芽率,其中以10 mg/L的6-BA或75～100 mg/L的GA3處理效果最好,不僅可以提高發(fā)芽率,還可提高發(fā)芽速度,縮短發(fā)芽進(jìn)程[9～11]。山葵種子發(fā)芽的最適溫度在15～20℃范圍,溫度過(guò)高或過(guò)低都使發(fā)芽率下降。山葵種子良好萌芽要求光照,在2 000～3 000 lx的光強(qiáng)下,山葵種芽健壯,子葉綠色,胚根較粗,有利于提高播種后的成苗率[9]。

2.2 遮陰技術(shù)

山葵生產(chǎn)需陰涼的環(huán)境,光照過(guò)強(qiáng)葉片易造成灼傷,使山葵生長(zhǎng)矮小,葉片變小、變黃或枯焦,葉柄老化且斑點(diǎn)多,從而失去利用價(jià)值,影響經(jīng)濟(jì)效益,因此,栽培山葵必須進(jìn)行遮陰處理。搭棚前要先進(jìn)行土地規(guī)劃,如果土地面積較大,可1 hm2左右搭建一個(gè)棚,以利于管理。栽樁密度以3 m×4 m為宜,要求木樁高度在2 m左右,入土40 cm,一般用木樁1 125～1 800根/hm2左右。木樁與木樁之間用10號(hào)鐵絲縱橫相連,兩端用拉線固定,以增加穩(wěn)固性。遮光程度應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)及季節(jié)變化而定,一般4～5月期間可遮光50%,6～8月期間遮光60%～70%,9～10月再恢復(fù)到50%的弱遮光,從11月開(kāi)始至第2年3月可不遮光,遮陽(yáng)網(wǎng)的寬度以4～8 m為宜。遮光以后產(chǎn)量雖然增加,但常出現(xiàn)葉色及辣味變淡的情況[5,12]。

2.3 根莖膨大技術(shù)

由于山葵生長(zhǎng)周期較長(zhǎng),其主要產(chǎn)品器官為肥大的根莖,從定植到收獲根莖,歷時(shí)約18個(gè)月,且其生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)環(huán)境條件要求較為嚴(yán)格,尤其高溫季節(jié)病害嚴(yán)重,產(chǎn)量低,甚至不能形成根莖[13],因此,有必要進(jìn)行一定的處理。近來(lái)的研究表明,采用多效唑處理能顯著促進(jìn)根莖的膨大,但必須注意處理的時(shí)間和濃度。試驗(yàn)表明,苗期和根莖形成期前噴施PP333,均明顯抑制植株生長(zhǎng),且抑制作用隨PP333濃度的增加而加大。苗期處理,抑制了根莖的膨大;根莖形成期前處理,則能促進(jìn)根莖膨大;以100 mg/L效果最好[14,15]。

2.4 病蟲(chóng)防治技術(shù)

據(jù)報(bào)道,目前收集到的山葵病蟲(chóng)害有15種,其中真菌類病害8種、細(xì)菌類2種、病毒類3種、線蟲(chóng)類1種、害蟲(chóng)1種。但對(duì)山葵的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)危害最大的是山葵墨入病[3],其田間葉發(fā)病率25%～70%,病株率90%～100%,損失達(dá)30%～70%,發(fā)病田塊率100%,嚴(yán)重時(shí)可毀園,是制約山葵發(fā)展的重要因素[16]。

山葵黑入病的病原為葵莖點(diǎn)霉 (Phoma wasabiae Yokogi),屬半知菌亞門(mén)真菌。該病可危害山葵的全株,包括葉、葉柄、根莖、須根等。防治主要以預(yù)防為主,方法主要包括①農(nóng)業(yè)防治:選用抗病品種、高海拔種植、清潔田園、合理輪作、種子及種苗消毒、土壤消毒等。②藥劑防治:黑入病發(fā)病初期起每隔7～10 d定期噴施50%苯萊特可濕性粉劑500倍液、大生可濕性粉劑800倍液、70%甲基托布津可濕性粉劑500倍液或50%撲海因懸浮劑1 000～1 500倍液。發(fā)病期噴施施寶功50%可濕性粉劑2 000倍液,特克多45%懸浮劑2 000倍液等[16,17]。③生物防治:拮抗芽孢桿菌SA2對(duì)山葵黑根病有較好的防治效果,田間最高防效可達(dá)78.98%,達(dá)到理想的結(jié)果[18]。

3 山葵風(fēng)味物質(zhì)及功能

3.1 山葵的風(fēng)味物質(zhì)

山葵因具有強(qiáng)烈刺激性的辛辣味和特殊的香辛味而備受親睞。主要是由于山葵中含有一種芥子苷類的物質(zhì) (sinigrin),在植物體被磨碎時(shí),該物質(zhì)在芥子苷酶 (myrosinase)的作用下水解形成異硫氰酸酯類化合物[19]。

異硫氰酸酯存在于十字花科植物中,包括卷心菜、球芽甘藍(lán)、西蘭花和菜花,也存在于山葵、芥菜、水田芥、蕪菁、小蘿卜、黃色蔓菁、大頭菜和辣根中。山葵植物的風(fēng)味物質(zhì)以烯丙基異硫氰酸酯(Allyl Isothiocyanate)在所有異硫氰酸酯類化合物中含量最高,約占89%～94%,在葉柄、莖和根部尤為豐富[20]。辛辣物質(zhì)中另一含量較高的成分是3-丁烯基異硫氰酸酯 (3-Butenyl Isothiocyanate),主要分布在根莖的表皮和皮質(zhì)部位[21]。山葵中的5-甲硫基戊基異硫氰酸酯、6-甲硫基已基異硫氰酸酯、7-甲硫基庚基異硫氰酸酯3種成分使它具有特殊的香氣,而以6-甲硫基已基異硫氰酸酯香氣最好,這3種成分皆未在辣根或黑芥籽中檢出[22]。因此,山葵比辣根或黑芥籽更有特殊的香氣。

3.2 山葵的功能

(1)抗菌作用 山葵的辛辣物質(zhì)的殺菌功效已被證實(shí)。將浸泡有山葵汁液的脫脂棉放置于培養(yǎng)有致病菌的試管口,這些致病菌在12 h后就死亡。這些致病菌包括霍亂菌、傷寒菌、大腸菌、肺炎菌、白喉菌、結(jié)核菌及金黃色葡萄球菌[23]。近來(lái)的研究證明,山葵中異硫氰酸酯對(duì)流感病毒有明顯的殺毒作用[24]。

(2)殺蟲(chóng)作用 山葵芥子油可殺死異尖線蟲(chóng) (異尖線蟲(chóng)寄生在鯨、海豚、海豹等海魚(yú)體內(nèi))和水生菌 (寄生在魚(yú)類中的病原菌),具有抗寄生蟲(chóng)的作用[22,25]。日本東京衛(wèi)生局通過(guò)研究已證明了山葵的這種殺蟲(chóng)效果[22]。

(3)抗癌作用 實(shí)驗(yàn)證實(shí),6-甲亞硫基己基異硫氰酸酯 (6-HITC)作為山葵中主要的GST誘導(dǎo)劑,能夠誘導(dǎo)小鼠RL34細(xì)胞中的同工酶GSTA1和GSTP1的生成[26],在體外可抑制單核細(xì)胞性白血病U937細(xì)胞和胃癌MKN45細(xì)胞的生長(zhǎng)并誘導(dǎo)其凋亡、抑制細(xì)胞增殖[27]。

(4)其他作用 山葵還具有明顯抗血小板聚集,防止血液凝固作用[28],增進(jìn)食欲,保持肌膚美白,防止青春痘、雀斑的作用[23]等。

4 展望

山葵具有特殊的辛辣香辛味,風(fēng)味獨(dú)特,營(yíng)養(yǎng)豐富,還具有抑菌殺蟲(chóng)、抗癌等功效,在食品加工與研制開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品方面具有很大的發(fā)展?jié)摿?。隨著人們對(duì)其價(jià)值的認(rèn)識(shí),目前正越來(lái)越受到人們的喜愛(ài),但山葵的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)環(huán)境要求極為苛刻,僅適合在少數(shù)高山地區(qū)栽培,對(duì)栽培技術(shù)的研究還不夠深入,加工技術(shù)的研究更少,因此,山葵產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上供不應(yīng)求。我國(guó)幅員遼闊,生態(tài)條件多樣,具有發(fā)展山葵產(chǎn)業(yè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),發(fā)展山葵前景廣闊。

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