鄖陽山區(qū)菊芋資源利用現(xiàn)狀及開發(fā)前景展望

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(wù)中心；3.鄖縣楊溪鎮(zhèn)農(nóng)技服務(wù)中心；4.鄖縣青曲鎮(zhèn)農(nóng)技推廣服務(wù)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(jì)后傳入中國，為宿根性草本食藥同源植物，在我國東北、內(nèi)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(jì)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(zhì)。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(guān)于菊芋的應(yīng)用價(jià)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(guān)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(yīng)有的作用，為當(dāng)?shù)厝嗣裨旄?。本文綜述了菊芋的營養(yǎng)保健、醫(yī)療保健價(jià)值，及其在涵養(yǎng)水體、生態(tài)保護(hù)功能等方面的研究現(xiàn)狀，以期為菊芋深加工綜合應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，使生態(tài)區(qū)域菊芋資源具有更廣闊的應(yīng)用前景。

1 菊芋的生物學(xué)特性

1.1 植物學(xué)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(jié)2～4顆瘦果，根莖塊狀，根系發(fā)達(dá)，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(shí)生長緩慢，3月中旬萌動(dòng)，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(qiáng)，一次種植可永久性繁衍，每一復(fù)生塊莖年繁殖速度可達(dá)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(jī)的背景下生物柴油技術(shù)引人注目，經(jīng)提取后的多聚果糖經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)過程可轉(zhuǎn)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(xì)胞工廠的作用即可轉(zhuǎn)化為生物柴油。同時(shí)其又是增加汽油燃燒質(zhì)量的理想提高劑。

2.3 營養(yǎng)保健價(jià)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(diào)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(diào)勻飲服，清熱解毒。

孫紀(jì)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(jìn)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(qiáng)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(jià)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(jià)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(diào)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(nèi)生胰島素結(jié)構(gòu)非常相似的物質(zhì)，當(dāng)尿中出現(xiàn)尿糖時(shí)，食用菊芋可以控制血糖含量，有降低血糖作用，當(dāng)出現(xiàn)低血糖時(shí)，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(nèi)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(nèi)外許多著名大學(xué)、醫(yī)學(xué)院及科研機(jī)構(gòu)證實(shí)，菊芋生理保健功能確切而成為21世紀(jì)高科技生物制品。

2.5 生態(tài)功能保護(hù)作用

防風(fēng)沙、防水土流失，莖葉腐爛后，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量[9]，培肥地力，涵養(yǎng)水體，起到保護(hù)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(dòng)力老齡化或短缺實(shí)際，大大降低勞動(dòng)成本。綠色、低碳、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，美化凈化環(huán)境，維護(hù)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(nèi)對菊芋的功能性研究始于20世紀(jì)90年代[10]，國家科技部“九五”攻關(guān)項(xiàng)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(shí)等國早在20世紀(jì)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(shí)的CRAPTI公司和WARCOINC公司，荷蘭的SENSUS集團(tuán)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(jià)格為3萬元/t，2008年菊糖價(jià)格為21萬元/t，而2008年菊芋價(jià)格為600元/t，2012年菊芋價(jià)格上升至1 400～1 600元/t。有專家預(yù)測，今后幾年菊芋粉用量將以14%的年增長率增長。國內(nèi)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(shí)業(yè)有限公司與俄羅斯的菊芋粉合作項(xiàng)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(shù)，采用色譜分離技術(shù)，成功生產(chǎn)出95%以上的高純度低聚果糖；河南天冠集團(tuán)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(diào)中線核心水資源區(qū)，是國家重點(diǎn)生態(tài)功能保護(hù)區(qū)、轉(zhuǎn)型發(fā)展創(chuàng)新區(qū)，按照國家相關(guān)規(guī)定水位線上3 km2為生態(tài)屏障保護(hù)區(qū)和限制開發(fā)區(qū)。可適度規(guī)劃庫區(qū)兩岸上千公里岸區(qū)非耕邊際土壤，引進(jìn)優(yōu)良菊芋品種規(guī)模化種植，不失為一項(xiàng)長效民生工程。除菜用外，為國內(nèi)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(diǎn)扶持的歷史機(jī)遇期，與重點(diǎn)研究機(jī)構(gòu)聯(lián)姻，引進(jìn)菊芋深加工企業(yè)，在加強(qiáng)對菊芋菜用食品研究開發(fā)的同時(shí)，加強(qiáng)低聚果糖的研究開發(fā)，綜合利用，為社會(huì)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(jìn)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(dá)62 002.5 kg，產(chǎn)品出口朝鮮，當(dāng)?shù)爻泄┎粦?yīng)求。市場鮮芋價(jià)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(jī)、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(jì)多用型作物，無需打藥、施肥、除草，無病蟲害，完全適合當(dāng)今農(nóng)村留守老、弱、婦勞動(dòng)力簡單化種植，且可對水資源區(qū)的荒漠化進(jìn)行治理，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境涵養(yǎng)水體方面具有極其重要的作用[11]。

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