我國菊芋的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀研究

曹力強，王廷禧，謝淑琴，張　旦*（定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅　定西　743000）

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我國菊芋的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀研究

曹力強，王廷禧，謝淑琴，張旦*
（定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅定西743000）

摘要：菊芋屬于菊科向日葵屬多年生植物，地下部塊莖產(chǎn)量高，畝產(chǎn)量達(dá)3 000kg左右，富含水溶性膳食纖維菊糖，含量在10～19%左右，占干重的70～90%。由于菊糖低熱、對人體安全等特點，目前被廣泛應(yīng)用于食品、藥品等領(lǐng)域。菊芋作為果糖基能源植物，已經(jīng)展示了非常廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：菊芋；開發(fā)應(yīng)用；研究現(xiàn)狀

菊芋屬于菊科向日葵屬多年生植物，傳統(tǒng)上將菊芋劃分為蔬菜作物薯芋類（鄭殿升，1996），起源于北美洲，十七世紀(jì)傳入我國。由于菊芋的生長具有良好的適應(yīng)性和塊莖質(zhì)地細(xì)脆爽口，適于腌制泡菜、醬菜等，在我國傳播快、范圍廣。地下部塊莖產(chǎn)量高，畝產(chǎn)量達(dá)3000kg左右，富含水溶性膳食纖維菊糖，含量在10～19%左右，占干重的70～90%。由于菊糖低熱、對人體安全等特點，目前被廣泛應(yīng)用于食品、藥品等領(lǐng)域，菊糖已被包括美國在內(nèi)的世界上多個國家列為資源性食品。菊芋作為果糖基能源植物，已經(jīng)展示了非常廣闊的應(yīng)用前景，并且隨著以菊芋為基礎(chǔ)的生物煉制產(chǎn)業(yè)練得建立，必將對我國的能源安全、糧食安全、生態(tài)環(huán)境以及和諧社會的建立具有重要的意義。

一、新興的經(jīng)濟作物

（一）菊芋的腌制食品

菊芋塊莖質(zhì)地細(xì)嫩、口感好、無異味，以前常被用來腌制泡菜、醬菜，但規(guī)模小，未能形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。菊芋腌制品清脆爽口，生產(chǎn)成本小，加工工藝簡單。曾有采用軟包裝制成具有四川泡菜特色的菊芋泡菜的研究，以及對傳統(tǒng)腌制工藝改進的研究。江蘇大學(xué)對直投乳酸菌制作菊芋泡菜的研究，2～3天即可成熟。目前市面上很少見到菊芋腌制品銷售。

（二）菊芋的干制食品

菊芋經(jīng)過清洗、切片、烘干、粉碎、焙烤等工藝，可制成菊芋袋裝泡茶，該產(chǎn)品略有香味，攜帶方便，長期飲用，有利于人們提高自身的免疫能力，同時潤腸通便，可預(yù)防肥胖癥、糖尿病、齲齒、高血壓和心腦血管疾病的發(fā)生，目前日本市場已有銷售。

（三）菊芋粉作為食品配料

1.用于焙烤食品

菊芋粉是新鮮菊芋經(jīng)干燥工藝制備的菊芋全粉，作為功能性的食品配料，可添加到面包、餅干、蛋糕等焙烤食品中。面粉中加入菊芋粉可降低面粉黏度及吸水性，研究表明添加6%的菊芋粉，既不影響面筋的功能特性，菊芋粉的微甜味，還可以改善面包的風(fēng)味。同時菊芋粉中的低聚果糖具有良好的保濕性能，可抑制面包中面粉的老化，延長保質(zhì)期。

2.用于發(fā)酵乳制品

菊芋經(jīng)酶解后，使其中的菊粉部分轉(zhuǎn)化為低聚果糖、果糖、葡萄糖等乳酸菌可以利用的糖，為乳酸菌的生長提供碳源，同事增加糖漿的甜度，由于部分菊粉不完全糖化，可作為乳酸飲料的增稠劑。增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性，可防止乳清析出。未被利用的菊粉、低聚糖等能促進腸道內(nèi)雙歧桿菌的生長，增加乳酸的營養(yǎng)和保健。

3.用于飲料

菊芋粉可與其他果粉或果汁配成具有特殊保健功能的飲料，如菊芋咖啡、菊芋果汁等。

（四）菊粉作為新資源食品的應(yīng)用

菊粉是從菊芋中提取出來的天然功能性低聚果糖，聚合度一般為2～60，平均聚合度為10～12，是少有的水溶性膳食纖維，具有顯著地生理功能和食品物料特性，可作為填充劑、質(zhì)構(gòu)改良劑、風(fēng)味掩蓋劑、脂肪替代品、蔗糖替代品，因而被廣泛用于低熱量、低糖、低脂食品中。針對中老年人生理機能減退，容易產(chǎn)生便秘、缺鈣等問題，菊粉添加到老年配方奶粉中，在配方中增加菊粉還可以改善中老年人腸道功能紊亂和便秘現(xiàn)象，并有將血脂、降血糖、促進礦物質(zhì)鈣吸收功效。

二、高密度能源作物

隨著世界化能源危機，環(huán)境惡化、糧食安全等問題的日益凸顯，尋求可再生清潔能源和多元化已經(jīng)成為當(dāng)今國際新能源研究熱點。在我國，燃料乙醇已于二十世紀(jì)九十年代末開始受到人們的重視，國家決定“十五”期間以先試點后發(fā)展的范式發(fā)展燃料乙醇，進而與汽油混配生產(chǎn)車用乙醇汽油。其主要方法包括先將菊糖酸解或酶解，然后利用酵母或細(xì)菌等具有發(fā)酵能力的菌株進行發(fā)酵，或者利用產(chǎn)菊糖能力較高的微生物如黑曲霉（Aspergillus niger）或脆壁克魯維酵母（Kluveromyces fragilis）與釀酒酵母（Saccharomycescerevisae）混合發(fā)酵。

2007年中科院在以菊粉為原料制取生物柴油有了突破，課題組的科學(xué)家們正在尋求更為經(jīng)濟、便捷、簡單的轉(zhuǎn)化過程和方法，從而最大限度的降低成本，最終實現(xiàn)商品化、產(chǎn)業(yè)化，讓機動車真正能夠告別天然柴油或汽油，讓人類擺脫能源危機的威脅。

三、生態(tài)作物

（一）鹽堿地改良作物

由于菊芋繁殖能力強，根系發(fā)達(dá)保水能力強，耐鹽堿且為吸鹽植物。因此作為鹽堿地改良作物效果極佳。經(jīng)劉兆普教授試驗證明，0.8%鹽堿地種植2～3年菊芋后即可變成耕地種植水稻。菊芋從鹽堿地吸收出的鹽分，主要集中在葉片和莖稈里，而地下塊莖含鹽量很低。因此，種植菊芋即可改良土壤，又具有一定的經(jīng)濟價值。

（二）保持水土作物

菊芋的根系特別發(fā)達(dá)，每株菊芋都有上百根長達(dá)0.5～2m的根系深深地扎在土中。因菊芋可以每年20倍的速度繁殖擴張，故會在地表形成一層由菊芋的莖和根系編織而成的防護網(wǎng)絡(luò)，從而有效牢固住了地表層的水土。

（三）防沙固沙作物

荒漠地區(qū)風(fēng)大、干燥、沙土流動性強，但菊芋能在在較深的沙土中頂出地面，只有覆蓋的沙土厚度不超過50cm，菊芋皆可正常萌發(fā)。菊芋發(fā)達(dá)根系，在沙漠下部各處搜索水源，在沙漠中組成強大的根系網(wǎng)，把沙固牢。此外菊芋莖葉枯落后經(jīng)分解成為肥料，對改良土壤、增強有機質(zhì)含量、改善沙地結(jié)構(gòu)有重要作用，進而為退沙還田、還林創(chuàng)造有利條件。

（編輯：劉國華）

中圖分類號：S436.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673- 9019（2016）05- 0032- 02

收稿日期：2016- 01- 29

作者簡介：曹力強（1974-），男，副研究員，主要從事菊芋研究與設(shè)施農(nóng)作物的研究。

通訊作者：張旦（1966-），男，高級農(nóng)藝師，主要從事設(shè)施農(nóng)作物研究與示范推廣工作。