劉昆言,禹雙雙,段 惠,鄭紹儒,路 遙,豐金玉,彭長城*
(1.岳陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測試岳陽分中心,湖南岳陽414000;2.常德市農(nóng)林科學(xué)研究院,湖南常德415000)
朝鮮薊(CynarascolymusL.)是一種高檔保健蔬菜,有“蔬菜之皇”的美譽(yù),別名食托菜薊、洋薊、法國百合等,屬于菊科菜薊屬多年生草本植物。原產(chǎn)地中海沿岸及北非地區(qū),2 000多年前羅馬人和古希臘人已開始食用,目前朝鮮薊栽培面積最大的國家為法國,其次是意大利、西班牙及阿根廷[1]。19世紀(jì)我國從法國引進(jìn)朝鮮薊種植于法租界,20世紀(jì)80年代,上海、云南、湖南等地相繼引進(jìn)朝鮮薊種植,90年代,因國外對朝鮮薊需求量大,云南和湖南規(guī)模化栽培朝鮮薊,朝鮮薊成為我國出口創(chuàng)匯的重要農(nóng)產(chǎn)品。
朝鮮薊食用部位主要是被綠色葉狀苞片包圍的花蕾,具有很高的營養(yǎng)價(jià)值,同時葉柄經(jīng)軟化后可煮食。朝鮮薊保健功效顯著,Wang[2]研究表明朝鮮薊富含功能性成分,如多酚類化合物、黃酮類化合物、倍半萜內(nèi)酯、木脂素等。目前朝鮮薊在我國已形成較大的產(chǎn)業(yè),但主要是生產(chǎn)原料和初級加工產(chǎn)品,深加工利用領(lǐng)域具有較大發(fā)展前景。本文從高效栽培技術(shù)、化學(xué)成分、生物活性及開發(fā)利用等四個方面綜合朝鮮薊當(dāng)前研究發(fā)展情況,為相關(guān)研究及產(chǎn)業(yè)人員提供借鑒。
朝鮮薊按繁殖方式分類,分為無性繁殖傳統(tǒng)品種及種子繁殖栽培品種。王中美等[3]對朝鮮薊種類進(jìn)行了分類研究,將朝鮮薊品種按地區(qū)分類分為歐洲品種、美國品種及雜交品種3大類型,同時每種類型可依據(jù)其苞片顏色細(xì)分為紫色、綠色和紫綠色3種。此外,朝鮮薊又可按花蕾性狀分為平頂圓形、雞心形、球形3種類型。
朝鮮薊依用途分為加工、鮮食及觀賞,栽培者根據(jù)其需求選定適宜用途品種。尤龍威等[4-6]根據(jù)推廣種植經(jīng)驗(yàn)顯示,適宜我國栽培的品種有洛爾卡、綠球、帝王之星、紫羅蘭等。大面積栽培種植時,宜選純度較高的種子或組培苗,保證品種的純度及安全性。
朝鮮薊栽培通常采用種子繁殖和分株繁殖。根據(jù)王玉樓等[7]在我國進(jìn)行朝鮮薊栽培技術(shù)研究表明,朝鮮薊春播在三月上中旬到四月上旬播種,秋播在8 月底到9 月上旬播種。目前,我國規(guī)?;耘嗟某r薊普遍采用種子繁殖。劉玉春等[8]依據(jù)多年栽培經(jīng)驗(yàn)表明較成功的生產(chǎn)栽培方式一般選擇秋播,搶晴天播種,待朝鮮薊苗兩葉一心至四葉一心時移栽,移栽時薊苗要淺栽,讓苗心外露。
1.3.1 合理灌溉
曹華等[9]對朝鮮薊栽培技術(shù)研究顯示朝鮮薊移栽定植時及時澆定根水,定植后根據(jù)天氣情況澆緩苗水,保持土壤濕度。周淑榮等[5]研究表明營養(yǎng)生長旺盛時期、花蕾期適量灌水,但注意灌水不超過廂面,速灌速排;雨天注意田間積水,及時開溝排水,防止積水爛根。
1.3.2 合理追肥
尤龍威、許光才等[4,10]總結(jié)朝鮮薊生育期施肥技術(shù)研究表明,朝鮮薊施肥主要為基肥、蕾肥及采果肥,基肥和蕾肥以有機(jī)肥及氮磷鉀復(fù)合肥為主,采果肥宜施用速效氮。根據(jù)相關(guān)科研人員[11]栽培技術(shù)經(jīng)驗(yàn),朝鮮薊栽培中施足基肥,是朝鮮薊高產(chǎn)的保障。朝鮮薊整個生育期中可在移栽定植后施一次促苗肥,注意施肥距離防止燒苗;現(xiàn)蕾期前應(yīng)施一次“花蕾肥”,促進(jìn)花蕾生長;此后進(jìn)入采蕾期,每采蕾2~3次后利用雨天撒施一次肥料,以尿素、鉀肥為主。
1.4.1 蟲害防治
唐敏等[12]研究表明朝鮮薊蟲害主要為蚜蟲、蝸牛、地老虎、蠐螬、菜青蟲、小菜蛾。蟲害應(yīng)選擇高效低毒、低殘留藥劑,同時結(jié)合栽培管理措施進(jìn)行綜合防治。曹華等[9]關(guān)于朝鮮薊蚜蟲方面研究表明其易在定植后對朝鮮薊產(chǎn)生危害,可在定植前采用銀灰色地膜覆蓋廂面進(jìn)行預(yù)防,同時蚜蟲發(fā)生時可噴施400~500 倍吡蚜酮防治。張平喜[8]等生產(chǎn)栽培技術(shù)經(jīng)驗(yàn)表明蝸牛一般于4、5月出洞對朝鮮薊植株造成危害,此時可通過人工捕捉或在植株旁撒施6%四聚乙醛(密達(dá))懸浮劑或顆粒劑噴殺。陳冬梅等[13]對朝鮮薊菜青蟲、小菜蛾蟲害進(jìn)行研究,顯示其發(fā)生主要集中在朝鮮薊生長中后期,一般采用巴丹、抗蚜威1000倍液進(jìn)行防治。朝鮮薊地下害蟲常見的為地老虎、蠐螬等,可通過噴灑90%敵百蟲800~1000 倍液于豆餅上制成毒餌,分撒于朝鮮薊苗周圍進(jìn)行誘殺。
1.4.2 病害防治
朝鮮薊病害目前主要是霜霉病、立枯病、猝倒病及空腔枯萎病,其中空腔枯萎病包括根腐病和莖腐病。張平喜等[11,14]根據(jù)多年觀測研究發(fā)現(xiàn)朝鮮薊苗期病害主要是真菌性病菌侵害引起的猝倒病和立枯??;移栽時需注意病害為霜霉病,而細(xì)菌性病菌引起的空腔枯萎病主要出現(xiàn)在朝鮮薊生長的中后期。朝鮮薊栽培應(yīng)采用高畦栽培,病害防治關(guān)鍵在控制田間濕度,保證排水溝暢通。針對苗期的立枯病及猝倒病,劉春玉等[8]關(guān)于朝鮮薊栽培病害研究表明通過對蓋籽土采用50%多菌靈可濕性粉劑或70%甲基托布津可濕性粉劑處理,同時待苗床表土發(fā)白時噴施多菌靈可有效防治立枯病及猝倒病,保證幼苗健康生長。移栽前后易發(fā)生霜霉病,陳冬梅[13]等相關(guān)研究表明可使用75%百菌清粉劑及58%甲霜靈錳鋅防治霜霉病。
目前我國種植朝鮮薊生長期一般從當(dāng)年8月至次年6 月,其商品部分主要是肥嫩的花蕾。孫淑鳳等[15]根據(jù)我國栽培情況顯示朝鮮薊商品采收期一般從3月上旬開始至6月上旬結(jié)束,通常從朝鮮薊現(xiàn)蕾后10~13 d開始采收,頭蕾采收應(yīng)提前2~3 d,以便次級花蕾生長。尤龍威等[4]栽培研究表明當(dāng)朝鮮薊花苞充分生長,花苞片尚未展開且花苞外部萼片呈青綠色或淡紫色,苞片緊密排列時為最佳采摘時期。張平喜等[11]通過多年推廣種植經(jīng)驗(yàn)顯示,采收期采收須及時,同時注意采收過早產(chǎn)量不高,過遲花苞商品價(jià)值喪失;朝鮮薊花托應(yīng)當(dāng)在晴天早晨采收,采用不銹鋼剪刀平花苞基部齊口剪方式采摘,此時采收朝鮮薊花苞內(nèi)含水較少,便于加工及儲藏。
朝鮮薊含有較豐富營養(yǎng)成分,其中蛋白質(zhì)、氨基酸、果糖及葡萄糖含量較高,此外富含鉀、磷、鐵等礦質(zhì)元素[16]。宋曙輝等[17]通過對朝鮮薊花托、苞片可食部位及苞片不可食部位進(jìn)行營養(yǎng)成分分析表明,朝鮮薊花托中含氮量、粗蛋白及氨基酸含量最高,分別為0.57%、3.58%和359.4 mg/100FW;朝鮮薊鐵、鉀、磷含量經(jīng)檢測,花托的含量明顯高于普通蔬菜,分別達(dá)到509.7 mg/100FW、98.58 mg/100FW、1.229 mg/100FW。
朝鮮薊的功能成分主要包括多種酚類、萜類及木脂素等,各個部位的功能成分組成大體相同,但在含量上有所差別[18]。朝鮮薊酚類化合物主要是黃酮類、酚酸類及香豆素類化合物。Ferran等[19]通過研究朝鮮薊化學(xué)成分組成鑒定出朝鮮薊葉片中多酚類化學(xué)物高達(dá)45種,其中以綠原酸、洋薊酸等咖啡奎尼酸及其衍生物為主;Katrin等[20]對朝鮮薊提取物進(jìn)行功能成分分析,發(fā)現(xiàn)在鑒定出的22種化合物中包含11種咖啡??崴犷愐约?種黃酮類化合物。朝鮮薊中萜類物質(zhì)主要由菜薊苦素等萜類化合物及倍半萜內(nèi)酯組成。Shimoda 等[21]針對朝鮮薊葉提取物的成分分離試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其包含6種萜類化合物,分別為菜薊苦素、Cynaracoloside A-C,Grosheimin 和 Aguerin B;Li 等[22]的研究表明,朝鮮薊乙酸乙酯提取物中分離出9 種倍半萜內(nèi)酯類成分,其中新發(fā)現(xiàn)cynarinin A、cynarinin B兩種萜類化合物。
朝鮮薊具有良好的保肝護(hù)肝作用。很多研究表明,朝鮮薊提取物對治療肝炎有較好療效,特別是證明洋薊素在這過程中起到明顯保護(hù)作用。饒瑞等[23]研究菜薊提取復(fù)合物對羅非魚肝臟保護(hù)功效的試驗(yàn)表明,添加菜薊提取復(fù)合物的日糧可明顯減低羅非魚死亡率,有效保護(hù)其肝臟;Gebhardt R等[24]通過利用朝鮮薊葉片提取物對大鼠肝細(xì)胞護(hù)肝效果進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)其對肝臟損傷療效明顯。
朝鮮薊具有較顯著的降膽固醇、降血脂作用。朝鮮薊提取物調(diào)節(jié)人體內(nèi)脂質(zhì)代謝是通過降低膽固醇、內(nèi)源性甘油三脂的方式來實(shí)現(xiàn)。科學(xué)研究表明人體降低膽固醇的主要途徑是膽汁分泌,而朝鮮薊提取物能促進(jìn)膽汁分泌,降低人體肝臟和血清中膽固醇含量。Gebhardt R 等[25-26]兩項(xiàng)研究先后表明,朝鮮薊提取物能夠有效抑制膽固醇的生物合成,特別是其富含木犀草素,能充分抑制肝細(xì)胞膽固醇生物合成。Bundy 等[27]將 131 名不同程度膽固醇血癥志愿者分成服用朝鮮薊提取物和安慰劑兩組,三個月后,服用朝鮮薊組膽固醇相比對照組下降4.2%,對照組含量平均升高1.9%,兩組存在較顯著差異。食用新鮮朝鮮薊花托同樣對降血脂、降膽固醇效果明顯,Nazni 等[28]的研究證實(shí)了該結(jié)果,研究對象的總膽固醇、血清的甘油三酯、低密度脂蛋白含量降低10%,而高密度脂蛋白含量明顯升高。
朝鮮薊富含多酚類物質(zhì),各成分表現(xiàn)出不同的抗氧化活性,其良好的自由基清除能力可能與此緊密相關(guān)。目前,朝鮮薊抗氧化研究主要集中在朝鮮薊葉提取物。Jimenez 等[29]通過對朝鮮薊進(jìn)行 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)清除能力測定及還原Fe3+能力Ferric ion reducing antioxidant power(FRAP)的試驗(yàn),結(jié)果顯示朝鮮薊提取物在抗低密度脂蛋白氧化方面能力較強(qiáng),1g 其干燥物對DPPH 和FRAP 的 IC50值分 別 同 29.2 mg 和 62.6 mgVC 及 77.9 mg 和 159 mgVE 相當(dāng)。楊美蓮等[30]研究通過大孔樹脂法提純朝鮮薊葉提取物的粗多酚,運(yùn)用FRAP 法及 DPPH、2,2′-Azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6 -sulphonate)(ABTS+)自由基清除進(jìn)行抗氧化活性評價(jià),結(jié)果表明經(jīng)過大孔樹脂純化后的多酚抗氧化能力顯著增強(qiáng),對DPPH、ABTS+自由基清除的IC50值分別從82.79 μg/mL 和251.30 μg/mL,降低到32.30±0.25 μg/mL 和107.98±0.42 μg/mL。宋曙輝等[31]針對朝鮮薊葉提取物采用4種不同的體外抗氧化評價(jià)體系對其進(jìn)行抗氧化功能評價(jià),4 種評價(jià)體系得出的抗氧化能力IC50值差別較大,IC50值最高的二酪氨酸/酪氨酸系統(tǒng)是IC50值最低NH2OH-Xan-XOD 系統(tǒng)的18.8 倍,達(dá)到310 ug/ml,顯示朝鮮薊葉抗氧化效果較好,特別是抗自由基效果顯著。
朝鮮薊中洋薊酸、綠原酸、菜薊糖苷及木樨草素-7-蕓香糖苷等物質(zhì)具有較強(qiáng)抗菌活性。楊克沙等[32]研究朝鮮薊活性成分粗多酚及純化后多酚對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、芽孢桿菌、乳桿菌、肺炎克雷伯菌和白色念珠菌的抑菌活性的試驗(yàn),結(jié)果表明粗多酚和純化后多酚對大腸桿菌、芽孢桿菌等5 種細(xì)菌均表現(xiàn)出明顯抑制作用。Zhu等[33]對朝鮮薊葉提取物進(jìn)行抗菌效果研究,針對7種細(xì)菌、4種酵母和4種霉菌的試驗(yàn)結(jié)果表明朝鮮薊葉提取物對這3 類病源微生物具有廣譜抑菌效果;同時試驗(yàn)證明多酚是朝鮮薊葉提取物中抑菌的主要有效物質(zhì),特別是洋薊酸相比其它多酚化合物表現(xiàn)出更高活性。此外,關(guān)于其提取物抑菌相關(guān)研究[34]也表明,朝鮮薊花苞提取物對常見病源微生物中的鼠傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等12種病菌表現(xiàn)出較高的抑制活性。
朝鮮薊能有效改善消化系統(tǒng)不良癥狀,在歐美朝鮮薊常被當(dāng)作治療消化不良的草藥。Emendorfer等[35]對巴西當(dāng)?shù)氐?種藥用植物進(jìn)行緩解腸道痙攣活性研究,發(fā)現(xiàn)朝鮮薊甲醇提取物對乙酰膽堿引起試驗(yàn)對象豚鼠十二指腸和回腸收縮反應(yīng)表現(xiàn)出明顯的抑制活性,同時表現(xiàn)出非競爭性和劑量依賴關(guān)系。Kraft等[36]采用試驗(yàn)對象連續(xù)4~6周服用朝鮮薊提取藥物的方法對數(shù)百名患有不同程度消化不良的人群進(jìn)行觀察試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)服用提取藥物人群相關(guān)癥狀得到明顯減輕。Holtman 等[37]在一項(xiàng)關(guān)于朝鮮薊片劑的隨機(jī)臨床試驗(yàn)中,通過將功能性消化不良試驗(yàn)人群分為服用朝鮮薊片劑和服用安慰劑兩組,跟蹤評測指標(biāo)結(jié)果發(fā)現(xiàn)服用朝鮮薊片劑組相對服用安慰劑組癥狀改善明顯。
朝鮮薊還被相關(guān)研究證明具有抗癌和治痛風(fēng)、高尿酸血癥及預(yù)防心血管疾病等作用。王增援等[38]提取分離了朝鮮薊的10 種化合物進(jìn)行抗腫瘤活性研究,發(fā)現(xiàn)丁香脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、1-4-羥基-2-萘酸、3-3-甲氧基-2-萘酸、8-脫氧-11,13-二羥基愈創(chuàng)木內(nèi)酯、菜薊苦素、馬錢子苷等6 種化合物具有一定抗腫瘤活性,其中以8-脫氧-11,13-二羥基愈創(chuàng)木內(nèi)酯抗腫瘤活性最強(qiáng)。此外,Menghini、Yasukawa 等[39-40]研究也顯示,朝鮮薊提取物在抑制惡性腫瘤增長方面有明顯效果。Sarawek 等[41]研究朝鮮薊提取物治療高尿酸血癥及痛風(fēng)的試驗(yàn),結(jié)果顯示其提取物能有效抑制黃嘌呤氧化酶活性,從而降低尿酸水平。Li 等[42]關(guān)于朝鮮薊提取物對上皮細(xì)胞內(nèi)Nitric oxide(NO)酶基因表達(dá)的研究表明,朝鮮薊提取物尤其是其中的黃酮化合物能調(diào)節(jié)NO 酶基因表達(dá),促進(jìn)NO 酶合成,達(dá)到預(yù)防心血管疾病發(fā)生的作用。
朝鮮薊應(yīng)用范圍廣泛,其作為鮮食蔬菜、罐頭制品被人們所歡迎,同時朝鮮薊提取物也可用于保健品、藥物添加劑等。
朝鮮薊在歐美是一種深受人們喜愛的蔬菜,食用方法很多,朝鮮薊花苞可鮮食、蒸、炒、煮等,同時還可加工成風(fēng)味獨(dú)特的罐頭[43]。朝鮮薊在食品加工中用途很多,目前已經(jīng)開發(fā)出以朝鮮薊為主要原料的膳食纖維餅干、糕點(diǎn)、飲料、風(fēng)味啤酒等副產(chǎn)品,市場反映良好[44-46]。
朝鮮薊具有較大的保健價(jià)值,藥用活性明顯,在歐美朝鮮薊提取物是重要的保肝藥物添加劑;此外,朝鮮薊提取物被大量運(yùn)用于解酒片或保健品中[47]。
朝鮮薊作為一種高端蔬菜,近年來在我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,但仍處于初級加工階段。原料僅花托用于加工成罐頭出口,朝鮮薊莖、葉等部位缺乏利用,同時對其功能性成分進(jìn)行深加工產(chǎn)品研發(fā)工作開展不多。而國外除將朝鮮薊作為一種蔬菜大范圍鮮食外,更多是利用其功能性成分研發(fā)保健產(chǎn)品及藥物。目前一些科研單位和企業(yè)認(rèn)識到朝鮮薊諸多生理活性功能及開發(fā)應(yīng)用前景,正朝著相關(guān)深加工方向開展工作,已取得積極成效,開發(fā)出很多副產(chǎn)品。鑒于此,加強(qiáng)對朝鮮薊深入研究和進(jìn)一步深加工開發(fā)利用,具有廣闊的應(yīng)用前景。