濱海地區(qū)3種鹽生植物營(yíng)養(yǎng)成分分析及資源化利用途徑

楊文菲，趙梓琦，潘逸風(fēng)，李廣坤

（北京交通大學(xué)，北京 100044）

山東省具有豐富的鹽生植物資源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，共有87種鹽生植物。膠東分布了多所耐鹽植物的科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)，但由于鹽生植物生存環(huán)境較為惡劣，植物量普遍較少，經(jīng)濟(jì)效益不高，對(duì)于鹽生植物的研究還未能引起人們的重視[1]。威海是位于膠東半島最東端的沿海城市，因過量開采地下水，產(chǎn)生大面積海水入侵及不合理灌溉等問題，使土壤鹽漬化問題加劇。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1992—2003年，文登市海水入侵面積每年增加9 km2[2]。鹽生植物除了在改良鹽漬化土壤、提高地表植被覆蓋率等方面具有重要作用外，在增加食物綠色保健功效及多樣性、飼料蛋白添加來源等方面也具有廣闊的開發(fā)市場(chǎng)。

鹽角草屬藜科，一年生草木，高約35 cm，莖直立，多分枝，淺綠色，葉退化成鱗片狀。鹽角草富含維生素A、維生素C和多種礦物質(zhì)元素，具有補(bǔ)益脾胃、降低血管壁膽固醇、抗壞血病等功效，在山東省沿海地區(qū)分布廣泛，具有較高的藥用價(jià)值和食用價(jià)值。此外，鹽角草具有較強(qiáng)的耐鹽能力，是“真鹽生植物”，能對(duì)鹽漬化土壤起到脫鹽改良的作用。

堿蓬屬藜科，一年生積鹽草木，高30～150 cm，莖直立，粗壯且上部多分枝，枝為細(xì)長(zhǎng)半圓柱狀，初期為綠色，晚秋時(shí)變?yōu)榧t紫色，可在含鹽量為0.300%～2.000%的土壤上生長(zhǎng)，是“真鹽生植物”，在山東、江蘇、浙江等地廣泛分布。堿蓬種籽和莖葉中的營(yíng)養(yǎng)成分完整齊全，富含脂肪、蛋白質(zhì)、亞油酸、黃酮類化合物和礦物質(zhì)元素，具有較高的研究開發(fā)價(jià)值。

檉柳屬檉柳科，為喬木或灌木，高3～6 m，幼枝光亮，呈暗紫紅色，稠密細(xì)弱，呈開展而下垂?fàn)?，葉為細(xì)長(zhǎng)圓柱型。常見生長(zhǎng)于魯北、膠東等地的鹽堿地和沿海灘涂，耐鹽能力強(qiáng)，是“泌鹽植物”。檉柳是良好的編織、薪炭和建筑用材，其枝葉可藥用，有祛風(fēng)濕、治療麻疹等功效。大力保護(hù)和種植檉柳是保持鹽堿地生態(tài)平衡、美化市容、防風(fēng)固沙的優(yōu)選途徑。

鹽角草、堿蓬和檉柳因具有耐鹽性強(qiáng)、用途廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等特性，成為當(dāng)前開發(fā)利用鹽堿灘涂的“先鋒植物”。通過在威海市實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，這3種植物在當(dāng)?shù)剌^為常見，其植株用鹽度為22.05×10-3～22.09×10-3的水灌溉生長(zhǎng)較好，在土壤水溶性鹽總量為6.67～8.91 g/kg的土壤上覆蓋率較高，具有較好的采樣研究和培育種植條件。因此，筆者對(duì)3種植株的一些主要營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定和分析，為挖掘3種植物多種資源化利用途徑提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

2021年3月初，于山東省威海市藍(lán)色經(jīng)濟(jì)研究院鹽生植物實(shí)驗(yàn)基地采集鹽角草、檉柳、堿蓬樣本植株，除雜晾曬，研磨成粉后密封保存?zhèn)溆?。篩選后的鮮植物如圖1所示。采樣地土壤含鹽量為0.230%～0.480%，含水率為4.000%～17.600%，灌溉水鹽度為22.05×10-3～25.09×10-3，pH為8.50～9.09。

圖1 檉柳、堿蓬、鹽角草（從左到右）

1.2 方法

鹽角草、堿蓬及檉柳莖葉營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定包括含水率、粗多糖、粗蛋白、粗纖維及維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)5項(xiàng)指標(biāo)。其中，植物含水率測(cè)定采用質(zhì)量法，風(fēng)干數(shù)天后稱重；粗多糖的測(cè)定參考SN/T 4260—2015進(jìn)行，采用苯酚-硫酸法；粗蛋白的測(cè)定參考SN/T 3926—2014進(jìn)行，采用考馬斯亮藍(lán)法；粗纖維的測(cè)定參考GB/T 5009.10—2003進(jìn)行，采用質(zhì)量法；維生素C的測(cè)定參考GB 6195—86進(jìn)行，采用二甲苯-二氯靛酚比色法。3種鹽生植物的主要營(yíng)養(yǎng)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1所示。

表1 3種鹽生植物主要營(yíng)養(yǎng)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 3種植物含水率分析

3種鹽生植物含水率在50.000%～70.000%，較普通蔬菜含水率低，側(cè)面反映出鹽生植物代謝水平比較低、生命活動(dòng)不旺盛的特點(diǎn)，因此，能夠抵抗鹽分的危害。

2.2 3種植物粗多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析

粗多糖一般是直接水提醇沉的產(chǎn)物，在保健方面有優(yōu)良表現(xiàn)，具有調(diào)節(jié)免疫、抗癌、降血糖、抑菌等藥理作用。同時(shí)，多糖也是植物光合作用暗反應(yīng)產(chǎn)物的重要組分。研究表明，鹽生植物在威海鹽堿地上生成的多糖越多，光合作用越強(qiáng)，而光合作用強(qiáng)弱是反映植物耐鹽性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由表1可知，3種植物的粗多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)都不高，均未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)保健品10%的粗多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在3種鹽生植物中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低的為檉柳，為0.330 g/100 g，最高為鹽角草0.640 g/100 g，經(jīng)過提取和加工，也許能作為保健品的添加成分出現(xiàn)。

2.3 3種植物粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析

測(cè)量3種鹽生植物的粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以有效判斷其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)高等于營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。鹽生植物的粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)是判斷鹽生植物能否作為動(dòng)物飼料、人類食物及保健品的主要依據(jù)。同時(shí)，粗蛋白作為植物的重要營(yíng)養(yǎng)成分之一，也可以用來判斷植物在威海地區(qū)的生長(zhǎng)情況，對(duì)于威海鹽生植物及耐鹽性植物的綜合開發(fā)利用具有重要意義。由于采樣時(shí)期為植物發(fā)芽期，測(cè)得的粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，為0.400～0.600 g/100 g。

2.4 3種植物粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析

粗纖維也稱膳食纖維，與人體健康密切相關(guān)，在預(yù)防人體某些疾?。ㄈ绻谛牟　⑻悄虿?、結(jié)腸癌等方面）有重要作用。測(cè)量威海鹽生植物的粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可作為判斷能否食用的依據(jù)，同時(shí)也可判斷該植物能否作為動(dòng)物飼料。通過以上數(shù)據(jù)可知，粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)從高到低分別是檉柳、鹽角草、堿蓬。與普通水果（牛油果、番石榴等）相比，這3種鹽生植物的粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，具有開發(fā)動(dòng)物飼料的潛力。

2.5 3種植物維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析

維生素C簡(jiǎn)稱ⅤC，具有酸性、還原性、水解性、糖類的性質(zhì)等，具有很強(qiáng)的藥物作用，可形成抗體、預(yù)防癌癥、促進(jìn)鐵的吸收和四氫葉酸的合成等。部分生物由于不能通過自身合成ⅤC，需要通過食物、藥物等攝取。了解鹽生植物所含ⅤC質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)鹽生植物作為食品和保健品的開發(fā)具有至關(guān)重要的作用。從總體上來說，威海地區(qū)鹽生植物的ⅤC質(zhì)量分?jǐn)?shù)比一般地區(qū)高，可能與濱海鹽堿地的特點(diǎn)有關(guān)。ⅤC質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的為檉柳，6.257 mg/100 g；最低的為鹽角草，0.834 mg/100 g。

3 資源化利用途徑

3.1 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

鹽生植物對(duì)土壤具有很強(qiáng)的修復(fù)作用，種植于濱海鹽漬化土壤上的鹽生植物利用較強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)能力和細(xì)胞區(qū)域化離子能力，吸收和積累了一定量的鹽分，降低了土壤的含鹽量，增加了地面覆蓋面積，改善了生態(tài)環(huán)境。我國(guó)鹽生植物種類多、資源豐富，近年來，山東、天津、遼寧等地加大了鹽生植物良種繁殖和種植的推廣力度，進(jìn)一步挖掘了鹽生植物在藥用、食用等方面的價(jià)值[3]。

美國(guó)的科學(xué)家較早開始了耐鹽植物的研究工作，包括鹽堿地實(shí)驗(yàn)室、鹽生植物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫等，為鹽生植物受鹽脅迫影響和耐鹽機(jī)理的理論研究奠定了基礎(chǔ)[4]。除此之外，一些發(fā)達(dá)國(guó)家開始了耐鹽基因的相關(guān)研究，并且利用新的基因工程，成功將鹽生植物的某些基因轉(zhuǎn)移到其他植物中。

我國(guó)對(duì)于鹽生植物耐鹽性的相關(guān)研究開始于1949年，在鹽堿地改良方面也投入了大量精力。在工程方面，多采用淡水洗鹽、開發(fā)臺(tái)田等方式；在農(nóng)藝方面，大量使用地膜覆蓋；通過在鹽堿土上種植耐鹽植物來改良鹽堿土的生物工程也取得了豐碩成果[5]。世界上約有1 500種鹽生植物，但只有部分可以用海水澆灌，我國(guó)經(jīng)過20多年的努力，已成功培育出可以利用海水和半海水澆灌的小麥、西紅柿等植株，并在一些國(guó)家推廣種植。利用生物工程技術(shù)及農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)進(jìn)行的海水蔬菜培育研究工作也一直在進(jìn)行中。目前有數(shù)據(jù)表明，某些使用無土栽培技術(shù)和海水灌溉的植物，相較于淡水蔬菜含有更多的維生素C、蛋白質(zhì)、胡蘿卜素等物質(zhì)，更符合現(xiàn)代人對(duì)于健康飲食的要求[6]。

3.2 其他可開發(fā)價(jià)值研究

3.2.1 生物能源的開發(fā)

生物炭是一種土壤改良劑，具有減少化肥使用、固碳減排、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力等作用。目前，利用鹽角草、堿蓬等鹽生植物為原材料開發(fā)生物炭已取得良好的進(jìn)展。毛明月等[7]研究發(fā)現(xiàn)，生物炭產(chǎn)量與原材料物質(zhì)成分及灰分含量具有相關(guān)性。除此之外，堿蓬及堿蓬種子富含油酸、亞油酸、脂肪酸，可作為油脂植物，開發(fā)生產(chǎn)出營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的保健食用油以及可作為優(yōu)質(zhì)傳統(tǒng)化石燃料替代品的生物柴油。

3.2.2 優(yōu)質(zhì)飼料來源

蛋白質(zhì)含量是評(píng)價(jià)飼料好壞的重要指標(biāo)，但由于傳統(tǒng)蛋白飼料短缺，我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展受到限制[8]。有研究表明，鹽角草和堿蓬在展葉期和花期具有較高的粗蛋白含量，具有成為優(yōu)質(zhì)蛋白飼料的潛力，通過進(jìn)一步深加工，有成為人類蛋白補(bǔ)充的可能[9]。

3.2.3 海水農(nóng)業(yè)的發(fā)展

一方面，這3種植物均為一年生草木，可短期分布種植，對(duì)因灌溉而造成不適宜普通農(nóng)作物生長(zhǎng)的次生鹽漬化土壤進(jìn)行改良，枯萎后，可以增加土壤中的腐殖質(zhì)。另一方面，可進(jìn)一步開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)型鹽生植物代替?zhèn)鹘y(tǒng)農(nóng)作物的農(nóng)業(yè)模式。海水蔬菜利用海水澆灌，含堿成分高，不易生蟲患病，富含粗蛋白、維生素C等營(yíng)養(yǎng)成分，是公認(rèn)的綠色、天然有機(jī)食品[10]。

4 結(jié)語

威海市鹽生植物資源豐富，目前，僅對(duì)堿蓬、檉柳、鹽角草3種植物的部分營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了分析。威海市耐鹽植物的調(diào)查研究工作需要進(jìn)一步加強(qiáng)，鹽生植物作為重要的生態(tài)資源需要加強(qiáng)保護(hù)，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益高、耐鹽能力強(qiáng)、利用價(jià)值高的種類進(jìn)行進(jìn)一步的馴化改良，擴(kuò)大其對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)范圍，同時(shí)可進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐茝V種植。除此之外，在后期研究中，應(yīng)增加鹽生植物營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定指標(biāo)，并通過多種方法比較，尋找最為有效的測(cè)定方法。同時(shí)，通過文獻(xiàn)查閱及探索性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)掘不同鹽生植物具有的特性成分，增加對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分提取物的抑菌性測(cè)試，探究其在植物制藥、醫(yī)療保健等方面的功效。

在鹽漬逆境中生長(zhǎng)的鹽角草、堿蓬和檉柳，集食用、藥用、觀賞、飼用等功能于一身，不僅能改善鹽堿土的理化性質(zhì)，在維持生態(tài)平衡、減少碳排放等方面也發(fā)揮著重要作用，研究開發(fā)潛力較大。未來，可通過遺傳育種技術(shù)和誘變誘導(dǎo)、分子生物技術(shù)、半仿生提取法等高新技術(shù)，進(jìn)一步挖掘鹽生植物特殊功能性成分，培育馴化后，改良原有物種，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展。