奇亞的用途及其栽培技術(shù)

王玉富，邱財生，邱化蛟，龍松華，郭 媛，趙信林，吳智敏，黃 榮

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，長沙 410205）

奇亞（Salvia hispanicaL.）是富含不飽和脂肪酸、α-亞麻酸等多種有益成分的一年生草本植物。在墨西哥、阿根廷、智利等國家得到廣泛開發(fā)和應(yīng)用。中國學(xué)者對奇亞進行了種植試驗及品種登記，證明奇亞可以在中國南方種植。雖然奇亞在中國還沒有大面積種植，但是是具有發(fā)展?jié)摿Φ淖魑铩＆?亞麻酸是國際醫(yī)學(xué)界和營養(yǎng)學(xué)界公認的重要的ω-3 系列脂肪酸，對預(yù)防心腦血管疾病、降低血脂、抑制癌癥發(fā)生與轉(zhuǎn)移、抗衰老、增強智力等病癥有功效。歐美部分國家已經(jīng)立法，將α-亞麻酸作為藥物和食品添加劑用來預(yù)防和治療心血管疾病、癌癥、老年癡呆癥、視力下降等病癥［1］。世界衛(wèi)生組織提出ω-6 和ω-3 在人體內(nèi)的比例應(yīng)小于6∶1，在中國該比例已高達20∶1～30∶1，α-亞麻酸嚴重不足，ω-6/ω-3 脂肪酸比例嚴重失衡。奇亞種子富含不飽和脂肪酸，尤其是α-亞麻酸含量高達60%，所以引起人們對奇亞的興趣。奇亞子除了作為食品以外，還是化妝品、可再生化學(xué)品的原材料。所以，奇亞既是一種有利于人體健康的功能性食品來源，又是一種多功能的工業(yè)性作物。本研究對奇亞子的有效成分、用途和產(chǎn)品，奇亞的植物學(xué)特征、生理特性、用途以及栽培技術(shù)進行了介紹，旨在對奇亞的種植起到一定的借鑒，推動對奇亞的研究。

1 奇亞子的有效成分

奇亞子具有高膳食纖維、高品質(zhì)蛋白質(zhì)、富含ω-3 系列不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)含量豐富等特點。榮旭等［2］試驗測得奇亞子中粗脂肪、粗蛋白質(zhì)和膳食纖維的含量分別為（34.20±1.31）g/100 g（濕基）、（23.31±0.18）g/100 g（濕 基）、（27.71 ±0.09）g/100 g（濕基）。奇亞子中18 種氨基酸總量為23.10 g/100 g（濕基），其中人體必需氨基酸總量為8.20 g/100 g（濕基）。奇亞子油中共檢出21 種脂肪酸，其中以不飽和脂肪酸以α-亞麻酸（62.48%）為主。奇亞的種植與推廣應(yīng)用有益于解決中國膳食中ω-3 脂肪酸缺乏的問題。

Beltran-Orozco 等［3］研究認為，奇亞子發(fā)芽可以提高其營養(yǎng)價值。種子萌發(fā)2 d 后，蛋白質(zhì)含量增加了13%，而纖維、色氨酸、總酚類和類黃酮含量分別增加46%、93%、300%和197%。在萌發(fā)的第4 天，抗氧化能力提高了約100%。萌發(fā)是提高奇亞子在功能性食品中營養(yǎng)潛力的好方法。奇亞子是一種重要的天然抗氧化劑和功能食品原料來源，在食品工業(yè)領(lǐng)域具有開發(fā)潛力［4］。Amato 等［5］在對意大利南部種植的奇亞葉片進行分析后，發(fā)現(xiàn)奇亞葉片中含有幾種黃酮類化合物和羥基肉桂酸。因此，奇亞葉被認為是潛在的功能食品，也可以用來提取類黃酮營養(yǎng)物質(zhì)。此外，奇亞植株地上部還可以用來加工精油。Elshafie 等［6］在巴西利卡塔地區(qū)（意大利南部）種植奇亞，將其植株的地上部分磨碎，通過蒸餾獲得的奇亞精油中鑒定出80 種化合物，占總精油的91.4%。精油主要由總倍半萜（60 種化合物）組成，占精油的84.5%。對獲得的精油進行了抗菌試驗，結(jié)果表明，奇亞精油可用于部分植物病原真菌和細菌的防治，是一種有前途的用于控制一些植物病原體的天然替代品。由此看來，奇亞不僅是良好的ω-3 脂肪酸來源，還可以提供多種有益的功能成分，所以奇亞在營養(yǎng)保健品及多用途開發(fā)方面有巨大的應(yīng)用前景。

2 奇亞子的用途及產(chǎn)品

2.1 奇亞子的用途

由于奇亞子含有大量不飽和脂肪酸、膳食纖維、高品質(zhì)的蛋白質(zhì)和酚類物質(zhì)，植株體中含有黃酮及萜類物質(zhì)。因此，奇亞子具有多種生理功能。國內(nèi)外對這些方面已經(jīng)開展了研究，其主要功能如下。

1）提高運動中的耐力。將其制作成奇亞子油微乳飲料，質(zhì)量濃度為5 g/100 mL。運動員在熱身后、力竭運動后飲用50 mL 奇亞子油微乳飲料。這種飲料對運動后的代謝能力標(biāo)志物有良好的影響，提高運動中的耐力，對機體代謝能力有良好的促進作用［7］。

2）改善非酒精性脂肪肝。每人每天在膳食中補充25 g 奇亞子粉，持續(xù)8 周可以使血漿α-亞麻酸（ALA）濃度和膳食纖維消耗量分增加75%和55%。補充奇亞子粉后，腹部脂肪下降9%、腹部皮下脂肪沉積下降5%、體重下降1.4%、總膽固醇下降2.5%、游離脂肪酸下降8%。因此，有52%接受治療的患者的脂肪肝消退。飲食中補充奇亞可能是控制非酒精性脂肪肝的一種新途徑［8］。

3）降低高血壓患者的血壓。每天將35 g 奇亞子粉添加到食用的水、酸奶、維生素或果汁中，持續(xù)12周能夠降低高血壓患者的血壓，即使是對以前接受過藥物治療的患者也有效果［9］；Ⅱ型糖尿病患者連續(xù)12 周攝入奇亞子（37±4）g/d，其部分心血管疾病風(fēng)險因子收縮壓顯著降低［10］。

4）抑菌。奇亞蛋白酶解后獲得具有不同抗菌性能的生物活性肽，對金黃色葡萄球菌的生長具有良好的抑制作用。從奇亞子中提取的蛋白質(zhì)水解物可作為一種抗菌和降低膽固醇的成分用于功能性食品，對食品安全和人類健康具有新的影響［11］。

5）改善皮膚健康。膳食脂肪中ω-3 和ω-6 形式的多不飽和脂肪酸（PUFA）在皮膚保健中表現(xiàn)出許多生物學(xué)功能，如防止水分流失、維持角質(zhì)層的屏障功能和抑制表皮黑素細胞的黑色素生成。奇亞子提取物不飽和脂肪酸（主要成分亞麻酸和亞油酸）可抑制黑素a 細胞的黑色素生物合成［12］。Aguilar-Toalá等［13］研究認為，來自奇亞種子的多肽可能通過抑制衰老相關(guān)的酶來防止皮膚上蛋白質(zhì)的降解，從而有助于改善皮膚健康。

2.2 奇亞子的產(chǎn)品

奇亞子在墨西哥、阿根廷、智利等國家得到廣泛開發(fā)和應(yīng)用。由于奇亞子含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)和膳食纖維，尤其是α-亞麻酸亞麻含量很高，所以奇亞子除直接食用外，奇亞子也被廣泛用于面包、餅干、飲料、冰淇淋、酸奶等食品中。

1）奇亞子復(fù)合保健飲料。陳哲等［14］研究了蔓越莓奇亞子復(fù)合保健飲料最佳工藝配方，各組分為蔓越莓濃縮汁4%，奇亞子5%，檸檬酸0.05%，白砂糖8%，CMC-Na 0.08%，黃原膠0.06%，卡拉膠0.10%。該飲料富有蔓越莓的清香、咀嚼感良好、穩(wěn)定性好。經(jīng)巴氏殺菌后，在20 ℃時的貨架期為53～77 d。

2）奇亞子果凍。果凍以膠質(zhì)為主，奇亞子浸泡以后呈膠狀。當(dāng)奇亞子溶液添加量為1.25%，木糖醇添加量為8.00%，復(fù)合膠添加量為1.25%，檸檬酸添加量為0.03%時，果凍呈現(xiàn)出透明度好、酸甜可口，奇亞子顆粒飽滿晶瑩，有Q 彈的顆?？诟校瑫r具有較高的膳食纖維含量和較低的糖含量，具備預(yù)防肥胖、潤腸通便，同時不升高血糖的保健功能［15］。

3）奇亞子希臘式酸奶。以純牛奶重量為基礎(chǔ)，奇亞子添加量4%、混合發(fā)酵劑添加量0.3%、乳清蛋白添加量4%、白砂糖添加量9%、發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時間6 h，奇亞子希臘式酸奶的蛋白質(zhì)含量為5.37 g/100 g，pH 為4.56，DPPH 自 由 基 清 除 率 為44.68%。適量添加奇亞子可改善希臘式酸奶的感官品質(zhì)，并提高其營養(yǎng)價值，所制奇亞子希臘式酸奶具有一定的抗氧化效果［16］。

4）奇亞子面包。添加奇亞子粉可改善面包的質(zhì)量，但是不同的試驗添加量有所不同。Zettel 等［17］試驗添加1%～2%奇亞子凝膠的面包與不添的相比，面包屑的硬度降低，面包的質(zhì)量有所提高。Iglesias-puig 等［18］試驗顯示，添加5%奇亞子可以增加面包產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，改善了面包的感官，增加了消費者的整體接受度，延長面包保質(zhì)期。Pizarro 等［19］認為在面包中加入10%奇亞子全粉生產(chǎn)的面包中的脂肪、蛋白質(zhì)和灰分含量更高，不同種類脂肪分布也更好，使面包具有較高的感觀?？傊?，奇亞子的添加有利于改善面包的營養(yǎng)品質(zhì)及感觀品質(zhì)。

5）用于人造黃油。人造黃油中添加5%～20%的奇亞子油可以改善脂肪、水分、折射率、熔點、固體脂肪指數(shù)、脂肪酸譜、總酚含量、DPPH 自由基清除活性、游離脂肪酸和過氧化物值等物理指標(biāo)和感官特性。添加奇亞油的人造黃油，其ω-3 脂肪酸水平提高、抗氧化特性增強［20］。Ullah 等［21］以殼聚糖為包封材料制備奇亞油微膠囊。在黃油中加入4%～8%的奇亞油微膠囊可使黃油中ω-3 脂肪酸的濃度提高至8%，且氧化穩(wěn)定性合理，對感觀特性無影響。所以奇亞子油可以用于制作黃油，提高其ω-3 脂肪酸水平和增強其感官特性。

3 奇亞的特性及栽培技術(shù)

3.1 奇亞的植物學(xué)特征

奇亞為唇形花科鼠尾草屬，學(xué)名芡歐鼠尾草。奇亞整株清香，莖四棱形，密被短柔毛，莖高可達1.5～2.3 m，莖多分枝，一般15 節(jié)左右；葉對生，長柄，葉片綠色長卵形；輪傘花序，每個花序80～140 朵小花；花期10 月上旬至初霜，種子卵形，帶深色網(wǎng)紋，種子千粒重1.2～1.4 g［22］；種皮顏色有黑色和白色2 種，成熟后不易脫落。不同種皮色的種子含油率差異不大。Ayerza［23］在美國不同地域的試驗結(jié)果顯示，白色種子的平均含油率為31.05%，黑色色種子的平均含油率為31.25%，而奇亞種子的含油率與種植地域有關(guān)，不同產(chǎn)地的含油率最高達34.48%，最低為25.94%。

奇亞為短日照作物，一般日照時數(shù)超過12 h 不易開花，所以只能在低緯度地區(qū)種植。但是，在育種家的努力下，已經(jīng)培育出早熟株系在溫室條件下能夠在15 h 的光周期下開花，并可以在溫帶地區(qū)種植產(chǎn)生種子［24］。

奇雅1 號是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)2011 年在湖南省種子管理局登記的奇亞品種（登記編號：XPD019-2011），該品種由國外引進奇亞資源經(jīng)組織培養(yǎng)育成。種子中ω-3 脂肪酸（亞麻酸）含量176.4～195.4 g/kg，ω-6脂肪酸（亞油酸）含量59.8～71.1 g/kg；莖葉中（干重）ω-3 脂肪酸（亞麻酸）含量6.3 g/kg，ω-6 脂肪酸（亞油酸）含量2.06 g/kg［22］。

3.2 奇亞的生理特性

奇亞種子在15～25 ℃均可萌發(fā)，奇亞種子發(fā)芽的各項指標(biāo)（發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和鮮重）均隨溫度升高而升高。25 ℃為奇亞種子的發(fā)芽最適宜溫度。另外，黑色奇亞種子發(fā)芽率等各項指標(biāo)均大于白色奇亞種子。奇亞在生長階段對低溫或霜凍都很敏感［25］。在高緯度地區(qū)奇亞會因為霜凍影響其生殖生長進程而死亡，從而無法獲得成熟的奇亞子［26］。

奇亞對土壤的要求不高，它可以生長在養(yǎng)分較低的 沙 質(zhì) 土 壤中，適 宜 的 土壤pH 為6.0～8.5［27］。Younis 等［28］進行了奇亞種子發(fā)芽后氯化鈉處理7 d，在10 mmol/L 的氯化鈉處理時其生理指標(biāo)與對照組相當(dāng)，氯化鈉濃度超過10 mmol/L 時，各項生理指標(biāo)受到顯著影響，并且礦質(zhì)元素Ca 和Zn 增加，K、P 和Cu 減少。有研究表明，奇亞在高于10 mmol/L 氯化鈉濃度下對鹽脅迫敏感。

奇亞是一種抗旱作物，適應(yīng)在半干旱環(huán)境下種植。奇亞在水分脅迫下可調(diào)節(jié)其生理特性，并通過降低膨壓損失點的水勢和溶質(zhì)電位來維持功能，使奇亞在相對含水量70%的條件下生長正常，在40%的水分脅迫下，奇亞生長幾乎停止，氣孔導(dǎo)度接近于零［29］。說明奇亞比較耐旱，但是過度干旱也會導(dǎo)致奇亞停止生長。

3.3 奇亞的栽培技術(shù)

奇亞喜歡中等肥沃、排水良好的土壤。雖然水分是幼苗建立所必需的，但是不耐漬。由于其奇亞種子比較小，播種也要非常精細。意大利科學(xué)和工業(yè)研究理事會作物研究所采用種子直播和育苗移栽2 種種植方式在加納開展了田間試驗，2 年的研究結(jié)果顯示直播的效果比較好，并且其生物量和播種密度呈正相關(guān)，在不同種植密度處理中，40 000 株/hm2的生物產(chǎn)量及種子產(chǎn)量均最高［27］。在南美洲，奇亞的播種量為5～6 kg/hm2，行距為0.7～0.8 m。從種植到收獲的生長季節(jié)范圍為120～180 d。1995 年試驗表明，機器收獲的產(chǎn)量高達918 kg/hm2。在Salta的10 塊地的平均機械收獲產(chǎn)量為712 kg/hm2，在Jujuy 的3 塊地的平均機器收獲產(chǎn)量為486 kg/hm2。Salta的平均產(chǎn)量高于哥倫比亞商業(yè)產(chǎn)量530 kg/hm2?；? m2取樣結(jié)果，奇亞種子產(chǎn)量最高的潛力為1 171 kg/hm2，這 遠 低 于1995 年 在Salta 取 得 的1 602 kg/hm2的記錄。1995 年和1996 年測量的樣品產(chǎn)量的廣泛范圍表明，產(chǎn)量取決于氣候、土壤條件、種植日期和水分等因素［30］。

奇亞在湖南省種植一般可以在4 月末至5 月初直播或育苗，秧苗有4～5 對真葉時移栽。生產(chǎn)田種植密度為37 500～52 500 株/hm2［31］。大田種植7 d前噴施除草劑滅草，整地。株高1 m 左右打頂促進側(cè)枝發(fā)育。定植前施有機肥，苗期根據(jù)苗情適當(dāng)追施鈣鎂磷肥，控制氮肥的使用。孕穗以后噴施1 次磷肥。生長30 d 以后適時進行1 次中耕處理，有利于根的生長。注意病蟲防治，本品種種子直接食用，不宜噴施化學(xué)農(nóng)藥，必要時采用生物農(nóng)藥進行病蟲害防治。奇亞原產(chǎn)地為高海拔干旱少雨區(qū)域，在湖南省其生長期溫暖潮濕，原引進種子易發(fā)生枯萎病和根腐病等病害，造成大面積死亡而減產(chǎn)，奇雅1 號平均產(chǎn)量僅為250.35 kg/hm2，通過馴化的品種能較好地適應(yīng)本地氣候，因病死亡數(shù)大大減少，產(chǎn)量可提高到333.00 kg/hm2以上［32］。

在海南或云南等地可以在9—10 月播種，第2 年4—5 月收獲。在大多數(shù)情況下，作物周期的持續(xù)時間為140～180 d。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所最新選出的品系奇亞002 于2022 年在海南種植產(chǎn)量達1 022.3 kg/hm2，由此可見，不同品種產(chǎn)量差異較大，通過品種的改良可以提高奇亞的種子產(chǎn)量。由于奇亞在中國仍屬于試驗種植階段，如果大面積發(fā)展奇亞產(chǎn)業(yè)，首先應(yīng)進行小面積試種，然后再擴大種植。由于奇亞的營養(yǎng)價值高，用途廣，所以奇亞是一種具有很大發(fā)展?jié)摿Φ淖魑?，可以在中國南方逐步推廣種植。