香椿植物資源綜合利用的研究進展

　　[摘 要] 香椿是我國特有的樹種，分布廣泛，品種多樣，其嫩芽、葉、種子和木材都有著巨大的開發利用價值，因此開展香椿品種，種源、生理生化、栽培技術和食用價值等方面的研究具有重要的意義。本文通過對前人的研究成果進行分類總結，綜述了我國香椿植物資源綜合利用的研究進展。
　　[關鍵詞] 香椿；品種；生理生化；營養成分
　　香椿（Toona sinensis（A.Juss）Roem）屬楝科香椿屬，別名為椿芽、椿菜樹、椿陽樹、椿花、虎目樹等。香椿渾身是寶，其嫩芽、葉、種子、木材都具有重要的開發利用價值。作為多年生的落葉喬木，香椿樹干通直，可作為重要的用材樹種；香椿的嫩芽不僅具有豐富的營養價值，而且具有較高的藥用價值，可做各種美味菜肴，因此香椿被稱為“樹上蔬菜”。我國的香椿資源豐富，近年來，我國學者對香椿品種和種源、生理生化、栽培技術、食用價值等方面研究都取得了一定的成就，筆者試圖就我國香椿的研究進展做一綜述，為香椿今后的進一步開發利用提供參考。
　　一、香椿品種和種源的研究
　　香椿在我國分布極廣，東起遼寧，西至甘肅，南至廣東、廣西、云南，北至內蒙古南部，廣泛分布于我國華北至華南和西南各省。由于生態環境多樣，使其群體變異復雜、品種多樣。孫鴻有、王鵬飛等人在對香椿地理變異與種源選擇的研究中發現：香椿種源的地理變異基本上是與緯度相平行的南北傾斜的連續變異型式。在實驗地區，參試的27個種源以浙江麗水，湖南昭陽、永順、加禾、桃江，福建建陽種源生長最好，安徽太和、無為，湖北紅安，陜西勉縣等種源生長最差[1]。劉正周、沈元勤等人搜集了南方4個優良種源及陜西優良種源和河南省四個優良種源，在南陽進行種源實驗。結果表明：不同種源的高、徑、材積生長均有很大的差異，以湖南花垣縣種源表現最好，河南泌陽縣種源次之，河南盧氏縣種源再次之[2]。涂炳坤等人采用聚丙烯酞胺凝膠電泳法，對12個香椿品種進行過氧化物酶同工酶分析，并利用主成分分析和聚類分析，探討了各品種間的親緣關系，為香椿的品種分類提供了一定的依據[3]。依據國內研究結果認為我國香椿的主要品種有：紅香椿、褐香椿、紅葉椿、紅芽綠香椿、黑油椿、紅油椿、青油椿、苔椿。安徽太和香椿、山東西牟香椿和河南焦作紅香椿均為我國的優良品種，其中太和香椿是我國優良的經濟樹種，其椿芽光澤鮮艷，質佳味美，因而久負盛名，成為著名的名、特、優產品。徐彪等人對太和香椿進行了調查，鑒定為9個品種，分別包括：黑油椿、紅油椿、水椿、青油椿、黃羅傘、米爾紅、柴狗子、紅毛椿、青毛椿[4]。
　　二、香椿的生理生化研究
　　休眠是種子為避免逆境傷害而形成的一種適應性生理機制。種子的休眠有機械休眠、胚休眠、激素休眠、物理休眠等多種方式，而胚未發育成熟是一種比較難以克服的內部休眠[5]。涂炳坤等以6BA、GA3、（NH2）2CS、ZnSO4和KNO3等5種化學藥劑為自變量，初步探索了這些化學藥劑對于香椿休眠解除的影響[6]。胡選萍則通過研究證明，溫度與香椿種子的休眠解除有著密切的關系，以35℃時種子萌發率和發芽速率為最高，溫度過高或過低都不利于香椿種子休眠的破除[7]。馬國慶等人對香椿種子發芽特性進行了初步研究，結果表明：高濃度的GA3（750μl/L）處理對種子萌發明顯起抑制作用，低濃度處理則可加快發芽速度、縮短發芽時間，使發芽整齊，其中以30μl/L的GA3處理效果最好 [8]。同時貯藏條件對香椿種子活力有著重要的影響，隨貯藏時間延長，香椿種子的發芽率、發芽力呈下降趨勢，在常溫下貯藏一年的種子，呼吸強度低、游離脂肪酸含量高、脫氫酶活性下降、發芽力完全喪失。因此，引起種子迅速衰老的主要因素是溫度，而低溫貯藏可延長香椿種子的壽命[9]。對香椿種子發芽過程生理生化變化的研究，可揭示種子迅速衰敗的原因，從而尋找合理的解決辦法，這對香椿的生產實踐有著重要的參考意義。
　　利用香椿種子培育芽菜有生產周期短、易于管理和單位面積產量高等優點，因此它被廣泛運用到香椿芽的生產實踐中。陳鐵山等人對香椿種子培育芽菜有效積溫進行了研究，實驗結果表明，香椿種子萌發的生物學零度指標為 9.8℃，有效積溫 46.1℃，胚軸伸長生長和子葉伸展的有效積溫為98.5℃[10]。該研究結果將指導香椿種子培育芽菜在實際生產中的溫度控制，增加其單位面積產量，提高經濟效益。
　　香椿嫩葉營養豐富，富含多種人體必需的營養物質，如氨基酸、蛋白質和可溶性糖等。不同時期不同種源的香椿芽的營養成分含量均不相同。王鵬程等人對來源于湖北省鄖縣、鄖西、湖北省種子公司，山東、和廣西等5個不同栽培地種源的香椿營養成分變化進行了研究，結果表明：被測試的5個香椿種源中，鄖西種源椿芽氨基酸含量最高，鄖縣種源含量最低，兩個種源氨基酸含量最高值在4月5日；廣西種源椿芽蛋白質含量最高，且蛋白質含量最高值也主要集中于4月5日左右；山東種源椿芽可溶性糖含量最高，湖北省種子公司種源的含量最低，可溶性糖含量高峰期主要在4月5日左右。從香椿各種源不同時期營養物質變化規律來看，各營養物質含量高峰期主要集中在4月5左右，因此香椿合理采收期應主要控制在4月5日前后[11]。香椿芽采收之后，各種生理代謝活動仍在進行，但其只能靠消耗內部的養分進行呼吸作用，呼吸強度的大小直接影響香椿芽的保存期、鮮度及品質。目前香椿芽保鮮常用的方法有機械冷藏、氣調貯藏、保鮮劑處理和輻射保藏等[12]。
　　香椿的化學成分比較復雜，并具有較強的藥理作用。近年來國內外學者對香椿的化學成分及藥理作用的研究，為進一步開發利用香椿提供了依據。前人對其化學成分的研究主要集中在以下幾個方面：第一，揮發性成分的研究，香椿具有濃郁的香氣，香氣物質主要是萜類、倍半萜類和倍半萜醇類物質。邱琴等采用超臨界二氧化碳流體萃取法及水蒸氣蒸餾法從香椿子中提取揮發油，用氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）技術對其化學成分進行分析，結果表明用超臨界二氧化碳流體萃取法提取的揮發油中共鑒定了63種成分，占揮發油總成分的88%以上，三十烷二醇的相對含量18.38%，其次為亞油酸，相對含量11.06%；用水蒸氣蒸餾法提取的揮發油中共鑒定了50種成分，占揮發油總成分的94% 以上，含量最高的組分為雪松烯醇，相對含量10.64%，其次為杜松醇，相對含量10.02%[13]。丁旭光等的研究表明，用蒸餾萃取和水蒸氣蒸餾提取的香椿芽揮發油中分別鑒定了42種和36種化學成分，分別占總揮發油成分的76.93%和73.89%；從香椿莖中各鑒定了30種化學成分，分別占總揮發油成分的60.35%和57.13%[14]。第二，活性成分的研究，國內外對香椿活性成分的研究主要集中在香椿的果實、葉和樹皮等部分。研究表明，香椿中黃酮類及其苷、沒食子酸及其衍生物等多酚類成分具有較明顯的生物學活性及藥理作用。張俊芳等研究發現，香椿嫩芽提取總黃酮（TSTF）對四氧嘧啶所致糖尿病模型小鼠有降血糖作用。TSTF低、高劑量與降糖靈均能明顯降低患糖尿病小鼠的血糖[15]。李靜等對從香椿葉中提取的總黃酮進行藥學試驗，結果發現，香椿總黃酮能顯著增加小鼠和大鼠巨噬細胞吞噬功能，有較好的免疫增強作用[16]。香椿含有很多活性成分，這些活性成分有較強的抗氧化能力，有顯著的抗炎、化痰，增強免疫作用和有效的抗癌作用。因此，加強香椿化學成分的分離鑒定及其有效成分的分析研究，以期開發出療效好的新型藥物，對推進香椿在藥理方面的研究具有重大的意義。
　　三、香椿的栽培技術
　　香椿菜是一個新發展的蔬菜品種，以其柔嫩的莖葉芽為食，香味濃郁、風味鮮美，從其營養價值、經濟效益和社會效益來看，香椿栽培的前景十分廣闊。以增加香椿芽葉的產量為目的，香椿的栽培方法主要有保護地栽培、矮化密植栽培和椿糧間作等。
　　利用保護地栽培香椿，我國已有40多年的歷史。近年來，山東、河南和河北等地的香椿保護地栽培已具有一定規模，栽培技術不斷改進，生產中取得了較好的經濟效益[17]。保護地栽培的設施主要有塑料大棚和溫室。由于香椿在秋季落葉后會進入休眠期，要使其繼續生長必須增加有效積溫，解除休眠。利用塑料大棚和溫室栽培已達到保溫、增溫的效果，從而打破香椿休眠，使其提早萌發。
　　矮化密植栽培，即通過強化整枝，修剪成帶狀、叢生灌木形的密植栽培，是一種提高香椿產量，方便采收管理的有效的栽培方法。矮化密植栽培對栽植品種要求較高，最好選用適合矮化密植、樹形易于控制、發芽早且食味、品質較好的紅香椿[18]。隨著市場需求的增加和栽培技術的發展，矮化栽培的密度逐漸加大。金波等在對香椿高效栽培技術的研究中提出，矮化密植的行距50cm，株距僅10-15cm，每hm2達12-15萬株；叢植行距2cm，叢距1m，每叢3-5株，每hm2達1.5-2.4萬株[19]。楊林沖等提出種植模式以菱形雙行種植為宜，進行菱形雙行種植可充分利用土地、空間與光照，同時栽培管理較方便，可利用冬閑間種一些蔬菜，增加經濟效益[20]。
　　椿糧間作不僅充分利用了空間，提高了土地利用率，而且最大限度地把經濟效益與生態效益結合了起來。主要形式有菜用香椿的間作，即指在矮化密植栽培的條件下，香椿干矮枝多，行間光照差，故多選用韭菜、甘藍、大蔥、小麥、棉花、煙草及中草藥等矮桿作物，在香椿行間間作；菜材兼用的香椿的間作主要以用材為主、菜芽為副產的香椿林，主干高、株行距大，林間光照充足，適于間作各種作物，如小麥、棉花、紅薯等；椿果蔬間作是一種立體復合型間作方式，將喬、灌、草三種不同高度的作物結合起來，使各層均能正常生長[17]。
　　四、香椿的食用價值
　　香椿不但營養豐富，而且營養全面均衡，富含蛋白質、氨基酸、各種揮發油、多種維生素和微量元素。據測定，每100g鮮嫩芽葉中含蛋白質9.8g、脂肪0.8g、糖類7.2g、粗纖維2.78g、胡蘿卜素0.9mg、維生素A117g、維生素B10.2mg、維生素B20.13mg、維生素C 56mg、單寧399.5mg、硫胺素0.59mg、核黃素0.35 mg、鈣110mg、磷120mg、鐵3.4mg、鉀 548mg、鎂32.1m、鋅5.7mg、氮187mg、磷22.4mg、銅4.29mg、鋅3.84mg。香椿嫩芽還含有天門冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸等17種氨基酸，是含有人體必需的氨基酸種類多、含量高、配比合理的高檔蔬菜[21]。楊玉珍等對6個不同種源的香椿芽菜在4個不同采摘時期的營養成分的變化進行了研究，結果表明：不同種源同一時期香椿芽菜的氨基酸、蛋白質、可溶性糖及維生素C含量差異顯著；香椿菜芽的合理SZIYei/AsSSVxKLqQTLeFA==采收期應控制在4月5日左右，此時氨基酸、蛋白質含量較高[22]。香椿是一種無公害、無污染的純天然綠色食品，深受人們的喜愛。食用時可涼拌，熟食可煎炒蒸炸等。根據人們的口味不同，可加入適量的辣椒面、生姜粉做成香辣椿。還可加工成香椿粉末、香椿魚、香椿蒜汁、香椿油等品種[23]。腌香椿芽、香椿葉更是人民群眾長年貯藏的最佳方法。目前我國香椿加工的方法主要有：香椿罐頭，其口感爽滑，嫩脆，香鮮可口，但是在貯藏過程中香氣損失嚴重；香椿汁呈均勻的半透明狀態，淡綠色，具有濃郁的香椿清香味，微咸，屬理想的佐餐調料；香椿醬顏色淡綠，微褐，具有非常濃郁的香椿清香，醬體均勻細膩，可基本保持香椿原有的色、香、味，因此香椿醬是比較理想的香椿加工品；香辣味香椿芽微黃色，鹽的含量不超過8%，可貯存8-10個月；脫水香椿是將漂燙的香椿瀝干，用甩干機進行離心脫水，隨即采用冷凍升華真空干燥工藝，以保持香椿的最佳色澤及香味，干制得好的香椿，貯藏1-2年不變質，食用時，用溫水浸泡2h左右，即可恢復原色和原狀[24]。
　　五、香椿的木材
　　香椿適應性強、生長迅速，特別在前期生長較快。據研究表明，香椿豐產性狀良好，在我國云南每年高生長可達3m，少數地區達4m。生長蓄積每年為0.028m3，7-8年便可成材。10年每hm2產材量最低為247.5m3，最高達649.5m3，平均為477.0m3。較之相同立地條件下的杉木，產量高出1-2倍[25]。香椿樹干通直，木材紋理美觀，質地堅硬有光澤，耐腐蝕，且具有濃郁的香味，是建筑、室內裝飾、家具、樂器和造船等的優質材料，應用前景廣闊。通過對不同樹齡香椿人工林木材物理力學性質的測定和比較分析，結果表明，香椿人工林木材密度、干縮性和力學強度隨著樹齡的增大而增大，9年生以后變化趨于穩定。不同樹齡香椿人工林木材物理力學性質所屬級別有所不同。對香椿人工林和天然林木材纖維形態和化學成分比較，發現香椿人工林的工藝成熟期為10年左右，其木材纖維長度和長寬比小于天然林，寬度大于天然林；纖維素、戊聚糖和木素含量均稍高于天然林；灰分和抽出物含量均低于天然林。香椿木材還可作為林產工業纖維材料使用[26]。
　　六、結語
　　綜上所述，香椿具有較高的經濟價值和巨大的市場潛力，雖然我國學者在不斷地對其進行研究和開發利用，但仍尚不充分。例如，我國香椿資源豐富、品種多樣，在對其進行分類整理的同時，應詳細探究其鑒定標準和品種特性；香椿的種子、樹根、樹皮都有著重要的藥用價值，但目前的研究多集中在香椿嫩芽葉的食用價值，忽略了其他價值的重要意義；香椿木材具有巨大的應用前景，但目前對香椿速生豐產林的栽培技術和手段的相關研究報道較少。因此，我國研究學者對香椿資源的開發利用程度還有待提高，其綜合開發的潛力依然很大。
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