鄖陽山區菊芋資源利用現狀及開發前景展望

王平杰，王開昌，梅富山，耿明仙，常發杰

（1.湖北鄖縣農業局，442500；2.鄖縣安陽鎮農技推廣服務中心；3.鄖縣楊溪鎮農技服務中心；4.鄖縣青曲鎮農技推廣服務中心）

菊芋（Helianthus tuberosus）又名洋姜、菊姜，地方俗稱金香芋。原產北美洲，17世紀后傳入中國，為宿根性草本食藥同源植物，在我國東北、內蒙、冀、豫、魯、陜、寧、江、浙、皖、鄂、湘、川等地區都有栽培。在鄂西北地區有廣泛分布，多生長于房前屋后、地邊、荒畔等非耕邊際土壤上，尚無規模化種植和深度開發研究。菊芋具有利水除濕、清熱涼血和胃中之功效，是較為珍貴的食藥同源植物，亦被聯合國糧農組織官員稱為21世紀人畜共食作物，菊芋塊莖富含淀粉、氨基酸、維生素、菊糖及人體必需的多種礦物質。民間作為蔬菜食用，多將塊莖煮食、炒食、腌制。地上莖葉可作飼料，種植菊芋亦可防止水土流失，美化環境。目前，關于菊芋的應用價值主要集中于食用和醫療保健方面，對其資源的綜合利用，本區域尚處于空白，而關于菊芋的深加工研究非常欠缺，難以使生態區域這一珍貴資源發揮應有的作用，為當地人民造福。本文綜述了菊芋的營養保健、醫療保健價值，及其在涵養水體、生態保護功能等方面的研究現狀，以期為菊芋深加工綜合應用提供科學依據，使生態區域菊芋資源具有更廣闊的應用前景。

1 菊芋的生物學特性

1.1 植物學特征

菊芋株高1.5～2.3 cm，葉面粗糙，被短糙毛或剛毛，基部葉對生，上部葉互生，長卵形或卵狀橢圓形，長10～15 cm，寬3～9 cm，3脈，葉緣具鋸齒，先端急尖或漸尖，基部寬楔形，葉柄上具為狹翅，每株葉數500～600片，莖上有分枝和剛毛，頭狀花序黃色，每穗結2～4顆瘦果，根莖塊狀，根系發達，入土較深，在根莖處長出葡萄莖，其尖端膨大成塊莖，形狀為不規則的瘤形，顏色有紅、白、紫、黃等。

1.2 生長環境

在我國各地均有分布，抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐鹽堿[1]，菊芋生長適溫18～28℃，氣溫低于15℃時生長緩慢，3月中旬萌動，11月中下旬地上莖葉枯死，同化產物向塊莖中貯藏。以塊莖在土壤中越冬休眠，地下塊莖能耐-30℃低溫，再生性極強，一次種植可永久性繁衍，每一復生塊莖年繁殖速度可達20倍，菊籽落地扎根。無病蟲害，一旦形成連片，人畜很難破壞其繁衍發展。鄖陽是山區農業大縣，菊芋資源豐富，但凡有人居住的地方，均有生長和繁衍。

2 菊芋資源利用

2.1 珍貴的食藥同源植物

研究表明，菊芋塊莖富含氨基酸、菊糖、淀粉、維生素和人體必需的多種微量元素[2]，其中，塊莖含菊糖（Inulln），葉含向日葵精（Heliangine），葉的腺毛含勒普妥卡品（Leptocapin），地上部的菊芋花揮發的油含向日葵醇（Helianthol）A，即男士香精的原料.芳香成分中主要含有β-甜沒藥烯（β－bisaboiene）。每100 g塊莖中含水分79.8 g，粗蛋白1%，脂肪0.1 g，碳水化合物 16.6%，粗纖維 16.6%，灰分 2.8 g，鈣49mg，磷 119mg，鐵 8.4mg，尼克酸 0.6mg，維生素C 0.6mg，還含有一定量的硫胺素、核黃素、抗壞血酸和尼克酸。

2.2 優良的生物再生能源作物

利用菊芋塊莖制備菊芋粉，再經酶水解直接生產高純度的果糖，果糖發酵后還可制成酒精，被稱為綠色石油，是很好的代用燃料[3]。在全球能源危機的背景下生物柴油技術引人注目，經提取后的多聚果糖經過復雜的化學過程可轉化為果寡糖，果寡糖中含有高果寡糖，向其中加入大腸桿菌后經過細胞工廠的作用即可轉化為生物柴油。同時其又是增加汽油燃燒質量的理想提高劑。

2.3 營養保健價值

菊芋可直接作為蔬菜食用，通常有以下幾種做法：①煮食，將菊芋150 g洗凈去皮，加入淘洗的大米，煮粥食用清淡味美；②炒絲，取菊芋100 g洗凈去皮切絲，與肉絲共炒，香脆可口；③素炒片，將菊芋100 g洗凈去皮切片，鍋中放適量素油，燒熱后下菊芋片，翻炒片刻，再加入食鹽、味精、蔥花、姜末炒熟即可食用；④涼拌菊芋絲，將鮮菊芋洗凈去皮切絲，加100 g洗凈的魚腥草切段，加調味品適量拌勻，鮮食爽口鮮美；⑤菊芋汁飲料，鮮菊芋洗凈去皮，加入50 g胡蘿卜，洗凈切碎并榨汁，加適量白糖調勻飲服，清熱解毒。

孫紀錄等[4]研究表明，用菊芋粉作為食品的功能配料主要用于：①替代巧克力制品的甜味劑；②替代奶油、冰凍淇淋的油脂；③改進低脂干酪特性和口感 （涂抹劑）；④替代乳油蛋白或淀粉衍生物；⑤強化食品的膳食纖維，為牛奶、酸奶、乳制品飲料和大豆等低脂食品提供全脂產品的口感，提高營養價值帶來更佳品味；⑥生產低脂肉制品。

菊芋粉可通過如下工序制得：

菊芋塊莖→清洗→切片→烘干→打碎→過篩→菊芋粉。

2.4 醫療保健價值

菊芋花性味甘、涼，入肝經，有疏肝清熱、明目益睛之功效，適用于明目干澀、目赤腫痛等[5]。菊芋根性味甘，涼入肺，有清熱涼血，利濕消腫之功效。

醫療功效分類：清熱涼血藥，消腫藥。

性味：味甘、微苦、性涼。

主治：熱病，腸熱出血，跌打損傷，骨折腫痛，腮腺炎。

現代研究發現，從菊芋中提取的菊糖，可治療糖尿病，其對血糖有雙重調節作用[6]，既可使糖尿病患者血糖降低，又能使低血糖病人血糖升高。研究顯示，菊芋中含有一種與人類胰腺里內生胰島素結構非常相似的物質，當尿中出現尿糖時，食用菊芋可以控制血糖含量，有降低血糖作用，當出現低血糖時，食用菊芋同樣能夠得到緩解。

菊芋是提取高純度低聚果糖的最佳原料[7]，低聚果糖可有效增殖人體內雙歧桿菌雙，降低血脂，改善脂代謝，提高人體免疫力。用于功能保健飲料，食品的添加劑，中國市場上的雙歧因子等醫藥保健品，均以菊芋為原料[8]。經國內外許多著名大學、醫學院及科研機構證實，菊芋生理保健功能確切而成為21世紀高科技生物制品。

2.5 生態功能保護作用

防風沙、防水土流失，莖葉腐爛后，增加土壤有機質含量[9]，培肥地力，涵養水體，起到保護生態的作用，無病蟲害，無需打藥，除草、施肥等田間管理，一次播種多次收獲，更符合現今農村勞動力老齡化或短缺實際，大大降低勞動成本。綠色、低碳、環保、經濟，美化凈化環境，維護生態平衡。

2.6 養殖業的重要飼料來源

菊芋的地上部分可作豬、牛、羊、兔、驢等家畜及家禽（雞、鴨、鵝等）的青干飼料。

3 存在的問題和展望

國內對菊芋的功能性研究始于20世紀90年代[10]，國家科技部“九五”攻關項目取得的科研成果——酶法生產低聚果糖，即為第三代保健食品功能因子。歐美、日、荷、比利時等國早在20世紀70年代開始研究菊芋，目前世界上有幾家公司已工業化生產菊芋粉：比利時的CRAPTI公司和WARCOINC公司，荷蘭的SENSUS集團子公司和COSUN公司，其產量占世界菊芋粉產量的98%。有資料顯示，2003年，市場菊芋粉價格為3萬元/t，2008年菊糖價格為21萬元/t，而2008年菊芋價格為600元/t，2012年菊芋價格上升至1 400～1 600元/t。有專家預測，今后幾年菊芋粉用量將以14%的年增長率增長。國內對菊芋粉深加工研究雖起步較晚，但近幾年勢頭迅猛，諸如亞洲最大的菊芋粉深加工企業——豐寧平安高科實業有限公司與俄羅斯的菊芋粉合作項目落戶河北，山西益生元生物科技有限公司建立年產5 000 t的低聚果糖生產線；廣東的江門量子高科生物股份有限公司攻克核心技術，采用色譜分離技術，成功生產出95%以上的高純度低聚果糖；河南天冠集團年生產1萬t纖維萘乙酸，這些對于菊芋資源豐富的鄖陽山區無疑是利好消息。

鄖陽地處國家南水北調中線核心水資源區，是國家重點生態功能保護區、轉型發展創新區，按照國家相關規定水位線上3 km2為生態屏障保護區和限制開發區。可適度規劃庫區兩岸上千公里岸區非耕邊際土壤，引進優良菊芋品種規模化種植，不失為一項長效民生工程。除菜用外，為國內深加工企業提供菊芋粉原料，充分利用國家對水資源區和秦巴山片區重點扶持的歷史機遇期，與重點研究機構聯姻，引進菊芋深加工企業，在加強對菊芋菜用食品研究開發的同時，加強低聚果糖的研究開發，綜合利用，為社會提供更多的生態系列產品，使水資源區人民共享改革發展成果。

2012年鄖縣引進了白皮菊芋優良品種，在管理粗放條件下，平均每1 hm2處理產量達62 002.5 kg，產品出口朝鮮，當地超市供不應求。市場鮮芋價格1 400～4 000元/t。由此可見，該區域適度規模種植，潛力大，市場前景好。鄖陽山區優越的自然生態環境，所生長出的菊芋有機、綠色、無污染，是食品、醫藥、化工的上等原料生產地。

菊芋為粗放型、經濟多用型作物，無需打藥、施肥、除草，無病蟲害，完全適合當今農村留守老、弱、婦勞動力簡單化種植，且可對水資源區的荒漠化進行治理，在保護生態環境涵養水體方面具有極其重要的作用[11]。

[1]劉丹梅，姜吉禹，楊君.菊芋的生態功能研究[J].北方園藝，2009（10）：140－142.

[2]中國社會科學院植物研究所.江蘇南部種子植物手冊[M].北京：科學出版社，1959.

[3]胡素琴，蔡飛鵬，王建梅，等.菊芋的種植和開發利用[J].生物質化學工程，2012，46（1）：51－54.

[4]孫紀錄，賈英民，桑亞新，等.菊芋資源的開發利用[J].食品科技，2003（1）：27－29.

[5]王興沖，李斌，王春建.從菊芋中提取菊糖的方法[P].中國CN100422338C，2008-001.

[6]魏凌云.菊粉的分離純化過程和功能性產品研究[D].杭州：浙江大學，2006.

[7]朱宏志，郭強.洋姜開發應用進展[J].陜西農業科學，2001（1）：28－29.

[8]鄒傳軍.直接膜分離生產菊粉、低聚果糖的方法[P].中國CN1385468A，20030108.

[9]劉兆普，隆小華，劉玲，等.海岸帶濱海鹽土資源發展能源植物資源的研究[J].自然資源學報，2000，23（1）：914.

[10]趙宇保，胡翠敏.能源微生物油脂技術進展[J].生物工程學報，2011（3）：427-435.

[11]劉軍政.對我國西部菊芋種植與土壤荒漠化防治研究的探索[J].甘肅科技，2003，10（6）：106－107.