安徽省明光市甜叶菊产业提升探讨
2011-12-08蒋光月朱宏斌万水霞王文军王国忠
蒋光月 ,李 帆 ,朱宏斌 ,万水霞,王文军,王国忠
(1.安徽省农业科学院土壤肥料研究所,安徽合肥 230031;2.安徽省明光市农业综合开发办公室,安徽滁州 239400)
甜菊糖是一种从甜叶菊中提取的天然甜味剂,被广泛用于饮料、糖果、糕点等食品行业中[1]。随着甜菊糖作为甜味剂的应用被更多国际组织和机构认可[2-9],甜菊糖的生产原料甜叶菊的种植在国际上也越来越受重视。安徽省明光市是全国最早引种甜叶菊并大力发展的几个地区之一,2010年全市甜叶菊种植面积达到6840 hm2[3],占世界总种植面积的1/4,成为世界上最大的甜叶菊种植基地。适宜的种植气候、完善的组织结构和积极的菊农把明光市打造成“世界糖都”。笔者从育苗基地建设、栽培管理技术、提高复种系数和完善加工产业链等方面阐述了明光市甜叶菊产业提升的新思路。
1 甜叶菊简介
1.1 功效
甜叶菊具有多种用途:①作为甜昧剂、药品辅料和矫味剂。在日本和巴西己被做为蔗糖的替代品广泛应用[10];②用于高血压、糖尿病和肥胖症等多种疾病的治疗。研究表明,甜菊糖中的甜菊糖甙(stevioside)有明显降压功效,且无毒副作用,口服甜菊糖甙有望成为高血压药物的替换或辅助疗法[11]。近年研究发现,甜菊醇及其衍生物除具有抗高血糖的作用以外,还具有抗菌消炎、利尿、止泻和免疫调节的功效[12];③用于食品保鲜和药品防霉。甜菊糖甙可耐酸碱,在pH 4~10范围内,于100℃下加热,其化学结构不会发生变化,即不分解,无法产生微生物所需要的葡萄糖,是属于非发酵性的物质,可延长其制品的保质期和用于药品防霉。因此,甜叶菊有着广阔的应用范围和市场前景。
1.2 发展
1500 多年前,甜叶菊就被南美巴拉圭当地印地安人作为甜茶饮用,1899年被科研工作者发现,至1955年开始人工苗圃栽培,1964年由巴拉圭人Gasperi在大田移植驯化成功[13]。1970年日本引种成功,对栽培、提取和应用等技术均做了深入研究,尤其对安全性方面进行了试验,验证结果为安全无毒,由此开始广泛推广应用。中国于1977年引种成功,并很快推广利用,福建、河南、安徽、江苏、山东和新疆等地都有大量种植,总面积超过1万hm2,目前我国已成为世界上种植甜叶菊面积最多的国家,同时也是世界上甜菊糖甙最大的生产国和出口国。这期间美国、韩国、泰国、菲律宾、新几内亚、阿富汗、印度尼西亚地也试种成功,紧接着马来西亚、阿根延、前苏联、意大利、法国、英国、瑞士、德国等国也在开发应用,说明该作物已在国际上引起广泛关注。
2 明光市甜叶菊产业提升的新思路
近年来,随着国内外需求量激增,明光市甜叶菊种植面积也在逐年扩大,发展甜叶菊生产已经成为促进明光市农村发展、农业增效、农民增收的有效途径。因此,明光市甜叶菊生产中还需不断增添新的思路与方法。
2.1 规范育苗基地,多育快育
研究表明,甜菊叶富含甜菊糖甙7% ~15% ,茎秆中含甜菊糖甙4% ,其甜度是白糖的300倍,提取的精甙甜度是白糖的450倍[14]。甜菊糖甙有莱鲍迪A甙(rebaudioside A)、甜菊甙(stevloside)、甜菊醇双糖甙(steriolbioside)、莱鲍迪 C 甙(rebaudiosidEC)、杜尔可A甙(dulcosiole A)5个糖甙组成[15-16],其口感不相同,RA组分是甜菊中最优良的甜味组分,口感清新无苦味,味质最接近于蔗糖,因此在甜菊糖产品中,RA组分含量越高,甜菊糖产品的口感也越好。而要得到高含量RA的甜菊糖产品,甜叶菊品种是关键。优良的甜叶菊品种不仅总甙含量高,而且精甙成分也高,但是明光市甜叶菊品种远达不到优质标准,而且通过调查发现,明光市甜叶菊种子质量参差不齐,成芽率不高。
2.1.1 引进新品种。为确保明光市甜叶菊产业持续健康发展,尽快改变因甜叶菊品种退化造成的产量降低、品质变差等不利局面,市农业局与各乡镇政府需联合引进甜叶菊新品种,如高RA含量的“守田2号”和“守田3号”,并开展试验,对新品种种性、适应能力及种植密度、配方施肥、病虫害无害化防治进行详细观察记载,系统总结出了一整套新品种高产高效栽培技术。对得到的好品种进行大面积推广,以加快甜叶菊品种更新换代步伐,尽快提升明光市甜叶菊产量和品质,增强其市场竞争力。
2.1.2 规范化育苗。成熟的种苗需要在育苗基地培育和大量繁殖,没有标准化育苗基础势必会阻碍育苗进度和质量。建立标准化育苗基地,利用现代组培技术、滴灌技术培育无毒苗,大力发展优质苗,提前统筹,统一规划,全面落实规范化育苗地块,组织育苗农户在规划区域内实施统一技术操作、统一育苗管理,高科技、高起点、高效益培育优良菊苗。
2.2 提高栽培与管理技术
甜叶菊为自花不孕,主要靠风和昆虫传粉受精,种子不实率较高,且由于种子细小,千粒重仅有0.25~0.40 g,贮藏养分少,外皮组织疏松,易透入水分和空气,极易失去发芽力。此外,前期幼苗细嫩,遇高温、干旱或喷肥浓度过高都会造成大量死苗,苗床管理技术要求高[17]。因此,在甜叶菊种植区域内推广高产栽培技术,特别是水肥管理和病虫害防治技术,对于提升甜叶菊产量和品质具有重要作用。
2.2.1 加强灌溉管理。甜叶菊为喜湿作物,尤其在2~3对真叶前不定根未形成,短期干旱即可造成死苗;在生长盛期,土壤水分不足对生长发育影响更大。因此,甜叶菊种植区内还需结合有关政策进行水利建设,解决主要生长期缺水问题;在示范区内建成节水滴灌设施,针对甜叶菊生长周期,克服关键生长期气候干旱的缺点。甜叶菊耐涝能力较差,在多雨季节应重视排水防止田间积水造成渍涝灾害。如有渍涝灾害发生应立即采取以下挽救措施:①及时挖沟排水以降低地下水位,减少淹渍时间;②加强病虫害防治,喷施优质叶面肥和噻菌铜等广谱杀菌剂;③中耕松土,改善土壤通透性。
2.2.2 加强肥料管理。大田追肥需根据土壤肥力、天气状况和苗情灵活掌握。坚持薄肥勤施及前轻、中重、后补的原则。甜叶菊对肥料三要素的反应以氨肥为主,钾肥也有一定效果,结合添加土壤改良剂改善、增施有机肥或肥料转化剂、喷施叶面肥等进行水肥耦合,大幅度提高甜叶菊产量。
2.2.3 加大防治虫害力度。甜菊生长前期虫害主要有蝼蛄、蛴螬和地老虎等,中后期主要有蚜虫、甜菜夜蛾、玉米螟和棉铃虫等,防治方法采取生物和田间诱杀相结合。因为甜叶菊的产品主要是人食用,为避免农药残留物对人体危害,防治甜叶菊生长期虫害应严格禁止使用化学农药,要使用无公害、无污染的新型高效生物杀虫剂。另外频振式杀虫灯田间诱杀害虫的效果也很好。
2.3 提高复种系数,发展高值农业
开展春甜叶菊与蔬菜接茬种植模式的推广,充分利用春甜叶菊生长期长、产量高、品质优的有利条件,辅以生长周期短、效益高的蔬菜搭配接茬种植,不仅提高了甜叶菊的产量和品质,还增加了菊农的收入,确保了甜叶菊生产的持续健康发展。种植模式[18]多种,可根据不同区域特点选择适宜的接茬种植模式。
2.3.1 甜叶菊-秋白菜(萝卜)-越冬速生菠菜种植模式。甜叶菊3月上旬育苗,4月下旬移栽,8月中下旬收获;秋白菜8月上旬育苗,20天后移栽,10月中下旬收获(秋萝卜于甜叶菊收后播种,10月下旬收获);越冬速生菠菜于秋白菜(萝卜)收获后分期播种,菠菜宜选用日本圆叶菠菜,2—3月份收获。
2.3.2 甜叶菊-大蒜种植模式。甜叶菊4月上中旬育苗,5月中下旬移栽,8月中下旬收获;大蒜10月上旬播种,次年5月中旬收获。
2.3.3 甜叶菊-白菜-大蒜种植模式。甜叶菊4月上中旬育苗,5月中下旬移栽,8月中下旬收获;白菜8月上旬育苗,20天后移栽,10月中下旬收获;大蒜10月上旬播种,次年5月中旬收获。
2.3.4 甜叶菊-圆葱种植模式。甜叶菊4月上中旬育苗,5月下旬至6月上旬移栽,8月下旬至9月上旬收获;圆葱9月中旬育苗。11月上旬移栽,次年5月底6月初收获。
2.3.5 甜叶菊-秋甘蓝-早春马铃薯种植模式。甜叶菊4月上旬育苗,5月中下旬移栽,8月中下旬收获;秋甘蓝7月底8月初育苗,25天后移栽。10月收获;早春马铃薯2月下旬播种,5月中下旬收获。
2.4 废渣利用,完善产业链
目前甜菊糖生产企业一般将其生产废渣与工业废水一起进行厌氧发酵生产沼气,产生的沼气用于发电,沼泥很少作为肥料使用,有的甚至将其填埋。废弃的叶渣处理费用较高,给生产企业带来很大的成本支出,并且废弃物重新利用率极低,无法从根本上解决环境污染治理问题。
2.4.1 废渣主要成分
甜菊叶废渣的主要成分为有机酸和无机杂质。有机酸主要是酒石酸、甲酸及柠檬酸,非糖部分的主要成分有蛋白质、脂肪、纤维素、灰分、无氮浸出物等。对其有效养分进行测定,碱解氮含量722.00 μg/g,速效磷含量77.76 μg/g,速效钾含量492.10 μg/g,还含有微量Ca2+和Fe2+。废渣营养丰富,具有多种用途。
2.4.2 废渣利用
(1)肥料制作。废渣经过腐熟促进处理和微生物好氧发酵后,与N、P、K等营养元素进行复混,并接种高活性功能菌制成复合生物肥料,既能增产又改善土壤理化性质,使土壤疏松,肥力水平提高。甜叶菊叶渣的再利用属于国家目前倡导的保护环境和解决三农问题的项目,将甜叶菊叶渣加工为有机肥是一项保护环境和企业经济的双赢项目。
(2)绿色素和叶蛋白提取。在不影响甜菊糖甙得率前提下,从中提取出3% ~5% 的天然绿色素。叶渣用有机溶剂在碱性条件下,经萃取、过滤和离心等步骤可分离得到叶蛋白,它可作为食品或饲料的添加剂。
(3)果胶提取。废叶渣用适宜浓度草酸盐加热及搅拌萃取,可在醇中沉淀析出果胶,后经洗涤过滤、干燥和粉碎即为成品。果胶可作增稠剂、冻胶剂和稳定剂等,广泛用于食品工业,如用于制作果酱、果冻、糖果、巧克力、糕点及饮料等,还可以用于医药和化工等原料。
(4)食用菌栽培。以甜菊废渣为基本原料,配以其他辅助材料,可栽培多种食用菌,如香菇、银耳、黑木耳、金针菇、灵芝、猴头等。
(5)其他用途。废渣还可用于生产酒精,还可作天然饲料添加剂,以增进家畜、赛马及宠物的食欲,并能治疗慢性疾病以及不孕症。
3 结语
甜叶菊种植已成为安徽省明光市区域特色经济不可或缺的一部分。提升甜叶菊产业、打造“糖都”既要兼顾农户的经济利益,同时还要大规模延伸产业链,只有这样才能使明光市的甜叶菊产业更加健康地发展。建设标准化育苗基地,培育大量优质甜叶菊品种,根据甜叶菊的品种特性采用高产栽培技术和田间管理技术,提高复种系数,发展高附加值农业,同时妥善处理叶渣,实现叶渣的再利用,完善加工产业链,是保证明光市甜叶菊产业持续快速发展的几个关键性措施。
[1]刘杰,杨波,汤坚.莱鲍迪A甙制备及其安全性的研究[J].安徽农业科学,2009,37(2):825-827.
[2]冯宣军,彭翠萍.甜叶菊水浸液处理蚕豆根尖细胞的抗畸变效应[J].安徽农业科学,2010,38(18):9470-9471.
[3]MELIS M S.Effects of chronic administration of Stevia rebaudi ana on fertility in rats [J].Journal of Ethnopharmacology,1999,67(2):157-161.
[4]BRACHT A K.ALVAREZ M.BRACHT A.Effects of stevia re baudiana natural products on rat liver mitochondria [J].Bio chemical Pharmaclogy,1985,34(6):873-882.
[5]OLIVEIRA-FILHO R M.UEHARA O A.MINETTI C A.Chronic administration of aqueous extract of Stevia rebaudiana(Bert.)Bertoni in rats:endocrine effects[J].General Pharmacology,1989,20(2):187-191.
[6]GEUNS J M C.Stevioside[J].Phytochemistry,2003,64(5):913-921.
[7]CARAKOSTAS M C.CURRY L L.BOILEAU A C Overview:the history,technical function and safety of rebaudioside A,a natu rally occurring steviol glycoside,for use in food and beverages[J].Food and Chemical Toxicology,2008(46):1-10.
[8]BRUSICK D J.A critical review of the genetic toxicity of stevi oLand steviol glycosides [J].Food and Chemical Toxicology,2008(46):83-91.
[9]Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives[C].Rome,Italy,2008.
[10]SEHARr H,KAUL A,BANI S.Hnmune up regulatory re sponse ofa non-caloric naturalsweetener,stevioside [J].Chemico-Biological Interactions,2008(173):115-121.
[11]CHAN P,TOMLINSON B,CHEN Y J.A double-blind placbo controlled study of the effectiveness and tolerability of oral ste vioside in human hypertension [J].British Journal of Clinical Pharmacology,2000,50(3):215-220.
[12]CHATSUDTHIPONG V,MUANPRASAT C..Stevioside and re lated compounds:the rapeuticbenefitsbeyond sweetness[J].Pharmacology and the rapeutics,2009,121(1):41-54.
[13]片山修等,舒世珍译著.甜叶菊研究与利用[M].中国农业出版社,1997.
[14]张桂玲,温四民.甜味植物研究进展[J].安徽农业科学,2006,34(18):4712-4713.
[15] Kennelly,E.A.“Sweet and non-sweet constituents of Stevia rebiana.”Douglas Kinghorn[M].Stevia:the genus Stevia.CRC Press,2002.
[16]Br andle J E,Starratt A N,Gijzen M.Stevia rebaudiana:Its a gricultural,biologicaLand chemicalproperties [J]].Can J Plant Sci.1998(78):527-536.
[17]王元海.甜叶菊栽培技术要点[J].上海农业科技,2009(6):99-100.
[18]郑红玲.甜叶菊与蔬菜高效种植模式的关键栽培技术[J].中国糖料,2006,39(2):39-40.