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甜叶菊主要用途及当前生产中存在的问题

2016-01-25丁海荣洪立洲赵宝泉刘冲刑锦城朱小梅董静温祝桂杨智青

中国糖料 2016年6期
关键词:甜菊糖甜叶菊糖苷

丁海荣,洪立洲,赵宝泉,刘冲,刑锦城,朱小梅,董静,温祝桂,杨智青

(江苏沿海地区农业科学研究所,盐城224002)

甜叶菊主要用途及当前生产中存在的问题

丁海荣,洪立洲,赵宝泉,刘冲,刑锦城,朱小梅,董静,温祝桂,杨智青*

(江苏沿海地区农业科学研究所,盐城224002)

综述了甜叶菊的主要成分及其在医药、食品、肥料、畜牧等行业中的应用,探讨当前甜叶菊生产中存在的问题及解决途径。

甜叶菊;用途;生产;问题

甜叶菊(Stevia rebaudlana)又被称为甜菊、甜草、糖草、甜茶等,属于菊科Stevia属多年生草本植物,原产巴拉圭、巴西等地,素有“巴拉圭甜茶”之称,在当地已有数百年的食用历史[1-2]。甜叶菊整株含有糖苷,以其叶片甜度最高,其安全性早已得到FAO和WHO等国际组织的认可,因而甜叶菊糖苷已被广泛应用于食品、药品、肥料以及饲料等行业[3]。我国自1976年,南京中山植物园专家从日本引种试种成功后,全国各地相继引进种植。当前我国甜叶菊的种植主要集中在江苏、甘肃、黑龙江、安徽、新疆等地。我国已成为世界上甜叶菊种植面积及出口量最大的国家,总种植面积已超过6万hm2,出口量占据全球市场的80%以上[4]。

1 甜叶菊主要成分

甜叶菊其根、茎、叶中主要含有甜叶菊糖苷,以叶片含量最高,最高值可达14%以上,而枝梗中糖苷含量只相当于叶片的一半。甜叶菊糖苷是指从菊科植物甜叶菊的叶子及茎中提取生产的白色粉末状混合物,含有20个碳原子,属于四环二萜的糖苷类,其核心结构通式为(C5H8)4,一般被简称为甜菊糖或菊糖,是继蔗糖、甜菜糖之后的“第三糖源”[6]。与蔗糖相比,其甜度高(为蔗糖的200~350倍),热量低(仅为蔗糖的1/300)[4],口感上除了会有点后苦味和青草味外,甜味纯正,是目前已知最甜的天然绿色健康甜味品。甜叶菊干叶中除含有甜菊糖苷外,还含有含有14种微量元素、30多种营养成分,包括大量的蛋白质、脂肪、纤维素、灰分和无氮浸出物等非糖成分,具有营养全、功效多、经济性、安全性、稳定性等特点,因此它既是极好的糖源,又是良好的营养来源[5]。已被当做多种行业、多种产品综合开发利用的植物资源。

2 甜叶菊的主要用途

2.1 用于食品和医药领域

甜叶菊干叶中的主要成分为甜菊糖苷[4],不仅甜度高、热量低,还具有一定的药理作用。研究证明,甜叶菊糖主要有治疗糖尿病、控制血糖、降低血压、抗肿瘤、抗腹泻、提高免疫力,促进新陈代谢等作用,对控制肥胖症、调节胃酸、恢复神经疲劳有很好的功效,对心脏病、小儿龋齿等也有显著疗效,最重要的是它可消除蔗糖的副作用[7]。经各国多年研究后,联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)在2008年6月第69届会议报告中明确表明:正常人甜菊糖每日摄入量在4mg/kg体重以下时对人体没有副作用。因此,甜叶菊逐渐成为食品和医药领域研究开发的热点。南美、东南亚、远东地区,甜叶菊糖苷早已被广泛应用于食品和药品领域。我国卫生部在1985年批准了甜叶菊糖苷为不限量使用的天然甜味剂,又于1990年批准了甜叶菊糖苷为医药用的甜味剂辅料[8]。有关用甜叶菊治疗糖尿病的研究,日本开始于上世纪70年代,而在巴拉圭,人们早已习惯用甜叶菊干叶的水浸液来治疗糖尿病;在欧美等国甜叶菊产品受到糖尿病患者的青睐,作为药物和膳食已得到广泛应用。自1990年国家批准甜叶菊可作为医药用甜味剂辅料后我国才开始这一领域的探索和研究。据报道,近年来国内医院将甜叶菊作药物的主要成分,在临床中治疗高血压及其相关症状(在治疗期间其它降压药与镇静药均停用),结果降压总有效率近乎100%;甜叶菊对降血压、糖尿病人降尿糖及改善其“三多一少”症状,总有效率达86%,高血压病人常见的头晕头痛、耳鸣、失眠等症状均得到改善;甜菊糖苷类衍生物还具有降高血压、血糖,抗肿瘤,改善腹泻以及提高人体免疫力等临床疗效[3,9]。

在药品领域,甜叶菊普遍被用作矫味剂,用来矫正某些药物的异味、怪味,做片剂、丸剂、胶囊等的辅料。由于甜菊苷类是一种非糖甜味剂,吃进嘴里不会在口腔内细菌作用下产生酸,因此采用它制作的糖果食品,不会因产生酸而腐蚀牙齿,可被用来预防儿童龋齿。由于甜菊苷可耐酸碱,并在pH4~10范围内,100℃下加热,其化学结构不会发生变化,不会产生微生物所需要的葡萄糖,属于非发酵性的物质,常用于食品保鲜和药品防霉。有试验表明,1g甜菊苷约为167J热量,即使一天食用10g甜菊苷也不过1670J的热量,说明甜菊苷类在人体内几乎不被代谢,食后不会产生过多热量,故常用来制作肥胖症患者的甜食品,儿童食用的甜菊饮料或甜菊糖果等,可避免肥胖者体重再增加,避免儿童肥胖症。

2.2 用作饲料

甜菊叶渣中微量元素丰富、营养成分全面,如氨基酸、粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和维生素等,是很好的饲料原料,将其进一步加工成饲料饲喂牲畜,可用来治疗畜禽食欲不振、乏力、生长缓慢、不发情、下痢和呼吸道不畅等疾病,也可提高奶质和肉质等。有研究表明,将甜叶菊茎秆在45~60℃活化水中提取并浓缩,制备成家畜健康饮料和乳房洗剂,或将干燥的甜叶菊茎、叶粉碎,用矿泉水煮沸、浓缩和发酵后,让家畜直接饮食,对治疗家畜乳腺炎、卵巢机能减退,慢性支气管炎、肺炎,肝功能障碍、肝炎,食欲不振、便秘、胃肠炎,应激引起的疾病等,均有良好的疗效[3-4,10]。甜菊叶残渣掺到饲料里,用来喂奶牛、奶羊,可增加奶甜度,提高奶质和奶中微量元素、氨基酸等物质的含量,并对产奶量有一定促进作用。将甜菊叶残渣以5%比例添加到禽类饲料,能起到预防禽类腹泻拉稀等作用,调节禽类消化功能,并能提高产蛋率。甜叶菊做饲料添加剂还可增进家畜、赛马和宠物的食欲、治疗它们的慢性疾病,促进发育不良仔猪及肉用仔鸡的生长等。

2.3 用作肥料

经测定分析,甜叶菊残渣中不仅有机质含量极高,还含有一定量的钙和镁等矿物质,可作为有机肥料改良培肥土壤。实际生产中,将经过腐熟的甜叶菊残渣与基础基质按一定配比混合后,可配制成适合香瓜、西瓜、柑橘、西红柿[3]等蔬菜、水果育苗所需要的土壤。这种育苗土不仅能促进幼苗快速生长发育,增加幼苗干鲜物质重,还可促进蔬菜、水果的早熟、增加其甜度,是很好的育苗基质。将甜菊叶残渣添加到栽培菌类培养料中,既可满足食用菌对养分的需要,又可满足食用菌对各种微量元素、维生素及透气性的要求,发菌快而早、菌质还好、产量也高。用含甜叶菊残渣的土栽培的金针菇,略带甜味,风味独特;栽培的银耳,长得既白又大。

3 甜叶菊生产中存在的问题及解决途径

我国甜叶菊自上世纪70年代从日本引进种植成功至今,经过40多年努力,甜叶菊产业不断发展壮大。目前,我国甜叶菊糖苷的生产可满足全球市场对食糖的需求,我国已成为世界第一大甜菊种植国、菊糖生产国、甜菊出口国[11]。但我国甜叶菊生产中还存在很多问题,亟待整体提升。

3.1 生产中存在的问题

3.1.1 甜叶菊自身缺陷(1)种子发芽率低(仅为30%~40%),苗期生长缓慢,成活率低,种子直播生产的甜叶菊叶片甜度低;(2)种子小(每500g种子约130万粒~150万粒),极易丧失活力;(3)甜叶菊为异花授粉作物,群体的基因组成多为杂合型,遗传不稳定;(4)种子带菌又是苗期及后期病害发生的主要因素之一。

3.1.2 品种退化亟待改良与创新目前,我国生产上选种的甜叶菊品种糖苷含量低,抗性退化严重。主要是我国甜叶菊目前的种植方式多是农户种植,自留种;留种过程中,只注重产量,轻品质,导致甜叶菊种性很难保持,抗性退化;选种不隔离,导致品种混杂严重,产量降低,品质下降。

3.1.3 栽培技术落后实际生产中,广大菊农一直只关注产量,轻质量,仅从施肥技术方面看,菊农们仍沿袭重氮磷肥轻钾肥的习惯,并依然采用一次集中施肥的生产习惯,不注重科学追肥,导致甜叶菊产量低、品质差。此外,长期的重茬生产,致使连作障碍、土壤养分失衡、甜叶菊病虫害及生理病害逐年加重等,导致生产成本高,效益降低。此外,当前栽培用的甜叶菊苗,主要采取老根分枝、枝条扦插繁育,春季小苗移栽到田里,为防止低温冻害要采用黑膜覆盖,这些都费工又费时,加之甜叶菊采收也多是人工,这些实际生产中的问题都限制了甜叶菊产业的快速发展。

3.2 解决措施

若要解决甜叶菊生产中存在的诸多问题,提高其产品品质,不能再单纯依赖人工扦插育苗,依赖传统的生产管理方式,而应在当前已有的甜叶菊组织培养技术基础上,研究建立糖苷含量高及抗逆性强的甜叶菊品种的组培快繁体系,并不断完善甜叶菊种苗快繁技术体系,将甜叶菊组织培养与种质资源、优良品种选育以及基因工程等生物技术紧密结合起来,如将组织培养技术应用到甜叶菊种质资源的离体保存、原生质体培养和体细胞杂交等。另外,为促进甜叶菊特色产业又好又快发展,还应加强甜叶菊的工厂化育苗关键技术、组培苗移栽技术等方面的研究,开展不同生产区域甜叶菊优质高产栽培技术的研发,形成从育苗到收获、再到贮藏的一整套比较成熟的关键技术体系,并以此为基础开展甜叶菊规模化生产及机械化采摘等技术的研发。

[1]赵永平.甜叶菊高产栽培技术[J].现代农业科技,2009(7):51.

[2]Yao Y,Ban M,Brandle J.A genetic linkage map for Stevia rebaudiana[J].Genome,1999,42(4):657-611.

[3]马磊,石岩.甜叶菊的综合开发利用[J].中国糖料,2009,31(1):68-69,72.

[4]丁宁,郝再彬,陈秀华,等.甜叶菊及其糖苷的研究与发展[J].上海农业科技,2005(4):8-10.

[5]胡献丽,董文宾,郑丹,等.甜菊及甜菊糖苷研究进展[J].食品研究与开发,2005(1):36-38.

[6]Jeppesen P B.Stevioside induces antihyperglycaemic,insulinotropic and glucagonostatic effects in vivo:studies in the diabetic Goto-Kakizaki rats[J].Phytomedicine,2002,9(1):9-14.

[7]林美珍.甜叶菊的生药鉴定[J].井冈山学院学报,2006,8(27):5l-52.

[8]Sehar I,Kaul A,Bani S,et al.Immune up regulatory response of anon-caloric natural sweetener,stevioside[J].Chemico-Biological Interactions,2008,173(2):115-121.

[9]朱钦龙.甜叶菊—天然饲料添加剂[J].国外医药:植物药分册,1997,12(3):112-115.

[10]涟漪.用甜叶菊茎提取物治疗家畜乳腺炎[J].国外医药:植物药分册,2006,21(4):182.

[11]王亚平,李世光,赵金庆.中国甜菊糖产业现状及其应对[J].对外经贸,2013(10):4-6.

S566.9

B

1007-2624(2016)06-0077-02

10.13570/j.cnki.scc.2016.06.026

2016-04-20

丁海荣(1979-),女,陕西西安人,硕士,副研究员,从事耐盐植物资源开发与利用研究。E-mail:dinghair88@163.com。

杨智青(1980-),男,江苏东台人,硕士,副研究员,主要从事动物遗传育种与繁殖,牧草资源研究与创新,畜牧技术推广研究。E-mail:yangzhiq88@163.com。

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