莼菜的营养价值及其应用研究进展

李燕 柯剑鸿 焦大春 彭艳 杨波华 周见 王长生

柯卫东 男，武汉市蔬菜科学研究所副所长兼水生蔬菜研究室主任，推广研究员，享受国务院政府特殊津贴，水生蔬菜行业计划及“十二五”国家科技支撑计划首席专家，主持国家及省、市重大科研项目多项，《植物遗传资源学报》、《长江蔬菜》编委。长期从事水生蔬菜种质资源及育种研究，在水生蔬菜种质资源保护及创新、新品种选育、微型种苗繁殖技术研究与应用等方面有创造性贡献，有力推动了我国水生蔬菜学科建设及产业发展。发表论文、论著100余篇（部），制定农业行业标准9部，取得国家发明专利3项，获国家科技进步奖二等奖、第四届全国杰出专业技术人才奖等。

莼菜（J.F.Gmelin），国家Ⅰ级重点保护野生植物，属睡莲科（Nymphaeaceae） 莼 属（ ）的多年生水生草本植物。莼菜又名蒪菜、马蹄菜、湖菜，在亚洲东部、大洋洲、非洲西部和北美洲地区广泛分布[1];在中国，莼菜主要分布在浙江、江苏、重庆、四川、湖北、湖南、江西、安徽和云南等地。

1 形态特征

莼菜根为簇生的须根系，着生于地下匍匐茎茎节近叶柄基部的两侧。

茎可分为地下匍匐茎、缩短茎和水中茎三大类。匍匐茎入泥深5～10 cm，延伸生长的匍匐茎上可发生缩短茎，随着缩短茎的生长，其上能长出4～6个分枝，分枝在水中进一步发展，最后形成丛生的水中茎。

莼菜叶片互生，初生叶片呈卷曲状态，被透明胶质所包裹，为食用部分。成熟叶片为椭圆形，全缘，平铺生长在水面上。叶色因品种不同而存在差异[2，3]。

莼菜花由花梗、花萼、花托、花瓣和雌雄蕊组成，雌雄蕊同花但时空分离。莼菜花期为2 d，第1天表现出雌花功能，第2天则主要表现出雄花功能，主要依靠风媒传粉。花朵白天浮出水面，夜晚沉入水中，开花授粉后又浸入水中结果，2～6 周后种子成熟[4]，收获后的种子可进行有性繁殖。虽然经过有性繁殖可以提高莼菜对环境的适应能力[5]，但因有性繁殖后代易出现性状分离，使品种原有特性不易保持，且通过无性繁殖可使莼菜在短时间内得到大量繁殖[6]，故生产上莼菜主要采取无性繁殖。

表1 主要水生蔬菜中蛋白质含量(干质量）[7，8]

2 营养成分

莼菜具有较高的营养价值，主要食用部分为未展开的富含胶质的幼嫩卷叶。糖类物质是莼菜营养成分的主要组成部分，除了提供机体所需大部分能量外，还是构成组织和保护肝脏功能的重要物质。研究表明，恩施莼菜中可溶性糖含量可达干质量的 30.39%[7]。 彭静等[8]对莲藕、茭白、芋等8种共317份水生蔬菜种质资源品质性状进行分析，结果表明，莼菜中可溶性糖含量仅次于茭白而远远高于其他水生蔬菜（表 1）[7，8]，分析发现，可溶性多糖是莼菜胶质中可溶性糖的主要构成[7]。Kakuta 等[9]对莼菜中多糖成分进行分析发现，莼菜多糖由半乳糖、甘露糖、海藻糖、鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸和少量葡萄糖组成。

莼菜植株中含有大量的蛋白质和丰富的氨基酸。蛋白质是生命的物质基础，机体的每一个细胞和各种形式的生命活动都离不开蛋白质的参与。吴永尧等[7]对采自恩施的莼菜品种进行营养成分分析发现，莼菜中总蛋白含量占干质量的34.15%，是烘干莼菜中含量最高的物质，其蛋白质含量远远高于其他水生蔬菜（表 1）[7，8]。 莼菜中共检测到17种氨基酸，除天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸和半胱氨酸外，还含有7种人体必需的氨基酸，分别为赖氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸。

莼菜中含有多种微量元素，目前已检测到的微量元素达27种。中国农科院原子能利用研究所1992年对鄂产莼菜样品进行分析发现，莼菜中几种常见微量元素含量分别如下：硒0.23 μg/g，铜 56.5 μg/g， 锌 153～288 μg/g，铁393 μg/g，钙 0.745%。 锌是人体必需的微量元素之一，在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用。锌不仅在鄂产莼菜品种中含量较高，在来自恩施的莼菜品种中含量更是高达7.9 mg/g（干质量）[7]。 吴永尧等[10]对种在同一土壤环境中的马铃薯、玉米、红谷、籼谷和莼菜中的锌含量进行测定，发现在土壤锌含量为2.31 mg/g的条件下，莼菜中锌含量高达7.76 mg/g，而其他作物中锌含量仅为0.92～1.07 mg/g。可见，莼菜中的锌含量是一般植物所无法比拟的，其对环境中的锌元素具有较强的吸收能力，是一种天然的富锌植物。

此外，莼菜中还含有膳食纤维、维生素和类胡萝卜素等物质。自然界中维生素B12基本都由微生物合成，很少有能制造维生素B12的高等植物。Kotake等[11]首先在莼菜中发现了维生素B12的存在，这为素食主义者提供给了一个天然的维生素B12植物来源。

3 抗氧化能力

丰富的物质含量不仅使莼菜具有较高的营养价值，也使得莼菜具有较强的抗氧化能力。类胡萝卜素是一类重要的天然色素的总称，普遍存在于动植物或原核生物中。类胡萝卜素不仅是人体内维生素A的主要来源，同时还具有抗氧化、延缓衰老等功效。抗坏血酸（维生素C）是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素，在生物体内，抗坏血酸作为一种抗氧化剂，保护身体免于自由基的威胁。吕家龙等[12]对西湖莼菜中营养成分进行研究发现，类胡萝卜素和抗坏血酸含量在莼菜卷叶出现后或露芽后呈“S”形曲线上升，抗坏血酸含量最高达46.6 mg/100 g。Legault等[13]第一次从莼菜叶片中分离出槲皮素-7-葡萄糖苷和没食子酸，试验表明，这2种物质均具有较强的抗氧化活性，且与槲皮素相比，从莼菜中分离得到的槲皮素-7-葡萄糖苷在体外无细胞毒素活性。Xiao等[14]进一步对莼菜外部胶质和植株中的水溶性多糖进行提取并对其抗氧化活性进行测定，发现莼菜水溶性多糖具有较强的抗氧化活性。

4 开发应用

4.1 食品加工

莼菜鲜美滑嫩、口感圆融，因其丰富的营养物质种类、含量和药食两用的功能，故有“水中人参”的美誉。莼菜自古以来与鲈鱼、茭白被列为江南三大名菜，驰名中外。莼菜可作为蔬菜直接鲜食，通常有凉拌、热炒、烧汤等做法，其中“西湖莼菜汤”已成为江浙地区的传统风味名菜。除鲜食外，莼菜还被深加工成各类副食品。熊彪等[15]研究出以莼菜和胡萝卜汁为原料的复合饮料的最佳配方。张弛等[16]和鲜瑶等[17]分别采用正交试验的方法得出莼菜饮料和莼菜保健面包的最佳配方。

莼菜营养价值高、抗氧化能力较强，除食用功能得到发挥外，在保健养生、美容护肤等产品的开发上也被广泛利用。

4.2 医疗保健

莼菜性甘、寒、无毒，有清热解毒、抗菌消炎等功效，含有莼菜提取物的糖果或口香糖对口腔、咽部有抗菌消炎的作用[18]。莼菜中含有丰富的多糖物质，研究表明，莼菜多糖不仅具有降低血糖和血浆胆固醇的作用，而且在动物试验中对某些肿瘤的生长具有抑制作用[19～21]。莼菜多糖中有一种酸性杂多糖，是一种较好的免疫促进剂，能够促进巨噬细胞对异物的吞噬，从而增强机体的免疫功能，预防疾病的发生[22]。莼菜的富锌特性使其在植物中有“锌王”的称号，食用莼菜不仅可以促进青少年儿童身体的发育，而且对小儿多动症的防治也有一定作用。维生素B12在人体内主要参与制造骨髓红细胞，可预防恶性贫血的发生以及防止大脑神经受到损坏，虽然人体对维生素B12需求量极少，但维生素B12对人体维持正常机能必不可少。莼菜中含有丰富的维生素B12，食用莼菜对贫血和肝病等的防治有一定效果[20]。

4.3 化妆品

莼菜含有丰富的营养物质，且具较强的抗氧化能力，莼菜制成的护肤品具美容养颜、保湿补水、增强皮肤弹性、延缓皮肤衰老等功效。据悉，目前由莼菜制成的美容护肤系列产品，如莼媛补水驻颜植物面膜、莼绅补水驻颜植物面膜、莼媛洁面啫喱、莼媛爽肤水、莼媛保湿乳液、莼媛修复精华液、莼媛眼霜等已成功上市，莼养、莼芯、纯锌、莼葆、颈霜等也已研发成功。

4.4 水质净化

水是生命之源，但由于生活废水、农业废水和工业废水的污染，全世界多地饮用淡水资源受到不同程度的污染。世界上每天至少有3万人死于饮用水污染引起的疾病。改善水质的最根本方法就是减少人类活动对环境造成的污染，但此项目耗资巨大，故目前普遍采用的是过滤这种治标不治本的方法[23]。

但近年来有研究表明，虽然莼菜对生长环境的要求极为严苛，但其在净化水质方面具有一定的作用。美国的西·奥尔比顿博士等人发现，莼菜是一种天然的水质净化器，可以有效净化水质，且成本低廉[23]。因此，莼菜有望成为污水治理、水质净化的新元素。

5 结语

目前，国内外对莼菜的研究基本都停留在初加工阶段，鲜有对莼菜深加工技术进行的研究。虽然有莼菜饮料、莼菜面包等相关报道或专利，但商业化的莼菜加工品却只有莼菜醋渍制品。而莼菜醋渍制品因食用不便或风味等原因一直没有较大的市场，这在很大程度上限制了莼菜种植面积的扩增。因此，想让莼菜产业有进一步的发展，对莼菜的深加工研究势在必行。

莼菜含有丰富的营养物质，植株体内含有丰富的氨基酸和微量元素，其中锌元素的含量是一般植物所无法比拟的，其对小儿多动症有防治作用;莼菜多糖有降血糖、增强机体免疫力等功能;莼菜中含有高等植物中少有的维生素B12，对贫血和肝病的防治有一定效果。此外，莼菜还含有类胡萝卜素、抗坏血酸、槲皮素-7-葡萄糖苷和没食子酸等抗氧化物质，可有效清除体内自由基，延缓细胞老化和预防相关疾病的发生。由此可见，莼菜在营养养生、医疗保健、美容护肤等产品开发方面具有广阔的应用前景。