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朝鲜蓟研究进展

2021-03-29刘昆言禹双双郑绍儒丰金玉彭长城

中国野生植物资源 2021年8期
关键词:提取物朝鲜栽培

刘昆言,禹双双,段 惠,郑绍儒,路 遥,丰金玉,彭长城*

(1.岳阳市农业科学研究院/农业农村部植物新品种测试岳阳分中心,湖南岳阳414000;2.常德市农林科学研究院,湖南常德415000)

朝鲜蓟(CynarascolymusL.)是一种高档保健蔬菜,有“蔬菜之皇”的美誉,别名食托菜蓟、洋蓟、法国百合等,属于菊科菜蓟属多年生草本植物。原产地中海沿岸及北非地区,2 000多年前罗马人和古希腊人已开始食用,目前朝鲜蓟栽培面积最大的国家为法国,其次是意大利、西班牙及阿根廷[1]。19世纪我国从法国引进朝鲜蓟种植于法租界,20世纪80年代,上海、云南、湖南等地相继引进朝鲜蓟种植,90年代,因国外对朝鲜蓟需求量大,云南和湖南规模化栽培朝鲜蓟,朝鲜蓟成为我国出口创汇的重要农产品。

朝鲜蓟食用部位主要是被绿色叶状苞片包围的花蕾,具有很高的营养价值,同时叶柄经软化后可煮食。朝鲜蓟保健功效显著,Wang[2]研究表明朝鲜蓟富含功能性成分,如多酚类化合物、黄酮类化合物、倍半萜内酯、木脂素等。目前朝鲜蓟在我国已形成较大的产业,但主要是生产原料和初级加工产品,深加工利用领域具有较大发展前景。本文从高效栽培技术、化学成分、生物活性及开发利用等四个方面综合朝鲜蓟当前研究发展情况,为相关研究及产业人员提供借鉴。

1 朝鲜蓟高效栽培技术

1.1 品种选育

朝鲜蓟按繁殖方式分类,分为无性繁殖传统品种及种子繁殖栽培品种。王中美等[3]对朝鲜蓟种类进行了分类研究,将朝鲜蓟品种按地区分类分为欧洲品种、美国品种及杂交品种3大类型,同时每种类型可依据其苞片颜色细分为紫色、绿色和紫绿色3种。此外,朝鲜蓟又可按花蕾性状分为平顶圆形、鸡心形、球形3种类型。

朝鲜蓟依用途分为加工、鲜食及观赏,栽培者根据其需求选定适宜用途品种。尤龙威等[4-6]根据推广种植经验显示,适宜我国栽培的品种有洛尔卡、绿球、帝王之星、紫罗兰等。大面积栽培种植时,宜选纯度较高的种子或组培苗,保证品种的纯度及安全性。

1.2 播种育苗

朝鲜蓟栽培通常采用种子繁殖和分株繁殖。根据王玉楼等[7]在我国进行朝鲜蓟栽培技术研究表明,朝鲜蓟春播在三月上中旬到四月上旬播种,秋播在8 月底到9 月上旬播种。目前,我国规模化栽培的朝鲜蓟普遍采用种子繁殖。刘玉春等[8]依据多年栽培经验表明较成功的生产栽培方式一般选择秋播,抢晴天播种,待朝鲜蓟苗两叶一心至四叶一心时移栽,移栽时蓟苗要浅栽,让苗心外露。

1.3 田间栽培管理

1.3.1 合理灌溉

曹华等[9]对朝鲜蓟栽培技术研究显示朝鲜蓟移栽定植时及时浇定根水,定植后根据天气情况浇缓苗水,保持土壤湿度。周淑荣等[5]研究表明营养生长旺盛时期、花蕾期适量灌水,但注意灌水不超过厢面,速灌速排;雨天注意田间积水,及时开沟排水,防止积水烂根。

1.3.2 合理追肥

尤龙威、许光才等[4,10]总结朝鲜蓟生育期施肥技术研究表明,朝鲜蓟施肥主要为基肥、蕾肥及采果肥,基肥和蕾肥以有机肥及氮磷钾复合肥为主,采果肥宜施用速效氮。根据相关科研人员[11]栽培技术经验,朝鲜蓟栽培中施足基肥,是朝鲜蓟高产的保障。朝鲜蓟整个生育期中可在移栽定植后施一次促苗肥,注意施肥距离防止烧苗;现蕾期前应施一次“花蕾肥”,促进花蕾生长;此后进入采蕾期,每采蕾2~3次后利用雨天撒施一次肥料,以尿素、钾肥为主。

1.4 病虫害防治

1.4.1 虫害防治

唐敏等[12]研究表明朝鲜蓟虫害主要为蚜虫、蜗牛、地老虎、蛴螬、菜青虫、小菜蛾。虫害应选择高效低毒、低残留药剂,同时结合栽培管理措施进行综合防治。曹华等[9]关于朝鲜蓟蚜虫方面研究表明其易在定植后对朝鲜蓟产生危害,可在定植前采用银灰色地膜覆盖厢面进行预防,同时蚜虫发生时可喷施400~500 倍吡蚜酮防治。张平喜[8]等生产栽培技术经验表明蜗牛一般于4、5月出洞对朝鲜蓟植株造成危害,此时可通过人工捕捉或在植株旁撒施6%四聚乙醛(密达)悬浮剂或颗粒剂喷杀。陈冬梅等[13]对朝鲜蓟菜青虫、小菜蛾虫害进行研究,显示其发生主要集中在朝鲜蓟生长中后期,一般采用巴丹、抗蚜威1000倍液进行防治。朝鲜蓟地下害虫常见的为地老虎、蛴螬等,可通过喷洒90%敌百虫800~1000 倍液于豆饼上制成毒饵,分撒于朝鲜蓟苗周围进行诱杀。

1.4.2 病害防治

朝鲜蓟病害目前主要是霜霉病、立枯病、猝倒病及空腔枯萎病,其中空腔枯萎病包括根腐病和茎腐病。张平喜等[11,14]根据多年观测研究发现朝鲜蓟苗期病害主要是真菌性病菌侵害引起的猝倒病和立枯病;移栽时需注意病害为霜霉病,而细菌性病菌引起的空腔枯萎病主要出现在朝鲜蓟生长的中后期。朝鲜蓟栽培应采用高畦栽培,病害防治关键在控制田间湿度,保证排水沟畅通。针对苗期的立枯病及猝倒病,刘春玉等[8]关于朝鲜蓟栽培病害研究表明通过对盖籽土采用50%多菌灵可湿性粉剂或70%甲基托布津可湿性粉剂处理,同时待苗床表土发白时喷施多菌灵可有效防治立枯病及猝倒病,保证幼苗健康生长。移栽前后易发生霜霉病,陈冬梅[13]等相关研究表明可使用75%百菌清粉剂及58%甲霜灵锰锌防治霜霉病。

1.5 采收注意事项

目前我国种植朝鲜蓟生长期一般从当年8月至次年6 月,其商品部分主要是肥嫩的花蕾。孙淑凤等[15]根据我国栽培情况显示朝鲜蓟商品采收期一般从3月上旬开始至6月上旬结束,通常从朝鲜蓟现蕾后10~13 d开始采收,头蕾采收应提前2~3 d,以便次级花蕾生长。尤龙威等[4]栽培研究表明当朝鲜蓟花苞充分生长,花苞片尚未展开且花苞外部萼片呈青绿色或淡紫色,苞片紧密排列时为最佳采摘时期。张平喜等[11]通过多年推广种植经验显示,采收期采收须及时,同时注意采收过早产量不高,过迟花苞商品价值丧失;朝鲜蓟花托应当在晴天早晨采收,采用不锈钢剪刀平花苞基部齐口剪方式采摘,此时采收朝鲜蓟花苞内含水较少,便于加工及储藏。

2 朝鲜蓟化学成分研究

2.1 主要营养成分

朝鲜蓟含有较丰富营养成分,其中蛋白质、氨基酸、果糖及葡萄糖含量较高,此外富含钾、磷、铁等矿质元素[16]。宋曙辉等[17]通过对朝鲜蓟花托、苞片可食部位及苞片不可食部位进行营养成分分析表明,朝鲜蓟花托中含氮量、粗蛋白及氨基酸含量最高,分别为0.57%、3.58%和359.4 mg/100FW;朝鲜蓟铁、钾、磷含量经检测,花托的含量明显高于普通蔬菜,分别达到509.7 mg/100FW、98.58 mg/100FW、1.229 mg/100FW。

2.2 其他化学成分

朝鲜蓟的功能成分主要包括多种酚类、萜类及木脂素等,各个部位的功能成分组成大体相同,但在含量上有所差别[18]。朝鲜蓟酚类化合物主要是黄酮类、酚酸类及香豆素类化合物。Ferran等[19]通过研究朝鲜蓟化学成分组成鉴定出朝鲜蓟叶片中多酚类化学物高达45种,其中以绿原酸、洋蓟酸等咖啡奎尼酸及其衍生物为主;Katrin等[20]对朝鲜蓟提取物进行功能成分分析,发现在鉴定出的22种化合物中包含11种咖啡酰奎尼酸类以及8种黄酮类化合物。朝鲜蓟中萜类物质主要由菜蓟苦素等萜类化合物及倍半萜内酯组成。Shimoda 等[21]针对朝鲜蓟叶提取物的成分分离试验中发现其包含6种萜类化合物,分别为菜蓟苦素、Cynaracoloside A-C,Grosheimin 和 Aguerin B;Li 等[22]的研究表明,朝鲜蓟乙酸乙酯提取物中分离出9 种倍半萜内酯类成分,其中新发现cynarinin A、cynarinin B两种萜类化合物。

3 朝鲜蓟生物活性

3.1 保肝护肝作用

朝鲜蓟具有良好的保肝护肝作用。很多研究表明,朝鲜蓟提取物对治疗肝炎有较好疗效,特别是证明洋蓟素在这过程中起到明显保护作用。饶瑞等[23]研究菜蓟提取复合物对罗非鱼肝脏保护功效的试验表明,添加菜蓟提取复合物的日粮可明显减低罗非鱼死亡率,有效保护其肝脏;Gebhardt R等[24]通过利用朝鲜蓟叶片提取物对大鼠肝细胞护肝效果进行研究,发现其对肝脏损伤疗效明显。

3.2 降胆固醇、高血脂症作用

朝鲜蓟具有较显著的降胆固醇、降血脂作用。朝鲜蓟提取物调节人体内脂质代谢是通过降低胆固醇、内源性甘油三脂的方式来实现。科学研究表明人体降低胆固醇的主要途径是胆汁分泌,而朝鲜蓟提取物能促进胆汁分泌,降低人体肝脏和血清中胆固醇含量。Gebhardt R 等[25-26]两项研究先后表明,朝鲜蓟提取物能够有效抑制胆固醇的生物合成,特别是其富含木犀草素,能充分抑制肝细胞胆固醇生物合成。Bundy 等[27]将 131 名不同程度胆固醇血症志愿者分成服用朝鲜蓟提取物和安慰剂两组,三个月后,服用朝鲜蓟组胆固醇相比对照组下降4.2%,对照组含量平均升高1.9%,两组存在较显著差异。食用新鲜朝鲜蓟花托同样对降血脂、降胆固醇效果明显,Nazni 等[28]的研究证实了该结果,研究对象的总胆固醇、血清的甘油三酯、低密度脂蛋白含量降低10%,而高密度脂蛋白含量明显升高。

3.3 抗氧化作用

朝鲜蓟富含多酚类物质,各成分表现出不同的抗氧化活性,其良好的自由基清除能力可能与此紧密相关。目前,朝鲜蓟抗氧化研究主要集中在朝鲜蓟叶提取物。Jimenez 等[29]通过对朝鲜蓟进行 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)清除能力测定及还原Fe3+能力Ferric ion reducing antioxidant power(FRAP)的试验,结果显示朝鲜蓟提取物在抗低密度脂蛋白氧化方面能力较强,1g 其干燥物对DPPH 和FRAP 的 IC50值分 别 同 29.2 mg 和 62.6 mgVC 及 77.9 mg 和 159 mgVE 相当。杨美莲等[30]研究通过大孔树脂法提纯朝鲜蓟叶提取物的粗多酚,运用FRAP 法及 DPPH、2,2´-Azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6 -sulphonate)(ABTS+)自由基清除进行抗氧化活性评价,结果表明经过大孔树脂纯化后的多酚抗氧化能力显著增强,对DPPH、ABTS+自由基清除的IC50值分别从82.79 μg/mL 和251.30 μg/mL,降低到32.30±0.25 μg/mL 和107.98±0.42 μg/mL。宋曙辉等[31]针对朝鲜蓟叶提取物采用4种不同的体外抗氧化评价体系对其进行抗氧化功能评价,4 种评价体系得出的抗氧化能力IC50值差别较大,IC50值最高的二酪氨酸/酪氨酸系统是IC50值最低NH2OH-Xan-XOD 系统的18.8 倍,达到310 ug/ml,显示朝鲜蓟叶抗氧化效果较好,特别是抗自由基效果显著。

3.4 抑菌作用

朝鲜蓟中洋蓟酸、绿原酸、菜蓟糖苷及木樨草素-7-芸香糖苷等物质具有较强抗菌活性。杨克沙等[32]研究朝鲜蓟活性成分粗多酚及纯化后多酚对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、芽孢杆菌、乳杆菌、肺炎克雷伯菌和白色念珠菌的抑菌活性的试验,结果表明粗多酚和纯化后多酚对大肠杆菌、芽孢杆菌等5 种细菌均表现出明显抑制作用。Zhu等[33]对朝鲜蓟叶提取物进行抗菌效果研究,针对7种细菌、4种酵母和4种霉菌的试验结果表明朝鲜蓟叶提取物对这3 类病源微生物具有广谱抑菌效果;同时试验证明多酚是朝鲜蓟叶提取物中抑菌的主要有效物质,特别是洋蓟酸相比其它多酚化合物表现出更高活性。此外,关于其提取物抑菌相关研究[34]也表明,朝鲜蓟花苞提取物对常见病源微生物中的鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等12种病菌表现出较高的抑制活性。

3.5 治疗消化不良作用

朝鲜蓟能有效改善消化系统不良症状,在欧美朝鲜蓟常被当作治疗消化不良的草药。Emendorfer等[35]对巴西当地的6种药用植物进行缓解肠道痉挛活性研究,发现朝鲜蓟甲醇提取物对乙酰胆碱引起试验对象豚鼠十二指肠和回肠收缩反应表现出明显的抑制活性,同时表现出非竞争性和剂量依赖关系。Kraft等[36]采用试验对象连续4~6周服用朝鲜蓟提取药物的方法对数百名患有不同程度消化不良的人群进行观察试验,结果发现服用提取药物人群相关症状得到明显减轻。Holtman 等[37]在一项关于朝鲜蓟片剂的随机临床试验中,通过将功能性消化不良试验人群分为服用朝鲜蓟片剂和服用安慰剂两组,跟踪评测指标结果发现服用朝鲜蓟片剂组相对服用安慰剂组症状改善明显。

3.6 其他作用

朝鲜蓟还被相关研究证明具有抗癌和治痛风、高尿酸血症及预防心血管疾病等作用。王增援等[38]提取分离了朝鲜蓟的10 种化合物进行抗肿瘤活性研究,发现丁香脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、1-4-羟基-2-萘酸、3-3-甲氧基-2-萘酸、8-脱氧-11,13-二羟基愈创木内酯、菜蓟苦素、马钱子苷等6 种化合物具有一定抗肿瘤活性,其中以8-脱氧-11,13-二羟基愈创木内酯抗肿瘤活性最强。此外,Menghini、Yasukawa 等[39-40]研究也显示,朝鲜蓟提取物在抑制恶性肿瘤增长方面有明显效果。Sarawek 等[41]研究朝鲜蓟提取物治疗高尿酸血症及痛风的试验,结果显示其提取物能有效抑制黄嘌呤氧化酶活性,从而降低尿酸水平。Li 等[42]关于朝鲜蓟提取物对上皮细胞内Nitric oxide(NO)酶基因表达的研究表明,朝鲜蓟提取物尤其是其中的黄酮化合物能调节NO 酶基因表达,促进NO 酶合成,达到预防心血管疾病发生的作用。

4 开发利用价值

朝鲜蓟应用范围广泛,其作为鲜食蔬菜、罐头制品被人们所欢迎,同时朝鲜蓟提取物也可用于保健品、药物添加剂等。

朝鲜蓟在欧美是一种深受人们喜爱的蔬菜,食用方法很多,朝鲜蓟花苞可鲜食、蒸、炒、煮等,同时还可加工成风味独特的罐头[43]。朝鲜蓟在食品加工中用途很多,目前已经开发出以朝鲜蓟为主要原料的膳食纤维饼干、糕点、饮料、风味啤酒等副产品,市场反映良好[44-46]。

朝鲜蓟具有较大的保健价值,药用活性明显,在欧美朝鲜蓟提取物是重要的保肝药物添加剂;此外,朝鲜蓟提取物被大量运用于解酒片或保健品中[47]。

5 展望

朝鲜蓟作为一种高端蔬菜,近年来在我国产业发展迅速,但仍处于初级加工阶段。原料仅花托用于加工成罐头出口,朝鲜蓟茎、叶等部位缺乏利用,同时对其功能性成分进行深加工产品研发工作开展不多。而国外除将朝鲜蓟作为一种蔬菜大范围鲜食外,更多是利用其功能性成分研发保健产品及药物。目前一些科研单位和企业认识到朝鲜蓟诸多生理活性功能及开发应用前景,正朝着相关深加工方向开展工作,已取得积极成效,开发出很多副产品。鉴于此,加强对朝鲜蓟深入研究和进一步深加工开发利用,具有广阔的应用前景。

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