食用菊研究应用现状与展望
2021-12-06王远会王之劲
陈 媛,郭 航,王远会,王之劲,徐 蝉
(重庆市农业科学院,重庆 400329)
食用菊(Edible Chrysanthemum)菊科菊属多年生草本。是重要的药食同源植物,具有花型美、花期长、营养丰富等特点,集观赏功能、保健功能、饮食功能和生物防治功能于一体,发展前景广阔。
1 食用菊花的功能功效
1.1 观赏功能
菊花是我国传统十大名花,也是世界四大切花之一。菊花品种多、花型、花色丰富,全世界菊花品种约20000~25000 个,我国有超过3000 个品种。菊花按花期分春菊、夏菊、早秋菊、秋菊、寒菊几类,其观赏期覆盖4 月至次年1 月[1]。夏秋菊、秋菊恰逢国庆期间开放,秋菊、寒菊能弥补秋冬季花卉品种不足的缺憾。因此菊花是优良的观赏植物,是全世界重要的鲜切花和盆栽花卉。
1.2 食用功能
菊花是国家卫生部门批准的食用花卉[2],也是我国的传统食用、饮品,食菊的记载可追溯到战国时期[3]。菊花清香爽口、提神醒脑、明目清肝、解毒清热。菊花中含有17 种氨基酸,其中谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸等含量较高;维生素及铁、锌、铜、硒等微量元素含量较多数蔬菜更为丰富,食用营养价值高。
1.3 保健功能
《中国药典》(2010 版)将菊花收录为药食同源植物。菊花入药的历史在《神农本草经》《名医别录》《本草纲目》等典籍中均有记载[4]。菊花花瓣中含有多种挥发油、菊甙、腺嘌呤、胆碱、绿原酸、黄酮类、菊色素等物质,其中,类黄酮物质已被证明在抗氧化、防衰老方面有效;绿原酸具有抗致癌物质活性作用,有广泛的抗菌、利胆和止血、增高白血球和强抗病毒作用[5]。现代临床医学证明,菊花可扩张冠状动脉,增加血流量,降低血压,对冠心病、高血压、动脉硬化等都有很好的疗效,长期食用,还有“利血气、轻身、延年”的功效,因此菊花具有一般果蔬无法比拟的功效,是上等的保健食材[3]。此外食用菊中可溶性蛋白含量丰富,还可开发针对儿童和年老体弱者的营养食品制品,提高产品附加值。
2 食用菊国内外研究进展
菊花是国际四大切花之一,在世界花卉产业体系中有重要的地位,英国、美国、荷兰、日本等很多国家都有专门的菊花研究会[6]。国外对食用菊的研究多集中在成分功能、内含物质的医疗、保健功效方面;国内对食用菊用的研究主要在引种、栽培繁殖技术及营养品质分析等方面。
2.1 品种研究
日本是食用菊生产消费大国,对食用菊的研究早,培育品种多,如日本山形县每年都有食用菊新品种育成;通过持续的品种特性、新品种开发、栽培技术、加工技术研究,日本已形成食用菊研发、种植、加工、销售产业链。我国传统的食用菊品种有‘蜡黄’‘早白’‘早黄’‘蟹爪’‘白莲羹’‘梨香菊’‘紫凤牡丹’‘黄莲羹’等;北京市农科院选育的‘白玉1 号’‘粉玳1 号’‘金黄1 号’,张丽红等[4]综合中国传统食用菊品种和日本食用菊品种的优点,选育了‘北农白菊’‘北农黄菊’‘北京紫菊’系列品种,构成了目前中国市场上的主要食用菊品种。宋雪彬等[7]采用加权TOPSIS-灰色关联综合评判模型,通过营养物质含量、口感、农药残留量等指标,从12 个观赏菊品种中优选出营养物质含量高、甘甜爽口、农残低的4 个食用菊新品种,为食用花丼品种的筛选提供了参考;金潇潇[8]对50 个菊花品种花瓣营养成分,认为食用菊品种‘精兴久映’营养品质最佳;观赏菊品种‘香槟紫’‘秋韵’、DF-6的营养品质较高,可作为优良食用品种;王凯能[9]结合营养成分分析、感观评价、模糊综合评价,从42 个切花菊品种中选出‘红衣仙子’‘Lollipop Purple’‘南农香金针’‘欧元白’等8 个品种可作为食用菊品种推广应用。
2.2 功能成分研究
张倩倩[10]等对6 个河南开封栽培的观赏菊品种的营养成分进行了测定,检测到其内含有16 种氨基酸,包括7 种必需氨基酸,认为开封菊花具有较高的营养价值,以黄山皇菊和金丝大菊的综合营养价值较高,建议作为优良食用菊品种;徐慧颖等[11]对唐宇金秋等3 个菊花品种的花瓣溶性蛋白质、可溶性糖含量、VC、氨基酸、SOD、POD 活力等进行测定,对其食用价值进行分析;王茹华等[12]研究了10 个食用菊花品种的营养成分,认为食用菊花中Fe、Zn 含量相对较多,谷氨酸含量最高,天门冬氨酸次之;各品种可溶性糖和K、Na 含量差异不大;王凯能[9]测定了22个食用菊品种的营养成分,结果表明水分含量品种间差异不大;可溶性固形物、可溶性糖、粗纤维含量因品种而异;单宁含量各品种间差异较大;其中20 个食用菊品种的17 种氨基酸含量比较接近,差异不明显;张留全等[13]针对8 个广东地区主要食用菊花新品种的29 项营养指标进行分析,认为各品种间营养品质差异显著,‘草庵金露’的营养品质最佳,‘千丝万缕’最差。
陈志星等[14]采用固相微萃取技术和气相色谱—质谱联用技术对食用菊品种的挥发性成分进行定性定量检测,鉴定出烯类、酯类、醇类以及少量酸、杂环类、烷类等51 种挥发性成分,其中主要成分为单萜类化合物α-蒎烯、β-月桂烯、α-松油烯、β-蒎烯、γ-松油烯等,共占总相对含量的88.69%。Hodaei 等通过17个伊朗菊花的品种,研究菊花形态性状与挥发油成分相关性。潘芸芸[3]通过气相色谱—质谱法测定了4 个四川引种的食用菊花品种(系)的挥发油成分,其中18 种相同成分,包括α-蒎烯、1,8-桉叶油素、2,6,6-三甲基-双环(3.1.1)-庚-2-烯-4-醇-乙酸、β-榄香烯、(-)-β-石竹烯和α-荜澄茄烯等,但不同品种(系)间挥发油成分含量差异较大。其中2,6,6-三甲基-双环(3.1.1)-庚-2-烯-4-醇-乙酸含量均在10.00%,可作为供试菊花的特殊香味物质;对主要营养成分(氨基酸、可溶性糖、可溶性蛋白和抗坏血酸)和功能性保健成分(总黄酮、绿原酸、槲皮素和黄芩苷)测定显示,不同品种(系)食用菊花主要成分含量差异显著。其中SYJ3营养成分及功能性保健成分含量均更高。
Sugawara T 等[15]研究发现食用菊花瓣中黄酮类成分品种差异较大,木犀草素7-o-(6"O-丙二酰)-葡萄糖苷是黄酮类化合物中清除自由基活性最强的一种,在食用菊花黄花瓣中占主导地位;国外研究表明菊花类黄酮提取物其具有抗癌活性,Wang等[16]小鼠试验表明食用菊热水浸提物(HW-ECM)有抗糖尿病作用,Ukiya 等[17]的研究表明食用菊三萜二醇和三醇具抗肿瘤及细胞毒活性作用,Yasukawaet 等[18]小鼠试验表明食用菊所含的两种羟基芋头型三萜类、法拉第醇和三醇有抑制炎症的作用。
2.3 生理生化研究
许东亭[19]对19 个食用菊品种的生长发育及光合特性进行了研究比较。张留全等[13]对5 个食用菊品种的6 项耐热指标分析中得出:‘千丝万缕’耐热性品质最好,‘宝幸唐衣锦’最差;自然花期单株产量和经济效益分析中,‘东海喜乐’经济效益最高,‘黄山贡菊’次之。
2.4 栽培技术研究
陈军[20]和赵艳丽[21]等从繁殖、定植上盆、管理、采收等方面总结出了食用菊花的盆栽技术。王茹华等[22]从基质选择、插穗长度、生根粉处理等方面对食用菊花扦插繁殖技术进行了研究。李传章等[23]通过对比保水缓释肥料和普通缓释肥料对食用菊花生长发育、产量及氮素效应的影响,认为保水缓释肥对菊花肥效显著,可用于菊花生产。张怡等[24]测定了6 种生物防治产品对食用菊花蚜虫防治效果,认为烟碱、爪哇棒束孢和苦参碱对食用菊花蚜虫防治效果最好,推荐生产上使用。杨才兵等[25]提出了食用菊花富硒生产关键技术;唐焕伟等[26]对黑龙江省食用菊花保护地栽培技术进行了研究,提出网架支撑、合理密植的栽培模式,有效提高单位面积产量。
2.5 组织培养研究
杨际双等[27]的研究探索了食用菊花花瓣组织培养条件,以食用菊花花瓣作为外植体,愈伤组织诱导率和不定芽分化率都较高。为食用菊组织培养体系建立打下了良好的基础。刘玉堂等[28]的研究确定了食用菊花组织培养中愈伤分化和芽诱导、不定芽增殖及生根的最适培养基和激素浓度。潘芸芸[3]以四川引种的食用菊SYJ3 为材料,建立了完整的组培快繁体系。唐焕伟等[29]研究了食用菊花组培苗瓶外生根措施。
2.6 贮藏加工研究
金潇潇[30]对3 个食用菊品种冷藏前后的营养品质变化进行了研究,认为广州传统品种‘紫凤牡丹’和‘宝华唐衣锦’耐贮藏性优于日本品种精兴久映。潘芸芸[3]研究了不同加工贮藏方式对菊花主要化学成分含量的影响。结果表明,烘干菊花中氨基酸和绿原酸含量高于鲜菊花,其它成分均明显低于鲜菊花;冻干菊花中可溶性糖含量高于鲜菊花;4℃和-20℃贮藏的菊花综合品质明显下降。认为除鲜食外,烘干密封室温为食用菊花适宜的加工贮藏方式。
2.7 其它相关研究
李畅等[31]对食用菊‘宝华唐衣锦’‘精兴夕映’‘紫凤牡丹’细胞遗传学进行了研究,通过核型分析,认为这个3 个食用菊品种均为异源多倍体,进化较观赏菊原始。刘蕤等[32]通过ISSR 分子标记分析了菊属7 种食用菊和9 种观赏菊间的遗传关系和多样性,认为观赏菊花的进化程度比食用菊高;聚类结果表明传统食用菊与观赏菊关系较远,基本支持观赏菊花的进化顺序是药用菊一食用菊一观赏菊的观点。
3 我国食用菊花发展情况
我国食用菊花以广东为主产,集中在广东中山、北京平谷、河南开封、江苏南京和云南昆明各市,各地都有传统的食用菊品种,如广东主产品种‘广州大红’‘细黄’‘细迟白’等,均是食用佳品。近年来我国不同地区也有少量开发的新品种,但更多的是从国外引进。研究方面,我国近代食用菊研究始于20 世纪80 年代末,总体来说对观赏菊品种和栽培的研究多,食用菊的研究较少。食用菊品种研究多是从观赏菊中筛选出营养价值相对较高的品种作为推荐,自主培育的新品种少。产品方面,因菊花是我国传统的食用和药用花卉,自古至今,其食用方式都是粗加工菜肴、汤食、茶饮、花酒、糕点、罐头、花色素和药制品等,缺少创新,但类型也够丰富。
我国食用菊发展还有一定的落后性,随着国内外食用菊花的研究报道,食用菊作为绿色有机高价值食用花卉越来越受到消费者青睐,我国食用菊在生产和开发上也已不能满足人们的需求。良种选育力度不够,品种形态、色泽单一,种苗贵、繁殖慢等,功能成分的开发产品少等都是需要解决的问题。
我国食用菊花应针对区域气候环境加快培植高产、优良新品种,科学统筹规划,创新产业链,促进食用菊产品的全年供应,在规模化种植的同时,提升利用率,加强食用菊在食用、医疗、保健美容等的应用,提高食用花卉附加值,满足国内外食用菊市场的需求。相对而言,日本食用菊产业的“研发、种植、加工、销售”产业链模式和“公司+院校+农户”的发展模式,都是值得我们借鉴和学习的。
4 食用菊的产业应用方向
我国食用菊市场潜力巨大,发展前景广阔,无论是基础研究还是产业应用,食用菊发展都有较大提升空间。当前,食用菊的开发应用包括以下几个方面:未来食用菊规模化种植、周年生产、深加工和产业链完善创新是我国食用菊花产业发展必由之路。
4.1 康养食饮
菊花食饮是食用菊应用传统方向,既有产业基础、又有市场风向,未来仍将是食用菊产业的主要支柱。以食花和康养为吸引点,创新菜肴产品、开发新模式新思路,如近几年曾风靡一时的菊花火锅、菊花宴等都是不错的创意,继续发展食用菊康养食饮,市场空间巨大。
4.2 美容行业
近年来主打草本天然成分的护肤美容产品市场接受度极高,鉴于菊花内含抗氧化、防衰老的类黄酮、绿原酸等成分,相关物质的提取并应用于美容产品十分看好。
4.3 药用、保健产品
随着菊花内含物功能成分的研究揭示,其在医疗和保健方面的功效愈发被认可。相关功能内生物质的提取和应用,营养食品制品、医疗保健产品的研究开发前景广阔。
4.4 菊花文化旅游
食用菊兼备了食用-药用-观赏功能,在乡村振兴的大背景下,是“农业+”农旅融合发展佳选。如菊花展、食用菊主题观光旅游,结合乡村振兴打造康养宜居小镇等,实现旅游观光、康养健身、科普教育、生活体验的综合性功能。