药食用菊花生产技术及其应用研究进展

闫凯旋 肖青青 赫明涛 尹明明 沈业松 洪立洲*

（1盐城市新洋农业试验站，江苏盐城 224049；2合肥学院生物食品与环境学院，安徽合肥 230601）

菊花为菊科植物菊（Chrysanthemum morifolium Ramat）的干燥头状花序，是我国常用的大宗中药材和饮品原料，为药食同源物品，有止痢、消炎、降压、降脂以及平肝明目、祛风散寒的作用[1]。我国常见的药食用菊花品种繁多且种植广泛，根据不同的地理环境、气候及加工等因素，现已经形成杭菊、滁菊、贡菊、亳菊、怀菊、京菊、祁菊等主流品种，其中杭菊、滁菊、贡菊、怀菊和亳菊被收录于2020版《中国药典》[2]。随着近年来大健康产业蓬勃发展，药食用菊花产品市场、种植规模均大幅增加[3]，国内形成了浙江桐乡、安徽黄山、江苏洋马等多个大型药食用菊花种植生产基地。本文对近年来药食用菊花在种植、采收、加工、药用成分分析与应用等方面的研究进行了系统梳理，分析了药食用菊花生产存在的问题及未来发展趋势。

1 药食用菊花生产技术研究现状

1.1 种植

药食用菊花种植规模虽然逐年扩大，但缺乏科学的种植理念和技术，阻碍了各地药食用菊花产业的发展，特别是部分菊花种植户一味追求高产，滥用肥料和化学农药，导致生产出的菊花药材等产品农药残留量大，大大降低了药食用菊花的安全性。因此，近年对菊花种植技术的研究多集中在高产、高质量、绿色等方面。徐 扬等[3]以麻城福白菊（属于“杭菊”类）为对象，研究了种植密度对菊花产量及有效成分含量的影响。研究发现：稀植会增加菊花分枝数，使开花时间不统一，不利于机械采收；适当的密植有助于增加菊花产量和菊花中矿物质元素的含量，但过高的密度会使菊花中的有效成分减少。综合考虑产量及有效成分等因素，在种植密度为7.5万株/hm2（行株距40 cm×30 cm）左右时，能较好地均衡菊花的产量与品质。该研究与马铭泽等[4]的研究结果一致。当前药食用菊花普遍采用早植技术，增加了种植过程人力、物力的消耗，而且前期菊花生长过于旺盛易导致高温季节菊花对田间根腐病的抵抗力下降和病害高发[3]。徐 扬等[5]采用田间小区试验，在4—8月间设置8个不同种植时期处理，发现推迟菊花种植时间可有效避免或者降低田间菊花根腐病的发病率，菊花单株产量和单位面积产量均随着种植时期的推迟呈现先上升后下降的趋势，其中6月中旬种植单位面积产量最高，较4月中旬种植提高了92%。为提高菊花品质，刘 萍等[6]用水杨酸喷施菊花，有效提高了食用菊花中总糖、总蛋白、总氨基酸、VC含量及SOD活性。沈文生等[7]通过喷施“宁盾”微生物菌剂（主要成分是多种芽孢杆菌及沙雷氏菌）显著改善了贡菊的抗逆性。激素对调控植物生长发育至关重要。近年来，有关于使用生长调节剂提高观赏性菊花观赏性状[8]、改善匍匐性状[9]、提高扦插成活率[10-11]等方面的研究，但生长调节剂作用于药食用菊花的研究报道较少。

1.2 采收

药食用菊花种植规模大，花朵小且单株花朵数较多，高度不一，花期各不相同，各种不利因素导致机械化采收难以实现。现行的人工采收劳动强度大、效率低且用工成本高，甚至占据了菊花生产总成本的30%以上[12]，极大地影响了菊花的规模化种植和经济效益。为提高采收效率，孙淑芳[13]研究了采收期对4个杭白菊新品种主要活性成分含量的影响。研究发现：在胎菊期进行采收作业，4个杭白菊新品种中活性成分均较高，提前采摘还有助于花芽分化；花蕊期采摘产量低，但总黄酮类内含物、绿原酸、3，5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量较高；幼菊和全菊期采收产量高，但主要活性成分明显较低。白晓艳[14]研究发现，与一次采摘相比，分批采收菊花可增产20%。菊花采收期的研究为制定高效合理的采收方案提供了科学依据。除了优化采收期，设计适用于药食用菊花的采收机械是实现菊花高效采收的又一重要途径。国内外常用采花机械主要有梳花、滚花、剪花、打花等几种形式，由于菊花为草本茎秆植株，花朵高度不一且由小花瓣层层堆叠而成，采用滚花、剪花、打花均不适宜。为此，张纯[12]设计了一种梳割采收与气吸收集一体化的贡菊采收机械，该设备结构紧凑，可采用背负式行进。田间试验研究了梳齿间隙、主轴转速、风速等条件对菊朵采收率、破碎率、落地率、漏摘率的影响。同样，Wang等[15]通过三维设计分析菊花拾取原理，利用ADAMS确定影响拾取效果的因素，在梳速为50 r/min、梳齿间隙为6 mm、梳齿工作深度为175 mm、梳齿插入角度为45°的情况下，摘出率为94.12%，杂质率为7.81%，破损率为2.20%，损失率为3.12%，相比于人工采收效率大幅提升。采花期的合理规划和采收机械的研究设计对药食用菊花的高效、规模化生产具有重要意义。

1.3 加工

药食用菊花品种繁多，种植地区的气候、温度、规模等因素各异，加工方法也各不相同。主要的加工工艺有晒干、蒸晒、硫黄熏蒸、烘房干燥、热风干燥等[16]。其中，直接晒干法操作简单，但直接晒干易使菊花散瓣、发黑。蒸晒法速度过慢、过程繁琐，现已被逐渐淘汰。硫黄熏蒸法曾被用于杭菊、亳菊、滁菊、怀菊的加工。王珊[17]研究发现，硫黄熏蒸法会显著降低杭白菊提取物的抗氧化活性，影响菊花产品的品质。另外，因为硫黄熏蒸过程引入的二氧化硫和重金属影响了菊花食品的安全性，该方法现已被禁用。烘房干燥采用炭火烘干，速度快，能保持花色不变，加工品质优良，多用于木炭资源丰富的黄山地区；但随着生产规模的扩大，木炭消耗量高、烘干房建设投入大等问题使其逐步被热风干燥法替代。热风干燥法是当前主流的药食用菊花加工工艺，该方法先用蒸气对鲜菊杀青，后经过热风烘干、阴凉处晾干并重复2～3次，处理后可有效防止菊花返潮。该工艺凭借其产量大、控温准确、易实现自动化控制、加工品质好等优点基本满足不同品种药食用菊花的加工需求。随着菊花应用领域不断扩大，未来还应根据市场需求研究出有利于某种特定内含物提取的加工技术和运行方案。

2 药食用菊花成分及其应用研究

2.1 菊花内含物的分析与测定

菊花属植物含有丰富的内含物，是近年来天然产物化学的研究重点[18]。目前，已知的有挥发油、黄酮类化合物、多糖[19]、有机酸[20]、氨基酸及丰富的微量元素。其提取物具有清热解毒[21]、消炎抗菌[22-24]、抗氧化[25-26]、抗病毒、抗癌变[27]、降血压[1，28-29]等效果。 因此，对菊花内含物的分析与测定也是当前药食用菊花研究的重点[30]。Chen等[1]对我国25个常见菊花品种的化学成分、抗氧化活性和保肝作用进行了综合评价。在H2O2诱导的肝细胞损伤试验中，不同品种药食用菊花的抗氧化能力差异较大，其中以桐城菊的抗氧化效果最好（90.32%），其次为楚菊（5.78%）。Chen等[31]运用液相质谱连用技术对27个茶用菊花品种中21种黄酮醇、7种咖啡奎宁、4种胡萝卜素和13种其他化合物进行鉴定和定量分析发现，经热水浸泡30 min时，茶中黄酮类化合物和咖啡基奎宁酸大部分溶解，且菊花中槲皮素-3-O-半乳糖苷-7-O-葡糖苷含量与菊花黄色程度相关。据报道，咖啡基奎宁酸衍生物具有抗炎、抗氧化、抗病毒等作用。Yang等[20]从杭白菊中分离出3个新的咖啡基奎宁酸衍生物，并通过物理数据分析其结构中有一个罕见的8-氧-双环[3.2.1]辛-3-en-2-1环，它是通过咖啡基奎宁酸与d-葡萄糖衍生物的[5+2]环加成形成的，对过氧化氢诱导的SH-SY5Y细胞的神经毒性有显著的抑制作用。方家选等[29]研究了怀菊花浸膏对自发性高血压大鼠的降压作用，结果发现，怀菊花浸膏高剂量组能降低高血压大鼠的血压，并显著增加脑、心、肾组织SOD含量，减少MDA含量，有效降低血压并减轻靶器官过氧化损伤。张留记等[28]采用放射免疫法测定血浆内皮素、血管紧张素、醛固醇、肾素活性含量等，印证了黄菊总黄酮对自发性高血压大鼠的降压效果。因此，菊花饮品对于中老年高血压人群具有优秀的保健功效。Shi等[32]研究了菊花总黄酮对去势干眼雄兔泪腺组织和干眼细胞中1L-1β、NF-KB和AR表达的影响，发现菊花中总黄酮能通过抑制去势雄兔肝炎模型泪腺组织中1L-1β和TN-α的表达增加TGF-β1mRNA的合成进而增加TGF-β1达到减轻干眼雄兔泪腺组织炎症的效果。Yu等[19]从黄菊中分离了CT70-1A、CT70-1B和CT70-2等3种同质寡糖，发现其能有效改善高血糖和神经炎症，起到预防2型糖尿病、阿尔茨海默病等疾病发生的作用。近年来，对药食用菊花内含物中各种成分的分析与药理研究取得了一定进展，但针对具有高医用价值天然产物的高效提取技术还需加大研究力度。

2.2 菊花相关产品开发及应用

菊花作为中药和茶饮应用在我国已有2 000多年的历史。近年来，随着其丰富的内含物被不断分析和开发，药食用菊花的应用正在从传统应用领域向制药、食品加工、日化、饲草加工等方面不断拓展。Wang等[33]采用蛋白质组学和肠道菌群研究了菊花多糖改变便秘的作用机制。研究表明，桑叶多糖可显著提高大鼠粪便颗粒含水量、小肠推进率、胃泌素（MTL）、胃泌素（GAS），降低生长抑制剂水平，改善菌群结构，改善胃肠动力。蛋白质组学研究表明，桑叶多糖通过调节RAS、FABP1和SLC1A5蛋白表达减少肠道病变，增强肠道稳态，增加氨基酸的摄入，最终促进肠道运动缓解便秘。以菊花为原料制作健康发酵饮品是菊花应用的重要方向之一。李 滨等[26]以亳菊为原料，利用菊花内具有抗氧化能力的多种活性成分，如花色素、绿原酸、菊苷、菊花萜二醇等制作具有高抗氧化功能的发酵食品。通过优化发酵条件提升抗氧化活性，为获得高质量的酵素饮料提供理论指导。刘淑珍等[34]以带皮无花果为原料，添加菊花茶水混合发酵制成果酒并优化了无花果与菊花的比例、酵母接种量、发酵天数等工艺参数，通过测定发酵过程中果酒中酚类、花色苷、酒精度等数据确定了果酒的最佳发酵条件。除了发酵饮品外，菊花还可以用于制作菊花泡腾片[35]、菊花豆腐和菊花葡萄酒等食用产品[36]。从药食用菊花中提取的富含萜类化合物的精油还能用于制作植物清新剂、菊花口红、菊花面膜等日化用品，凭借天然安全的特点和抗氧化、抑菌、保湿的效果深受日化市场欢迎。与菊花的花序类似，菊花茎、叶、根中同样含有丰富的黄酮类、挥发油、多糖等物质[37]，却长期未被重视。茅慧玲等[38]通过在粗粮饲料中掺杂菊花茎、叶研究了饲喂菊花茎、叶对羔羊生长的影响，研究发现，随着杭白菊茎、叶在饲料中比重的增加，羊羔血清中血红素酶（CAT）含量和总抗氧化能力（T-AOC）增加，杭白菊茎、叶的投喂有助于羔羊提高抗氧化能力，促进生长。类似的应用在生猪养殖、蛋鸡养殖中也多有报道[39]。

3 展望

菊花作为我国花中四君子之一，其被作为中药材和饮品的历史悠久。当下国内民众对喝茶养生日益重视，药食用菊花产业快速发展，市场需求旺盛。菊花种植规模的不断扩大使菊花主要产地形成了极具本地特色的产业名片，带动了地区经济发展，但药食用菊花在种植阶段过量施肥、滥用农药、重茬障碍和种植标准不统一等问题仍然存在，需要引起重视。除通过优化种植密度、喷施生长调节剂、改良土壤环境来降低菊花病害提高菊花的质量和安全性外，还应着力加大对高抗逆性品种菊花的开发力度。药食用菊花的大规模采收用工量大、菊花采收难是制约其规模化种植的另一重要问题，虽然当前已有针对菊花花朵数量多、花朵高度不统一等特点设计开发的菊花采收机械，但均存在技术不成熟、实用性差、难推广等问题。研发出性能稳定、效率高、质量好、适用性广、易推广的药食用菊花采收机械仍将是未来菊花采收机械化研究的重点。药食用菊花包括总黄酮、精油、多糖在内的丰富内含物，赋予了菊花抗菌消炎、抗癌、抗氧化等药效，使其在药用和食用以外的日用化工、饲料加工等领域也得到了广泛应用。从近年来药食用菊花的生产技术、成分分析、应用研究进展和市场需求上来看，生产绿色健康的药食用菊花将成为未来药食用菊花生产技术的必然要求。通过对药食用菊花全株的充分利用，实现对其内含物精细分离、分析、提取，将其与不同药物、食物、饲料配合使用或将成为未来药食用菊花应用发展的主流方向。