薇菜的生物學(xué)特性及薇菜的加工與利用

肖 簫，何義發(fā)

(湖北民族學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,湖北 恩施 445000)

薇菜是蕨類植物中紫萁科紫萁屬紫萁類孢子體嫩葉的加工品.包括紫萁和分株紫萁，為多年生草本植物[1].紫萁中含有黃酮類[2]、內(nèi)酯類[3-4]、甾酮類[5]、多糖類[6-8]、鞣質(zhì)[9]及氨基酸類[10]成分.薇菜是目前經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的蕨類植物之一，因其營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美、風(fēng)味獨(dú)特，且采自山野，所以有 “山珍”和“山菜之王”的美譽(yù).紫萁主要分布在我國(guó)長(zhǎng)江流域以南地區(qū)，中醫(yī)藥上稱紫萁貫眾或高腳貫眾，業(yè)內(nèi)人士稱為南方薇菜，分株紫萁主要分布在我國(guó)東北地區(qū)，被稱為東北薇菜.雖然學(xué)術(shù)界對(duì)薇菜的稱謂還存在爭(zhēng)議，各種文獻(xiàn)對(duì)這兩種植物的表述還不盡相同，為敘述方便，在這里我們把這兩種植物都稱為薇菜.除中國(guó)外，日本、韓國(guó)、朝鮮、墨西哥、俄羅斯、越南、印度等地境內(nèi)均有分布，我國(guó)是薇菜的主要生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)[1].本文重點(diǎn)對(duì)南方薇菜(紫萁)的生物學(xué)特性及其加工利用進(jìn)行論述.

1 薇菜的形態(tài)學(xué)、生物學(xué)特性

1.1 形態(tài)學(xué)

薇菜(紫萁,下同)植株高50～80 cm或更高.根狀莖短粗或成短樹干狀而稍彎.葉簇生，直立，柄長(zhǎng)20～30 cm，禾稈色，幼時(shí)被密絨毛，不久脫落；葉片為三角廣卵形，長(zhǎng)30～50 cm，寬25～40 cm，頂部一回羽狀，其下為二回羽狀；羽片3-5對(duì)，對(duì)生，長(zhǎng)圓形，長(zhǎng)15～25 cm，基部寬8～11 cm，基部一對(duì)稍大，有柄(柄長(zhǎng)1～1.5 cm)，斜向上，奇數(shù)羽狀；小羽片5～9對(duì)，對(duì)生或近對(duì)生，無柄，分離，長(zhǎng)4～7 cm，寬1.5～1.8 cm，長(zhǎng)圓形或長(zhǎng)圓披針形，先端稍鈍或急尖，向基部稍寬，圓形，或近截形，相距1.5～2 cm，向上部稍小，頂生的同形，有柄，基部往往有1～2片的合生圓裂片，或闊披形的短裂片，邊緣有均勻的細(xì)鋸齒.葉脈兩面明顯，自中肋斜向上，二回分歧，小脈平行，達(dá)于鋸齒.葉為紙質(zhì)，成長(zhǎng)后光滑無毛，干后為棕綠色.孢子葉(能育葉)同營(yíng)養(yǎng)葉等高，或經(jīng)常稍高，羽片和小羽片均短縮，小羽片變成線形，長(zhǎng)1.5～2 cm，沿中肋兩側(cè)背面密生孢子囊[1].

1.2 生物學(xué)特性

薇菜具有原葉體(無性世代)和孢子體(有性世代)兩個(gè)相互獨(dú)立的世代.依靠孢子繁殖后代, 成熟孢子為三裂縫、四面體型， 其表面具短棒狀紋飾.地下莖短粗并簇生成蔸狀,嫩葉呈自然拳卷狀態(tài),葉被覆白色或褐色的絨毛，薇菜自然更新率極低,因其壽命長(zhǎng),現(xiàn)有資源為若干年積累而成.薇菜適應(yīng)性廣，每年4月下旬根狀莖開始萌發(fā)并抽生新葉，嫩葉生長(zhǎng)極為迅速；孢子于5月下旬成熟，在適宜的環(huán)境條件下，孢子萌發(fā)成配子體后，受精卵在頸卵器中發(fā)育成胚，胚接著發(fā)育成獨(dú)立生活的孢子體.

據(jù)王謀強(qiáng)等人的研究表明[11],薇菜喜歡溫暖陰濕的環(huán)境，分布在半陰坡或陰坡溝坎邊,它主要的伴生植物有山蒼子、芒萁、狗脊和杜鵑等，在恩施800～1 200 m地區(qū)長(zhǎng)勢(shì)良好.薇菜在遮蔭處可促進(jìn)其萌發(fā)生長(zhǎng)，在富含腐殖質(zhì)的肥沃土壤中產(chǎn)量和品質(zhì)也有較大提高.薇菜有紅葉柄紫萁和綠葉柄紫萁兩個(gè)生態(tài)變異類型.

2 薇菜的繁殖技術(shù)、采收和初加工

2.1 薇菜的繁殖技術(shù)

薇菜的根莖繁殖采用野生地下根莖繁殖，具有生長(zhǎng)快、出產(chǎn)早等優(yōu)點(diǎn).缺點(diǎn)是多年來人們一直采用此法，野生種源很難采到.此法繁殖春秋兩季均可進(jìn)行，但以早春為好，成活率高，生長(zhǎng)快[12].

孢子繁殖是近年來人工栽培蕨類植物采用的一項(xiàng)新技術(shù)，雖然技術(shù)復(fù)雜，但繁殖數(shù)量大，不僅適宜規(guī)?；a(chǎn)也利于保護(hù)野生資源，符合紫萁生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益[12].馬玉心等[13]對(duì)薇菜孢子的繁殖做了深入的研究，利用“三段式”育苗培蔸技術(shù)使薇菜孢子形成可直接用于人工栽培的種蔸.“三段式”育苗培蔸技術(shù)經(jīng)過了出苗、煉苗和培蔸三個(gè)階段.出苗階段即床苗期，主要在苗床內(nèi)進(jìn)行；煉苗階段即容器苗期，讓其在容器中形成根團(tuán)，有利于根系的生長(zhǎng)和成活；培蔸階段即圃苗期，在條件較好的苗圃地進(jìn)行，通過一系列促進(jìn)種蔸生長(zhǎng)的措施，促進(jìn)地下莖膨大.

張澤宏[14]對(duì)東北薇菜(分株紫萁)的組織培養(yǎng)進(jìn)行了研究，成功地誘導(dǎo)出了愈傷組織，并繼代、生根、得到試管苗，袁藝[10]、吳三橋[15]、張敏[16]以紫萁孢子作為外植體得到了試管苗.

2.2 采收和初加工

采收時(shí)間一般在4～6月.由于薇菜生長(zhǎng)速度不一樣,5月進(jìn)入采收期,6月結(jié)束采收 ,一般連續(xù)采集3茬,第1茬是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵,因此,當(dāng)葉柄長(zhǎng)到15 cm以上時(shí)才能采集第1茬.以后隨氣溫上升,一茬比一茬生長(zhǎng)快 ,但由于營(yíng)養(yǎng)漸少,葉柄一茬比一茬細(xì),當(dāng)葉柄端的勾葉出現(xiàn)半伸呈羽狀復(fù)葉,葉柄就開始老化,出現(xiàn)纖維時(shí)停止采集.采集要根據(jù)產(chǎn)區(qū),依次輪流采集,一般7天輪回1次.采集原則:按距離先近后遠(yuǎn),按地勢(shì)先低后高,按日照先陽(yáng)后陰,按植株先高后矮,按長(zhǎng)勢(shì)先早后晚.

薇菜干加工工藝流程：采后處理→熗燙→揉搓→變紅→干燥→整理.熗燙：用鋁鍋或鐵鍋將水燒開，將采后緊處理和分級(jí)的薇菜按粗細(xì)分別放入開水中煮沸，一般煮3～5 min，要求菜要煮透、不過爛、不夾生，否則晾曬時(shí)會(huì)發(fā)黑變成次品；變紅：將經(jīng)熗燙過的菜攤開直接見光(晴天3 h，陰天4～5 h，雨天讓雨淋24 h)，不紅不翻動(dòng)，周身全紅后開始搓揉；搓揉：將變紅的菜及時(shí)攤放在干凈的簸箕、曬席或木板上，兩手心向下用滾動(dòng)式順一個(gè)方向揉搓8～10次；干燥：晴天干燥最為理想；整理：干燥后進(jìn)行整理，去掉老梗、雜質(zhì)、裝袋.

3 薇菜的營(yíng)養(yǎng)成分及藥理作用

3.1 營(yíng)養(yǎng)成分

薇菜是一種以碳水化合物為主的野菜，其營(yíng)養(yǎng)豐富，富含氨基酸、纖維素、維生素和人體必須得各種微量元素.

何義發(fā)等[1]對(duì)恩施薇菜的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，薇菜幼葉干制品含有總量為9 968.67 mg/100 g的19種氨基酸，其中，人體的8種必需氨基酸的總量為4 438.3 mg/100 g；谷氨酸含量最高，為2 080.5 mg/100 g，排在第二位的是天冬氨酸，含量為1 113 mg/100 g.薇菜還含有大量的礦質(zhì)元素，如鉀、鈉、鈣、鎂、鋅、銅、鐵、鈷、鎳、鉬、磷、硅、硒等，其中，以鉀元素的含量為最高(1 012 mg/100 g)；富含維生素C和維生素B1、B2以及胡蘿卜素.

吳三橋等[15]對(duì)薇菜中的氨基酸、灰分、粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、總糖含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，必須氨基酸占總氨基酸量的43.26%，灰分含量為8.11%,粗蛋白為22.8%，粗纖維為13.07%,粗脂肪為3.34%，總糖為21.14%.

王謀強(qiáng)等[17]對(duì)商品薇菜干的綜合樣品進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析，結(jié)果表明薇菜干與金菜干、香菇和木耳比較，各種理化指標(biāo)均與之接近.其中，蛋白質(zhì)含量高于木耳，略低于香菇，脂肪和熱量均比木耳、金菜、香菇低.與八珍之一的猴頭，名貴山珍竹蓀，以及東北薇菜干相比，所含人體必需氨基酸總量彼此接近.薇菜干的主要維生素含量(mg/100g)分別是:抗壞血酸19.82，核黃素0.60，硫胺素0.11，生育酚0.27，胡蘿卜素0.37.

3.2 藥理作用

1)抗病毒.藥理實(shí)驗(yàn)表明，紫萁有抗單純性皰疹病毒、腺病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒、流感病毒等作用.黃酮類化合物對(duì)心血管系統(tǒng)有重要作用，能抗肝炎病毒.對(duì)抗腺病毒和抗單純性皰疹病毒的體外實(shí)驗(yàn)表明，紫萁的治療作用較強(qiáng)[1].

2)抗菌消炎和細(xì)胞修復(fù).據(jù)日本學(xué)者根子分析，紫萁幼葉絨毛具有抗菌、凝血和促進(jìn)細(xì)胞修復(fù)的功效[1].張澤宏等[18]對(duì)紫萁各部位提取液抑菌作用進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，紫萁全株都有不同程度的抑菌效果，其中，地下部位比地上部位的抑菌效果好，提取液對(duì)枯草桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果最明顯，對(duì)酵母菌抑菌效果不明顯，對(duì)青霉菌無抑菌效果.

3)提高機(jī)體免疫力.紫萁根莖中含有豐富的微量元素和多糖類物質(zhì)，它們對(duì)機(jī)體的代謝、生長(zhǎng)發(fā)育、疾病的預(yù)防都起著重要作用.李磊等[19]對(duì)紫萁多糖進(jìn)行了基本性質(zhì)的研究，結(jié)果表明紫萁多糖的活性成分為酸性多糖，酸性多糖具有與陽(yáng)離子交換的能力，能調(diào)節(jié)腸內(nèi)pH；紅外光譜顯示其呋喃糖苷的特征.

4 薇菜產(chǎn)品開發(fā)

山野菜的加工，是為了使山野菜耐貯藏和運(yùn)輸；二是為了獲得營(yíng)養(yǎng)衛(wèi)生高品質(zhì)的蔬菜食品，從而提高山野菜的價(jià)值.

引起山野菜加工品敗壞的原因主要包括物理、化學(xué)和生物三方面因素.物理因素包括光、溫度、壓力等，光照使產(chǎn)品溫度升高，促進(jìn)化學(xué)物質(zhì)降解，溫度較高有利于各種微生物的活動(dòng)，壓力可使食品遭受機(jī)械損傷；化學(xué)因素如食品本身的糖、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、單寧、酶等的變化；生物因素如細(xì)菌類、霉菌類、酵母菌類及小型動(dòng)物對(duì)食品的侵染.

為防止敗壞可采取以下措施對(duì)食品進(jìn)行貯藏：腌制、糖制、脫水保藏、無菌保藏、發(fā)酵保藏和化學(xué)保藏等.山野菜通過腌制、糖制、脫水干制后，可以提高物質(zhì)的滲透壓從而使微生物無法從食品中吸取水分和養(yǎng)分，同時(shí)使微生物發(fā)生反滲透作用而達(dá)到抑菌的目的；山野菜經(jīng)過滅菌和密封相結(jié)合的方法也可長(zhǎng)時(shí)間保藏；利用微生物發(fā)酵所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可以抑制其他有害生物的活動(dòng)從而達(dá)到保藏的目的；利用外加的化學(xué)藥劑來阻止食品中的有害生物生長(zhǎng)發(fā)育來達(dá)到保藏的目的，這些化學(xué)藥劑稱之為防腐劑，它是無毒、無異味，對(duì)人體健康無害，不破壞營(yíng)養(yǎng)成分，不影響食品風(fēng)味，能防止食品本身的分解變質(zhì)，能抑制或殺死危害食品的有害生物的一種化學(xué)藥劑.另外，食品在運(yùn)輸和貯藏過程中還應(yīng)避免高溫、光照和碰撞擠壓等.對(duì)于某些加工食品還可采用低溫保藏的方法抑制有害生物的活動(dòng).

薇菜干可以加工成各種類型的食品投放市場(chǎng)，包括復(fù)原精制薇菜，清水薇菜軟罐頭以及各種即食快餐薇菜食品.

何義發(fā)等[20]對(duì)薇菜的脫苦、保脆和護(hù)色方法進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，用2%的碳酸氫鈉溶液脫苦,0.2%氯化鈣溶液保脆以及用300 mL/L的醋酸銅在pH值6時(shí)護(hù)色能達(dá)到良好的效果.

5 薇菜的利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

薇菜的地理分布范圍比較窄，主要分布在日本、韓國(guó)、中國(guó)、墨西哥、加拿大等國(guó)，越南、印度也有分布.較早進(jìn)行薇菜研究和開發(fā)的國(guó)家是日本.日本在對(duì)薇菜的生態(tài)習(xí)性、繁殖技術(shù)、人工栽培、加工等研究均處于領(lǐng)先地位，20世紀(jì)70年代初，首次進(jìn)行野生轉(zhuǎn)家栽實(shí)驗(yàn)并獲成功，此后不斷積累完善，使其人工栽培薇菜經(jīng)濟(jì)壽命可達(dá)30～40年，畝產(chǎn)量可達(dá)50～100 kg干品，在孢子繁殖、組織培養(yǎng)方面也有很大突破.在我國(guó)，薇菜資源開發(fā)已有很久歷史，古代就由利用薇菜的記載，被列為救荒植物，而作為商品開發(fā)出口是在20世紀(jì)70年代，日本大量進(jìn)口我國(guó)東北薇菜.我國(guó)薇菜主要出口日本、韓國(guó)及東南亞國(guó)家，在國(guó)際市場(chǎng)上享有很高的聲譽(yù)，主要以干制品出口，僅日本每年需要量就達(dá)10 000t以上.

薇菜開發(fā)利用還存在很多問題：一是開發(fā)利用僅停留在野生資源的利用上，自然更新速度跟不上采摘速度，造成資源處于青黃不接的狀況；二是薇菜總量不能滿足國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要；三是薇菜商品仍以干菜出口，商品價(jià)值低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一；四是深度開發(fā)的科學(xué)研究滯后.

另外，在產(chǎn)品開發(fā)上有以下幾個(gè)方面可以進(jìn)行研究和探索：一是初生拳卷嫩葉密被的絨毛可開發(fā)止血貼及止血藥物添加成分；二是薇菜嫩葉加工成干菜，開發(fā)成各種方便食品和功能性食品，同時(shí)可利用薇菜干精加工時(shí)留下的下腳料提取紫萁多糖、紫萁膳食纖維等；三是植株全草入藥和開發(fā)成飼料；四是利用薇菜孢子粉，運(yùn)用破壁技術(shù)開發(fā)成各種功能性食品[1].

目前，受資源、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的制約，薇菜的開發(fā)利用還停留在干菜利用階段，主要以薇菜干和少數(shù)復(fù)原精制薇菜出口，由于薇菜的人工栽培還沒有普遍展開，薇菜的產(chǎn)業(yè)化格局尚未形成，因此，薇菜的綜合利用還有很大的發(fā)展空間.

[1] 何義發(fā)，王伯泉.武陵山區(qū)薇菜[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

[2] Okuyama T，Ohta Y，Shibata S. The constituents of Osmunda spp.III.Studies on the sporophyll of Osmunda japonica[J].Shoyakugaku Zasshi，1979，33(3):185-192.

[3] Numata A，Hokimoto K，Takemura T，et al. Plant constituents biologically active to insects.V.Antifeedants for the larvae of the yellow butterfly，Eurema hecabe mandarina，in Osmunda japonica[J].Chem Pharm Bull，1984，32(7):2815-2821.

[4] Numata A，Takahashi C，F(xiàn)ujiki R，et al. Plant constituents biologically active to insects.V.Antifeedants for larvae of the yellow butterfly，Eurema hecabe mandarina，in Osmunda japonica[J].Chem Pharm Bull，1990，38(10):2862-2874.

[5] Takemoto T，Okuyama T，Jin H，et al.Steroids.ⅩⅧ.Isolation of phytoecdysones from Japanese ferns I[J].Chem Pharm Bull，1973，21(10):2336-2341.

[6] 戴金鳳，李磊，劉輝，等.紫萁的研究進(jìn)展[J].中草藥，1999，30(9):717-723.

[7] 戴金鳳，李磊.紫萁多糖單糖組成及摩爾比GC分析[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，23(4):492-498.

[8] 厲博文，張東，楊嵐.紫萁貫眾中多糖的含量測(cè)定[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2010，16(10):41-49.

[9] 厲博文，張東，劉為廣，等.紫萁貫眾中鞣質(zhì)的含量測(cè)定[J].中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志，2010，17(11):45-51.

[10] 袁藝，檀華榕，曹德菊，等.紫萁野生苗與組培苗的氨基酸、無機(jī)元素含量的比較[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，27(3):302-309.

[11] 王謀強(qiáng)，張朝君.我國(guó)南方薇菜的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展對(duì)策[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34(4)：135-139.

[12] 王一民.紫萁人工栽培技術(shù)[J].北京農(nóng)業(yè)，2002(4)：14-16.

[13] 馬玉心,趙宏.分株紫萁的生物學(xué)特性及組織培養(yǎng)技術(shù)[J].中國(guó)林副特產(chǎn),2004,68(1):16-17.

[14] 張澤宏,何義發(fā).紫萁組織培養(yǎng)的探討[J].漳州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008,68(4)：108-110.

[15] 吳三橋,周建軍,李新生. 薇菜、蕺菜中氨基酸及其他營(yíng)養(yǎng)素含量的測(cè)定[J].氨基酸和生物資源，2000,22(3)：65-67.

[16] 張敏，張曙光，孫紅緒.紫萁(薇菜)的組織培養(yǎng)[J].植物生理學(xué)報(bào)，2004，40(2):194-195.

[17] 王謀強(qiáng)，勵(lì)啟騰.薇菜干的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析[J].植物資源與環(huán)境，1995，4(2):63-64.

[18] 張澤宏，何義發(fā).紫萁提取液抑菌實(shí)驗(yàn)的初步研究[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)，2008,30(2)：95-97.

[19] 李磊，陶海南.紫萁多糖POJI的分離純化和基本性質(zhì)研究[J].食品科學(xué)，1999(6):12-14.

[20] 何義發(fā)，孫鵬.薇菜預(yù)處理及加工技術(shù)研究[J].食品科技，2006(3):49-51.