竹芋開(kāi)發(fā)利用研究進(jìn)展及在貴州的發(fā)展前景

袁清風(fēng)， 羅春芳， 羅麗娟， 楊 龍， 歐珍貴*， 羅亞紅， 郇樹(shù)乾， 雷 靜

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 亞熱帶作物研究所， 貴州 興義 562400； 2.興義民族師范學(xué)院， 貴州 興義 562400； 3.海南大學(xué)， 海南 海口570228)

竹芋(MarantaarundinaceaL.)是芭蕉目竹芋科竹芋屬的一種多年生草本植物[1-5]，原產(chǎn)于西印度群島、南美洲的佛羅里達(dá)及墨西哥地區(qū)，主產(chǎn)地為西印度群島的圣文森特島，現(xiàn)廣泛種植于各個(gè)熱帶、亞熱帶地區(qū)。我國(guó)海南、廣東、云南等大部分南方地區(qū)常見(jiàn)栽培[6-7]。竹芋的肉質(zhì)根莖富含淀粉，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，用途廣泛，除能直接食用外還能制成適于糖尿病患者食用的食品和主治小便赤痛、肺熱咳嗽的藥品，以及制作成可食用薄膜、藥品膠囊的膜衣等；根莖提取物質(zhì)后的殘?jiān)捎糜卺劸坪桶l(fā)酵產(chǎn)生甲烷，從植株中提取的纖維可用于制作繩索和具有抗撕裂特性的紙張[2，4，7-13]。因此，了解竹芋資源分布及研究現(xiàn)狀，對(duì)其開(kāi)發(fā)、農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展及農(nóng)民增收具有十分重要的意義。為貴州推廣種植竹芋提供參考依據(jù)，對(duì)竹芋產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)展以及在貴州的種植表現(xiàn)與發(fā)展前景介紹如下。

1 竹芋的特征特性與理化性質(zhì)

1.1 特征特性

竹芋肉質(zhì)根莖為白色紡錘形，有鱗片，形似竹筍，味如芋頭，因此稱之為竹芋。葉薄，卵狀披針形或卵形。夏秋開(kāi)花，總狀花序，頂生，白色小花數(shù)朵，疏散；萼片狹披針形；花冠基部擴(kuò)大，外輪有2枚退化的倒卵形雄蕊，先端凹入，長(zhǎng)約1 cm，內(nèi)輪長(zhǎng)僅及外輪的一半；苞片線狀披針形，內(nèi)卷；子房稍被長(zhǎng)柔毛或無(wú)毛。果實(shí)長(zhǎng)圓形[1，14]。竹芋為熱帶植物，性喜溫濕、低光度的環(huán)境，但不能長(zhǎng)期在低光度環(huán)境下生長(zhǎng)，也不能在強(qiáng)光下曝曬；有一定的耐霜、耐旱能力。生長(zhǎng)溫度為13～35℃，最適溫18～25℃，適于溫暖濕潤(rùn)的亞熱帶和熱帶氣候條件下生長(zhǎng)。宜栽于土質(zhì)較疏松而深厚的沙壤土，生長(zhǎng)期需要充足的水分，忌積水，空氣濕度在70%～80%時(shí)生長(zhǎng)較好；需足肥，肥力不足會(huì)導(dǎo)致根莖纖維多淀粉少且不肥大。一般3—4月栽種，10個(gè)月左右收獲，在枝葉發(fā)黃萎蔫時(shí)挖取根莖，過(guò)早收獲淀粉含量少，過(guò)遲收獲纖維含量增多，淀粉提取困難[7，16]。

1.2 理化性質(zhì)

竹芋地下根莖含水分67%～75%，淀粉22%～28%，蛋白質(zhì)1%～2%，灰分1.3%～1.4%，纖維0.6%～1.3%和少許糖分。竹芋淀粉含量高，其中含直鏈淀粉27.8%～29.4%，與支鏈淀粉的比例為0.5%～0.54%[13]；因含粘膠質(zhì)少，粉碎水浸提取時(shí)淀粉易沉淀，提取率高，占鮮重的16%～18%[15]。竹芋塊莖不含有毒物質(zhì)，因此在食品工業(yè)上應(yīng)用廣泛[7，16]。

2 竹芋產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用

2.1 食品方面

竹芋可食部分為肉質(zhì)根莖，加工得到的淀粉容易消化，適合老人、小孩和嬰兒食用，尤其適合消化道疾病患者食用[2]。竹芋的直鏈淀粉含量高，在食用薄膜中應(yīng)用多，如將黑莓粉加入竹芋淀粉薄膜可將顏色和花青素溶于薄膜之中，提高薄膜的抗氧化能力，更易溶于水，也使薄膜在不同介質(zhì)(酸性、中性、堿性溶液)中能保持原始形態(tài)，表明其作為向食品中釋放生物活性物質(zhì)的載體具有很大的潛力[9-12]。此外，竹芋粉可作為混合料用于制作新鮮面包等食品的配料中，生產(chǎn)面包時(shí)預(yù)計(jì)可替代30%常用的小麥粉；在新鮮面包中添加更多竹芋粉會(huì)增加碳水化合物和粗纖維的含量[13]。

2.2 醫(yī)藥方面

竹芋塊莖性涼，味甘、淡，有利尿清肺功能，用于治療小便赤痛、肺熱咳嗽[8]。竹芋粉糖分含量低，以其為主要配料制作出的食物不僅能增加飽腹感，還不會(huì)增加血糖指數(shù)[17]。以此制作具有良好的低血糖指數(shù)、感官特性和理化特性的餅干，可以作為糖尿病患者的食品進(jìn)一步開(kāi)發(fā)[18]；竹芋淀粉和麥芽糊精的包封組合是使有活力的益生菌到達(dá)大腸的有效組合[19]。

2.3 工業(yè)方面

竹芋淀粉在工業(yè)上的應(yīng)用始于18世紀(jì)，竹芋粉顆粒細(xì)小，潔白細(xì)膩，糊化后粘度很高、硬度低，且高溫時(shí)持續(xù)加熱粘度仍然維持，不會(huì)降低粘度。因此，竹芋淀粉除與其他淀粉用途相同外，還可以制作高粘度的粘合劑、作為化妝品撲粉的基質(zhì)及制作光滑質(zhì)優(yōu)的果凍；用于計(jì)算機(jī)的無(wú)碳紙涂層[2]。將竹芋淀粉加入甘薯淀粉、木薯淀粉中能明顯改善兩者的凝膠穩(wěn)定性，且可用于調(diào)節(jié)這些淀粉在工業(yè)產(chǎn)品中的凝膠性質(zhì)[20]。

竹芋淀粉酶可使淀粉轉(zhuǎn)化為糖的效率增高，降低淀粉粘度，使之能廣泛用于改善焙烤類食品品質(zhì)和作為制糖行業(yè)的原料，用于生產(chǎn)糖的衍生物、甜味劑等[21]。竹芋粉中約有77.83%的淀粉等多糖，加之蛋白質(zhì)含量低、不含纖維素等特點(diǎn)，故是適宜生產(chǎn)燃料酒精的原料[22]。如以竹芋粉為原料，采用固態(tài)同步糖化發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇，無(wú)廢水排放，且每噸可產(chǎn)乙醇達(dá)0.28 t以上。竹芋應(yīng)用于工業(yè)不僅能促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也是落實(shí)用非糧作物生產(chǎn)燃料乙醇源政策的具體舉措[23-25]。

2.4 其他

竹芋提取淀粉產(chǎn)生的殘?jiān)蛷U水可用于生產(chǎn)甲烷氣體，既可提高收益，又能減少環(huán)境污染，且在日照率高的地區(qū)，甲烷的產(chǎn)量也有所提升。竹芋殘?jiān)褪斋@時(shí)被棄用的地上部分，可以作為動(dòng)物飼料。從植株中提取和殘?jiān)频玫睦w維打漿后可用于制造外包裝紙和紙袋等耐撕裂的紙張；纖維本身還可作為制作繩索的原料。由此可見(jiàn)，竹芋綜合利用的潛力很大。

3 竹芋在貴州的種植表現(xiàn)與發(fā)展前景

貴州紅水河、南北盤江、烏江、都柳江及清水江流域的大部分中低山河谷地區(qū)(海拔800 m以下)，屬于中亞熱帶和南亞熱帶氣候，年均氣溫16.8～21.3℃，7月(最熱月)平均溫度26～31℃，1月(最冷月)平均溫度5～11℃，≥10℃的年有效積溫4 800～6 800℃(部分達(dá)7 000℃以上)；年日照時(shí)數(shù)1 100～1 500 h，日照率26%～30%；無(wú)霜期長(zhǎng)，在285～360 d(少數(shù)地區(qū)全年無(wú)霜)；年均降雨量1 000～1 500 mm[22]。對(duì)照竹芋的生長(zhǎng)條件，貴州適宜竹芋的生長(zhǎng)。

2019年4月5日引種種植于望謨縣，11月25日測(cè)產(chǎn)。從表1看出，竹芋在貴州熱區(qū)平均產(chǎn)量達(dá)1 232.10 kg/667m2，與在云南省西雙版納州景洪、勐臘縣及河口等地區(qū)栽培的最高產(chǎn)量(1 528.5 kg/667m2)[13]差異不大，如果管理良好還能提高產(chǎn)量，表明竹芋適宜在貴州望謨等熱區(qū)生長(zhǎng)。目前，竹芋的市場(chǎng)價(jià)格為10元/kg，貴州熱區(qū)種植竹芋收入在12 320.10元/667m2，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。竹芋病蟲(chóng)害較少，耐半陰，可在高稈作物和芒果、荔枝等果樹(shù)下種植，從而可產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)生產(chǎn)竹芋淀粉而殘余的廢渣和廢水進(jìn)行加工利用，不僅能提高經(jīng)濟(jì)效益，還能減少環(huán)境污染。綜上所述，在貴州中低山河谷地區(qū)種植發(fā)展竹芋產(chǎn)業(yè)具有較好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

表1 竹芋在貴州的種植表現(xiàn)