藥食用菊花生產(chǎn)技術(shù)及其應(yīng)用研究進展

閆凱旋 肖青青 赫明濤 尹明明 沈業(yè)松 洪立洲*

（1鹽城市新洋農(nóng)業(yè)試驗站，江蘇鹽城 224049；2合肥學院生物食品與環(huán)境學院，安徽合肥 230601）

菊花為菊科植物菊（Chrysanthemum morifolium Ramat）的干燥頭狀花序，是我國常用的大宗中藥材和飲品原料，為藥食同源物品，有止痢、消炎、降壓、降脂以及平肝明目、祛風散寒的作用[1]。我國常見的藥食用菊花品種繁多且種植廣泛，根據(jù)不同的地理環(huán)境、氣候及加工等因素，現(xiàn)已經(jīng)形成杭菊、滁菊、貢菊、亳菊、懷菊、京菊、祁菊等主流品種，其中杭菊、滁菊、貢菊、懷菊和亳菊被收錄于2020版《中國藥典》[2]。隨著近年來大健康產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，藥食用菊花產(chǎn)品市場、種植規(guī)模均大幅增加[3]，國內(nèi)形成了浙江桐鄉(xiāng)、安徽黃山、江蘇洋馬等多個大型藥食用菊花種植生產(chǎn)基地。本文對近年來藥食用菊花在種植、采收、加工、藥用成分分析與應(yīng)用等方面的研究進行了系統(tǒng)梳理，分析了藥食用菊花生產(chǎn)存在的問題及未來發(fā)展趨勢。

1 藥食用菊花生產(chǎn)技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1 種植

藥食用菊花種植規(guī)模雖然逐年擴大，但缺乏科學的種植理念和技術(shù)，阻礙了各地藥食用菊花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是部分菊花種植戶一味追求高產(chǎn)，濫用肥料和化學農(nóng)藥，導致生產(chǎn)出的菊花藥材等產(chǎn)品農(nóng)藥殘留量大，大大降低了藥食用菊花的安全性。因此，近年對菊花種植技術(shù)的研究多集中在高產(chǎn)、高質(zhì)量、綠色等方面。徐 揚等[3]以麻城福白菊（屬于“杭菊”類）為對象，研究了種植密度對菊花產(chǎn)量及有效成分含量的影響。研究發(fā)現(xiàn)：稀植會增加菊花分枝數(shù)，使開花時間不統(tǒng)一，不利于機械采收；適當?shù)拿苤灿兄谠黾泳栈óa(chǎn)量和菊花中礦物質(zhì)元素的含量，但過高的密度會使菊花中的有效成分減少。綜合考慮產(chǎn)量及有效成分等因素，在種植密度為7.5萬株/hm2（行株距40 cm×30 cm）左右時，能較好地均衡菊花的產(chǎn)量與品質(zhì)。該研究與馬銘澤等[4]的研究結(jié)果一致。當前藥食用菊花普遍采用早植技術(shù)，增加了種植過程人力、物力的消耗，而且前期菊花生長過于旺盛易導致高溫季節(jié)菊花對田間根腐病的抵抗力下降和病害高發(fā)[3]。徐 揚等[5]采用田間小區(qū)試驗，在4—8月間設(shè)置8個不同種植時期處理，發(fā)現(xiàn)推遲菊花種植時間可有效避免或者降低田間菊花根腐病的發(fā)病率，菊花單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量均隨著種植時期的推遲呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，其中6月中旬種植單位面積產(chǎn)量最高，較4月中旬種植提高了92%。為提高菊花品質(zhì)，劉 萍等[6]用水楊酸噴施菊花，有效提高了食用菊花中總糖、總蛋白、總氨基酸、VC含量及SOD活性。沈文生等[7]通過噴施“寧盾”微生物菌劑（主要成分是多種芽孢桿菌及沙雷氏菌）顯著改善了貢菊的抗逆性。激素對調(diào)控植物生長發(fā)育至關(guān)重要。近年來，有關(guān)于使用生長調(diào)節(jié)劑提高觀賞性菊花觀賞性狀[8]、改善匍匐性狀[9]、提高扦插成活率[10-11]等方面的研究，但生長調(diào)節(jié)劑作用于藥食用菊花的研究報道較少。

1.2 采收

藥食用菊花種植規(guī)模大，花朵小且單株花朵數(shù)較多，高度不一，花期各不相同，各種不利因素導致機械化采收難以實現(xiàn)?，F(xiàn)行的人工采收勞動強度大、效率低且用工成本高，甚至占據(jù)了菊花生產(chǎn)總成本的30%以上[12]，極大地影響了菊花的規(guī)?；N植和經(jīng)濟效益。為提高采收效率，孫淑芳[13]研究了采收期對4個杭白菊新品種主要活性成分含量的影響。研究發(fā)現(xiàn)：在胎菊期進行采收作業(yè)，4個杭白菊新品種中活性成分均較高，提前采摘還有助于花芽分化；花蕊期采摘產(chǎn)量低，但總黃酮類內(nèi)含物、綠原酸、3，5-O-雙咖啡酰基奎寧酸含量較高；幼菊和全菊期采收產(chǎn)量高，但主要活性成分明顯較低。白曉艷[14]研究發(fā)現(xiàn)，與一次采摘相比，分批采收菊花可增產(chǎn)20%。菊花采收期的研究為制定高效合理的采收方案提供了科學依據(jù)。除了優(yōu)化采收期，設(shè)計適用于藥食用菊花的采收機械是實現(xiàn)菊花高效采收的又一重要途徑。國內(nèi)外常用采花機械主要有梳花、滾花、剪花、打花等幾種形式，由于菊花為草本莖稈植株，花朵高度不一且由小花瓣層層堆疊而成，采用滾花、剪花、打花均不適宜。為此，張純[12]設(shè)計了一種梳割采收與氣吸收集一體化的貢菊采收機械，該設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，可采用背負式行進。田間試驗研究了梳齒間隙、主軸轉(zhuǎn)速、風速等條件對菊朵采收率、破碎率、落地率、漏摘率的影響。同樣，Wang等[15]通過三維設(shè)計分析菊花拾取原理，利用ADAMS確定影響拾取效果的因素，在梳速為50 r/min、梳齒間隙為6 mm、梳齒工作深度為175 mm、梳齒插入角度為45°的情況下，摘出率為94.12%，雜質(zhì)率為7.81%，破損率為2.20%，損失率為3.12%，相比于人工采收效率大幅提升。采花期的合理規(guī)劃和采收機械的研究設(shè)計對藥食用菊花的高效、規(guī)模化生產(chǎn)具有重要意義。

1.3 加工

藥食用菊花品種繁多，種植地區(qū)的氣候、溫度、規(guī)模等因素各異，加工方法也各不相同。主要的加工工藝有曬干、蒸曬、硫黃熏蒸、烘房干燥、熱風干燥等[16]。其中，直接曬干法操作簡單，但直接曬干易使菊花散瓣、發(fā)黑。蒸曬法速度過慢、過程繁瑣，現(xiàn)已被逐漸淘汰。硫黃熏蒸法曾被用于杭菊、亳菊、滁菊、懷菊的加工。王珊[17]研究發(fā)現(xiàn)，硫黃熏蒸法會顯著降低杭白菊提取物的抗氧化活性，影響菊花產(chǎn)品的品質(zhì)。另外，因為硫黃熏蒸過程引入的二氧化硫和重金屬影響了菊花食品的安全性，該方法現(xiàn)已被禁用。烘房干燥采用炭火烘干，速度快，能保持花色不變，加工品質(zhì)優(yōu)良，多用于木炭資源豐富的黃山地區(qū)；但隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，木炭消耗量高、烘干房建設(shè)投入大等問題使其逐步被熱風干燥法替代。熱風干燥法是當前主流的藥食用菊花加工工藝，該方法先用蒸氣對鮮菊殺青，后經(jīng)過熱風烘干、陰涼處晾干并重復2～3次，處理后可有效防止菊花返潮。該工藝憑借其產(chǎn)量大、控溫準確、易實現(xiàn)自動化控制、加工品質(zhì)好等優(yōu)點基本滿足不同品種藥食用菊花的加工需求。隨著菊花應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，未來還應(yīng)根據(jù)市場需求研究出有利于某種特定內(nèi)含物提取的加工技術(shù)和運行方案。

2 藥食用菊花成分及其應(yīng)用研究

2.1 菊花內(nèi)含物的分析與測定

菊花屬植物含有豐富的內(nèi)含物，是近年來天然產(chǎn)物化學的研究重點[18]。目前，已知的有揮發(fā)油、黃酮類化合物、多糖[19]、有機酸[20]、氨基酸及豐富的微量元素。其提取物具有清熱解毒[21]、消炎抗菌[22-24]、抗氧化[25-26]、抗病毒、抗癌變[27]、降血壓[1，28-29]等效果。 因此，對菊花內(nèi)含物的分析與測定也是當前藥食用菊花研究的重點[30]。Chen等[1]對我國25個常見菊花品種的化學成分、抗氧化活性和保肝作用進行了綜合評價。在H2O2誘導的肝細胞損傷試驗中，不同品種藥食用菊花的抗氧化能力差異較大，其中以桐城菊的抗氧化效果最好（90.32%），其次為楚菊（5.78%）。Chen等[31]運用液相質(zhì)譜連用技術(shù)對27個茶用菊花品種中21種黃酮醇、7種咖啡奎寧、4種胡蘿卜素和13種其他化合物進行鑒定和定量分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)熱水浸泡30 min時，茶中黃酮類化合物和咖啡基奎寧酸大部分溶解，且菊花中槲皮素-3-O-半乳糖苷-7-O-葡糖苷含量與菊花黃色程度相關(guān)。據(jù)報道，咖啡基奎寧酸衍生物具有抗炎、抗氧化、抗病毒等作用。Yang等[20]從杭白菊中分離出3個新的咖啡基奎寧酸衍生物，并通過物理數(shù)據(jù)分析其結(jié)構(gòu)中有一個罕見的8-氧-雙環(huán)[3.2.1]辛-3-en-2-1環(huán)，它是通過咖啡基奎寧酸與d-葡萄糖衍生物的[5+2]環(huán)加成形成的，對過氧化氫誘導的SH-SY5Y細胞的神經(jīng)毒性有顯著的抑制作用。方家選等[29]研究了懷菊花浸膏對自發(fā)性高血壓大鼠的降壓作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，懷菊花浸膏高劑量組能降低高血壓大鼠的血壓，并顯著增加腦、心、腎組織SOD含量，減少MDA含量，有效降低血壓并減輕靶器官過氧化損傷。張留記等[28]采用放射免疫法測定血漿內(nèi)皮素、血管緊張素、醛固醇、腎素活性含量等，印證了黃菊總黃酮對自發(fā)性高血壓大鼠的降壓效果。因此，菊花飲品對于中老年高血壓人群具有優(yōu)秀的保健功效。Shi等[32]研究了菊花總黃酮對去勢干眼雄兔淚腺組織和干眼細胞中1L-1β、NF-KB和AR表達的影響，發(fā)現(xiàn)菊花中總黃酮能通過抑制去勢雄兔肝炎模型淚腺組織中1L-1β和TN-α的表達增加TGF-β1mRNA的合成進而增加TGF-β1達到減輕干眼雄兔淚腺組織炎癥的效果。Yu等[19]從黃菊中分離了CT70-1A、CT70-1B和CT70-2等3種同質(zhì)寡糖，發(fā)現(xiàn)其能有效改善高血糖和神經(jīng)炎癥，起到預(yù)防2型糖尿病、阿爾茨海默病等疾病發(fā)生的作用。近年來，對藥食用菊花內(nèi)含物中各種成分的分析與藥理研究取得了一定進展，但針對具有高醫(yī)用價值天然產(chǎn)物的高效提取技術(shù)還需加大研究力度。

2.2 菊花相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用

菊花作為中藥和茶飲應(yīng)用在我國已有2 000多年的歷史。近年來，隨著其豐富的內(nèi)含物被不斷分析和開發(fā)，藥食用菊花的應(yīng)用正在從傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域向制藥、食品加工、日化、飼草加工等方面不斷拓展。Wang等[33]采用蛋白質(zhì)組學和腸道菌群研究了菊花多糖改變便秘的作用機制。研究表明，桑葉多糖可顯著提高大鼠糞便顆粒含水量、小腸推進率、胃泌素（MTL）、胃泌素（GAS），降低生長抑制劑水平，改善菌群結(jié)構(gòu)，改善胃腸動力。蛋白質(zhì)組學研究表明，桑葉多糖通過調(diào)節(jié)RAS、FABP1和SLC1A5蛋白表達減少腸道病變，增強腸道穩(wěn)態(tài)，增加氨基酸的攝入，最終促進腸道運動緩解便秘。以菊花為原料制作健康發(fā)酵飲品是菊花應(yīng)用的重要方向之一。李 濱等[26]以亳菊為原料，利用菊花內(nèi)具有抗氧化能力的多種活性成分，如花色素、綠原酸、菊苷、菊花萜二醇等制作具有高抗氧化功能的發(fā)酵食品。通過優(yōu)化發(fā)酵條件提升抗氧化活性，為獲得高質(zhì)量的酵素飲料提供理論指導。劉淑珍等[34]以帶皮無花果為原料，添加菊花茶水混合發(fā)酵制成果酒并優(yōu)化了無花果與菊花的比例、酵母接種量、發(fā)酵天數(shù)等工藝參數(shù)，通過測定發(fā)酵過程中果酒中酚類、花色苷、酒精度等數(shù)據(jù)確定了果酒的最佳發(fā)酵條件。除了發(fā)酵飲品外，菊花還可以用于制作菊花泡騰片[35]、菊花豆腐和菊花葡萄酒等食用產(chǎn)品[36]。從藥食用菊花中提取的富含萜類化合物的精油還能用于制作植物清新劑、菊花口紅、菊花面膜等日化用品，憑借天然安全的特點和抗氧化、抑菌、保濕的效果深受日化市場歡迎。與菊花的花序類似，菊花莖、葉、根中同樣含有豐富的黃酮類、揮發(fā)油、多糖等物質(zhì)[37]，卻長期未被重視。茅慧玲等[38]通過在粗糧飼料中摻雜菊花莖、葉研究了飼喂菊花莖、葉對羔羊生長的影響，研究發(fā)現(xiàn)，隨著杭白菊莖、葉在飼料中比重的增加，羊羔血清中血紅素酶（CAT）含量和總抗氧化能力（T-AOC）增加，杭白菊莖、葉的投喂有助于羔羊提高抗氧化能力，促進生長。類似的應(yīng)用在生豬養(yǎng)殖、蛋雞養(yǎng)殖中也多有報道[39]。

3 展望

菊花作為我國花中四君子之一，其被作為中藥材和飲品的歷史悠久。當下國內(nèi)民眾對喝茶養(yǎng)生日益重視，藥食用菊花產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，市場需求旺盛。菊花種植規(guī)模的不斷擴大使菊花主要產(chǎn)地形成了極具本地特色的產(chǎn)業(yè)名片，帶動了地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，但藥食用菊花在種植階段過量施肥、濫用農(nóng)藥、重茬障礙和種植標準不統(tǒng)一等問題仍然存在，需要引起重視。除通過優(yōu)化種植密度、噴施生長調(diào)節(jié)劑、改良土壤環(huán)境來降低菊花病害提高菊花的質(zhì)量和安全性外，還應(yīng)著力加大對高抗逆性品種菊花的開發(fā)力度。藥食用菊花的大規(guī)模采收用工量大、菊花采收難是制約其規(guī)?；N植的另一重要問題，雖然當前已有針對菊花花朵數(shù)量多、花朵高度不統(tǒng)一等特點設(shè)計開發(fā)的菊花采收機械，但均存在技術(shù)不成熟、實用性差、難推廣等問題。研發(fā)出性能穩(wěn)定、效率高、質(zhì)量好、適用性廣、易推廣的藥食用菊花采收機械仍將是未來菊花采收機械化研究的重點。藥食用菊花包括總黃酮、精油、多糖在內(nèi)的豐富內(nèi)含物，賦予了菊花抗菌消炎、抗癌、抗氧化等藥效，使其在藥用和食用以外的日用化工、飼料加工等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。從近年來藥食用菊花的生產(chǎn)技術(shù)、成分分析、應(yīng)用研究進展和市場需求上來看，生產(chǎn)綠色健康的藥食用菊花將成為未來藥食用菊花生產(chǎn)技術(shù)的必然要求。通過對藥食用菊花全株的充分利用，實現(xiàn)對其內(nèi)含物精細分離、分析、提取，將其與不同藥物、食物、飼料配合使用或?qū)⒊蔀槲磥硭幨秤镁栈☉?yīng)用發(fā)展的主流方向。