呂向陽 陳艾萌 劉丹
摘要? ? 天冬為百合科天門冬屬植物,是一種常見的藥食兩用藥材,常用于美容養顏。內江市是天冬的道地產區,本文根據內江地區天冬生產實踐,結合相關文獻,對近年來內江天冬產業發展現狀進行分析和研究,對種質資源、栽培管理、組織培養、加工炮制等關鍵技術以及存在的問題進行歸納和總結,旨在為內江天冬產業發展提供決策參考和技術支持。
關鍵詞? ? 天冬;栽培技術;加工工藝;研究現狀;展望;四川內江
中圖分類號? ? S567.23+9? ? ? ? 文獻標識碼? ? A
文章編號? ?1007-5739(2019)14-0077-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(資源服務)標識碼(OSID)
Abstract? ? Asparagus cochinchinensis belongs to Asparaqus genus of Liliaceae family which is a kind of common edible herb.It is used widely for beauty and health care.Neijiang City is the genuine producing area of A. cochinchinensis.By investigating the production experience of planting A. cochinchinensis in Neijiang City,and studying the relative references,we analyzed the current situation of industrial development of A. cochinchinensis in Neijiang City in recent years,and summarized the technical points of A. cochinchinensis germplasm resources,cultivation techniques,tissue culture and processing process.The problems existing in the production of A. cochinchinensis were summarized,so as to provide decision reference and technical support for the developmen of A. cochinchinensis in Neijiang City.
Key words? ? Asparagus cochinchinensis;cultivation technique;processing technique;research status;prospect;Neijiang Sichuan
天冬是百合科天門冬屬植物天冬(Asparagus cochinchi-nensis(Lour.)Merr.)的干燥塊根,也被稱為明天冬或者天門冬,是一種常見藥食兼用藥材,以干燥塊根入藥或入膳,其主要有效成分為氨基酸、多糖、皂苷等,有養陰生津、潤肺清心的功能,具有治療肺結核、支氣管炎、白喉、百日咳、糖尿病和大便燥結等作用。
內江市是天冬的道地產區,早在20世紀70—90年代,天冬在內江及川南周邊的多個地區野生資源較多,且有較大規模的人工種植面積,僅在內江地區人工栽培面積就達到了2 000 hm2;中藥制藥業在近20年內飛速發展,用中藥材加工成的中成藥、保健品、食品、化妝品及獸用藥已占據我國醫藥和保健品市場的50%左右,國外使用中藥、保健品的人群日益增多,市場前景廣闊。目前,隨著人們生活水平和保健意識的不斷增強,天冬的市場需求量大增,但野生天冬資源急劇下降,人工種植天冬生長周期長,產量與出口量不成正比,市場價格一路上揚,缺口越來越大;天冬從采收到制成飲片通常需要多次工序,其中重復的加工過程浪費大量人力物力。因此,大力發展天冬人工種植、改善加工工藝是大勢所趨。
1? ? 天冬基源及種質資源
天冬記載始見于《神農本草經》,歷代所用天冬有多種植物,其中可以確定的品種有天門冬(A. cochinchinensis(Lour.)Merr.)、密齒天門冬(A. meioclados Levl.)、西南天門冬(A. munitus)和羊齒天門冬(A. filicinus)等[1-2]。百部自古以來多與天門冬混用,云南省現把羊齒天門冬(A. filicinus)作小百部應用;秦嶺地區曾將五加科部分植物誤作天門冬使用,而中國藥典2015版規定的天冬品種僅有天門冬(A. cochinchinensis(Lour.)Merr)一種[3],其他品種天冬均為偽品天冬;此外,密齒天門冬(A. meioclados Levl.)為《四川省中藥材標準》所載的小天冬,在貴州省西北部叫做殼天冬。
我國天冬自然分布于廣西、廣東、貴州、云南、四川、湖南、湖北、江西、安徽、浙江等地,商品按產地分為川天冬、溫天冬、湖天冬,商品流通中有大小之分,大天冬多來自野生,小天冬多來自家種,后經過品種選育與馴化,部分家種天冬個頭變大,商品性更好。家種天冬目前集中于廣西中部到南部,又以玉林福綿管理區居多,其他在湖北利川、貴州西南部亦有少量種植。天冬產區較廣,長江以南為主產區,目前國內經過馴化的天冬品種主要有滇南天門冬、西南天門冬、短梗天門冬等。西南天門冬又以綠源1號(適應中高海拔地區種植)、綠源2號(適應中低海拔地區種植)、綠源3號(組培育苗)為主栽品種。天冬入藥的品種混雜,各地用藥習慣不同,造成藥材市場流通的天冬品種較雜亂。
2? ? 天冬規范化栽培技術
眾多科技人員和種植戶通過多年栽培實踐,研究總結出天冬較為完善的栽培方法,主要從天冬的生長習性、土地選擇與整理、種苗繁育、幼苗種植、田間管理、病蟲害防治及采收加工等方面系統闡述了天冬栽培技術,以期為天冬科學種植提供理論和實踐支撐[4-7]。
2.1? ? 土地選擇與整理
不同的土壤類型可對天冬質量和品質產生影響。土壤的選擇應符合《土壤環境質量標準》(GB 15618—1995)要求[8]。有研究表明,黑色砂質土是適宜天門冬人工栽培的土壤,天冬栽培于此種土壤中,其皂苷、可溶性糖、K+和Zn2+含量及塊根質量(鮮重)均顯著高于其他土壤類型,有利于提高天冬的產量和品質[9]。
在種植天冬前須深翻2~3次,最后一次要進行細致整地,結合整地施用基肥,以農家腐熟的牛糞(含水量約30%)、草木灰以10∶1的比例混施為宜[10]。施肥結束后,將地塊整理成廂面寬60 cm的高畦,利于天冬種植和田間管理。
2.2? ? 種苗繁育
2.2.1? ? 種子繁殖。種子繁殖一般分為春播(3—4月)和秋播(8—9月)。選擇海拔低、溫度適宜、土質疏松的地塊,整畦開溝,溝距25 cm,溝深5~6 cm,將種子均勻撒在溝內。播種后用草木灰蓋種,再覆以稻草保溫[8]。播種后保持土壤濕潤,15 d左右便可出苗,株高20~30 cm即可移栽到大田。
2.2.2? ? 小塊根繁殖。小塊根繁殖是一種見效快、周期短的繁殖方式。在采挖天冬的同時,將個體較小的塊根剪下,盡量帶1~2個芽苞。種植時按行距30 cm、株距20 cm進行栽種,栽后澆水,保持土壤濕潤[8]。
2.3? ? 田間管理
天冬栽培過程中對K元素需求較高,塊根中 K+含量較高,多施用含K的肥料有利于天冬生長[9]。天冬若以食用為主時宜高氮(16 mmol/L)栽培,以藥用為主時則可適當低氮(4 mmol/L)栽培,通過不同供氮水平對天冬農學性狀、葉綠素含量和有效成分等生理特性影響的研究,發現天冬莖長增長量與供氮水平成正相關,塊根鮮重增長量和葉片葉綠素含量均隨供氮水平的增加呈先增加后下降趨勢,在供氮水平16 mmol/L時達到最大;游離氨基酸和可溶性糖含量與塊根增重量、葉綠素含量的變化規律基本一致,即供氮水平在12~16 mmol/L 時含量最高,而皂苷含量在低氮水平時相對較高[11]。在天冬生長期,追施不同的肥料會對產量造成明顯的差異,肥料類型在苗期適宜施用氮肥及復合肥,不僅利于出苗且植株長勢旺盛,6—8月適宜追施復合肥,塊根形成期適宜施用復合肥及磷、鉀肥;追肥量、次數應根據天冬生長、基肥量、土壤的實際情況而定,一般施用磷肥75 kg/hm2、鉀肥75 kg/hm2既節省成本又保證產量;追肥時間上,及早追肥是提高產量的關鍵,第1次在苗期追肥,可使苗壯、莖粗、枝茂,有利于光合作用;第2次在6—8月進行,可促使地下新塊根加速膨大及增多[12]。
2.4? ? 病蟲害防治
隨著近年天冬引種區域的擴大和生產方式的改變,各種病蟲害也相繼發生,不僅影響天冬的產量,還導致其品質下降,造成嚴重的經濟損失。內江作為天冬的道地產區,地處四川盆地東南部的丘陵地帶,全年降水量較為充沛,由于濕潤的氣候和適宜的環境溫度,使內江境內種植的天冬受到不同程度病蟲害的威脅。
在生產過程中應堅持“預防為主、綜合防治”的方法,禁止使用氧化樂果等高毒、高農殘的藥品。紅蜘蛛是天冬生長過程中常見的蟲害之一,主要啃食天冬葉片,嚴重時可使用3.2%阿維菌素3 000~5 000倍液進行噴防[5]。短須螨也主要為害天冬葉部,可根據需要選用螨類藥物進行防治。
2.5? ? 干旱脅迫對天冬生長的影響
天冬生長過程中施水量對天冬塊根形狀及抗性生理會產生顯著影響,天冬無法忍受重度干旱造成的傷害,在中度干旱下可維持生長,但塊根無法繼續膨大,輕度干旱脅迫會讓天冬長勢更優、塊根形態更好[13]。
3? ? 天冬組織培養技術
天冬野生資源日益下降,急需依靠人工栽培滿足天冬日益增長的需求,異地引種與種質資源的選育是實現天冬人工栽培成功的關鍵,而組培技術實現了天冬引種與大量繁殖的需求。天冬組培外植體可選用嫩芽、嫩莖或子葉下胚軸,通過MS、1/2 MS等基本培養基培養后形成愈傷組織,再經繼代培養、叢生芽分化、生根等步驟完成天冬的組培快繁過程。
選用天冬嫩芽作外植體,1/2 MS培養基添加適量生長調節劑后適合誘導愈傷組織及根的形成,在1/2 MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA的培養條件下,愈傷組織顏色淡黃、較大,誘導率可達92.8%;MS培養基適合誘導愈傷組織及叢生芽的形成,叢生芽誘導的最適培養基為MS+1.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IAA,pH值5.8;生根培養基可選擇1/2 MS+0.5 mg/L IBA+0.5 mg/L IAA,且蔗糖濃度需要適當降低[14]。以幼嫩莖段為外植體,愈傷組織誘導率最高、長勢最強的培養基為MS+0.5 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA+0.2 mg/L KT;出芽率最高的培養基為MS+1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA+0.2 mg/L KT;生根率最高的培養基為1/2 MS+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA,其生根率達76%[15];此外,易錦華等采用正交試驗研究天冬愈傷組織形成的最佳培養基,發現6-BA是影響愈傷組織形成的最主要激素,且MS+0.05 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA+蔗糖3.0 g/L是誘導愈傷組織的最佳培養基[16]。以下胚軸為外植體,可采用MS+4.5 μmol/L 6-BA+3.0 μmol/L NAA培養基直接誘導天冬不定芽成功,再采用MS為基本培養基,IAA∶6-BA=3.0∶4.5或IAA∶6-BA=3.0∶9.0的比例可完成不定芽大量繼代繁殖[17]。危? 革等[18]還考察了生長素濃度配比、基本培養基和蔗糖濃度對天門冬組培苗不定根形成的影響,發現培養基中營養元素、激素及蔗糖濃度過高或過低均不利于天門冬組培苗生根,其中以含FeSO4·7H2O 6.95 mg/L、Na2EDTA 9.33 mg/L的1/2MS為基本培養基,添加0.5 mg/L IBA、0.5 mg/L IAA和20 g/L蔗糖時生根效果最好,生根率為96%。
4? ? 天冬加工炮制技術
天冬加工炮制方法按工藝分類大致可分為凈制、切制、炒法、炙法、蒸法、煮法及其他加工方法。采收后的天冬塊根需要進行初加工處理才能銷售,天冬傳統初加工過程為天冬的凈制過程,方法主要包括肉質根采收、大小分級、除雜、水洗、沸水煮透、去外皮、干燥等步驟,其商品的質量評價主要包括色澤、透明度、質地及是否糖化等指標。古籍對天冬的加工炮制還包含去心的步驟,去心的方法有劈、四破、水浥、抽、略蒸或蒸爛、湯泡、打扁、抽等,近代臨床對天冬的應用均為連心用,加工過程不用去心。
煮燙15 min是天冬最佳煮湯時間,所得產品質量優良,黃白色,質脆、硬,透明無白芯,無糖化,時間過短不能將天冬煮透,可出現白芯等情況,透明度較差;煮燙時間過長,天冬熟得過透,產品色變深,透明度降低,光澤變暗。當天冬干燥溫度為25~35 ℃時產品質量優良;60 ℃以上的干燥溫度所得產品質量差;45~50 ℃干燥的產品顏色較深。真空干燥產品質量較烘干方法更好;冷凍干燥法的產品質量好;經CaCl2、明礬處理以35 ℃干燥的產品質量較優;原材料以煮湯15 min產品質量較優[19]。
天冬加0.5%碳酸氫銨煮15 min可使天冬鮮品的根皮與皮層之間的細胞破碎,利于去皮,且碳酸氫銨是符合國家標準的食品添加劑,在天冬飲片產地加工與炮制一體化的生產過程使用可大大提高生產效能,且天冬外觀性狀和內在質量均較優;天冬煮湯后有自然冷卻后剝皮、趁熱剝皮、趁熱投入冷水后剝皮3種處理方式,但對天冬質量影響不大,趁熱投入冷水后剝皮較其他2種方式更易去皮;天冬鮮品不經蒸煮直接去皮后切片,所得樣品呈不透明淡黃白色,藥材損耗率較高,飲片得率較低;天冬鮮品不經蒸煮、不去皮直接切片,干燥時間長,樣品顏色質量差;天冬煮制后便于去皮,且經加熱的過程可以殺滅絕大多數的病原微生物,保證用藥安全,便于干燥,產品質量佳。可以看出,天冬加工的煮制過程有其合理性[20]。
5? ? 問題及展望
天冬是國家衛生和計劃生育委員會公布的可用于保健食品的中藥材之一,常用于制作天冬蜜餞、保健品、藥膳、保健藥酒等,市場需求日益增加。而天冬野生資源日益枯竭,現在天冬藥材來源主要依靠人工栽培供應。
目前,天冬栽培過程中主要存在以下問題:①不同產地的天冬品種和質量不一,急需選育天冬優良品種;②天冬采挖機械化程度低,主要依靠人工采挖,費時費力;③缺乏標準化栽培技術,管理較粗放,栽培人員偏向老齡化。
天冬加工炮制過程中主要存在的問題:①現有機械脫皮技術不完善,脫皮過程中天冬肉損失大,貯藏時間短,因而脫皮過程依然依靠人工蒸煮后剝皮,是天冬粗加工過程最費時費力的環節;②天冬加工過程一般不使用明礬,但仍然存在硫熏的現象,市售天冬80%以上均含硫;③天冬干燥過程一般采用曬干或烤干,干燥時間長,干燥后含水量通常不能達到藥典標準;④天冬產品通常初加工后流入飲片廠還需再回潤浸軟后再加工成飲片,造成勞動力和能源浪費。
品種的優劣對天冬的產量和質量具有決定性作用,應加強天冬優良品種的選育及天冬規范化種植技術研究;隨著人們健康理念的加強,無硫天冬行情越來越好,但無硫天冬色澤、外觀均較差,應加強無硫天冬工藝研發;天冬加工混亂,藥廠加工的天冬通常為收購的個藥蒸軟后切制,少有按照藥典要求加工,應加強天冬產地加工與炮制一體化的研究,天冬飲片的加工工藝需進一步規范與完善。
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