芻議特色蔬菜薺菜的價值及其研究意義

顧雪明，袁春新，程玉靜，吳海燕，王系朦，陳建軍，管冬梅，邱曉峰

（1.上海市崇明區長興鎮農業綜合服務中心，上海 崇明 201900；2.南通市農村專業技術協會，江蘇 南通 226000；3.江蘇沿江地區農業科學研究所，江蘇 如皋 226541；4.南通科技職業學院，江蘇 南通 226000；5.江蘇中寶食品有限公司，江蘇 海門 226100）

薺菜是一種日常生活中比較常見的野菜，由于其味道鮮美，食用方法較多，成為大眾喜愛的特色蔬菜；而且薺菜具有較高的營養價值和藥用價值，深受很多人的歡迎，市場前景廣闊，全國各地均有栽培。薺菜是饅頭、湯圓、餛飩等的主要餡料，在豐富食物種類、促進供給側結構性改革、提高人民生活質量等方面扮演著不可或缺的角色。從事薺菜研究的學者眾多，涉及的內容包括遺傳育種、栽培技術、加工技術、冷鏈等，但主要集中在栽培方面，品種與加工方面相對較少，特別是產業化更是鮮有涉足；基于薺菜的研究現狀，為了促進產業融合、實現加工增值、加快技術研發、達成跨季銷售、推動冷鏈發展、增加勞動就業，必須通過薺菜產業關鍵技術與裝備的進一步研發，實現產業鏈的延伸，加快新品種、新技術、新模式、新工藝、新裝備的應用。

1 薺菜的價值

1.1 營養價值

薺菜有很高的營養價值，富含蛋白質、糖類、生物堿、纖維素、礦物質等多種營養成分，以及人體所需要的多種氨基酸，如谷氨酸（2.74 g/kg）、天冬氨酸（2.39 g /kg ）等[1]，其中人體必需氨基酸含量占總氨基酸含量的45.21%；另外，含有原兒茶酸、檸檬酸等多種有機酸，以鈣鹽、鉀鹽及鈉鹽形式存在的薺菜酸、蘋果酸、枸櫞酸、對氨基苯磺酸、延胡索酸；蔗糖、乳糖等多種糖類物質；布枯苷等多種含黃酮類物質；還含膽堿、乙酰膽堿、酪胺、馬錢子堿等[2]。

1.2 藥用價值

薺菜歷來是藥食同源的蔬菜，有民諺“三月三，薺菜當靈丹”[3-4]。《本草綱目》釋名為護生草，甘、溫、無毒[5]。薺菜花最早載于《備急千金要方》，歷代本草有所論述。藥理證實有興奮子宮、氣管與小腸平滑肌，縮短出血時間，擴張冠狀動脈，降壓，利尿，退熱，抗應激性潰瘍等作用[6]。薺菜是“菜中甘草”，含有豐富的膳食纖維, 促進腸道健康的同時, 又有健胃消食、明目降壓等功效；其所含的登皮甙不僅能消炎抗菌，還能抗病毒、預防凍傷, 對糖尿病和白內障病人也有療效。《名醫別錄》記載“主利肝氣，和中”。《日用本草》載“涼肝明目”。《本草綱目》記載“明目，益胃”。中醫實踐證明，其對痢疾、水腫、淋病、乳糜尿、吐血、便血、血崩、月經過多、目赤腫疼等有一定療效[7]。現代科學研究也證明，薺菜酸確能縮短出血凝血的時間，有良好的止血作用[3,8]。薺菜對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌有抑制作用[9]。薺菜總黃酮具有較強的抗炎作用，是薺菜的主要抗炎成分之一10]。

2 研究的意義

特色蔬菜薺菜的研究，基于產業前延后伸，既能推動農業供給側結構性改革，滿足市場對高品質農產品的需求，又能促進一二三產業的融合發展，使農民能夠分享二三產業發展帶來的成果；另外，可提高葉類蔬菜加工技術水平和裝備水平，降低腐損率，提高勞動生產效率，也可充分挖掘特色農產品資源，豐富菜籃子，拓展助農增收渠道，促進和推動本地區現代高效農業的發展。

2.1 促進產業融合、勞動就業，大幅度提高農民整體收入

薺菜產品經營中，中間環節的經紀人或物流從業者占有較多的利潤份額，加上薺菜雖然藥食同源品質優，但產量低，種植效益低，農民單純依靠種植獲取的收益相當有限。開展產業化研發，不僅可以通過引進、篩選、馴化適宜栽培的薺菜新品種，制定高產栽培技術規程，科學合理安排茬口，有效擴大薺菜規模種植，提高栽培效益，拓展農民增收渠道；而且可以帶動服務業和加工業的發展，有效推動產業融合，農民還可以通過從事加工生產和物流服務，分享二三產業發展帶來的紅利（圖1）。

薺菜全產業鏈包括前端的品種、栽培、植保，中期的加工，后期的物流、營銷等諸多環節，每個環節都需要一定的勞動力。雖然隨著智能化、機械化、自動化水平不斷提高，產業鏈前端和中端所需的勞動力總量呈下降趨勢，但高品質產品上市后市場需求增加，生產規模擴大，彌補了勞動力總量下降的缺陷；另外，部分菜農的剩余勞動力可以轉移到產業鏈的后端，從事冷鏈物流或其他服務工作。所以，農民的收入從土地流轉、加工生產、服務社會等方面得到大幅度提高，分享了產業鏈延長和產業融合所帶來的紅利。

2.2 促進加工增值，提高全產業鏈整體效益

薺菜貯藏期短，通過產業化研發，可以有效延長其貨架期，解決加工產品色澤黃化、硬脆度低、口感差；加工裝備碎片化，自動化生產線不完整；勞動強度大，生產效率低等問題。通過產業化研發，可以完善優化原有的加工工藝，形成全程質量安全控制技術體系，從而提高產品質量，滿足消費者對產品質量安全的期望，增強產品的市場競爭力，延長產業鏈，實現提高產業鏈整體效益的目的。

2.3 促進技術研發，提高全產業鏈科技水平

針對薺菜產業化過程中生產效率低下、整體效益偏低和產品質量滿足不了消費者需求等關鍵技術與裝備問題，開展攻關研究，必將形成一批具有自主知識產權的科研成果，增強薺菜產業的科技競爭力，并形成一支創新能力強、協作能力優、管理能力佳、具有較高競爭能力的優秀團隊。

2.4 促進跨季銷售，滿足城鄉居民消費需求

目前，薺菜物流裝車大多在露天而非在冷庫和保溫場所操作，90%以上都是用普通卡車運輸，在采收、運輸、貯存等物流環節上損失率就達30%；同時，受到薺菜集中上市后保鮮貯運能力的制約，“賣難”和價格季節性波動的矛盾突出，農民增產不增收的情況時有發生。通過產業化研發，既可以減少農產品產后損失，又可以帶動農產品跨季節均衡銷售；而且，解決了薺菜冷鏈物流中的關鍵技術與裝備問題，產品質量得到有效保障，滿足了城鄉居民對高品質農產品的消費需求。

2.5 促進冷鏈發展，提高農產品國際競爭力

通過產業化研發，有效貫徹落實歷年中央一號文件中關于農產品加工和冷鏈物流發展的精神，加快發展現代化倉儲物流設施，完善鮮活農產品冷鏈物流體系。薺菜作為特色農產品的一個種類，出口量極少，且極大多數是初級產品，在國際市場上缺乏競爭力。特別是隨著近年來發達國家不斷提高進口農產品準入標準，相關質量、技術和綠色壁壘已經成為制約農產品出口的重要障礙。加快發展薺菜的產業化生產與冷鏈物流，有助于提高產品質量，突破貿易壁壘，增強產品國際競爭力。

3 薺菜研究現狀分析

薺菜是極具代表性的野生葉菜，集美食、營養、保健、藥用于一身，深受消費者青睞。從事薺菜研究的學者眾多，但主要集中在栽培方面，品種與加工涉及較少，特別是產業化更是鮮有涉足。

3.1 遺傳育種研究

中國科學院遺傳與發育生物學研究所楊維才研究組揭示的薺菜花粉管信號識別和激活的分子機制，有望用來通過基因工程手段建立打破生殖隔離的方法，為雜交育種開辟新途徑[11]。利用生長素報告系統可以初步證實生長素參與了薺菜心形心皮的發育過程，CbPIN3基因在薺菜多種組織中均表達，在莖中表達量最高，果莢中表達量最低[12]。CbPIN1基因可能參與調控薺菜根、莖、葉、花的建構過程；通過同源克隆的方法獲得了CbPIN1cDNA 編碼區，生物信息學預測了蛋白結構特點；對CbPIN1進行了基因亞細胞定位、組織表達分析以及原核表達[13]。薺菜CbSPT基因在擬南芥中的組成型表達對擬南芥心皮形態和大小都產生了一定的影響，但并沒有使擬南芥表現出薺菜短角果的形態[14]。

3.2 栽培技術研究

野生薺菜人工馴化栽培包括適期播種、化控與除草、肥水管理、病蟲防治等環節[15]。施用生物質炭能促進薺菜根區土壤養分、微生物特性和酶活性的累積和改良土壤肥力[16]。薺菜植株能忍受-5 ℃低溫，但不耐22 ℃以上高溫；種子發芽溫度在20～25 ℃，12～20 ℃時其較短日照生長迅速[17]；種子發芽率在pH值7時最高，過酸或過堿條件下，急劇下降；種子萌發對鹽濃度的敏感性不高，在120 mmol/L NaCl的條件下仍然可以萌發；種子播在土壤表層時出苗率最高[18]。薺菜在土質疏松、排水良好的土壤上均可種植，但肥沃、疏松的黏壤土更適合薺菜生長[19]。夏季薺菜的栽培要處理好整地筑畦、品種選擇、播種、田間管理、病蟲害防治、采收等環節[20]。應用外源水楊酸（0.9 mmol/L）處理，鹽脅迫下薺菜的保護酶和葉綠素含量均達到峰值，抵抗鹽脅迫的效果最佳[21]。棗莊地區多元多熟模式核桃—薺菜—西瓜—花生，實現了果品、蔬菜、油料3種作物的高產高效[22]。寬窄行栽植的桑園中套種薺菜，有利于桑園復合經營[23]。青蒜—薺菜—甜玉米1年3茬栽培，667 m2利潤達2萬元[24]。此外，薺菜還具有修復重金屬Zn和Cd 污染土壤的潛能[25-26]。

3.3 加工技術研究

薺菜在0～4 ℃的低溫貯存條件下，維生素C和可溶性糖含量隨貯存天數的增加而降低；氨基態氮含量隨貯存天數的增加而增加；總酸性物質含量在貯存第5天達高峰，以后有所下降；硝酸鹽含量隨貯存天數的增加呈增加趨勢，亞硝酸鹽含量在貯存到第3天達高峰，以后逐漸下降[27]。保鮮袋挽口包裝與敞口包裝相比能顯著抑制新鮮薺菜的水分散失, 有利于延長保鮮期[28]；薺菜在0 ℃和挽口包裝的條件下，貯藏時間在12 d以上[29]。以小根蒜醇提物為原料的保鮮劑可以延長薺菜的貨架期，小根蒜醇提液+6-BA效果最好，用該種保鮮劑處理薺菜，貯藏12 d，薺菜的商品率在90%以上，維生素C含量保留87.7%，葉綠素保留率為80.37%[30]。薺菜中的主要酚類物質是焦性沒食子酸，POD 的最適底物是綠原酸，酶促反應的最佳底物濃度為8 mmol/L[31]。480 W微波干燥條件下，薺菜干制品感官品質較好，葉綠素和維生素C的保留率高，揮發性物質保留率高達93.68%[32]。60 ℃熱風干燥條件下，薺菜干制品感官品質較好，葉綠素和維生素C的保留率較高，風味物質保留率達81.65%[33]。制作薺菜罐頭時，燙漂溫度92 ℃，燙漂時間為2 min處理薺菜殺青效果最好；護色劑選用Zn(CH3COO)2、Na2SO3二者的組合，以填充液的形式注入成品罐頭中，其在護色劑中的質量分數分別為60、50 mg/kg；硬化劑選用質量分數為400 mg/kg的CaCl2溶液；殺菌條件為95 ℃下處理15 min[34]。薺菜香腸的最佳配比為薺菜添加量8%、乙酰化二淀粉磷酸酯7%、脂肪含量15%、卡拉膠0.3%～0.5%[35]。采用超聲輔助提取薺菜多酚的最佳工藝條件為乙醇濃度為48%，超聲提取時間為27 min，提取溫度為57 ℃，料液比為1∶33（g∶mL）；通過體外自由基（·OH、O2·和NaNO2）清除能力和還原能力評價，結果顯示薺菜多酚是一種天然的抗氧化活性劑和自由基清除劑[36]。在溫度65 ℃，乙醇體積分數50%，超聲時間40 min，液料比25∶1（mL∶g）的工藝條件下，薺菜總黃酮提取率達89.26%[37]。綜合運用析因實驗和響應面法可以較好地優化薺菜多糖提取工藝：以水為提取劑，料液比1∶20，添加0.27%的石灰水，超聲功率300 W，提取溫度控制在71.64 ℃，超聲提取44.17 min[38]。

3.4 薺菜冷鏈研究

薺菜是時鮮作物，貯藏與物流的貨損率高，需要冷鏈技術與裝備解決這一問題。品種、采收時期以及溫度、濕度、氣體成分等都能影響薺菜的貯藏，薺菜的貯藏方式有簡易貯藏、冷藏、凍藏、氣調貯藏、減壓貯藏、試劑保鮮、綜合保鮮等[39]。目前，國內應用的主要冷鏈物流技術包括預冷、氣調、自動化冷庫、微生物控制等。特別是通過建立信息系統，實現了對冷鏈物流全程溫度的控制，對商品的實時跟蹤和冷藏車的動態監控，并確保冷鏈物流信息快速、可靠的傳遞，可以顯著降低流通過程中的損耗，延長運輸期和貨架期。基于RFID的低溫食物冷鏈溫度監測系統，可實時采集環境溫度信息，并利用程序對各個食品的溫度數據進行監測和處理[40]。在建立農產品冷鏈物流配送路徑優化模型的基礎上，構造了求解該優化問題的粒子群優化算法[41-42]。

4 展望

特色蔬菜薺菜具有較高的開發價值和重要的研究意義。通過薺菜產業關鍵技術與裝備的進一步研發，實現產業鏈的前延后伸，加快新品種、新技術、新模式、新工藝、新裝備的應用，前景廣闊。要以全產業鏈和全程質量控制的思路，通過栽培研究、工藝優化、裝備創新，以自主創新成果為主體，集成創新成果；同時，將已有的自主知識產權成果投入生產實踐，形成可觀的產業效益。新增效益部分用于增加企業的研發投入，形成科技創新的良性循環；部分用于農民分享產業融合帶來的紅利，提高農民收入；部分用于增加研發人員的收入。由此可見，項目相關各方都能分享科技創新、成果轉化的好處，自然會增加項目實施的動力，進一步推動企業創新的活力，其競爭力自然會得到提升。

通過研發，在原料生產上，克服農業投入品使用不當造成產品農殘超標的質量安全問題，通過單季分次播種、多次采收標準化栽培技術規程的應用，可使薺菜單茬667 m2產量在1 000 kg以上，增產50%左右，以平均保護價4 000元/t收購原料，每667 m2收益可達4 000元；與種植越冬青蠶豆的單季667 m2收益1 000元左右相比，增收3 000多元，66.7 hm2（1 000畝）基地農民增收達300萬元，對發展當地露地高效農業、促進農業增效、農民增收起到積極的推動作用。通過研發，在產品加工上，克服色澤黃化、硬脆度低、口感差，原料采收、預處理、初加工過程中存在的功效低、效果差，產品中雜質、異物去除不盡等問題，形成成熟的加工工藝和質量安全控制技術體系，提高產品的市場競爭力。通過研發，在勞動生產率和勞動強度上，應用自主研發的新型裝備，集成組裝全自動生產線，克服勞動生產率低、勞動強度大的問題，避免因勞動力緊缺影響產業規模的現象發生。