陳夢妮,王 慧,李永山,范巧蘭,秦 欣
(山西農業大學棉花研究所,山西運城044000)
蒲公英屬(Taraxacum.F.H.Wigg.)為多年生草本植物,屬于菊科類,全世界約有2 000多種[1-3]。在我國是較為常見的中藥材,也是餐桌上的野生美食,遍布全國各地,名稱各地不一,有婆婆丁、華花郎、白鼔丁、黃花地丁等[4]。中國較多地區都有蒲公英鮮食的記載,以其獨特的營養價值和藥理作用,備受人們青睞[5],衛生部現已明確歸類為“藥食同源物品”[6],作為一種中草藥,被記載為“解熱涼血之要藥”,具有清熱、解毒的功效,其性寒,味苦甘,常用于治療多種炎癥、便秘、腫痛等疾病[7]?,F代研究表明,植株含有有效的化學成分,使其具有抑菌消炎、散熱解毒、清除自由基抗氧化性和抗腫瘤等多種藥理價值[8-10]。近年來,蒲公英因其具有十分豐富的有效活性物質且可長期作為保健食品食用,在醫療、食品等領域的深加工產品研發備受關注。筆者概述蒲公英栽培技術及應用研究進展,旨在為蒲公英資源的綜合利用供理論依據。
蒲公英為多年生的草本植物,植株整體柔軟且光滑,含白色乳汁。根深粗大,呈圓錐狀,表面棕褐色,皺縮,單一或者數條在土壤中,根莖短,長4~10 cm。葉從根部長出,葉片叢生、蓮座狀,且平展,長4~20 cm,寬1~5 cm,頂端裂片較大且呈三角形或三角狀戟形,全緣或鋸齒,葉的基部逐漸狹為葉柄,葉柄及主脈常常帶有紅紫色。花葶數量從1至數個不等,花序為頭狀花序,在頂端處有小角狀的突起?;ò隇樯酄铧S色,舌片長8 mm,寬約1.5 mm?;ㄆ?—9月,果期5—10月[11]。
蒲公英在我國分布遍及全國,種質資源豐富,物種演化及區系地理關系復雜。而蒲公英屬植物因其形態特征相似,從現有蒲公英屬植物的形態特征無法進行種質鑒定和分類[12]。豐富多樣的種質資源是現代育種的物質基礎,為滿意人類育種定向需求,需要進行種質資源分類。喬永剛等[1]在研究蒲公英種質資源時,采用了核型似近系數聚類分析的方法,對13種蒲公英屬植物親緣關系進行研究,13種分別是管花蒲公英、異苞蒲公英和狹戟片蒲公英采集地黑龍江齊齊哈爾,丹東蒲公英、東北蒲公英和斑葉蒲公英采集地遼寧丹東,卷苞蒲公英采集地遼寧朝陽,長春蒲公英、朝鮮蒲公英采集地遼寧沈陽,亞洲蒲公英采集地吉林磐石,蒲公英(Tmh)采集地吉林通化,多裂蒲公英采集地山西神池,藥用蒲公英采集地山西太谷。核型似近系數聚類分析表明,當核型似近系數接近0.696 0時,可以聚為4大類群,第I類群包括染色體基數為8的8種蒲公英和朝鮮蒲公英;第II類群包括蒲公英和藥用蒲公英;第III類群包括長春蒲公英;第IV類群包括多裂蒲公英。當核型似近系數接近0.593 0時,第I類與第II類聚為一類。當核型似近系數接近0.464 1時,13種蒲公英共聚為一類。
現在市場上收購的多為野生蒲公英,在品質、產量和食用口感上很難把控,特別是近年來來人們越來越關注野菜食用安全問題。綜合考慮安全、營養和口感等因素,蒲公英在作為蔬菜食用時,人工栽培優勢逐漸凸顯。魏蕾等[13]2009年從國內外收集并引進15個蒲公英品種,在北京市農林科學院蔬菜研究中心試驗田進行品種選育,留種材料按株系繁種,經連續選擇,2012年培育出京英一號。該品種適合我國北方氣候條件,田間表現為株型整齊,葉色鮮綠且肥厚、產量較高,可滿足市場需求。孟宇航等[14]研究中所選材料為北農一號,由北京市昌平區沙河種子站提供,葉片長狹,長18~60 cm,寬2.5~3.5 cm,全緣,在5種光照強度處理下,透光率82.6%的處理,維生素C和總酚酸含量最高,分別為0.49、90.28 mg/g;透光率60%的處理,可溶性糖和可溶性蛋白含量最高,分別為32.18、136.03 mg/g。目前我國蒲公英品種雜亂且育種經驗較少。
蒲公英根具有超強的生長能力,其根為宿根生長,會對第2年的蒲公英正常生長發育產生影響。路其祥[15]研究干旱脅迫逆境下,地上部分葉片水分損失,會阻礙其葉綠素合成,導致光合速率降低,干物質積累受阻;在干旱脅迫下還會降低根系活力,且根系代謝活動也會受阻。在受到脅迫后蒲公英葉片的POD(過氧化物酶)等保護酶能夠表現出較高的活性,從而可以消除體內過多的活性氧等有害物質。還發現5 d復水后2種中度、重度干旱脅迫處理下的蒲公英根部、葉片長勢均恢復到了對照組的水平。10、15 d后復水處理后,雖然葉片和根具有一定的恢復能力,但是其長勢不如對照處理。
眾多研究已證實,植物生長發育和營養品質會受到光照的影響[16]。孟宇航等[14]研究蒲公英生長過程中對光照強度的需求量,結果表明,透光率為82.6%的處理總酚酸和維生素C含量最高,其含量分別為90.28、0.49 mg/g;透光率為60.1%的處理,可溶性蛋白和可溶性糖含量最高,其含量分別為136.03、32.18 mg/g。保持透光率在60.1%~82.6%,有助于提高蒲公英的營養品質。謝小翌等[5]研究不同遮陰處理下,蒲公英生長及總黃酮含量的變化,結果發現,透光率100%的自然光強下生長特征指標最高,總黃酮含量也最高(60.60 mg/g);透光率>60.1%時會明顯抑制葉片數、葉片寬、莖粗及地上鮮質量;同一光照強度條件下,總黃酮的含量生長后期>前期。
除水分和光照外,蒲公英生長還會受到其他逆境環境的影響。薛婷婷等[17]研究中國東部溫帶47個站點,以分布較廣的蒲公英為材料,發現各站蒲公英黃枯普期與生長季的平均溫度主要呈負相關,但與秋季日最低溫度和秋季土壤相對濕度主要呈正相關。劉雅輝等[18]研究發現,在濱海鹽土種植費菜、田菁和蒲公英3種耐鹽植物,均可提高土壤的微生物多樣性,改善土壤的微生態系環境,其中,蒲公英在提高土壤速效磷含量、有機質及微生物群落多樣性方面占據優勢。付嬈等[19]研究發現,在鹽脅迫下蒲公英細胞內的保護酶系統可快速啟動,清除體內活性氧自由基,以抵抗逆境脅迫,但植株受到較高濃度鹽脅迫一段時間后,體內積累了大量活性氧,其活性氧清除酶活性降低,植株生長受到顯著抑制。蒲公英是一種較好的耐逆性植物,對外界環境要求較低,可考慮像運城夏縣早安鐵礦礦區等礦區種植,以提高礦區等貧瘠土地利用率。
蒲公英適應能力強,為較好的耐逆性植物,抗病性也強。劉斯超等[20]研究表明,溫室栽培蒲公英,出苗前鋪稻草保持土壤濕潤,出苗后去除稻草,在生長期追肥1~2次;要及時除草,適時收獲,收獲時不宜澆水,防止爛根;生長期要預防蚜蟲的危害(采用懸掛黏蟲、防蟲網、銀灰色塑料條帶等家),如果必須化學防治,盡量選擇低毒、低殘留和高效藥劑,并交替輪換,如噴施50%2 500倍液的抗蚜威可濕性粉劑或是10%500~1 000倍液的煙堿乳油等。何樹海[21]研究說明,法國厚葉蒲公英出苗后要及時中耕松土進行保墑,生長期及時人工除草,雨季追肥每公頃施入尿素和三元復合肥各375 kg;該品種抗病蟲能力強,但較易感染白粉病,要及時去病株,并撒少許生石灰在病株處。白永江[22]在蒲公英栽培技術中,指出主要的病害有葉斑病、褐斑病和銹病。蒲公英在田間管理上也應注意病蟲害的防治,適時灌溉,合理施肥。
近年來,野菜市場需求量增加,蒲公英人工栽培較多,依據市場需求冬季在溫室栽培呈新的趨勢。張玲霞等[23]采用簡易拱棚,其經濟成本低,拱棚中跨度11 m,高為2.78 m,拱棚梁與梁采用的間距為1.6 m,此間距充分利用空間,便于人機操作。耿維等[24]詳細介紹了利用日光溫室、塑料中棚和塑料大棚反季節栽培菜用蒲公英的技術。該技術可使農民利用農閑時間,獲得可觀的經濟效益,同時也優化了蒲公英的栽培環境,達到全年出菜,與野生蒲公英相比較營養無顯著差異,因而該技術值得研究和推廣。還有新興無性繁殖技術中植物組織培養技術在蒲公英上也有研究[25-28],通過試驗篩選適合蒲公英組培不同階段的培養基配方,最佳消毒方案為75%乙醇消毒30 s+無菌水沖洗2次+0.1%升汞消毒10 min+無菌水沖洗5次,最佳萌發培養基是6-BA 0.2 mg/L+GA3 1.0 mg/L,最佳增殖培養基是NAA 0.1 mg/L+6-BA 0.5 mg/L,最佳生根培養基是NAA 1.0 mg/L。該技術有利于蒲公英保持遺傳的穩定性,保存和繁殖優良品種。
蒲公英具有的藥用價值和其含有的活性物質有關。據研究,目前可確定的蒲公英植株含有多種有效的活性物質[29]。
目前大量研究證實,蒲公英有明顯的抑菌抗炎活性,現以蒲公英為原料治理炎癥已經成為一個熱點[30]。蒲公英提取有效成分黃酮類、有機酸、酚酸類和多糖類物質等物質,分別進行大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等菌株體外抑菌實驗,有抑制菌株生長,表現出抑菌效果,其作用機理是破壞了菌株的細胞膜[31-35]。蒲公英在婦科疾病治療中被應用,多和活血藥物配合使用,有效治療女性外陰腫痛、瘙癢等諸多婦科疾病,在治療乳房腫痛方面也起到了明顯的清涼散熱去腫的效果[36-37]。因而可以利用蒲公英的抗菌消炎研發藥物和保健品。
食材長途運輸保鮮主要是冷藏和冰凍,但食品風味降低,一直在尋找食品合適的保鮮方法?,F已有研究表明黃銅具有一定的保鮮效果,蒲公英中可以提取黃酮等物質,對冷鮮肉有保鮮作用,具有抑制微生物生長,能夠輔助延長3 d[38]。秦鳳賢等[39]利用蒲公英提取液,作為天然添加劑,試驗結果表明延長冷凍牛肉的保質期4 d。LIS BERNADETTA等[40]研究表明,蒲公英的提取物質L-菊酸具有抗氧化性。
有研究表明,蒲公英的提取物主要是黃酮、植物甾醇、三萜類等多種物質,可以抑制腫瘤細胞的增殖,對乳腺癌、胃癌、黑色素等癌變細胞增殖有抑制作用,相對于合成藥副作用小[41-44]。
蒲公英含有脂肪、蛋白質、有機酸、微量元素、粗纖維及維生素等,營養豐富,可做生吃、炒食、湯。張玲霞等[23]利用簡易拱棚栽培菜用蒲公英,每年可以收獲5茬,每茬的平均產量為1 200 kg,平均的單價為1.6元/kg,每公頃年產值為14.4萬元。李淑春[45]在大棚種植蒲公英每年10月左右收割,大葉產量為3~4 g/m2,單價為1.5~2.0元/kg,每公頃收入10萬元;第2年大概在4月份挖根帶葉采收,每平方米0.75 kg,單價為0.75元/kg,每公頃收入15萬元。姜濤等[46]種植完蒲公英采用深翻1犁后,將根檢拾抖凈土,晾干,每公頃收3 000~3 500 kg干品。陳國東[47]在研究蒲公英栽培時,連續種植2 a后的秋末挖全株曬干,產量為3 000~3 750 kg/hm2,售價12~13元/kg,每公頃效益為3.6萬~5.25萬元。許趁新等[48]核桃樹幼林種植蒲公英,投資少,見效快。
蒲公英含有營養物質和活性物使其具有很高的藥用價值,主要以根入藥,除上述的抗菌消炎作用、抗氧化作用和抗癌作用,還有降血糖血脂作用??梢杂昧恐委煱b腫疔毒、濕熱黃疸、膽結石等,被稱為中藥中“八大金剛”之一。根據中醫學原理研制成丸劑、膏劑、沖劑、散劑等復方蒲公英中草藥。姜雪瑩等[49]采用正交試驗以蒲公英根為材料,確定蒲公英多糖鐵的最佳制備工藝條件為:蒲公英多糖與檸檬酸三鈉質量比2∶1、反應溫度60℃、反應液pH值為8。李芳等[50]研究發現,中草藥黃芩、艾葉、蒲公英等制劑對4種菌株有抑制作用,抑菌效果不同。楊光會等[51]在觀察組新鮮蒲公英加血蝎、冰片外敷,在治療靜脈炎時可以緩解疼痛,且無不良反應。
民間常制作蒲公英茶,即將新鮮的蒲公英晾干、烘干或者炒制后開水沖泡。蒲公英的營養價值很高,蛋白質含量是茄子的2倍,鈣元素含量是蕃石榴的2倍多,微量元素含量和蘿卜相當,特別是硒的含量達到147μg/kg,可開發綠色食品。馬井喜等[52]研究了蒲公英餅干的制作工藝;趙昱等[53]認為蒲公英饅頭和掛面,味美且營養價值高,又具有良好保健功效。還有以蒲公英干粉為原料,加入檸檬酸、白砂糖等作配料,或者是加入山楂、菠蘿等水果配制成復合飲料或者冰淇淋,可起到抗病毒的作用[54-55]。
蒲公英提取物質具有清除自由基、抗氧化的作用,可研制蒲公英日用品,如抑菌抑菌洗手液、牙膏、沐浴液等[56]。有研究表明,蒲公英可治療青春痘,可利用該功效生產洗面奶、乳液、面膜、爽膚水等化妝品,且有消炎保健作用。研發蒲公英日用品、美容護膚品將成為一個新的方向。
蒲公英具有營養價值高,汁多葉大,且富含多糖及多種黃酮類等活性物質,有抗菌、消炎和促生長等,可以作為飼料添加劑。在我國農村的牛、馬、羊等畜類均有食用蒲公英的新鮮植株,發酵后的蒲公英家禽類也喜歡食用?,F已有研究表明,蒲公英添加劑可以增加豬的食欲,體重增長速度加快,蒲公英作為天然的添加劑還可以節約飼料,降低成本,減少發病率,增強抗病能力[57-59]。于文會等[60]研究蒲公英水提物會抑制豬鏈球菌生物被膜的形成。唐詩博等[61]研究發現,在飼料中添加2%蒲公英對貴妃雞生長有促進作用,免疫器官質量增加,經濟效益較高。李玉榮[62]研究表明,在豬飼糧中適量添加蒲公英干粉,可提高肥育豬的生長性能和品質,以蒲公英干粉添加量為500 g/t效果最好。因而蒲公英作物飼料可以增加飼料營養價值,還可以提高免疫力,一些研究還表明食用添加蒲公英的飼料可以預防豬牛羊等雌性哺乳動物的陰道炎、乳腺增生等。
蒲公英在我國分布廣泛、適應性強,是餐桌上的美食,具有較高的藥用價值,其具有很強的抗逆性,對光照要求不高,栽培范圍廣(間套作)。應選育適應市場需求的蒲公英品種和完善配套栽培技術。
目前,在醫學方面蒲公英不再局限于作為中藥材、水煎劑的使用,而是在其藥理學的基礎上,對有效成分進行加深提取,進一步提純研發更加多樣、高效、精準的醫學藥物;作為食品,除了常見的烘干制茶,還可加工成掛面、餅干、飲品等更多新型的保健食品;采用現代化深加工技術,擴大其應用范圍,增加日用品、美容護膚品開發;蒲公英作為飼料添加劑,適量添加促進牛、馬、羊、家禽等馴養動物生長,還可以提高免疫力。
總而言之,蒲公英在中國資源豐富,直接栽種經濟效益可觀,且能夠生產多樣化的工業產品,市場潛力巨大。因而蒲公英應用技術栽培,開發新型蒲公英提取方式加工產品技術將會是今后研究和開發的關注重點。