我國竹芋的研究與開發現狀

蔡時可，王繼華，何秀古

（1．廣東省農業科學院作物研究所/廣東省農作物遺傳改良重點實驗室，廣州，510640；2.廣東省農業科學院）

薯芋類植物富含淀粉和糖，其含量僅次于禾谷類，此外薯芋類還是優良的工業原料和飼料[1]。竹芋（Maranta arundinaceaL.），又名竹薯、冬筍薯、沙谷米、冬粉薯、葛郁金，屬竹芋科竹芋屬，是廣東省的一種特色功能性食材，原產美洲，現廣泛種植于西印度群島、東南亞、澳大利亞和南非等熱帶地區[2，3]。在我國廣東南部、海南、云南和貴州省的大部分中低山河谷地區等有零星的人工栽培[4，5]。竹芋及其加工食品是潮汕的特產[6]。其肉質地下根莖富含淀粉、維生素和礦物質，不僅營養價值高，而且提取出的淀粉具有粒小、潔白、加工性好、易消化等特點，適合制作果凍、化妝品撲粉基質及嬰幼兒和糖尿病人的食品，還可作為食用薄膜、藥品膠囊膜衣等的原料。竹芋淀粉味甘性涼，有清肺熱、利尿的功效，可用于肺熱咳嗽、小便赤痛等[4，7]。此外，竹芋淀粉加工殘渣還可用于發酵制作乙醇和甲烷。竹芋植株的地上部分可用于制作繩索和紙張，葉還可編織草席[5]。本文從竹芋形態與營養、產品開發與利用、標準化種植技術和產業開發前景等方面進行綜述，為今后竹芋的規模化種植和產業化應用提供參考。

1 竹芋形態與特性

竹芋是直立草本植物，肉質根，先端較粗，基部較細，呈紡錘形，人工種植單株可結薯10～30個，每1 hm2產量可達8 050．5 kg；莖為二歧分枝，分蘗可達20個，高可達2 m；葉莖生和基生，葉片薄、卵形或卵狀披針形、綠色，頂端漸尖，基部圓形或寬楔形，背面無毛或薄被長柔毛，葉枕紫色、具葉鞘，葉舌圓形或三角形；總狀花序頂生，長15～20 cm，疏散，線狀披針形苞片，內卷，佛焰苞狀；花白色、小，萼片披針形，花冠基部擴大，裂片長8～10 mm。外輪的2枚雄蕊退化呈倒卵形，內輪的長度僅為外輪的一半，子房無毛或稍被長柔毛；果長圓形[3，5，8]。竹芋地下根莖不含有毒物質，含淀粉22%～28%、蛋白質1%～2%、水分67%～75%、灰分1.3%左右、纖維0.6%～1.3%。竹芋根莖含黏膠質少，水浸提取時易沉淀，淀粉提取率較高，可達鮮質量的16%～18%[5]。

目前竹芋大多為地方品種，往往根據來源命名，其產量、淀粉含量和性質存在差異（圖1）。泰國竹芋、廣東竹芋、勐養竹芋、勐臘竹芋和江城竹芋5個不同來源的竹芋產量在7 500～37 500 kg/hm2，且此5個竹芋品種間淀粉含量和淀粉糊化特性各異，其中泰國竹芋和勐養竹芋產量和淀粉含量都較高；且泰國竹芋淀粉的峰值黏度高，為1 149～1 429 cP，凝膠性較強，硬度相對較小，但熱穩定性稍差[9]。

圖1 廣東省汕尾地區種植竹芋

2 竹芋淀粉和及其產品開發

2.1 竹芋淀粉

竹芋除了可作糧食、蔬菜和飼料外，主要用于淀粉工業。與馬鈴薯、木薯等相比，竹芋的淀粉含量更高，且性質、功能優異，在工業上利用前景更廣闊，因而備受重視[8]。竹芋淀粉顆粒小、卵形或橢圓形，廣東地區的竹芋淀粉中直鏈淀粉含量約為27.67%，糊化透明度高，黏度大，不易老化。生產上通過在竹芋淀粉中加入一定比例的甘薯淀粉、木薯淀粉能明顯改善其凝膠穩定性。同時，還可以通過化學手段提高竹芋淀粉在水中的溶解性、沖調穩定性和分散性等，如在30℃用乙醇和堿處理后，竹芋淀粉的溶解度、黏度、膨潤度都得到提升，沖調后能形成均一、穩定的透明膠體[10]。

2.2 用途

①食品及工業利用 竹芋淀粉在工業上的應用已有超過100 a的歷史，加工方法和薯類淀粉相似，主要包括除雜、壓榨、過篩、清洗、沉淀、脫水干燥和粉碎等工序，在20世紀60年代，圣文孫特島就有專業的竹芋淀粉加工廠30多家。通過優化工藝條件，淀粉提取率高達80.0%[11]。竹芋淀粉顆粒細小、潔白、糊化后黏度高、硬度低、易于消化，煮沸后呈透明、無異味而爽口的糊狀，適合制作味淡、低鹽和低蛋白食品及高黏度黏合劑。因此，與其他淀粉相比，竹芋淀粉的應用面更廣。

粉皮以薯類為原料加工制作而成，是我國的傳統食品，深受人們的喜愛，粉皮加工在最近幾年發展較快，也是我國目前薯類加工的大宗產品之一。在竹芋淀粉中添加5%的馬蹄淀粉、8%的小麥淀粉、1%的魔芋精粉、0．5%的瓜爾豆膠，制成的竹芋粉皮成品具有外觀好、表面光滑、口感爽滑、組織細膩、韌性和彈性強等優點[12]。此外，竹芋淀粉的黏性高于木薯、甘薯等淀粉，可在較低溫度下加工，適合制作需要低溫加工的牛乳蛋黃液等蛋品；竹芋淀粉質地極細，可作為高檔化妝品和食品的優質原料，以竹芋淀粉為原料生產的撲粉具有細膩、易于展開、效果均勻等優點；作為基質生產的嗜喱（果凍）具有口感光滑的特點。淀粉酶可使竹芋淀粉轉化為糖，降低黏度，提升焙烤類食品的品質，也可作為制糖的原料，用于生產甜味劑和糖類的衍生物等。竹芋淀粉多糖含量高達75%，兼有蛋白含量低、不含纖維素等優點，非常適合用固態同步糖化發酵法生產燃料酒精，且無廢水排放，可作為非糧作物生產生物燃料的原料。近年來，隨著對竹芋淀粉的利用不斷深入，發現利用其開發的無碳紙涂層可以應用于電子計算機[13]。竹芋作為優質食品和淀粉類工業原料，在我國有很大的應用市場，且深加工發展空間巨大。

②保健功能產品的開發 中醫認為竹芋淀粉性涼，味甘、淡，有利尿清肺功能，可用于輔助治療小便赤痛、肺熱咳嗽。竹芋淀粉制作的食物可增加飽腹感，而且不會增加血糖指數，是糖尿病患者食品的優良原料，又因極易消化，特別適合用于制作嬰幼兒和病人，特別是消化道疾病患者的食品，如糊粥、餅干、復合飲料等（圖2）。竹芋淀粉因直鏈淀粉比例較高，可制成食用薄膜，在食用薄膜制作過程中，可添加含有色素和花青素的黑莓粉，以提高膜的抗氧化能力、水溶性和穩定性。竹芋淀粉和麥芽糊精組合能有效促進益生菌被大腸吸收，提高機體免疫力。利用竹芋淀粉制作面包可替代30%的面粉，還可增加碳水化合物和粗纖維含量，有利于人體健康。

③綜合利用 竹芋綜合利用潛力大，除根莖部位的淀粉外，地上部分及淀粉提取后的殘渣可作為動物的青貯飼料。提取淀粉所產生的殘渣和廢水可用于生產甲烷氣體，作為燃料，既可提高收益，還能減少環境污染[8]。竹芋還是纖維來源之一，從植株中提取出的纖維可作為制作繩索的原料，打漿后可作為外包裝紙和紙袋等耐撕紙張的優良原料[5]。

3 竹芋的標準化種植

竹芋適合在熱帶、亞熱帶地區種植，其喜溫暖、濕潤環境，較耐熱，不耐寒，怕霜凍，最適生長溫度為18～25℃，5℃以上可安全過冬，低于18℃和超過35℃則對生長不利。竹芋宜在土質較疏松，富含有機質和腐殖質的中性偏酸砂壤土，土層深厚肥沃、排灌良好的地塊生長。可在坡地種植，灌溉有利于增加產量，忌強光暴曬，否則易灼傷葉片。肥力不足的地方，根莖不膨大，產量較低，而且纖維多、淀粉含量少[8]。

3.1 整地

選擇風較小、灌溉條件好、土層深厚、富含有機質的肥沃砂壤地。整地時，耕作深度40 cm以上，土壤疏松、細碎，有利于播種、出苗和后期生長。結合整地，每667 m2施有機肥2 000 kg、硫酸鉀型復合肥10～20 kg、磷肥50 kg，充分與土壤混勻，避免復合肥與種莖直接接觸，以免燒傷種莖和嫩芽，施足有機肥有利于增產。起壟，壟高30～40 cm、寬40～50 cm，行距0.6～1.0 m，便于套種或后期管理。

3.2 播種

竹芋通常用根狀莖或吸芽繁殖，根狀莖繁育較常見。一般3月中下旬播種，氣溫20℃左右，選擇本地無病蟲害、無損傷和外形正常的健康種莖，如果種莖較大，可切成帶芽2～3個的莖段，用50%多菌靈可濕性粉劑或甲霜靈拌種處理，每100 kg種莖用100～150 g，待表面干燥后即可播種，將帶莖葉及葉芽的根莖種于深10～15 cm的溝中，幼芽朝上，用細土覆蓋整平，株距40～70 cm，每667 m2種植1 500株左右，土壤肥沃的地塊可以適當提高密度，可覆蓋適量秸稈保溫保濕，播種后20～30 d出苗。竹芋分株能力強，生長速度快，不宜密植，否則后期徒長苗弱，爛薯、小薯率提高[7]。

圖2 廣東省汕尾地區所產竹芋淀粉

3.3 田間管理

竹芋出苗后及時查苗補缺，確保有效株數，合理控制肥水，防控病、蟲、草害。竹芋前期生長緩慢，主要使用氮肥促進莖葉生長，后期生長速度快，施肥量應逐漸增加，均衡營養供應，以磷、鉀肥為主，以促進地下根莖的生長。植株封行前，結合追肥進行培土，每株可施尿素15 g作為提苗肥，施于根旁，覆土，避免與竹芋莖、葉直接接觸。竹芋開花前，結合中耕培土每667 m2增施磷肥50 kg、鉀肥30 kg（或三元復合肥50 kg）。竹芋生長期間要控旺，防止地上部分徒長。花期及時剪去花蕾，以減少養分消耗，促進地下部分生長，提高產量。生長旺盛季節需保持土壤濕潤，適當灌溉，但不宜積水，過濕易引起病害或爛根，甚至植株死亡，可采用滴灌，冬季后應逐步減少供水量。氣溫較低時，應保持土壤干燥，注意預防寒害[6]。

3.4 病蟲害防治

竹芋主要病蟲害有蚜蟲、紅蜘蛛、蚧殼蟲及病毒病、莖腐病和葉斑病等，宜采用綜合防治方法，以農業防治為基礎，結合化學防治。農業防治，播種時需控制種植密度，保證田間通風透光；配方施肥，重施有機肥，均衡營養供應，培育壯苗，增強抗病力；及時清理病葉，減少菌源、蟲卵基數，合理開展水旱輪作。物理防治，主要以防蟲網、遮陽網隔離，以殺蟲燈和色板誘殺粉虱、斑潛蠅、蚜蟲和薊馬等。化學防治，宜采用高效、低毒的生物農藥。

3.5 收獲與貯藏

種后約10個月，竹芋枝葉開始黃萎時，根莖淀粉含量最高，適合收獲。過早收獲則竹芋根莖淀粉含量少，過遲收獲則纖維含量過多，導致淀粉提取困難。采收時先除去莖葉，挖出根莖，避免損傷，清除根莖上的泥土、須根和松散葉片。收獲的新鮮竹芋根莖可以直接銷售，也可進行貯藏。竹芋的貯藏條件要求相對較低，清除病蟲為害和機械損傷的根莖后，選擇完整根莖晾曬3～5 d，至微微發蔫時即可貯藏。貯藏期間注意保持通風，控制環境濕度，一般空氣相對濕度為80%～85%[6]。667 m2產量800～1 000 kg，產值在5 000元以上。

4 展望

竹芋是極具特色的經濟作物，在地方種植結構調整中具有一定的價值。但竹芋產業還處于起步階段，存在產業體量小、規模不大、研究不深入、開發產品有限等問題。根據竹芋的生物學特性和產業發展需求，加大科研力度，對我國華南地區的竹芋資源進行系統收集，在不同生態地區進行多點評價，以產量、抗病性、抗旱性、抗寒性以及淀粉特性為主要評價指標，進行精準鑒定和系統選育，以培育適合當地自然條件的優良品種。同時，利用種苗脫毒技術開展健康種苗的繁育，對本地品種進行單株選擇，提純復壯，品種改良，提高種薯抗逆性。在種植方面，開展竹芋的標準化種植技術研發，建立高效栽培技術體系，開發病蟲害防控、營養需求特性等研究，推廣水肥一體化灌溉精簡種植技術，研發種植相關機械，提升智能化種植水平。加大深加工技術研究，重點開展功能食品的研究，開發竹芋類系列產品。開展品牌建設，建立全產業鏈社會化服務組織，建立行業協會，制訂竹芋生產和銷售行業規程，打造竹芋特色品牌經濟，促進竹芋產業的規模化高質量發展[14]。