II利用价值和开发潜力
王佺珍1,崔健2
(1.西北农林科技大学动物科技学院草业科学系,陕西杨凌712100;2.西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨凌712100)
摘要:菊苣Cichor ium inty bus是菊科菊苣属多年生宿根植物。作为一种高产优质的牧草,菊苣已在世界上许多国家广泛栽培利用。作为青鲜牧草饲用,其综合营养价值高,如粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物和粗灰分含量等指标都优于苜蓿M edicago s ativ a,此外牧草菊苣富含矿物质,适口性好,消化率高,利用期长,并且具有适应性广,产草量高,易于栽培管理等优势,可用于建立高产人工割草场和放牧场。除了作为优良牧草利用外,菊苣亦可用作天然产物提取等深加工利用,例如,药品、饮料、功能性食品和饲料添加剂等方面具有较大潜力。
关键词:牧草;菊苣;利用价值;开发潜力
中图分类号:S548.099 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2010)02-0150-07
菊苣Cichorium inty bus是菊科(Com pos-i tae)菊苣属多年生宿根植物。菊苣20世纪80年代引入中国后,又有大叶型牧草品种被培育出。由于它品质优良,已成为最有发展前途的饲料和经济作物[1]。国内通过引种和培育,目前牧草菊苣品种主要有普那菊苣Cichorium inty bus cv. Puna [2]、欧洲菊苣C.inty bus cv. Euro pe 、将军菊苣C.inty bus cv. Comm ander [3]、菊苣C.inty bus cv. Oubao 、阔叶菊苣C.inty bus cv. Kuoy e 和益丰菊苣 C.inty bus cv. Yifeng 等;还有美国引进的杂交一代种奇可利(英文名:Barckor ia)[4]和从意大利引进的 甜心 菊苣C.inty bus cv. Chicor y OG02 [5]。同时,菊苣已被我国卫生部批准为药食两用植物[6],可用于保健食品;也已经被美国批准商业化种植的转基因作物品种之一[7]。菊苣作为一种新型的饲用牧草,具有良好的推广价值和利用潜力,但当前对菊苣的基础研究尚未系统健全[5],为此,就牧草菊苣利用价值及其开发潜力进行综述,以期为高效畜牧业和生态环境建设提供科学依据。
1 牧草菊苣的利用价值
1.1作为青鲜牧草饲用
1.1.1粗蛋白含量高 从表1可知,莲座叶丛期普那菊苣粗蛋白含量高达24.77%,益丰菊苣2
2.90%,奇可利22.87%;普那菊苣全生育期粗蛋白含量平均值20.33%,而紫花苜蓿Med icago sativ a10个品种全株粗蛋白含量平均值17.85%。蛋白质品质优,例如,阔叶菊苣含17种氨基酸,9种必需氨
基酸,其中赖氨酸含量达1.2%[8];虽然氨基酸种类不及紫花苜蓿丰富,但是赖氨酸含量与紫花苜蓿(1.05%~ 1.38%)相当[9-10]。在莲座叶丛期收获的菊苣,有9种氨基酸含量高于紫花苜蓿草粉中氨基酸的含量[11]。再比如,菊苣茎叶中粗蛋白含量最高可达31%~35%,种植667m2菊苣鲜草粗蛋白含量和8000kg玉米Zea may s相当,可全部或大部分取代精饲料,从而降低养殖成本;饲喂畜禽不但长膘快,而且毛光滑,生病率下降,比饲喂其他牧草的畜禽质量增加40%以上,出栏提早40~ 70d,种养效益提高70%以上[12]。阔叶菊苣可大部分取代精饲料,降低饲养成本50%,在奶牛场,它作为一种特殊的日粮,在奶牛挤奶后立即饲喂,
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草 业 科 学
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27卷02期
V ol.27.N o.02
收稿日期:2009-04-07
基金项目:科技部国际合作项目(2008DFA31650);陕西省国际
合作项目(2008KW-29)
作者简介:王佺珍(1963-),男,内蒙古卓资人,博士,副教授,主
要从事植物资源和牧草种质资源的开发利用的教学
和研究。
E_mail:w angquanzh en191@163
通信作者:崔健 E_mail:cuijian37@163
被农民称为 奶牛的牛奶 [8]。
1.1.2粗脂肪含量高 从表1可见,普那菊苣全生育期粗脂肪含量平均为3.78%,高于10个品种紫花苜蓿全株粗脂肪含量平均值(
2.99%),特别是作为青鲜牧草饲用是利用叶丛期,而奇可利和牧草蔬菜兼用型益丰菊苣叶丛期的粗脂肪含量分别为4.46%和5.0%,分别高于紫花苜蓿49.16%和67.22%。1.1.3粗纤维、无氮浸出物和粗灰分含量 普那菊苣叶丛期粗纤维含量相当于紫花苜蓿,全生育期平均不及紫花苜蓿;但是,牧草菊苣是在叶丛期利用,奇可利和兼用型益丰菊苣叶丛期的粗纤维含量分别为12.9%和1
3.0%,分别低于紫花苜蓿平均值(28.81%)的55.22%和5
4.87%(表1)。无氮浸出物低于紫花苜蓿;粗灰分高于紫花苜蓿(表1)。
表1 普那菊苣和紫花苜蓿的营养成分%牧草生育期及品种*粗蛋白质粗脂肪粗纤维无氮浸出物粗灰分钙磷
普那菊苣莲座叶丛期24.77 3.1526.8321.2521.19 1.490.55抽茎期21.56 3.5232.6124.3515.62 1.120.37初花期18.25 4.0135.9826.8913.07 1.080.30盛花期16.75 4.4338.9728.829.74 1.010.25全生育期平均20.33 3.7833.6025.3314.91 1.180.37
奇可利莲座叶丛期22.87 4.4612.9030.3415.28 1.500.42初花期14.73 2.1036.8024.928.01 1.180.24
益丰莲座叶丛期22.90 5.0013.0030.0016.00 1.500.24
紫花苜蓿**
(盛花期全株营养测定)公农1号15.47 3.4828.1146.10 6.84公农2号15.58 2.8631.3143.44 6.51龙牧80118.42 3.7527.0543.82 6.96龙牧80318.51 2.1629.0043.207.13美国杂交熊1号19.78 2.5228.6842.17 6.86大叶苜蓿18.14 3.2626.8145.12 6.68 M ag na60119.18 3.5030.2540.31 6.77
农宝18.55 3.3128.7741.657.72胜利者18.66 2.8127.5243.757.26霍普兰德16.20 2.2530.6344.47 6.46 10个品种平均值17.85 2.9928.8143.40 6.92
注:*表示资料来源于文献[28]、[29]、[24]、[30];**表示紫花苜蓿品种来源,公农1号、2号来自吉林;龙牧801, 803来自黑龙江;美国杂交熊1号来自宁夏;大叶苜蓿、M ag na601、农宝和霍普兰德来自美国;胜利者来自加拿大。
1.1.4牧草菊苣富含矿物质,适口性好,消化率高 牧草菊苣青鲜叶片中富含胡萝卜素、维生素C 和矿物质钙、磷、钾、镁、硫和铁、锰、锌、铜、钠、锶、硒等微量元素[8,13-15]。牧草菊苣叶量多且茎叶柔软,叶片有白乳汁;适口性极好,饲养奶牛、肉牛、猪、羊、鹿、马、兔、鸡、鹅、鸭、鱼、鸵鸟效果均好,是以草代粮的优质饲料[14]。例如,兔特别喜爱吃菊苣[16],采食菊苣一段时间后被毛光亮,毛纤维品质明显提高[17],拉稀的兔只要饲喂菊苣2d 后,就可止泻;猪采食菊苣后,食欲大增,发病率降低,毛光亮[18],消化率高。根据美国西弗吉尼亚畜牧研究机构的报告,用普那菊苣育肥的羔羊和肉牛,其体质量的增加速度明显超过普通饲草[19]。新西兰科学家证实普那菊苣与黑麦草L o-lium p er enne和白三叶T r if olium r ep ens混合草的饲喂效果几乎一致[20-21]。有研究分别用紫花苜蓿和菊苣奇可利代替20%基础日粮和对照组,分别饲养35日龄和45日龄的断奶新西兰白兔,比
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较这3组试验兔的增质量、日增质量、生长速度、料质量比,并分析比较2种牧草的经济效益,结果显示,紫花苜蓿组的料质量比分别较对照组下降4.60%、4.68%,而菊苣奇可利组的料重比分别比对照组下降9.51%、9.06%;菊苣奇可利组比紫花苜蓿组和对照组的只均获利高,经济效益好[16,22]。
现实中的素媛照片1.1.5利用期长,产草量高,无病虫害 菊苣由于春季返青早、冬季休眠晚,作为饲料其利用期比一般青饲料为长,在中原地区年利用期长达8个月,南方可周年利用,每年最多可刈割利用12次以上;且1次播种可连续高产5~7年,最长可利用15年。产草量高,杂交一代菊苣奇可利和菊苣最高鲜草产量分别可达40 104和38.4 104 kg/hm2。由于菊苣叶片中含有咖啡酸等生物碱,因此表现出极强的抗虫害和抗病特性。有试验表明,种植10年从未发现过有任何虫害;在低洼易涝地区易发生烂根,但只要及时排除积水也易于预防,除此之外尚未发现有其他任何传染性病害[23-27]。
1.2高产割草场和放牧场利用 贵州省草业科学研究所独山试验站进行了黔引普那菊苣分别和灰萝卜、玉米、牛皮菜3种套种试验研究,结果显示,黔引普那菊苣套种灰萝卜和套种玉米试验效果好,在不影响菊苣产量(差异不显著)的同时每667m2还分别可以收获灰萝卜叶2717.99kg、根231
2.26kg、和鲜玉米秸秆1426.64kg、玉米籽实(干)507.66kg。这2种套种方式提高了土地利用率,额外增加了农户的效益[31]。普那菊苣还可与无芒雀麦Br omus iner mis、紫花苜蓿等混合青贮,以备冬春
饲喂奶牛;放牧利用时,最佳的轮牧周期为25~30d,留茬高度以3~5cm为宜。幼畜最初进入放牧地,普那菊苣的高度应为10~ 12cm[32]。此外,菊苣草地放牧家畜可降低其体内寄生虫,减少了家畜驱虫;同时,由于菊苣是深根性直根牧草,可有效降低氮淋溶,进而减小干旱盐碱牧草地的酸化程度[25,33-34]。
1.3上等蔬菜食用 菊苣用于菜篮子,其叶片鲜嫩,可炒可凉拌又是高营养蔬菜。鲜嫩的茎叶和芽球(秋后把肥大的根株挖出,软化栽培生产,菊苣长出的芽),无论生食或熟食,均可清肝利胆,有效黄胆病和心血管病,是高档保健蔬菜[35]。它的营养成分,尤其是矿物质含量,是很多蔬菜不可企及的[36]。菊苣中的蛋白质含有17种氨基酸,其中有9种是人体必需的氨基酸,是良好的补充必需氨基酸的食物来源。除具有丰富的营养价值外,菊苣还是一种天然的绿食品。它极少受到病虫害的侵犯,食用安全,还是生产食用菌的优质基料,并可从根茎中提取丰富的菊糖和香料[26-27]。阔叶菊苣不仅是优质饲料作物,还可作蔬菜用。肉质根茎在遮光条件下可生产芽球菊苣,食用部分为肉质根软化栽培后萌发的嫩黄椭圆形的芽球,其营养丰富,可生食凉拌或做拉,也可作为火锅配料或炒食,口感脆嫩,微甜稍带苦味。因含马栗树皮素,野莴苣苷成分,具有清肝利胆、解酒、减肥的功效,其芽球是特菜中的上品;而且它富含菊糖、咖啡酸和奎宁酸,可工业化生产提取保健型食品低聚糖果[8]。同时,种根在栽培过程中几乎不需施农药;在软化栽培过程中,也不需施用任何农药化肥,食用安全。因此,菊苣被列为21世纪的保健蔬菜[8,13]。
1.4酿蜜和改善生态环境 菊苣花期长达4个月,花质较好,是上等的蜜源植物。菊苣的肉质根非常发达,植株茂盛,四季常绿,保持水土的作用很强,花期长,蓝花朵美丽壮观,是优良的绿化和水土保持植物[33]。
2 牧草菊苣的利用潜力
2.1适应性广,产草量高,易于栽培管理 菊苣喜温暖湿润气候,但也耐寒、耐热。益丰菊苣在炎热的南方生长旺盛,在寒冷的北方,气温在-8 时仍青枝绿叶[24];欧洲菊苣可在-30 时自然越冬[37-38]。对土壤要求也不严,在荒地、大草原、大田、果树间、山坡地、沟渠道旁、房前屋后均能生长;适应性广,如阔叶菊苣可适应pH值5.0~8.2的土壤[8]。全国各地都适合种植[14,26]。并且,栽培不受季节限制,最低温度在5 以上的
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季节都可播种。播种方法可条播或育苗,在大草原或荒地也可撒播。杂草竞争力不如菊苣,故无草害之忧,每次刈割后只要及时施肥浇水,便可年年获得丰收[14];例如,益丰菊苣每次刈割后灌水并追施氮肥,即可保持10年以上连续高产不衰退[24]。菊苣在短日照条件下生长旺盛,喜水肥, Bor wn和M oot曾报道水的使用量与菊苣干物质产量成线性相关[39]。牧草菊苣在国外常用作饲料,由于菊苣用途广泛,比较耐寒,适应性广,它将成为中国华北地区最有开发前途的饲料和经济作物[15,40]。
2.2天然产物提取等深加工利用 研究表明,菊苣提取物不仅是菊粉、菊苣酸、果糖等的重要来源[41],而且它本身也具有许多的生理活性,比如增强免疫能力、抗炎作用、降低胆固醇和血糖等[1-2,42-46]。菊苣的根富含菊糖、多酚[47]和多种芳香族物质,提取出来可深加工利用。近年来,通过研究菊苣所含化学成分及菊苣在临床毒理药理研究中的作用,发现它具有明显的降血糖、降血脂[48-49]、脂肪肝[50]、提高人体免疫力[51-52]、抗衰老[53]和抗肿瘤[54]等作用。菊苣地上部分、根和种子可入药[55]。另外,已有研究从菊苣基生叶中提取出黄酮[56]。
2.3开发药品、饮料、功能性食品和饲料添加剂等 菊苣作为一种宝贵的植物资源,其开发利用前景广阔[57]。除作为蔬菜、牧草和传统的咖啡替代品[58-59]利用外,其药效作用主要体现在保健饮品[60-62]、功能性食品和特效药品等[63-64],例如,防浮肿药物[65-66]。同时,亦可开发食品和饲料添加剂以及宠物食品等[67-70]。目前开发的保健饮品有菊苣减肥茶[71]、菊苣饮料[72-75]等。
拟人2.4宝贵的工业原料 菊苣提取物的成分复杂,其中含量最高的是菊粉(inulin)[76];其肉质根内含有700g/kg(占干物质)的菊粉,可作为菊粉、低聚果糖及高果糖浆的工业生产原料[77];而且,其地上部分和地下肉质块根经工业提取后的残渣均是很好的饲料,经营养成分测定,其无氮浸出物、粗蛋白、粗灰分、粗纤维和粗脂肪5项指标的含量均高于玉米。由此,从利用价值来说,菊苣应是工业原料作物即经济作物[57]。
2.5其他利用 菊苣花可以提取香精,用于生产化妆品。目前,已有日本研究者从菊苣烘烤根中压榨出在酸性条件下不溶的菊苣素剂[78]、菊苣苦味素(捷克)[79]和菊苣功能性食品去除苦味剂(法国)[80-81]等。
随着对牧草菊苣及其有效成分研究的逐步深入,牧草菊苣的巨大开发潜力,例如丰富的营养价值、较高的生产性能和独有的保健功能正逐渐得到体现、重视,以及广泛的开发、推广和应用;未来在国内外畜牧业、食品和药品工业上极具开发价值和利用前景。
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