薇菜的生物学特性及薇菜的加工与利用

肖 箫，何义发

(湖北民族学院 生物科学与技术学院,湖北 恩施 445000)

薇菜是蕨类植物中紫萁科紫萁属紫萁类孢子体嫩叶的加工品.包括紫萁和分株紫萁，为多年生草本植物[1].紫萁中含有黄酮类[2]、内酯类[3-4]、甾酮类[5]、多糖类[6-8]、鞣质[9]及氨基酸类[10]成分.薇菜是目前经济价值较高的蕨类植物之一，因其营养丰富、味道鲜美、风味独特，且采自山野，所以有 “山珍”和“山菜之王”的美誉.紫萁主要分布在我国长江流域以南地区，中医药上称紫萁贯众或高脚贯众，业内人士称为南方薇菜，分株紫萁主要分布在我国东北地区，被称为东北薇菜.虽然学术界对薇菜的称谓还存在争议，各种文献对这两种植物的表述还不尽相同，为叙述方便，在这里我们把这两种植物都称为薇菜.除中国外，日本、韩国、朝鲜、墨西哥、俄罗斯、越南、印度等地境内均有分布，我国是薇菜的主要生产国和出口国[1].本文重点对南方薇菜(紫萁)的生物学特性及其加工利用进行论述.

1 薇菜的形态学、生物学特性

1.1 形态学

薇菜(紫萁,下同)植株高50～80 cm或更高.根状茎短粗或成短树干状而稍弯.叶簇生，直立，柄长20～30 cm，禾秆色，幼时被密绒毛，不久脱落；叶片为三角广卵形，长30～50 cm，宽25～40 cm，顶部一回羽状，其下为二回羽状；羽片3-5对，对生，长圆形，长15～25 cm，基部宽8～11 cm，基部一对稍大，有柄(柄长1～1.5 cm)，斜向上，奇数羽状；小羽片5～9对，对生或近对生，无柄，分离，长4～7 cm，宽1.5～1.8 cm，长圆形或长圆披针形，先端稍钝或急尖，向基部稍宽，圆形，或近截形，相距1.5～2 cm，向上部稍小，顶生的同形，有柄，基部往往有1～2片的合生圆裂片，或阔披形的短裂片，边缘有均匀的细锯齿.叶脉两面明显，自中肋斜向上，二回分歧，小脉平行，达于锯齿.叶为纸质，成长后光滑无毛，干后为棕绿色.孢子叶(能育叶)同营养叶等高，或经常稍高，羽片和小羽片均短缩，小羽片变成线形，长1.5～2 cm，沿中肋两侧背面密生孢子囊[1].

1.2 生物学特性

薇菜具有原叶体(无性世代)和孢子体(有性世代)两个相互独立的世代.依靠孢子繁殖后代, 成熟孢子为三裂缝、四面体型， 其表面具短棒状纹饰.地下茎短粗并簇生成蔸状,嫩叶呈自然拳卷状态,叶被覆白色或褐色的绒毛，薇菜自然更新率极低,因其寿命长,现有资源为若干年积累而成.薇菜适应性广，每年4月下旬根状茎开始萌发并抽生新叶，嫩叶生长极为迅速；孢子于5月下旬成熟，在适宜的环境条件下，孢子萌发成配子体后，受精卵在颈卵器中发育成胚，胚接着发育成独立生活的孢子体.

据王谋强等人的研究表明[11],薇菜喜欢温暖阴湿的环境，分布在半阴坡或阴坡沟坎边,它主要的伴生植物有山苍子、芒萁、狗脊和杜鹃等，在恩施800～1 200 m地区长势良好.薇菜在遮荫处可促进其萌发生长，在富含腐殖质的肥沃土壤中产量和品质也有较大提高.薇菜有红叶柄紫萁和绿叶柄紫萁两个生态变异类型.

2 薇菜的繁殖技术、采收和初加工

2.1 薇菜的繁殖技术

薇菜的根茎繁殖采用野生地下根茎繁殖，具有生长快、出产早等优点.缺点是多年来人们一直采用此法，野生种源很难采到.此法繁殖春秋两季均可进行，但以早春为好，成活率高，生长快[12].

孢子繁殖是近年来人工栽培蕨类植物采用的一项新技术，虽然技术复杂，但繁殖数量大，不仅适宜规模化生产也利于保护野生资源，符合紫萁生产的长远利益[12].马玉心等[13]对薇菜孢子的繁殖做了深入的研究，利用“三段式”育苗培蔸技术使薇菜孢子形成可直接用于人工栽培的种蔸.“三段式”育苗培蔸技术经过了出苗、炼苗和培蔸三个阶段.出苗阶段即床苗期，主要在苗床内进行；炼苗阶段即容器苗期，让其在容器中形成根团，有利于根系的生长和成活；培蔸阶段即圃苗期，在条件较好的苗圃地进行，通过一系列促进种蔸生长的措施，促进地下茎膨大.

张泽宏[14]对东北薇菜(分株紫萁)的组织培养进行了研究，成功地诱导出了愈伤组织，并继代、生根、得到试管苗，袁艺[10]、吴三桥[15]、张敏[16]以紫萁孢子作为外植体得到了试管苗.

2.2 采收和初加工

采收时间一般在4～6月.由于薇菜生长速度不一样,5月进入采收期,6月结束采收 ,一般连续采集3茬,第1茬是影响产量的关键,因此,当叶柄长到15 cm以上时才能采集第1茬.以后随气温上升,一茬比一茬生长快 ,但由于营养渐少,叶柄一茬比一茬细,当叶柄端的勾叶出现半伸呈羽状复叶,叶柄就开始老化,出现纤维时停止采集.采集要根据产区,依次轮流采集,一般7天轮回1次.采集原则:按距离先近后远,按地势先低后高,按日照先阳后阴,按植株先高后矮,按长势先早后晚.

薇菜干加工工艺流程：采后处理→炝烫→揉搓→变红→干燥→整理.炝烫：用铝锅或铁锅将水烧开，将采后紧处理和分级的薇菜按粗细分别放入开水中煮沸，一般煮3～5 min，要求菜要煮透、不过烂、不夹生，否则晾晒时会发黑变成次品；变红：将经炝烫过的菜摊开直接见光(晴天3 h，阴天4～5 h，雨天让雨淋24 h)，不红不翻动，周身全红后开始搓揉；搓揉：将变红的菜及时摊放在干净的簸箕、晒席或木板上，两手心向下用滚动式顺一个方向揉搓8～10次；干燥：晴天干燥最为理想；整理：干燥后进行整理，去掉老梗、杂质、装袋.

3 薇菜的营养成分及药理作用

3.1 营养成分

薇菜是一种以碳水化合物为主的野菜，其营养丰富，富含氨基酸、纤维素、维生素和人体必须得各种微量元素.

何义发等[1]对恩施薇菜的营养成分进行了分析，结果表明，薇菜幼叶干制品含有总量为9 968.67 mg/100 g的19种氨基酸，其中，人体的8种必需氨基酸的总量为4 438.3 mg/100 g；谷氨酸含量最高，为2 080.5 mg/100 g，排在第二位的是天冬氨酸，含量为1 113 mg/100 g.薇菜还含有大量的矿质元素，如钾、钠、钙、镁、锌、铜、铁、钴、镍、钼、磷、硅、硒等，其中，以钾元素的含量为最高(1 012 mg/100 g)；富含维生素C和维生素B1、B2以及胡萝卜素.

吴三桥等[15]对薇菜中的氨基酸、灰分、粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、总糖含量进行了测定，结果表明，必须氨基酸占总氨基酸量的43.26%，灰分含量为8.11%,粗蛋白为22.8%，粗纤维为13.07%,粗脂肪为3.34%，总糖为21.14%.

王谋强等[17]对商品薇菜干的综合样品进行了营养品质分析，结果表明薇菜干与金菜干、香菇和木耳比较，各种理化指标均与之接近.其中，蛋白质含量高于木耳，略低于香菇，脂肪和热量均比木耳、金菜、香菇低.与八珍之一的猴头，名贵山珍竹荪，以及东北薇菜干相比，所含人体必需氨基酸总量彼此接近.薇菜干的主要维生素含量(mg/100g)分别是:抗坏血酸19.82，核黄素0.60，硫胺素0.11，生育酚0.27，胡萝卜素0.37.

3.2 药理作用

1)抗病毒.药理实验表明，紫萁有抗单纯性疱疹病毒、腺病毒、脊髓灰质炎病毒、流感病毒等作用.黄酮类化合物对心血管系统有重要作用，能抗肝炎病毒.对抗腺病毒和抗单纯性疱疹病毒的体外实验表明，紫萁的治疗作用较强[1].

2)抗菌消炎和细胞修复.据日本学者根子分析，紫萁幼叶绒毛具有抗菌、凝血和促进细胞修复的功效[1].张泽宏等[18]对紫萁各部位提取液抑菌作用进行了研究，结果表明，紫萁全株都有不同程度的抑菌效果，其中，地下部位比地上部位的抑菌效果好，提取液对枯草杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果最明显，对酵母菌抑菌效果不明显，对青霉菌无抑菌效果.

3)提高机体免疫力.紫萁根茎中含有丰富的微量元素和多糖类物质，它们对机体的代谢、生长发育、疾病的预防都起着重要作用.李磊等[19]对紫萁多糖进行了基本性质的研究，结果表明紫萁多糖的活性成分为酸性多糖，酸性多糖具有与阳离子交换的能力，能调节肠内pH；红外光谱显示其呋喃糖苷的特征.

4 薇菜产品开发

山野菜的加工，是为了使山野菜耐贮藏和运输；二是为了获得营养卫生高品质的蔬菜食品，从而提高山野菜的价值.

引起山野菜加工品败坏的原因主要包括物理、化学和生物三方面因素.物理因素包括光、温度、压力等，光照使产品温度升高，促进化学物质降解，温度较高有利于各种微生物的活动，压力可使食品遭受机械损伤；化学因素如食品本身的糖、有机酸、蛋白质、单宁、酶等的变化；生物因素如细菌类、霉菌类、酵母菌类及小型动物对食品的侵染.

为防止败坏可采取以下措施对食品进行贮藏：腌制、糖制、脱水保藏、无菌保藏、发酵保藏和化学保藏等.山野菜通过腌制、糖制、脱水干制后，可以提高物质的渗透压从而使微生物无法从食品中吸取水分和养分，同时使微生物发生反渗透作用而达到抑菌的目的；山野菜经过灭菌和密封相结合的方法也可长时间保藏；利用微生物发酵所产生的代谢产物可以抑制其他有害生物的活动从而达到保藏的目的；利用外加的化学药剂来阻止食品中的有害生物生长发育来达到保藏的目的，这些化学药剂称之为防腐剂，它是无毒、无异味，对人体健康无害，不破坏营养成分，不影响食品风味，能防止食品本身的分解变质，能抑制或杀死危害食品的有害生物的一种化学药剂.另外，食品在运输和贮藏过程中还应避免高温、光照和碰撞挤压等.对于某些加工食品还可采用低温保藏的方法抑制有害生物的活动.

薇菜干可以加工成各种类型的食品投放市场，包括复原精制薇菜，清水薇菜软罐头以及各种即食快餐薇菜食品.

何义发等[20]对薇菜的脱苦、保脆和护色方法进行了研究，结果表明，用2%的碳酸氢钠溶液脱苦,0.2%氯化钙溶液保脆以及用300 mL/L的醋酸铜在pH值6时护色能达到良好的效果.

5 薇菜的利用现状及发展趋势

薇菜的地理分布范围比较窄，主要分布在日本、韩国、中国、墨西哥、加拿大等国，越南、印度也有分布.较早进行薇菜研究和开发的国家是日本.日本在对薇菜的生态习性、繁殖技术、人工栽培、加工等研究均处于领先地位，20世纪70年代初，首次进行野生转家栽实验并获成功，此后不断积累完善，使其人工栽培薇菜经济寿命可达30～40年，亩产量可达50～100 kg干品，在孢子繁殖、组织培养方面也有很大突破.在我国，薇菜资源开发已有很久历史，古代就由利用薇菜的记载，被列为救荒植物，而作为商品开发出口是在20世纪70年代，日本大量进口我国东北薇菜.我国薇菜主要出口日本、韩国及东南亚国家，在国际市场上享有很高的声誉，主要以干制品出口，仅日本每年需要量就达10 000t以上.

薇菜开发利用还存在很多问题：一是开发利用仅停留在野生资源的利用上，自然更新速度跟不上采摘速度，造成资源处于青黄不接的状况；二是薇菜总量不能满足国际国内市场的需要；三是薇菜商品仍以干菜出口，商品价值低，产品结构单一；四是深度开发的科学研究滞后.

另外，在产品开发上有以下几个方面可以进行研究和探索：一是初生拳卷嫩叶密被的绒毛可开发止血贴及止血药物添加成分；二是薇菜嫩叶加工成干菜，开发成各种方便食品和功能性食品，同时可利用薇菜干精加工时留下的下脚料提取紫萁多糖、紫萁膳食纤维等；三是植株全草入药和开发成饲料；四是利用薇菜孢子粉，运用破壁技术开发成各种功能性食品[1].

目前，受资源、技术、经济等方面的制约，薇菜的开发利用还停留在干菜利用阶段，主要以薇菜干和少数复原精制薇菜出口，由于薇菜的人工栽培还没有普遍展开，薇菜的产业化格局尚未形成，因此，薇菜的综合利用还有很大的发展空间.

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