王秀全 李建辉 李艺坚 高宏华 丰明 张永发
摘 要 葛根是一种既具食用价值又具药用价值的植物。本文从葛根种质资源开发及利用的研究现状进行分析,结合葛根种质资源的筛选、栽培、繁育及其价值的开发提出有关策略,并针对葛根种质资源产业化发展的利用做出研究,旨在通过质量评价、品种选育、技术提升等手段,发挥葛根的药用与食用价值,实现葛根种质资源的产业化发展。
关键词 葛根 ;种质资源 ;开发利用 ;产业化
中图分类号 R282
Industialization Strategy on Development and Utilization of Pueraria lobata Germplasm Resources
WANG Xiuquan LI Jianhui LI Yijian GAO Honghua FENG Ming ZHANG Yongfa
(Rubber Research Institute,CATAS,Danzhou,Hainan 571737)
Abstract Puerarin is a strange edible value and medicinal value of plants, presently for puerarin variety breeding and germplasm research also mainly from two aspects, resource development and utilization of more problems.This article from the development and utilization of pueraria germplasm resources analysis,the research status of combination of pueraria germplasm resources selection,cultivation,breeding and its value of development strategy is put forward,and to make a research on development of industrialization of pueraria germplasm resources utilization,through quality evaluation and breeding varieties,strengthening technical means, such as play puerarin medicinal and edible value, realize the industrialization development of pueraria germplasm resources.
Key words Pueraria lobata ;germplasm resources ;development and utilization ;industrialization
葛根(Pueraria lobata)是葛的块根,也是中国传统中药之一,其药用历史较为悠久,具有清热解肌、升阳止泻等功效。随着时代与技术的发展,现代葛根也逐步在心血管系统及血糖层面发挥药性,实现药食两用的发展目标[1-6]。葛根种质资源的优良决定了葛根药用价值的高低,因此筛选葛根优良种质资源、开发葛根药用价值、利用其生态价值,对医药行业具有重要的作用。因此,针对葛根种质资源开发及利用進行研究,对其产业化发展也带来重要的现实意义。
1 葛根种质资源的种类及分布
葛根种质资源共有20余种,大多分布于中国、日本、泰国等亚洲东南部国家,中国共有葛根资源约11种。笔者对葛根种质资源进行调查,发现葛根资源极为丰富,以野葛为主,其分布广,开发利用的价值极高。葛根主要产于云南、广西、贵州、江苏、河南、湖南等省份[7-9]。云南葛属植物种类较多,约为9种,分别是野葛、越南葛、峨眉葛、粉葛、三裂叶葛等。当然,从葛根的分布情况看,除了新疆、西藏等地区,葛根在全国皆有发现,区别在于葛根的种类及数量。不同种类及产区的葛根中,大豆苷、大豆苷元、醇溶性进出物等含量均不同,因此不同葛根种类有不同的用途。例如野葛中总异黄酮含量较高,大多以黄酮为主的产品皆可用野葛作为原材料;再如粉葛中淀粉含量较高,可用于生产淀粉含量较多的产品。
2 中国葛根种质资源开发与利用现状
2.1 葛根品种选育研究
葛属植物的种类较多,依照其生长习性主要分为野生葛与栽培葛2类;同时,葛属植物也可分为药用葛与食用葛2类。食用葛主要以粉葛为主,淀粉含量约为30 %;药用葛以野葛为主,总黄酮含量约为7.5 %。因此,针对葛根品种选育等方面的研究较多,大部分学者也针对野葛的杂交优化、驯化等做出研究,并取得了明显的成果。而葛根品种的选择则以其淀粉含量与产量为衡量标准。就目前而言,针对葛根品种的选育研究已有一定的进展,以药用葛为首,但针对食用葛的选育工作还需加强。
2.2 葛根种质资源的评价
针对葛根种质资源的评价,大多体现在其药用评价与生物学评价层面。首先,针对葛根的药用评价已经取得了一定的成果。经过资料的查阅可知,葛属植物中异黄酮类化合物含量较多,而总黄酮含量以及葛属植物的特有成分葛根素含量的高低是其药用价值评价的标准。野葛的药用水平较高,其次是粉葛,再次是峨眉葛,剩余葛属植物的葛根素含量较低,不适宜作药用。针对葛根生物学的评价,主要从葛根的花粉及花冠入手,这是鉴别葛属植物种类的有效依据,也是葛属植物分类的标准。
2.3 葛根种质资源开发利用存在的问题
当前,国内外逐步加强对葛根开发与利用的重视程度,国外也会从中国进口大量的葛根加工品,然后生产各类以葛根为原材料的保健药物与食品[10-12]。但中国针对葛根种质资源的开发与利用仍处于起点阶段,距离产业化发展仍有较远的距离。首先,中国在进行葛根生产时没有充分利用葛根内部元素,在进行药用葛根的生产时,通常会忽视淀粉的提取,从而导致资源的浪费;其次,针对食用葛根的开发仍处于起点阶段。因此,需充分利用葛根种质资源,培育更多优质葛根品种;并充分利用葛根资源,提升其药用、食用价值,最终提高其经济价值,实现葛根种质资源的产业化发展。
3 葛根种质资源的开发策略
3.1 筛选葛根优良种质资源
针对葛根优良种质资源的筛选,可为优良葛根的培育奠定基础。因此,首先需要选取不同类型的葛属植物,并将其统一种植到同一片实验田中,给予其统一的生存环境,可结合实际情况,施用农家肥,以保障葛属植物的优良生长;然后,针对长出的植物进行抽样调查,统计各资源的成长情况,测定葛根养分含量,对葛属植物进行综合鉴定及评价;最后结合资源开发方向,选取不同种类的葛根种质进行培育[13],例如针对食用葛根,可选取淀粉含量高的粉葛;针对药用葛根,可选取总黄酮素与葛根素含量高的野葛,分别利用其种质资源进行培育。
3.2 葛根种质的栽培与繁育
3.2.1 栽培
葛根的资源分布十分广泛,极具开发潜力;此外,且葛根的品种资源十分丰富,不论其品种属于早熟或是晚熟,葛根的产量都很高,且纤维少,也没有过多病虫害的侵扰。因此在栽培时,需结合葛根的品种选取适宜的生产环境,进行粗放式栽培,无需施加农药。但需针对葛根的栽培价值、肥水管理、抹芽打顶等培育过程进行系统化的研究,最终采用适宜的策略进行葛根种质的栽培。
3.2.2 繁育
葛根可通过2类方式进行繁育,分别是有性、无性。传统的繁育方法有分根法、种子法、压条法以及扦插法4类。在进行种子法繁育时,还需提前进行特殊处理,通常采用破种皮、温汤浸种等策略,以提升种子在生长过程中的吸水能力,从而提高其发芽率。但此法不适用于南方部分地区,因其葛属植物的收获时间较短,种子较小,成活率较低。分根法与扦插法在生产中利用率较低;压条繁殖法的成本小,繁殖速度较快,生长优势十分明显,利用率较高。
3.3 葛根价值的开发
葛根具有药用价值,含有多种药用成分,可有效促进心脑血管的复原,防治心脑血管疾病,还具备抗癌的功效。同时,葛根还可防止腹痛、血糖高等病情的出现,有效缓解心绞痛,提升记忆能力与免疫力[14]。因此,可结合葛根素的含量,选择药用葛根种进行培育,并开发、生产葛根药品,真正发挥其药用价值,例如,中国现已投入生产的葛根素(针剂、片剂)、葛根素浸膏粉(颗粒剂、粉剂)、愈风宁心片、心血宁片、葛根岑连片等。葛根可有效辅助治疗心脑血管疾病、糖尿病等,还可解痉止痛、活血化瘀、止泻止痢。此外,葛根还具有食用价值,如鲜葛根可入菜,也可提取淀粉,葛根淀粉含有钙、铁、铜、锌等多种微量元素,对人体有很大的作用。中国已经开发出的食品有速溶葛根粉、面条、粉丝、低聚糖等,不但有效满足人们对营养的需求,而且使葛根的食用方式多样化。
4 葛根种质资源利用产业化策略
4.1 加大投入,重视质量评价
针对葛根种质资源产业化发展,首先,各级政府需明确葛根发展的重要性及其价值,加大经济投入,为葛根产业的发展提供保障,并解决葛根种质资源利用中的技术问题。同时,还需针对葛根种质资源进行研究,重视质量评价,如针对葛根种质资源进行鉴别,从而选取合适的品种进行利用。鉴别指标通常为葛根内部元素含量的高低,从中选取药用、食用的葛根种质进行针对化利用。
4.2 选育药用葛根品种,发挥葛根药理作用
葛根的利用价值较高,药用葛根通常以野葛为主,但由于不合理的开采,野葛资源已经遭到严重的破坏,资源数量日渐减少。因此,首先需要保护野葛资源,合理并科学地对其进行开采;其次,还可针对野葛的生存环境、生长条件进行研究,实现野葛的家养目标,从而有效扩大野葛的种植规模,提升野葛资源数量,并加大其利用率。争取在生产食用葛根的基础上,实现野葛的培育与利用,真正发挥出葛根的药理作用[15],以保障葛根内部的总黄酮素促进脑部血液循环、葛根素促进心肌代谢并调节血压、葛根黄铜调节心率并抑制血小板的聚集、葛根醇提取物改善学习记忆等,真正为人体健康带来巨大的帮助。
4.3 加强葛根种质栽培技术研究,开发葛根产品
葛根的生长情况与品质高低取决于其栽培技术。因此,需要加强葛根种质栽培技术的研究,开发栽培集成技术、提取技术、资源能源研发技术等,保障葛根的量多优产,从而开发出优秀的葛根产品。首先,可选择合适的葛根品种,整治培育田地,并及时对种质进行培育,选取合理的密植方法,利用集成技术提高葛根的产量;其次,还可将各元素的提取与生产进行结合,提升元素的提取效率,如利用新型提取技术,将葛根中总黄酮素、葛根素、淀粉等进行提取,并制作出淀粉、葛总黄酮浸膏等,提高葛根种质资源的利用率,发挥其经济效益[16]。此外,还可建立针对性研发机制,以检测葛根培育中的农药施用量、发病率、虫害率等,并为葛根产业技术的提升提供保障。
除了上述葛根淀粉、葛根面條等葛根产品的开发以外,还可利用先进的技术开发葛根食用菌,以及能源资源。首先,可将葛渣进行筛选,选择适宜的品种进行加工,使之成为全新的食用菌产品;还可将葛根中的淀粉与纤维素进行提取,利用生物质原料促进资源能源的开发。以缓解资源危机,提升中国产业化竞争力。
4.4 全面探寻葛根特点,发挥其产业价值
4.4.1 饲用价值利用
葛根种质隶属于豆科,若将其有效培育,可长出葛藤、藤尖、叶片等除去葛根以外的药用、食用部分。其中,葛藤也是较为常见的草药,也具有药食同用的特点。据有关资料显示[17],葛属植物的藤尖及叶片干物质总能量为19.47 MJ/kg,代谢能7.7 MJ/kg,消化能8.54 MJ/kg。此外,其粗蛋白质、粗纤维含量也较高,分别为28.9 %及21.7 %。葛藤的产量也极高,每公顷鲜草可产出26.25 t,干草可产出15 t。葛藤的藤与叶片皆可喂养牲畜,若将其有效利用,则可发挥出其应有的产业价值。
4.4.2 生态价值利用
葛根是各国较为重视的植物,其药理作用极强。葛藤的老枝较为粗壮,枝叶覆盖广阔,且枝叶数量极为繁多;同时,葛藤的枝蔓节间有不定芽,在合适的环境下皆能生根发芽。此外,葛根的系统十分庞大,新枝蔓的萌发速率较快,其根系上有根瘤,根瘤内有丰富的菌类,可将氮素有效固定于土壤中,在没有施肥的情况下,能使土壤达到施肥的效果,在施肥后,也能充分维持肥料的效度。加上葛藤的枝叶极易分解,也可维持施肥的效果,保持水土的活性。若选择合适的葛根种质进行培育,既可提升药食产品的产量,也能充分发挥其产业价值中的生态价值,绿化复垦矿山,对城市环境的绿化也有潜在的价值。
4.4.3 能源价值利用
葛根种质的产业价值还包括其能源价值,主要体现在葛根的块根中,其内部含有丰富的淀粉,含量约为50 %,且新鲜的块根(葛根)中含有60 %的水分。经过计算可知,约为7.5 kg的葛根可产出1 kg的乙醇。若将葛根作为生产乙醇的原料,也可有效解决传统乙醇生产中原料缺乏、价格昂贵等问题,同时还能有效拓宽葛根的发展空间,对于葛根的综合利用,促进其产业化发展具有重要的促进作用。现阶段,中国科学院亦针对利用葛根生产乙醇的技术做出研究,并取得明显的成果。
5 结语
为了有效促进葛根种质资源开发及利用的产业化发展,本文结合葛根资源的研究现状及存在的问题,提出筛选葛根优良种质资源、葛根种质的栽培与繁育对葛根药食同用价值开发的作用。同时,也从葛根种质质量评价入手,提出葛根产品开发及产业化价值利用的相关策略,真正实现其产业化发展目标。但现如今针对葛根的栽培与利用还存在很多薄弱的环节,对葛根种质资源的保护力度较小,同时也缺乏生物学研究,针对葛根种质资源的开发与利用效率较低。因此,还需进一步针对葛根资源的保护与循环利用进行研究,确保葛根种质资源的品质。
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