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山葵的价值及其开发利用研究进展



全 文 :2014年第3期
山葵的价值及其开发利用研究进展
王红萍,孟开涛
(文山学院 化学与工程学院,云南 文山 663000)
摘要:山葵是日本最有代表性的香辣物质蔬菜,是食用生鱼片和生食海鲜必须的佐料。具有杀菌、防腐、增进食欲
等功能,是绿色健康长寿保健食品,也是一种价值很高的经济作物。通过分析山葵资源、化学成分、药理作用及开
发前景,以期对山葵的开发利用提供参考。
关键词:山葵;价值;开发利用
中图分类号:S644 文献标志码:A doi:10.3969/jissn.1671-9646(X).2014.03.021
ResearchProgressoftheValueandUtilizationofWasabi
WANGHong-ping,MENGKai-tao
(College of Chemistry and Engineering,Wenshan University,Wenshan,Yunnan 663000,China)
Abstract:Wasabi is Japans most representative spicy vegetable substances,its necessary seasoning for eating raw fish and
raw seafood. It has functions as bactericidal,antiseptic,appetite etc. It is green and healthy life health food,but also a
high-value cash crop. This paper highlights the resource profile wasabi,chemical composition,pharmacological effects and
development prospects,in order to provide reference for the development and utilization of wasabi.
Keywords:Wasabi;value;development and utilization
收稿日期:2013-11-11
作者简介:王红萍(1986— ),女,助教,硕士,研究方向为食品科学及生物资源利用。
0 引言
山葵 (Wasabi) 又名山嵛菜,属十字花科多年
生草本植物[1],皮为绿色,破碎后有香辣味,是日本
吃生鱼片、海鲜类的高级调味品,被人们誉为“绿
色黄金”[2]。山葵根茎可以制成山葵酱等佐料,叶柄
可制成别有风味的腌酱菜,叶子可以用来煮汤、油
炸或清炒。它不但口感好,有丰富的营养成分,还
具有杀菌、预防肿瘤等多种药理作用[3],其成分及功
能一直备受人们关注。由于其适宜生长的条件很特
殊,所以价格昂贵。
1 山葵资源简介
1.1 生物学特征
山葵是十字花科多年生宿根草本,地下根茎细
长节状,有叶柄脱落痕迹,具有特殊香气及辣味。
叶簇生,基生叶丛聚短根茎上,心脏形有长叶柄,
无毛至少许被毛,长8~12 cm,近全缘,侧脉先端处
波形锯齿状,柄长8~12 cm。花茎自根茎长出,上长
有小叶,花白色,着生于花茎顶端,每年2—3 月开
花。山葵种子育苗,需要5~6个月的时间,而无性
繁殖育苗,则只需要3~4个月。有3~4 片叶,植株
在10 cm上即可移栽。移栽后5~6 个月可以收割第
1次叶片叶柄,18~24 个月可收挖根茎。栽培时间过
长、过短都不好。栽培时间过短,山葵辛辣味淡;栽
培时间过长,根茎易木质化,品质差,而且管理不好
根茎易腐烂[4]。
1.2 生长条件
山葵生长需要特殊的生态环境条件,对气候、水
源、土壤等自然条件有严格的要求。山葵喜阴凉多湿
环境,不耐高温强光,对环境条件要求苛刻。适宜的
温度为 12~18℃,8~22℃也可以。若温度高于
23℃,植株生长缓慢甚至发生病害,温度低于3.2℃
时生长几乎停止[5]。光照强度应低于700μmol/m2/s2,
要求七分阴三分阳;土质要求土层不低于30 cm,富
含有机质、为通透性良好的砂壤土。因此,山葵一
般栽培在1 100~1 500 m高海拔地区的杉树或杨树下
面。日本著名农业专家道浦义郎先生对中国内地发
展山葵产业的情况进行实地考察研究后,认为云南
省威信县与山葵原产地日本静冈县和主产地我国台
湾地区阿里山一带在海拔、地形、地貌、气候、水
温、湿度等方面相似,是山葵生长的最理想环境。
1.3 资源分布
山葵野生于日本及中国阴冷潮湿的山野溪谷。
文章编号:1671-9646(2014) 03a-0065-04
第3期(总第346期) 农产品加工(学刊) No.3
2014年3月 Academic Periodical of Farm Products Processing Mar.
农产品加工(学刊) 2014年第3期
日本在1596年开始山葵的人工栽培,中国台湾省也
广为栽培。由于日本受土地资源和环境条件的限制,
以及农业老龄化、环境破坏、生产成本高等因素的
制约,山葵种植面积减少,中国台湾也是。
而我国大陆具有适合山葵产业发展的独特环
境优势。据记载,山葵属共有16个种,我国10个
种、3个变种[6],产于江苏、浙江、湖北、湖南、陕
西、甘肃、四川、云南等省。四川西部与西南部及
云南为该植物的分布中心,是适宜发展山葵的地
区,该地区一些中山地带具有种植山葵的自然条
件。1993 年,由中国科学院昆明植物研究所谢立三
教授从日本引种,在云南省大理苍山花甸坝首次试
验成功。1996 年后在云南大理、丽江、保山、昆明、
威信、宜良等地大面积推广,各地均取得良好的经
济效益。2010年,四川广元利州区荣山镇结合本地
气候等综合条件,开始试种山葵。截至 2011 年
7 月,共种植山葵 23.33 hm2。在我国贵州、湖北、
福建、安徽、北京等省(市) 都进行过山葵的引种
试验和商品化生产,据不完全统计我国大陆山葵种
植面积近1 333.33×104hm2,并以每年134~400 hm2
的速度递增。
2 山葵的化学成分和药用价值
2.1 化学成分
山葵的营养丰富[7],100 g山葵含水分87 g。
100 g山葵的化学成分及其含量见表1。
十字花科植物的风味来源于内源酶催化硫葡萄
糖苷[8]。山葵的辛辣风味化合物是在植物细胞遭破坏
时,其根茎、叶片、叶柄中黑芥子苷类物质在黑芥
子苷酶的作用下,水解成异硫氰酸酯类化合物,其
中主要是烯丙基异硫氰酸酯使山葵具有强烈刺激性
的辛辣味和特殊的芳香味[9]。
山葵的风味物质主要是异硫氰酸酯,包括 5 -
甲基戊基异硫氰酸酯、6 -甲硫基已基异硫氰酸酯、
7-甲硫基庚基异硫氰酸酯,这3种酯类以6-甲硫基
已基异硫氰酸酯香气最好,而且具有抗肿瘤效果[10]。
研究证实,山葵根部富含6 -甲硫基已基和7 -甲硫
基庚基异硫氰酸酯,前者在山葵茎部含量较高,后者
在山葵叶柄部含量较高,而在叶片中各化合物的浓度
相对较低[11]。不同的萃取方法辛辣成分含量不同。
2.2 山葵的药用价值
2.2.1 抑菌、防腐作用
山葵油对0-157、金黄色葡萄球菌、霍乱、伤寒
等有很好的抑制作用。杜喜玲等人[12]以同时蒸馏法提
取山葵精油,采用纸片法和打孔法研究其抑菌作用。
结果表明,山葵精油对金黄色葡萄球菌的最低抑菌
浓度(MIC) <0.075%,其他5种菌种 (大肠杆菌、
变形杆菌、枯草芽孢杆菌、绿色木霉、青霉) 的
MIC 为0.075%。
2.2.2 杀菌剂
胡尚勤[13]研究表明,山葵提取物对几种病原菌的
杀菌率为80%~97%,如白色念珠球菌、溶血链球菌
等最高杀死率为 99%,对醋酸杆菌杀死率为 79%,
而对芽孢杆菌 (如枯草芽孢杆菌) 杀死率为 20%~
60%,这可能是芽孢抗性作用的缘故。
2.2.3 抗病毒作用
胡尚勤等人[14]提取山葵中有效成分异硫氰酸酯,
用于血凝试验法和动物试验法对流感病毒的作用进
行了试验。结果表明,山葵中异硫氰酸酯对流感病
毒有明显的杀菌效果,异硫氰酸酯和病毒的比例为
0.15+0.05 mL处理病毒 90 min,使病毒完全失去活
性,不会再引起疾病。
2.2.4 杀虫作用
具有抑制鱼类寄生虫活动的作用。Murata I等人
试验研究了山葵等几种香料和调味品对鳕鱼和鲐鱼
中分离出的异尖线虫1期幼虫的抑制作用表面,山
葵原汁对该线虫的抑制作用最强。有研究报道,山
葵的辛辣风味物质可杀死异尖线虫[15]。
2.2.5 抗癌作用
异硫氰酸苄酯和等异硫氰酸酯可以改变肝脏和
上皮细胞中表达的Ⅰ相和Ⅱ相外源性致癌物相关代
谢酶的平衡[16],降低癌症的发病率。研究表明,向老
鼠皮下注射或口投山葵油成分,可以抑制癌细胞向
肺、肝脏等地方转移。Tanida等人对雄性老鼠的试
验研究,发现山葵对由Mnng诱发的老鼠胃癌具有抑
制作用。Fuke Y等人[17]研究证明,山葵提取物对人
胃癌细胞MKN-28的生长具有抑制作用。
2.2.6 预防动脉硬化
Kumagai H等人[18]发现山葵精油可以抑制血小板
聚集,防止血液凝固,预防血栓及动脉硬化。
2.2.7 促进消化
山葵的辛辣味可以促进唾液及消化液的分泌,
增进食欲,促进血液循环,使消化器官运动旺盛从
而促进消化吸收。
2.2.8 维生素的美容保健作用
山葵中含有VC,具有保持肌肤美白等美容效果[15]。
2.2.9 抗氧化作用
异硫氰酸酯能诱导Ⅱ相解毒酶的生成,可以抑
制体内的氧化[18]。
表1 100 g山葵的化学成分及其含量
成分 质量 成分 质量 成分 质量
蛋白质
灰质
脂质
可溶性无氮物
粗纤维
50
11
4
170
14





155
330
87
82
2.5
VC




35
160
0.06
2.8
0.7
m/mg
66· ·
2014年第3期
2.2.10 其他作用
Dorseh等人[11]研究发现,烯丙基异硫氰酸酯等含
硫化合物有抗哮喘的功效,异硫氰酸酯还有抗炎的
效力、增强骨质的作用。
3 山葵的开发前景
3.1 山葵的产品开发
3.1.1 作为膳食调味料
由于山葵加工后辣味物质容易挥发,通常是佐
餐时现场边磨边用,要把山葵处理好,可不是简单
地拿个普通的礤床把它磨成泥而已。与日本的茶道
一样,真正懂得尊重山葵的人会以一面光滑,一面
粗糙的干鲨鱼皮做成的山葵礤板研磨,研磨的时候
是怀着敬意循着圆圈耐心研磨。如果是前后直磨的
话,就会破坏山葵本身的纤维而导致味道发苦。
为了人们食用方便,用山葵加工的山葵酱也是
一种绿色营养健康食品。
3.1.2 作为防腐保鲜剂
1985年日本应用芥子油作为酱油的防腐剂。以
芥子油为主要原料的防腐剂对酵母、好气、嫌气性
菌具有广谱抗菌性,也具有防虫效果,可用于蔬菜
水果的防腐保鲜[19]。
山葵精油芥子油的主要成分都是异硫氰酸酯,
它约占辛辣成分的 50%~90%,该成分在山葵中
的含量为 0.958 5% (占干物料的质量百分比)[20]。
胡尚勤等人[14]采用萃取和蒸馏方法,提取山葵中
异硫氰酸酯,研究结果表明山葵中异硫氰酸酯含量
为须根中 0.53 mol/mL,根茎中0.80 mol/mL,叶柄中
0.27 mol/mL。
山葵精油的提取,杜喜玲[21]研究了水蒸气蒸馏法
(WSD) 与同时蒸馏萃取法(SDE) 提取山葵精油的
工艺条件,结果表明WSD的最佳工艺为缓冲溶液体
积300 mL,原料用量150 g,蒸馏时间3 h,其提取
率为0.060 9%;SDE的最佳工艺为水解时间2 h,温
度60℃,pH值4.2,抗坏血酸质量浓度10 mg/mL,
蒸馏时间1.5 h,其提取率为0.187 8%。
3.1.3 我国山葵产品开发现状
由于山葵在我国起步较晚,目前我国大量的山葵
都是以原材料的形式真空包装后出口,国内一些山葵
加工厂也只是对山葵进行简单的加工。云南省保山市
山葵实业开发有限责任公司加工的主要产品有纯山葵
粉、生鲜山葵、速冻山葵、山葵系列风味菜。
对于山葵的前处理及保鲜,国内有一些研究。
林梅西[10]以异硫氰酸酯含量的保存率为主要指标,在
山葵的前处理、保鲜试验中采用不同的低温冷链、
臭氧、气调方法,研究最佳的前处理与保鲜参数;
在脱水干燥试验中分别采用烘干、风干、晒干及真
空冷冻干燥工艺,结果表明前处理时间越短,异硫
氰酸酯损失越少,处理15 min 后无明显变化;低温
冷链保鲜时,贵州原料贮藏效果优于福建上杭原料;
冷藏、气调保鲜时,气体成分为O25%,CO22%,N2
93%的保鲜组效果较好,异硫氰酸酯保存率为94.4%;
臭氧 20 mg /(m3·h)处理组,异硫氰酸酯保存率
100%;干燥试验中,冷冻干燥效果显著,异硫氰酸
酯保存率为95.6%。因此,在山葵的低温冷链保鲜工
艺中使用气调、臭氧技术及真空冷冻干燥工艺,可
最大限度地保存山葵的有效成分。
我国对山葵的食用仅仅限于调料方面,而在日
本,山葵已经成了生活的必需品,进入人们生活的
很多方面 (如食品、饮料、药用和美容化妆等方
面),可见我国山葵产品开发潜在市场很大。
3.2 山葵的经济效益
山葵不仅叶、花苔、杆、茎、须根全身是宝,
而且不产生尾菜和垃圾,对环境和加工提供了良好
条件。
山葵种植的成本为9万元/hm2左右,其中种苗
投入6.7万元。目前,云南省山葵种苗价为1.5元/
株左右。若采用无性繁殖育苗,单株成本可控制在
0.3元以下,使生产成本由9万元/hm2降到3.6万元
/hm2以下。日本旱田栽培根茎产量每1 hm2为 4.8×
103~5.6×103kg,水田栽培为5.1×103~5.8×103kg[5]。
保山腾冲小地方种植山葵效益显著[22]。自2003年
10月开始引进示范种植山葵18.7 hm2,获成功后种
植户数和面积逐年增加,截止2007年6月,累计种
植山葵96 hm2,收获49.3 hm2,总产量1 243.2 t,实
现总收入559.4万元,平均每1 hm2收入11.9万元,
每1hm2纯收入7.5万元。最高1hm2收入18.54万元,
最低1 hm2收入4.5万元,年户均增收19.4万元,人
均增收3 143元。种植山葵比当地种植洋芋、包谷每
1 hm2增收 10.4 万元,1 hm2纯收入增加 7.5 万元,
增收效益显著。
3.3 山葵的社会效益
山葵种植为劳动密集型产业,要求精细管理,
而我国具有劳动力资源优势,可以很大程度上解决
部分人的就业问题。
山葵作为被人们日益看重的健康食品,在日本,
山葵成了日常生活中的必需品。随着山葵产量的增
加、科技的进步,以及人们对健康的重视,越来越
多的中国国民也会在食品、饮料、药用和美容化妆
方面用到山葵产品,对健康和经济都有很好的推动
作用,同时还会促进山葵产业——种苗业、加工业、
外贸出口业的发展。
4 展望
山葵的风味独特,营养丰富,具有多种保健作
用,为此在食品加工与新产品开发方面具有很大的
王红萍,等:山葵的价值及其开发利用研究进展 67· ·
农产品加工(学刊) 2014年第3期
发展潜力,山葵的全面多层次开发把山葵的消耗量
推向了一个新的台阶,我国对山葵的需求量也在增
加。我国山葵种植与研究起步晚,加之我国面积大,
生态条件多样化,具有发展山葵产业的优势,所以
在山葵的研究及其产品应用方面的空间很大,具有
广阔的前景。
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4 结论
目前,3种形式的掏膛机械手都在应用,它们的
控制机构都是基于空间凸轮机构。3种形式掏膛机械
手结构各有特点,扒取式和挖取式机械手结构相对
简单,设计制造和安装调试相对简单,对家禽内脏
的破坏相对较大;夹取式机械手结构相对复杂,设
计制造精度要求较高,安装调试更复杂,但加工性
能更好。家禽内脏具有较高的营养价值和广阔的市
场,最大限度的开发家禽内脏的价值是家禽屠宰企
业增加收入的一个重要措施。为此,对夹取式机械
手的结构及运动控制机构进行深入研究,开发适合
我国家禽屠宰加工企业需求的、对内脏破坏小的夹
取式掏膛机械手,填补国内技术空白,替代进口,
具有较好的市场应用前景。
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