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山葵生物学特性、关键技术及风味物质研究进展



全 文 :  [ 收稿日期] 2010-11-15
  [ 基金项目] 湖北省教育厅重点项目 (D20091201)
  [ 第一作者简介] 朱 进 (1969-), 男 , 湖北仙桃人 , 博士 , 副教授 , 研究方向为设施园艺与逆境生理.
doi:10.3969/ j.issn.1673-1409.2011.01.081
山葵生物学特性 、关键技术及风味物质研究进展
  朱 进 (长江大学园艺园林学院 , 湖北 荆州 434025)
  杨 松 (荆州区农业技术服务中心 , 湖北 荆州 4341 00)
[ 摘要] 山葵 (Wasabia japonica Matsum)是一种珍贵的香辛蔬菜和调味品 , 但是人们了解不多。介绍了
山葵的生物学特性 , 对近年来山葵的关键栽培技术 、 风味物质及其作用进行了综述。
[ 关键词] 山葵;生物学特性;栽培技术;风味物质
[ 中图分类号] Q949.748.3 [ 文献标识码] A   [ 文章编号] 1673-1409 (2011)01-0223-04
  
山葵 (Wasabia japonica Matsum)又名山嵛菜 , 为十字花科多年生草本半阴生植物 , 原产于日本 ,
其叶可炒食 , 其根状茎磨成粉 , 会产生特殊芳香的辛辣味 , 具有强烈的杀菌和助消化功能 , 是鲜食生鱼
片等海鲜不可缺少的高级调味品[ 1] 。日本栽培山葵已有 350年的历史 , 中国西北和西南地区有大量野生
资源[ 2] ;中国台湾从 1914年开始引进种植 , 20世纪 90年代初达 200 hm2 ;中国大陆于 80年代末 90年
代初开始引进种植 , 现已在四川 、 重庆 、云南 、 贵州 、福建 、 安徽等省的冷凉湿润山溪地区开始了商品
化生产 。另外朝鲜 、 新西兰 、 澳大利亚等地也有栽培[ 3] 。作为珍贵的香辛蔬菜和调味品 , 山葵及其商品
制品不仅在日本 , 而且在其他东南亚地区 、 甚至在欧美等许多国家 , 目前正越来越受到人们的喜爱 , 山
葵产品在国内外市场上供不应求。近年来 , 我国作为出口创汇蔬菜 , 在高山地区发展迅速 , 种植面积不
断扩大[ 4] 。为了更好地让人们了解和研究山葵 , 笔者对近年来山葵的研究进展进行综述 。
1 山葵的生物学特性
1.1 植物学性状
山葵根系为须根系 , 大致分布于 10 ~ 20 cm 的土壤中 , 呈水平分布 , 根由根茎上发出 , 利用分蘖苗
栽培的山葵能发出 20 ~ 25条根 , 实生栽培在根茎未形成时发根较多 。根茎肥大粗壮 , 呈圆柱状 , 一般
长 5 ~ 30 cm , 直径 2 ~ 4 cm , 表面有凹凸不平的叶痕 , 表皮呈绿色或淡绿色。根茎的特定部位形成腋
芽 , 由腋芽伸长生长而成为分蘖苗 , 分蘖苗一般在根茎上比较靠下的位置上形成。叶单叶互生 , 叶片近
心脏形 , 先端稍尖 , 幼叶稍带紫色 , 随着生长而呈现绿色 , 叶表面具有光泽 , 叶边缘有锯齿 , 叶脉掌
状 , 在叶柄与叶片的结合处呈放射状伸出。叶柄细长 , 基部扁平 , 着生在根茎上 , 长 30 ~ 35 cm , 随着
植株的生长 , 老叶枯黄脱落 。山葵的花为白色 , 花冠十字形 , 花瓣四枚 , 长 4 ~ 5 cm , 花的先端圆弧
形 , 具有四强雄蕊 , 总状花序 。一般种植一年后即可抽薹开花 , 花轴可达 1 m , 花轴生长满互生小叶 ,
花蕾由叶腋长出[ 2 , 5] 。种子为黑褐色 , 直径约 2 mm 左右。长角果 , 种子成熟时种荚呈深紫色[ 6] 。
1.2 山葵对环境条件的要求
山葵生长发育对环境条件要求非常严格 , 山葵喜阴凉多湿的气候条件 , 适宜生长的温度范围为 8 ~
22 ℃, 最适温度则为 12 ~ 18 ℃, 平均气温超过 23 ℃时不适宜栽培 , 尤以最高气温超过 28 ℃时 , 山葵
易发生软腐病 , 气温超过 30 ℃, 会引起日烧;气温达到 8 ℃以下 , 生长发育会变得迟缓 , 5 ℃以下基
本上停止 , -3 ℃会产生冻害。强光照射极易导致植株 、 特别是叶片萎蔫甚至灼烧 , 光合能力下降 , 适
宜的光照强度应在 30 klx 左右 , 最好生长在有 70%遮荫的条件下。水对山葵的生长发育影响比较大 , 其
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中以水温 、水质 、水量最重要 , 水温以 12 ~ 13 ℃, 温差 3 ℃为好 , 水质要保持澄清 , 而且要含有一定量
的N 、 P 、 K等营养成分。山葵适宜在土层深厚 , 富含有机质的土壤上生长 , 一般厚度不少于 30 cm[ 2 , 4] 。
2 山葵栽培关键技术
2.1 种子发芽技术
由于山葵种子具有顽拗种子的特点 , 种子失水过多极易导致活力丧失 , 必须低温层积保存[ 7] 。同
时 , 山葵种子休眠期较长且极难解除 , 种皮对山葵种子发芽有抑制作用 , 需要进行适当的处理[ 8 , 9] 。使
用适宜浓度的 6-BA 、 GA3 等生长调节剂或植物激素可极显著的提高山葵种子发芽率 , 其中以 10 mg/L
的 6-BA 或 75 ~ 100 mg/L 的 GA 3 处理效果最好 , 不仅可以提高发芽率 , 还可提高发芽速度 , 缩短发芽
进程[ 9 ~ 11] 。山葵种子发芽的最适温度在 15 ~ 20 ℃范围 , 温度过高或过低都使发芽率下降。山葵种子良
好萌芽要求光照 , 在 2 000 ~ 3 000 lx 的光强下 , 山葵种芽健壮 , 子叶绿色 , 胚根较粗 , 有利于提高播
种后的成苗率[ 9] 。
2.2 遮阴技术
山葵生产需阴凉的环境 , 光照过强叶片易造成灼伤 , 使山葵生长矮小 , 叶片变小 、 变黄或枯焦 , 叶
柄老化且斑点多 , 从而失去利用价值 , 影响经济效益 , 因此 , 栽培山葵必须进行遮阴处理。搭棚前要先
进行土地规划 , 如果土地面积较大 , 可 1 hm2 左右搭建一个棚 , 以利于管理。栽桩密度以 3 m×4 m 为
宜 , 要求木桩高度在 2 m 左右 , 入土 40 cm , 一般用木桩 1 125 ~ 1 800根/hm2 左右。木桩与木桩之间
用 10号铁丝纵横相连 , 两端用拉线固定 , 以增加稳固性 。遮光程度应根据不同地区及季节变化而定 ,
一般 4 ~ 5月期间可遮光 50%, 6 ~ 8月期间遮光 60%~ 70%, 9 ~ 10月再恢复到 50%的弱遮光 , 从 11
月开始至第 2年 3月可不遮光 , 遮阳网的宽度以 4 ~ 8 m 为宜。遮光以后产量虽然增加 , 但常出现叶色
及辣味变淡的情况[ 5 , 12] 。
2.3 根茎膨大技术
由于山葵生长周期较长 , 其主要产品器官为肥大的根茎 , 从定植到收获根茎 , 历时约 18个月 , 且
其生长发育对环境条件要求较为严格 , 尤其高温季节病害严重 , 产量低 , 甚至不能形成根茎[ 13] , 因此 ,
有必要进行一定的处理。近来的研究表明 , 采用多效唑处理能显著促进根茎的膨大 , 但必须注意处理的
时间和浓度 。试验表明 , 苗期和根茎形成期前喷施 PP333 , 均明显抑制植株生长 , 且抑制作用随 PP333浓度
的增加而加大。苗期处理 , 抑制了根茎的膨大;根茎形成期前处理 , 则能促进根茎膨大;以 100 mg/L 效
果最好[ 14 , 15] 。
2.4 病虫防治技术
据报道 , 目前收集到的山葵病虫害有 15种 , 其中真菌类病害 8种 、细菌类 2种 、病毒类 3 种 、 线
虫类 1种 、害虫 1 种。但对山葵的生长 、 产量和品质危害最大的是山葵墨入病[ 3] , 其田间叶发病率
25%~ 70%, 病株率 90%~ 100%, 损失达 30%~ 70%, 发病田块率 100%, 严重时可毁园 , 是制约山
葵发展的重要因素[ 16] 。
山葵黑入病的病原为葵茎点霉 (Phoma wasabiae Yokog i), 属半知菌亚门真菌。该病可危害山葵
的全株 , 包括叶 、叶柄 、 根茎 、须根等 。防治主要以预防为主 , 方法主要包括①农业防治:选用抗病品
种 、 高海拔种植 、清洁田园 、 合理轮作 、种子及种苗消毒 、土壤消毒等。 ②药剂防治:黑入病发病初期
起每隔 7 ~ 10 d定期喷施 50%苯莱特可湿性粉剂 500 倍液 、 大生可湿性粉剂 800倍液 、 70%甲基托布
津可湿性粉剂 500倍液或 50%扑海因悬浮剂 1 000 ~ 1 500 倍液。发病期喷施施宝功 50%可湿性粉剂
2 000倍液 , 特克多 45%悬浮剂 2 000倍液等[ 16 , 17] 。 ③生物防治:拮抗芽孢杆菌 SA2对山葵黑根病有较
好的防治效果 , 田间最高防效可达 78.98%, 达到理想的结果[ 18] 。
3 山葵风味物质及功能
3.1 山葵的风味物质
山葵因具有强烈刺激性的辛辣味和特殊的香辛味而备受亲睐。主要是由于山葵中含有一种芥子苷类
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的物质 (sinig rin), 在植物体被磨碎时 , 该物质在芥子苷酶 (myro sinase)的作用下水解形成异硫氰酸
酯类化合物[ 19] 。
异硫氰酸酯存在于十字花科植物中 , 包括卷心菜 、 球芽甘蓝 、 西兰花和菜花 , 也存在于山葵 、 芥
菜 、 水田芥 、芜菁 、 小萝卜 、 黄色蔓菁 、大头菜和辣根中 。山葵植物的风味物质以烯丙基异硫氰酸酯
(Ally l Iso thiocyanate)在所有异硫氰酸酯类化合物中含量最高 , 约占 89%~ 94%, 在叶柄 、茎和根部
尤为丰富[ 20] 。辛辣物质中另一含量较高的成分是 3-丁烯基异硫氰酸酯 (3-Butenyl Iso thiocyanate), 主
要分布在根茎的表皮和皮质部位[ 21] 。山葵中的 5-甲硫基戊基异硫氰酸酯 、 6-甲硫基已基异硫氰酸酯 、
7-甲硫基庚基异硫氰酸酯 3种成分使它具有特殊的香气 , 而以 6-甲硫基已基异硫氰酸酯香气最好 , 这 3
种成分皆未在辣根或黑芥籽中检出[ 22] 。因此 , 山葵比辣根或黑芥籽更有特殊的香气 。
3.2 山葵的功能
(1)抗菌作用 山葵的辛辣物质的杀菌功效已被证实 。将浸泡有山葵汁液的脱脂棉放置于培养有致
病菌的试管口 , 这些致病菌在 12 h后就死亡。这些致病菌包括霍乱菌 、伤寒菌 、 大肠菌 、 肺炎菌 、 白
喉菌 、结核菌及金黄色葡萄球菌[ 23] 。近来的研究证明 , 山葵中异硫氰酸酯对流感病毒有明显的杀毒作
用[ 24] 。
(2)杀虫作用 山葵芥子油可杀死异尖线虫 (异尖线虫寄生在鲸 、海豚 、 海豹等海鱼体内)和水生
菌 (寄生在鱼类中的病原菌), 具有抗寄生虫的作用[ 22 , 25] 。日本东京卫生局通过研究已证明了山葵的这
种杀虫效果[ 22] 。
(3)抗癌作用  实验证实 , 6-甲亚硫基己基异硫氰酸酯 (6-HITC)作为山葵中主要的 GST 诱导
剂 , 能够诱导小鼠 RL34细胞中的同工酶 GSTA1和 GSTP1 的生成[ 2 6] , 在体外可抑制单核细胞性白血
病 U937细胞和胃癌 MKN45细胞的生长并诱导其凋亡 、 抑制细胞增殖[ 27] 。
(4)其他作用 山葵还具有明显抗血小板聚集 , 防止血液凝固作用[ 28] , 增进食欲 , 保持肌肤美白 ,
防止青春痘 、雀斑的作用[ 23] 等 。
4 展望
山葵具有特殊的辛辣香辛味 , 风味独特 , 营养丰富 , 还具有抑菌杀虫 、抗癌等功效 , 在食品加工与
研制开发新产品方面具有很大的发展潜力。随着人们对其价值的认识 , 目前正越来越受到人们的喜爱 ,
但山葵的生长发育对环境要求极为苛刻 , 仅适合在少数高山地区栽培 , 对栽培技术的研究还不够深入 ,
加工技术的研究更少 , 因此 , 山葵产品在国内外市场上供不应求。我国幅员辽阔 , 生态条件多样 , 具有
发展山葵产业得天独厚的优势 , 发展山葵前景广阔。
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检视标本:3♂♂, 2010-05-1 , 李伟采;1♂, 2010-05-1 , 谢广林采;1♂, 2010-05-1 , 周
俊采;1♀, 2009-06-28 , 田宇采;1♀, 2009-06-28 , 谢广林采。
(67)黄纹小筒天牛 Phy toecia comes (Bates , 1884)
检视标本:1♂, 2010-07-23 , 谢广林采。
5.26 弱脊天牛属Menesia Mulsant , 1856
(68)培甘弱脊天牛 Menesia sulphurata (Gebler , 1825)
检视标本:1♀, 2009-06-28 , 田宇采;1♀, 2009-06-28 , 谢广林采 。
5.27 广翅天牛属 Plaxomicrus Thomson , 1857
(69)广翅天牛 Plaxomicrus el lipt icus Thomson , 1857
检视标本:1♂, 2010-07-23 , 谢广林采;1♂, 2010-07-24 , 李伟采;1♀, 2010-07-22 ,
李伟采;1♀, 2009-06-27 , 谢广林采。
致谢:湖北沙洋县农业局田宇及长江大学农学院植物保护专业 2008级全体同学在此考察中付出了
艰辛的劳动 , 在此一并致谢。
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