药食用菊花生产技术及其应用研究进展.pdf

菊花为菊科植物菊 Chrysanthemum morifolium Ramat 的干燥头状花序 是我国常用的大宗中药材 和饮品原料 为药食同源物品 有止痢 消炎 降压 降脂以及平肝明目 祛风散寒的作用 1 我国常见的 药食用菊花品种繁多且种植广泛 根据不同的地理环 境 气候及加工等因素 现已经形成杭菊 滁菊 贡菊 亳菊 怀菊 京菊 祁菊等主流品种 其中杭菊 滁菊 贡菊 怀菊和亳菊被收录于2020版 中国药典 2 随 着近年来大健康产业蓬勃发展 药食用菊花产品市 场 种植规模均大幅增加 3 国内形成了浙江桐乡 安 徽黄山 江苏洋马等多个大型药食用菊花种植生产 基地 本文对近年来药食用菊花在种植 采收 加工 药用成分分析与应用等方面的研究进行了系统梳 理 分析了药食用菊花生产存在的问题及未来发展 趋势 1 药食用菊花生产技术研究现状 1 1 种植 药食用菊花种植规模虽然逐年扩大 但缺乏科 学的种植理念和技术 阻碍了各地药食用菊花产业 的发展 特别是部分菊花种植户一味追求高产 滥用 药食用菊花生产技术及其应用研究进展 闫凯旋 1 肖青青 2 赫明涛 1 尹明明 1 沈业松 1 洪立洲 1 1 盐城市新洋农业试验站 江苏盐城 224049 2 合肥学院生物食品与环境学院 安徽合肥 230601 摘要 本文介绍了我国药食用菊花生产技术 包括种植 采收 加工等方面 的研究现状 分析了药食用菊花 大规模生产存在的问题 综述了近年来药食用菊花的药用功能成分及其应用的最新发展 并对未来药食用菊花 的应用研究方向进行了展望 以期为我国药食用菊花产业发展提供参考 关键词 药食用菊花 种植技术 应用 中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 1007 5739 2022 15 0075 05 DOI 10 3969 j issn 1007 5739 2022 15 018 开放科学 资源服务 标识码 OSID Research Progress on Production Technology and Application of Medicinal and Edible Chrysanthemum YAN Kaixuan 1 XIAO Qingqing 2 HE Mingtao 1 YIN Mingming 1 SHEN Yesong 1 HONG Lizhou 1 1 Xinyang Agricultural Experimental Station of Yancheng City Yancheng Jiangsu 224049 2 School of Biological Food and Environment Hefei University Hefei Anhui 230601 Abstract This paper introduced the research status of planting harvesting and processing of medicinal and edible chrysanthemum in our country and analyzed the problems in large scale production of medicinal and edible chrysanthemum The latest development in functional components and its application of medicinal and edible chrysanthemum were reviewed and the future application research directions of medicinal and edible chrysanthemum were prospected so as to provide a reference for the development of medicinal and edible chrysanthemum industry in our country Keywords medicinal and edible chrysanthemum planting technology application 基金项目 合肥市科技局借转补基金项目 J2019D04 合 肥学院人才项目 18 19RC11 作者简介 闫凯旋 1994 男 江苏宿迁人 硕士 研究实 习员 研究方向 植物逆境生长 新品种选育种 及新技术开发 通信作者 收稿日期 2021 12 07 现代农业科技 2022年第15期 园艺学 75 现代农业科技 2022年第15期园艺学 肥料和化学农药 导致生产出的菊花药材等产品农 药残留量大 大大降低了药食用菊花的安全性 因 此 近年对菊花种植技术的研究多集中在高产 高质 量 绿色等方面 徐 扬等 3 以麻城福白菊 属于 杭 菊 类 为对象 研究了种植密度对菊花产量及有效 成分含量的影响 研究发现 稀植会增加菊花分枝 数 使开花时间不统一 不利于机械采收 适当的密 植有助于增加菊花产量和菊花中矿物质元素的含量 但过高的密度会使菊花中的有效成分减少 综合考虑 产量及有效成分等因素 在种植密度为 7 5 万株 hm 2 行株距40 cm 30 cm 左右时 能较好地均衡菊花的 产量与品质 该研究与马铭泽等 4 的研究结果一致 当前药食用菊花普遍采用早植技术 增加了种植过程 人力 物力的消耗 而且前期菊花生长过于旺盛易导 致高温季节菊花对田间根腐病的抵抗力下降和病害 高发 3 徐 扬等 5 采用田间小区试验 在4 8月间设 置8个不同种植时期处理 发现推迟菊花种植时间 可有效避免或者降低田间菊花根腐病的发病率 菊 花单株产量和单位面积产量均随着种植时期的推迟 呈现先上升后下降的趋势 其中6月中旬种植单位 面积产量最高 较4月中旬种植提高了92 为提高 菊花品质 刘 萍等 6 用水杨酸喷施菊花 有效提高了 食用菊花中总糖 总蛋白 总氨基酸 V C 含量及 SOD 活性 沈文生等 7 通过喷施 宁盾 微生物菌剂 主要 成分是多种芽孢杆菌及沙雷氏菌 显著改善了贡菊 的抗逆性 激素对调控植物生长发育至关重要 近年 来 有关于使用生长调节剂提高观赏性菊花观赏性 状 8 改善匍匐性状 9 提高扦插成活率 10 11 等方面的 研究 但生长调节剂作用于药食用菊花的研究报道 较少 1 2 采收 药食用菊花种植规模大 花朵小且单株花朵数 较多 高度不一 花期各不相同 各种不利因素导致 机械化采收难以实现 现行的人工采收劳动强度大 效率低且用工成本高 甚至占据了菊花生产总成本 的 30 以上 12 极大地影响了菊花的规模化种植和 经济效益 为提高采收效率 孙淑芳 13 研究了采收期 对4个杭白菊新品种主要活性成分含量的影响 研 究发现 在胎菊期进行采收作业 4 个杭白菊新品种 中活性成分均较高 提前采摘还有助于花芽分化 花 蕊期采摘产量低 但总黄酮类内含物 绿原酸 3 5 O 双咖啡酰基奎宁酸含量较高 幼菊和全菊期采收 产量高 但主要活性成分明显较低 白晓艳 14 研究发 现 与一次采摘相比 分批采收菊花可增产20 菊 花采收期的研究为制定高效合理的采收方案提供了 科学依据 除了优化采收期 设计适用于药食用菊花 的采收机械是实现菊花高效采收的又一重要途径 国内外常用采花机械主要有梳花 滚花 剪花 打花 等几种形式 由于菊花为草本茎秆植株 花朵高度不 一且由小花瓣层层堆叠而成 采用滚花 剪花 打花 均不适宜 为此 张纯 12 设计了一种梳割采收与气吸 收集一体化的贡菊采收机械 该设备结构紧凑 可采 用背负式行进 田间试验研究了梳齿间隙 主轴转 速 风速等条件对菊朵采收率 破碎率 落地率 漏摘 率的影响 同样 Wang 等 15 通过三维设计分析菊花 拾取原理 利用 ADAMS 确定影响拾取效果的因 素 在梳速为 50 r min 梳齿间隙为 6 mm 梳齿工作 深度为175 mm 梳齿插入角度为45 的情况下 摘出 率为 94 12 杂质率为 7 81 破损率为 2 20 损 失率为3 12 相比于人工采收效率大幅提升 采花 期的合理规划和采收机械的研究设计对药食用菊花 的高效 规模化生产具有重要意义 1 3 加工 药食用菊花品种繁多 种植地区的气候 温度 规模等因素各异 加工方法也各不相同 主要的加工 工艺有晒干 蒸晒 硫黄熏蒸 烘房干燥 热风干燥 等 16 其中 直接晒干法操作简单 但直接晒干易使 菊花散瓣 发黑 蒸晒法速度过慢 过程繁琐 现已被 逐渐淘汰 硫黄熏蒸法曾被用于杭菊 亳菊 滁菊 怀 菊的加工 王珊 17 研究发现 硫黄熏蒸法会显著降低 杭白菊提取物的抗氧化活性 影响菊花产品的品质 另外 因为硫黄熏蒸过程引入的二氧化硫和重金属 影响了菊花食品的安全性 该方法现已被禁用 烘房 干燥采用炭火烘干 速度快 能保持花色不变 加工 品质优良 多用于木炭资源丰富的黄山地区 但随着 生产规模的扩大 木炭消耗量高 烘干房建设投入大 76 等问题使其逐步被热风干燥法替代 热风干燥法是 当前主流的药食用菊花加工工艺 该方法先用蒸气 对鲜菊杀青 后经过热风烘干 阴凉处晾干并重复 2 3次 处理后可有效防止菊花返潮 该工艺凭借其 产量大 控温准确 易实现自动化控制 加工品质好 等优点基本满足不同品种药食用菊花的加工需求 随着菊花应用领域不断扩大 未来还应根据市场需 求研究出有利于某种特定内含物提取的加工技术和 运行方案 2 药食用菊花成分及其应用研究 2 1 菊花内含物的分析与测定 菊花属植物含有丰富的内含物 是近年来天然 产物化学的研究重点 18 目前 已知的有挥发油 黄酮 类化合物 多糖 19 有机酸 20 氨基酸及丰富的微量元 素 其提取物具有清热解毒 21 消炎抗菌 22 24 抗氧 化 25 26 抗病毒 抗癌变 27 降血压 1 28 29 等效果 因此 对菊花内含物的分析与测定也是当前药食用菊花研 究的重点 30 Chen等 1 对我国25个常见菊花品种的 化学成分 抗氧化活性和保肝作用进行了综合评价 在H 2 O 2 诱导的肝细胞损伤试验中 不同品种药食用 菊花的抗氧化能力差异较大 其中以桐城菊的抗氧化 效果最好 90 32 其次为楚菊 5 78 Chen等 31 运用液相质谱连用技术对 27 个茶用菊花品种中 21 种黄酮醇 7 种咖啡奎宁 4 种胡萝卜素和 13 种 其他化合物进行鉴定和定量分析发现 经热水浸泡 30 min时 茶中黄酮类化合物和咖啡基奎宁酸大部 分溶解 且菊花中槲皮素 3 O 半乳糖苷 7 O 葡糖 苷含量与菊花黄色程度相关 据报道 咖啡基奎宁酸 衍生物具有抗炎 抗氧化 抗病毒等作用 Yang等 20 从杭白菊中分离出 3 个新的咖啡基奎宁酸衍生物 并通过物理数据分析其结构中有一个罕见的8 氧 双环 3 2 1 辛 3 en 2 1环 它是通过咖啡基奎宁酸 与d 葡萄糖衍生物的 5 2 环加成形成的 对过氧化 氢诱导的 SH SY5Y 细胞的神经毒性有显著的抑制 作用 方家选等 29 研究了怀菊花浸膏对自发性高血 压大鼠的降压作用 结果发现 怀菊花浸膏高剂量组 能降低高血压大鼠的血压 并显著增加脑 心 肾组 织SOD含量 减少MDA 含量 有效降低血压并减轻 靶器官过氧化损伤 张留记等 28 采用放射免疫法测 定血浆内皮素 血管紧张素 醛固醇 肾素活性含量 等 印证了黄菊总黄酮对自发性高血压大鼠的降压 效果 因此 菊花饮品对于中老年高血压人群具有优 秀的保健功效 Shi等 32 研究了菊花总黄酮对去势干 眼雄兔泪腺组织和干眼细胞中1L 1 NF KB和AR 表达的影响 发现菊花中总黄酮能通过抑制去势雄 兔肝炎模型泪腺组织中1L 1 和TN 的表达增加 TGF 1mRNA的合成进而增加TGF 1达到减轻干 眼雄兔泪腺组织炎症的效果 Yu等 19 从黄菊中分离 了CT70 1A CT70 1B和 CT70 2 等 3 种同质寡糖 发现其能有效改善高血糖和神经炎症 起到预防 2型糖尿病 阿尔茨海默病等疾病发生的作用 近年 来 对药食用菊花内含物中各种成分的分析与药理 研究取得了一定进展 但针对具有高医用价值天然 产物的高效提取技术还需加大研究力度 2 2 菊花相关产品开发及应用 菊花作为中药和茶饮应用在我国已有 2 000 多 年的历史 近年来 随着其丰富的内含物被不断分析 和开发 药食用菊花的应用正在从传统应用领域向 制药 食品加工 日化 饲草加工等方面不断拓展 Wang 等 33 采用蛋白质组学和肠道菌群研究了菊花 多糖改变便秘的作用机制 研究表明 桑叶多糖可显 著提高大鼠粪便颗粒含水量 小肠推进率 胃泌素 MTL 胃泌素 GAS 降低生长抑制剂水平 改善菌 群结构 改善胃肠动力 蛋白质组学研究表明 桑叶 多糖通过调节 RAS FABP1 和 SLC1A5 蛋白表达减 少肠道病变 增强肠道稳态 增加氨基酸的摄入 最 终促进肠道运动缓解便秘 以菊花为原料制作健康 发酵饮品是菊花应用的重要方向之一 李 滨等 26 以 亳菊为原料 利用菊花内具有抗氧化能力的多种活 性成分 如花色素 绿原酸 菊苷 菊花萜二醇等制作 具有高抗氧化功能的发酵食品 通过优化发酵条件 提升抗氧化活性 为获得高质量的酵素饮料提供理 论指导 刘淑珍等 34 以带皮无花果为原料 添加菊花 茶水混合发酵制成果酒并优化了无花果与菊花的比 例 酵母接种量 发酵天数等工艺参数 通过测定发 酵过程中果酒中酚类 花色苷 酒精度等数据确定了 闫凯旋等 药食用菊花生产技术及其应用研究进展 77 现代农业科技 2022年第15期园艺学 果酒的最佳发酵条件 除了发酵饮品外 菊花还可以 用于制作菊花泡腾片 35 菊花豆腐和菊花葡萄酒等 食用产品 36 从药食用菊花中提取的富含萜类化合 物的精油还能用于制作植物清新剂 菊花口红 菊花 面膜等日化用品 凭借天然安全的特点和抗氧化 抑 菌 保湿的效果深受日化市场欢迎 与菊花的花序类 似 菊花茎 叶 根中同样含有丰富的黄酮类 挥发 油 多糖等物质 37 却长期未被重视 茅慧玲等 38 通过 在粗粮饲料中掺杂菊花茎 叶研究了饲喂菊花茎 叶 对羔羊生长的影响 研究发现 随着杭白菊茎 叶在 饲料中比重的增加 羊羔血清中血红素酶 CAT 含 量和总抗氧化能力 T AOC 增加 杭白菊茎 叶的投 喂有助于羔羊提高抗氧化能力 促进生长 类似的应 用在生猪养殖 蛋鸡养殖中也多有报道 39 3 展望 菊花作为我国花中四君子之一 其被作为中药 材和饮品的历史悠久 当下国内民众对喝茶养生日 益重视 药食用菊花产业快速发展 市场需求旺盛 菊花种植规模的不断扩大使菊花主要产地形成了极 具本地特色的产业名片 带动了地区经济发展 但药 食用菊花在种植阶段过量施肥 滥用农药 重茬障碍 和种植标准不统一等问题仍然存在 需要引起重视 除通过优化种植密度 喷施生长调节剂 改良土壤环 境来降低菊花病害提高菊花的质量和安全性外 还 应着力加大对高抗逆性品种菊花的开发力度 药食 用菊花的大规模采收用工量大 菊花采收难是制约 其规模化种植的另一重要问题 虽然当前已有针对 菊花花朵数量多 花朵高度不统一等特点设计开发 的菊花采收机械 但均存在技术不成熟 实用性差 难推广等问题 研发出性能稳定 效率高 质量好 适 用性广 易推广的药食用菊花采收机械仍将是未来菊 花采收机械化研究的重点 药食用菊花包括总黄酮 精油 多糖在内的丰富内含物 赋予了菊花抗菌消炎 抗癌 抗氧化等药效 使其在药用和食用以外的日用 化工 饲料加工等领域也得到了广泛应用 从近年来 药食用菊花的生产技术 成分分析 应用研究进展和 市场需求上来看 生产绿色健康的药食用菊花将成 为未来药食用菊花生产技术的必然要求 通过对药 食用菊花全株的充分利用 实现对其内含物精细分 离 分析 提取 将其与不同药物 食物 饲料配合使 用或将成为未来药食用菊花应用发展的主流方向 4 参考文献 1 CHEN L LIU Y HUANG X J et al Comparison of chemical constituents and pharmacological effects of different varieties of Chrysanthemum flos in China J Chemistry Biodiversity 2021 18 8 e2100206 2 国家药典委员会 中华人民共和国药典 S 北京 中国医 药科技出版社 2020 3 徐扬 刘引 郭兰萍 等 种植密度对菊花产量和品质的 影响 J 中国中药杂志 2020 45 1 59 64 4 马铭泽 高雪飞 刘灵娣 等 种植密度对菊花产量和有效 成分含量的影响 J 安徽农业科学 2016 44 14 175 176 5 徐扬 刘引 彭政 等 不同种植时期对麻城菊花生长 产 量及其品质的影响 J 中国中药杂志 2020 45 9 95 100 6 刘萍 张静 丁义峰 等 水杨酸喷施对食用菊花主要营 养成分含量的影响 J 中国蔬菜 2011 8 86 89 7 沈文生 孙卫东 黄山贡菊有益微生物驱动的全程绿色 种植体系示范应用效果初探 J 安徽农学通报 2021 27 13 50 52 8 敖地秀 陈东亮 刘华 等 植物生长调节剂配施对大菊 观赏性状的影响 J 湖北农业科学 2021 60 8 110 113 9 李晓伟 植物激素对菊花匍匐性状的影响及匍匐关键基 因的挖掘 D 北京 北京林业大学 2019 10 张颖 王晓立 王芳 等 NAA对菊花扦插繁殖的影响 J 安徽农学通报 2017 23 24 103 104 11 张远兵 刘爱荣 张雪平 等 IAA NAA 和 B 对菊花扦 插苗素质的影响 J 安徽农业技术师范学院学报 2001 1 23 25 12 张纯 梳割气吸一体式贡菊采摘机的设计与试验 D 南 京 南京农业大学 2017 13 孙淑芳 采收时期对 4 个杭白菊新品种主要活性成分 的影响 D 杭州 浙江农林大学 2012 14 白晓艳 采收期对药用菊花产量与质量的影响 J 河北 林业科技 2015 3 10 11 15 WANG R Y ZHENG Z A LU X F et al Design simulation and test of roller comb type chrysanthemum Dendranthe ma morifolium Ramat picking machine J Computers and Electronics in Agriculture 2021 187 1 106295 16 王珊 李友连 苏靖 等 中国药用菊花品种及加工方法 78 变迁的研究 J 中国药学杂志 2017 52 7 539 542 17 王珊 不同加工工艺对菊花提取物的抗氧化活性的影 响 J 中南药学 2016 14 5 505 507 18 JIANG S WANG M Y JIANG Z C et al Chemistry and pharmacological activity of sesquiterpenoids from the Chrysanthemum genus J Molecules Basel Switzerland 2021 26 10 3038 19 YU Q CHEN W ZHONG J et al Structural elucidation of three novel oligosaccharides from Kunlun chrysanthemum flower tea and their bioactivities J Food and Chemical Toxicology 2021 149 112032 20 YANG P F FENG Z M YANG Y N et al Neuroprotective caffeoylquinicacidderivativesfromtheflowersof Chrysan themum morifolium J Journal of Natural Products 2017 80 4 1028 1033 21 王春花 曲雪嘉 孔令钰 等 基于系统药理学菊花清热 解毒功效的分子机制研究 J 湖北农业科学 2021 60 10 137 142 22 CHANG Y H XING M HU X Y et al Antibacterial activity of chrysanthemum buds crude extract against Cronobacter sakazakii and its application as a natural disinfectant J FrontiersinMicrobiology 2021 11 632177 23 GONG J Y WENG Q SUN J C et al Steam explosion pretreatment alters the composition of phenolic compounds and antioxidant capacities in Chrysanthemum morifolium Ramat cv hangbaiju J Journal of Food Processing and Preservation 2021 45 6 e15376 24 CHO B O SHIN J Y KANG H J et al Anti inflammatory effect of Chrysanthemum zawadskii peppermint Glycyr rhizaglabraherbalmixtureinlipopolysaccharide stimulated RAW 264 7 macrophages J Molecular Medicine Reports 2021 24 1 532 25 严淘 杨敏敏 施琳 等 菊花不同提取物代谢组学分析 及其抗氧化活性功效物质成分筛选 J 食品工业科技 2021 42 16 8 19 26 李滨 张茂富 廖祥儒 等 药食同源 菊花酵素抗氧化 活性发酵工艺优化研究 J 伊犁师范学院学报 自然科 学版 2021 15 2 40 44 27 LI G G XIE Z F ZHAO Y J et al Target prediction of Chrysanthemummorifoliumagainsthepatocellularcarcino ma J TMR Integrative Medicine 2021 5 14 e21014 28 张留记 张海波 屠万倩 等 怀菊花总黄酮对自发性高 血压大鼠的降压作用及机制研究 J 天然产物研究与 开发 2015 27 4 592 597 29 方家选 臧文华 怀菊花浸膏对自发性高血压大鼠血压 及其靶器官脂质过氧化作用的影响 J 河南中医学院 学报 2006 21 5 18 19 30 李鑫 于福来 张丽欣 等 2010 2020年药用菊花栽培 和育种研究文献计量学分析 J 郑州师范教育 2021 10 2 37 40 31 CHEN S LIU J DONG G Q et al Flavonoids and caffeoyl quinic acids in Chrysanthemum morifolium Ramat flowers a potentially rich source of bioactive compounds J Food Chemistry 2021 344 128733 32 SHI J CHEN L H LIU Q H et al Inflammatory mechanism of total flavonoids of chrysanthemum and medicated serum on castrated dry eye animal and cell models J Digital Chinese Medicine 2020 3 4 283 296 33 WANG J M LIANG Q X ZHAO Q C et al The effect of microbial composition and proteomic on improvement of functional constipation by Chrysanthemum morifolium polysaccharide J Food and Chemical Toxicology 2021 153 56 112305 34 刘淑珍 王凤舞 邓阳 等 无花果菊花果酒的研制 J 青岛农业大学学报 自然科学版 2021 38 2 119 125 35 郑碧莹 张佳欢 陈斌辉 等 复方菊花泡腾片颗粒的制 备 J 浙江中医杂志 2021 56 6 465 466 36 李健 菊花深加工产品的开发研制 D 秦皇岛 河北科 技师范学院 2015 37 CHANG X W WEI D D SU S L et al An integrated strategy for rapid discovery and prediction of nucleobases nucleosides and amino acids as quality markers in different flowering stages of Flos Chrysanthemi using UPLC MS MS and FT NIR coupled with multivariate statistical analysis J Microchemical Journal 2020 153 104500 38 茅慧玲 王佳堃 安培培 等 饲喂杭白菊茎叶对生长羔 羊生长性能和血清抗氧化指标的影响 J 动物营养学 报 2010 22 5 1402 1406 39 杨飞 朱成悦 夏青 等 菊花及其副产物的药理作用及 在饲料添加剂中的应用 J 饲料博览 2021 4 33 36 闫凯旋等 药食用菊花生产技术及其应用研究进展 79