蘿蔔作為一種在世界各地廣泛栽培種植的作物,其原始種起源於歐、亞溫暖海岸的野蘿蔔,同時蘿蔔也是中國最古老的蔬菜品種之一,《爾雅》中“萊菔”、“葖”、“蘆萉”都指的是它。蘿蔔主要分為兩種類型,一種為食用蘿蔔,一種則為油用蘿蔔,油用蘿蔔(Raphanus sativus L. ssp. oleiferus),主要為一年生作物(部分二年生),直根細小,基本不呈肉質膨大,易春化,生育期短,這是它與食用蘿蔔最主要的區別。蘿蔔的種子在中藥中稱“萊菔子”,萊菔子始載於《日華子本草》,是一味重要的中藥材,系中醫學常用消食除脹、降氣化痰藥。明朝《天工開物》認為萊菔子為上品油源,適宜榨油且油質上乘,其含油率一般約為35%~45%。
油用蘿蔔種子的套用非常廣泛,諸如生產蘿蔔苗菜、冬閒田綠肥、食品添加劑、飼料添加劑、生物柴油、合成生物炭等諸多用途。目前限制油用蘿蔔品種套用的主要問題有單位面積產量較低、種子生產成本高、播種及採收機械化配套差、優質種質資源開發遲緩等。國內對蘿蔔籽的需求以每年約10%速度在增長,目前我國生產的蘿蔔籽尚不能夠完全滿足市場的需求,而且面對越來越豐富的套用環境(食用油、中藥材、芽苗菜、綠肥、動物飼料、生物柴油),蘿蔔籽產量預期將是極度缺乏的。選育高產、優質的油用蘿蔔新品種不但能彌補市場巨大缺口,同時能創造十分巨大的社會經濟效益。近年來,國內相關企業和科研單位也逐漸開始關注油用蘿蔔的育種、栽培、油脂製取、活性物質利用等相關研究,但還是十分薄弱。因此為了推廣我國高產、優質油用蘿蔔的套用,十分有必要在育種、採收、加工(深加工)、栽培模式、抗逆性研究、功能性成分、綜合利用等方面進行深入研究和探索。
1. 油用蘿蔔套用研究進展
我國從20世紀70年代開始在十字花科作物中大規模利用雄性不育系進行育種研究,蘿蔔細胞質不育系Ogura的發現和利用是最重要的標誌之一,國內一大批科研院所及企業藉此開展了雜交種替代的研究,到目前為止,我國的蘿蔔雜交種使用率在50%~70%之間,較前已經有了大幅度提升,現代生物技術在蘿蔔育種中的套用也提高了種質資源創新的速度和質量[8]。油用蘿蔔分類上屬於十字花科蘿蔔屬的一個變種,但目前還沒有一個標準來確定油用蘿蔔專用品種的具體特性,但目前業界普遍的共識是油用蘿蔔品種應該具有以下顯著特性:(1)適應性強:能適合我國南北大部分地區種植;(2)產量高:畝產量應該高於普通食用蘿蔔品種50%以上;(3)熟性早:其生育期應該在90~120d左右,甚至更短;(4)高含油率:油用蘿蔔籽含油率應該達到40%以上;(5)營養成分含量高:不飽和脂肪酸90%左右,黃酮、維生素E、萊菔素、β-谷甾醇等活性物質含量高;(6)色澤、風味好:油用蘿蔔品種種子榨取的油,油體應色澤黃亮,具有蘿蔔籽特殊風味,適宜煎炸炒等各種套用環境[9]。
在我國最早大規模套用的油用蘿蔔品種應該是雲、貴地區的地方品種“藍花子”[10]及其通過系統選育的後代品種,如高州白花等[11],該類型極早熟品種廣泛種植於西南等地,多數作為油料作物,亦有部分作為綠肥或青飼作物,種子單產較低。美國、歐洲等地亦將油用蘿蔔(Oilseed Radish)作為一種主要的茬間或冬閒田覆蓋作物以及綠肥進行大面積種植[12]。在油用蘿蔔品種的育種方面,張雪清等從蘿蔔雄性不育系及異形保持系的研究中首先發明出蘿蔔的三交種的配製方法並加以大規模套用,從而創新出具有高產、抗逆性強、極早熟、單莢籽粒多等優勢的油用蘿蔔選育體系,選育出多個具有高產、優質的油用蘿蔔新品種,進而將油用蘿蔔單產提高至280Kg/667m2,達到目前一般品種的2倍以上,使油用蘿蔔大規模推廣套用成為可能[13,14,15]。張小康等通過理化誘變結合GC-MS等手段篩選出低芥酸油用蘿蔔資源,並通過回交轉育的方法選育出系列低芥酸油用蘿蔔新品系,為將來優質低芥酸蘿蔔籽油的開發提供了重要資源材料和研究方法[16,17]。李星成等在我國的河西走廊高海拔地區推廣種植油用蘿蔔獲得成功,並使得河西走廊地區成為我國目前最大的蘿蔔籽生產基地[18]。張曉雪等研究一種Ogura胞質不育系高效鑑定及篩選高產不育系的方法,並用此方法初步篩選出一批高制種潛力的蘿蔔地方品種Ogura胞質雄性不育材料,為油用蘿蔔雜交種制種提供新思路[19]。張麗等研究了Ogura CMS育性恢復基因orf687在蘿蔔中的分布,對後續油用蘿蔔恢復系的篩選具有價值[20]。李世升等採用形態學解剖、細胞微結構觀察等方法對蘿蔔角果、胚珠和胚胎的發育情況進行全程追蹤,該研究揭示蘿蔔胚胎髮育形態及油體的動態變化趨勢[21]。Gutiérrez等綜述了蘿蔔在抗癌、抗菌及抗病毒方面的藥理作用,並分析出相應的化合物種類及藥理學方面的研究。
2. 蘿蔔籽品質分析及功能性研究進展
2.1在品質分析方面
Krist等研究多種蔬菜種子為油源的食用油品質,其中蘿蔔籽油具有優質食用油的品質[22]。Waheedd等利用GC-MS對蘿蔔籽中提取的揮髮油進行了分析,蘿蔔籽油中油酸、芥酸等化合物含量較高,分別占總油的30.011%和16.411%,蘿蔔籽油由烴類、醇類和酚類組成,揮髮油中以二十二碳酸和十八酸酸為主,分別占0.850%和2.944%[23]。王青松等針對蘿蔔籽蛋白提取及功能性質的研究結果表明:蘿蔔籽蛋白溶解度為84.9%,有很高的營養價值;在料液比1∶20、鹼溶p H 9.0、浸提時間120 min、浸提溫度50℃的條件下,蘿蔔籽蛋白提取率為52.3%;蘿蔔籽蛋白等電點有兩個,分別為p H 0.5和p H 4.5;蘿蔔籽蛋白吸油能力為328.67%,乳化性及乳化穩定性與大豆分離蛋白相近,起泡性及泡沫穩定性較大豆分離蛋白好[24]。蘿蔔籽中含有的抗癌活性物質“萊菔素”(Sulforaphene,SFE),是目前所有蔬菜中發現的抗癌活性最強的植物活性成分,生物實驗證明,萊菔素具有抗腫瘤、解毒抗菌、抗氧化的作用,對肝癌、乳腺癌、肺癌、食道癌、前胃癌有明顯的阻斷作用。齊玉堂等研發出一種富含萊菔素的蘿蔔籽油及其製備方法,該製備方法提高了萊菔素在蘿蔔籽毛油中含量[25]。
2.2在醫藥特性方面
關於蘿蔔籽中藥的降壓作用,葛亞如等發現蘿蔔籽單用及聯合用還具有明顯的降壓作用,由於降壓效果顯著,已被開發為片劑、注射劑等劑型[26]。張營研究通過SD大鼠餵食高脂膳食飼料並同時給以蘿蔔籽油、有氧運動以及蘿蔔籽油和有氧運動聯合干預,結果表明:3種方法中效果最好的是蘿蔔籽油與有氧運動聯合干預,不但可以使體重下降到正常水平,而且使血清脂質指標TG、TC、HDL-C、LDL-C達到正常水平[27]。蘿蔔籽油在小鼠實驗中通便效果明顯,趙功玲等用25%~100%的蘿蔔籽油取代基礎飼料中的大豆油,有明顯促進小鼠排便的作用,灌胃1.0 g~3.0 g/(kg·bw)蘿蔔籽油,具有明顯改善便秘小鼠通便及推動便秘小鼠小腸蠕動的作用,2.0 g~3.0 g/(kg·bw)蘿蔔籽油幾乎可以達到治癒小鼠便秘的目的[28]。
2.3在抗氧化及防腐研究方面
趙功玲等用二氯甲烷作溶劑提取蘿蔔籽中的油脂,並以過氧化值和酸值為指標研究了蘿蔔籽油在大豆油和花生油中的抗氧化性能。結果表明:蘿蔔籽油在大豆油和花生油中具有很好的抗氧化性能,對大豆油的抗氧化效果比花生油好;0.1%蘿蔔籽油對大豆油的抗氧化效果比0.02%BHT好;0.2%蘿蔔籽油對花生油的抗氧化效果稍差於0.02%BHT[29]。李軍等研究結果表明蘿蔔籽蛋白提取物可以有效地抑制鱘魚腐敗菌的生長,並能降低冷藏鱘魚片腐敗速率,因此具有開發成新型水產品防腐保鮮劑的潛力[30]。
3. 油用蘿蔔栽培及管理技術研究進展
油用蘿蔔作為一種主要的草本油料及綠肥,在種植的過程中其栽培管理模式與常規食用蘿蔔有很大不同,目前針對油用蘿蔔的栽培及管理模式研究和套用還較少。周丕才等從油用蘿蔔藍花子的品種篩選、提純復壯、合理施肥、栽培模式等方面入手進行了比較試驗研究,研究發現:油用蘿蔔的播種密度應安排52.5 萬株/hm2左右,三元複合肥(N︰P2O5︰K2O=15︰15︰15)應按150~300 kg/hm2左右施用作基肥[31]。杜東英等研究了油用蘿蔔藍花子和光葉紫花苕兩種雲南地區主要秋播綠肥的栽培模式及套用效果,發現種植藍花子類的比種植苕子類的土壤有效磷可增加54%,速效鉀可提高1倍,有機質可提高4%,但速效氮含量低於苕青地的7%[32]。張欽等通過對連續種植綠肥對土壤團聚體碳的影響研究發現肥田蘿蔔對20~40 cm土層土壤團聚體碳含量的提高更為顯著,且>5mm粒徑團聚體碳含量中肥田蘿蔔含量顯著高於其他處理[33]。Tripolskaya等研究油用蘿蔔作為玉米後茬作物,在秋季晚些時候作為綠肥摻入,結果表明:在土壤凍結之前能減少秋冬期間秋季有機物的分解和氮的浸出,收穫的綠肥作物的氮素存量顯著增加[34]。
在我國作為油用栽培主要分為南北兩種栽培模式,分別為越冬栽培和早春栽培,長江流域及以南地區採用越冬栽培,黃河以北地區則採用早春直播栽培。長江流域一般在10月播種,成株越冬,翌年3月抽薹開花,5月採收種子;黃河以北地區一般在4月直播,6月抽薹開花,8月採收種子。張小康等針對我國高海拔地區種植低芥酸油用蘿蔔進行了研究,提出了長江以南及黃河以北高海拔地區種植低芥酸油用蘿蔔的標準模式及管理方法[35]。
4. 蘿蔔籽油加工技術研究
阮麗紅等為高效提取蘿蔔籽油。在單因素試驗的基礎上,採用L9(34)正交試驗對超臨界提取蘿蔔籽油工藝條件進行最佳化,研究萃取壓力、溫度、CO2流量和萃取時間對蘿蔔籽油萃取得率的影響。結果表明:萃取壓力30MPa、溫度46℃、CO2流量11kg/h、萃取80min時,蘿蔔籽油得率達42.8%[36]。Zhang等利用超臨界CO2萃取的方法高效率獲取優質蘿蔔籽油及萊菔素,該方法從種子中得油率達到92.07 ± 0.76%,並且從油中提取萊菔素的效率提高18.32%[37]。Stevanato等研究亞臨界丙烷對蘿蔔籽油的提取效果,研究表明亞臨界丙烷與超音波萃取具有相似的採油效率和較短的採油時間,但其提取植物甾醇和生育酚含量較高,亞臨界丙烷是一種很有前途的溶劑,它能在較短的時間內獲得較高的油產率,同時能生產出化學組成較好的油,並且具有很好的延緩油氧化的效果[38]。李楠楠等研究發現常規油脂提煉方法會損失大部分萊菔素,通過無水常溫精煉得到的蘿蔔籽油中SFE含量為760.35 mg/kg,保留率高達91.3%[39]。
5. 油用蘿蔔生產套用中存在的問題
蘿蔔籽作為食用油源在我國已經有上千年歷史,油用蘿蔔卻始終沒有列入我國主要或非主要油料作物之中。隨著國際貿易不確定因素越來越多,以及我國食用植物油自給率較低,近年來我國油料作物開發逐漸多樣化,如油茶、稻米、亞麻、牡丹、紫蘇、核桃、元寶楓等小宗油料作物得到開發和研究,油用蘿蔔作為一種高含油率、高品質、廣適性的油料作物,理應在我國進行大面積進行推廣和套用。目前我國針對蘿蔔的基礎及套用研究主要集中在食用蘿蔔上,針對油用蘿蔔的基礎及套用研究均較少;油用蘿蔔的種質資源挖掘及創新研究十分缺乏;油用蘿蔔與產量相關的重要質量性狀的研究較少,基因挖掘及分子標記的開發尚未進行;系統的新品種試驗示範和推廣工作未能常態化有效開展;蘿蔔籽油相關指標還未形成行業內的統一標準,國家及行業標準亟待設立完善。
我國是蘿蔔的重要發源地之一,品種資源豐富,類型繁多。按目前統計情況來看,世界範圍內蘿蔔種質資源以食用蘿蔔(膨大肉質根類型)為主,占據整個品類90%左右,其他變種如油用蘿蔔(藍花子)、長羽裂蘿蔔、野蘿蔔等多為野生資源,占10%左右。食用蘿蔔與油用蘿蔔在品種特性、種植、管理上均有很大差別。油用蘿蔔目前還沒有獨立的國家行業標準,因此建立油用蘿蔔的獨立評估體系十分重要,建議國家在植物新品種權門類中應單獨列出油用蘿蔔類別以區分目前的食用蘿蔔類別,並聯合多方制定油用蘿蔔的測試指南,這樣可以促進油用蘿蔔新品種(品系)的研究及權利保護。
目前,蘿蔔籽油的生產和消費主要集中在雲、貴、川、甘等地區,受限於種植面積和畝產低的原因,市場供應量並不多。另一個原因是在全國範圍內沒有大型油企參與到蘿蔔籽油的生產銷售中來,導致蘿蔔籽油無法在我國大範圍內進行推廣,繼而使得油用蘿蔔的種植面積難以得到提高,產業化進程緩慢。
6. 油用蘿蔔套用前景及展望
油用蘿蔔在我國的套用前景應該是十分廣闊的,隨著人們對美好生活的不斷追求以及消費習慣的不斷變化和更新,都使得蘿蔔籽油這個既健康又美味的食用油品種能得到大眾喜愛和接受。油用蘿蔔經過多年的品種選育及區域試驗,已經突破了地域和產量兩大難關,現在種植油用蘿蔔,由於其生育期短,適應性強,用途廣,效益高,深得農戶歡迎。武漢萊菔農業科技有限公司新選育的“萊菔油1號”在甘肅、青海兩地多年試驗中,平均產量為280kg/667m2,畝經濟效益可達1800元左右;在湖北、江西、雲南等地試驗中,平均產量為125kg/667m2,畝經濟效益可達1200元左右,遠超油菜等其他冬閒田作物,不影響下茬糧食作物種植。油用蘿蔔中的餅粕粗蛋白含量>40%,可作為優質飼料添加,在必要時可替代大豆餅粕;蘿蔔籽中神經酸的含量>2%,是一種寶貴的提取神經酸來源材料;對腸胃十分健康的美味蘿蔔苗也是油用蘿蔔籽產業的另一個重大套用方向[40];通過人工選育出的粉色、紫色、白色等多種花色油用蘿蔔品種,在開花季可以為各種植區帶來觀光經濟。
隨著雄性不育育種技術、理化誘變技術、分子標記輔助選育方法及基因組高通量測序的運用,新選育的不同類型油用蘿蔔新品種已經成功在我國從北到南推廣套用成功,不管是在平原還是2500m以上高海拔地區,或是西北弱鹽鹼地區,經過多年多點試驗後,都有相應的品種可以實現種植,其畝產量基本可達到目前常規食用蘿蔔品種的2~3倍,大大降低了蘿蔔籽的生產成本。油用蘿蔔在我國大面積的推廣和種植已經沒有了障礙。隨著國家對鄉村振興的不斷推進,對糧油供給的多樣化需求,以及糧油安全方面,蘿蔔籽油這一既古老又新鮮,既營養又健康的食用油品種完全可以在我國大面積開花結果,蘿蔔籽相關的產業也必將迎來新的發展機遇。
中國油料,1988(03):63-66.