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第13章 蛋白质类植物资源

一、概述

蛋白质(protein)是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。植物蛋白是蛋白质的一种,是从植物中提取的,营养与动物蛋白相仿,但是更易于消化。植物性食品的蛋白质,如谷类、豆类、坚果类等常食用的食物蛋白及叶蛋白、单细胞蛋白等。从营养学上说,植物蛋白大致分为两类:一是完全蛋白质,如大豆蛋白质;二是不完全蛋白质,绝大多数的植物蛋白质属于此类。植物蛋白为素食者饮食中主要的蛋白质来源,可用来制成在形、味、口感等方面与相应动物食品相似的仿肉制品。素食者专食不完全蛋白质,会发生营养缺乏症,必须兼食大豆蛋白质。在众多的植物性蛋白质中,营养价值最高的是豆类蛋白质,而且豆类食物不含胆固醇,这是动物性食物所不具备的特点。没有经过任何加工的大豆蛋白质蛋氨酸含量相对较少。因此,整粒大豆的氨基酸评分大约为0.6~0.7.但是,由于大豆蛋白质含量高,而且不含胆固醇,所以被人们广泛利用。

蛋白质植物包括食用菌类、叶蛋白、小球藻、四棱豆、派克豆等。含植物蛋白最丰富的是大豆。大豆蛋白肉是以优质大豆为原料,通过加热、挤压、喷噪等工艺过程把大豆蛋白粉制成大小、形状不同的瘦肉片状植物蛋白,其之所以被称为“蛋白肉”,是由于其蛋白质的含量远远高于一般动物肉类,而且食感、结构、色泽、韧性均与动物肉近似。据测定其蛋白质含量为猪、牛瘦肉蛋白质的2~3倍,经卫生部门的鉴定,无毒无害,是一种绿色、安全、保健食品。由于其含脂量低,是高血压、冠心病、糖尿病人的理想食品,凉拌、烧、炒皆宜,味道鲜美可口,长期食用可增强体质,有益于身体健康。通常食用的植物性蛋白质主要来源于米面类、豆类,但是米面类和豆类的蛋白质营养价值不同。米面类来源的蛋白质中缺少赖氨酸,因此,其氨基酸评分较低,仅为0.3~0.5,这类蛋白质被人体吸收和利用的程度也会差些。世界蛋白质总产量的75%来源于植物(主要为粮食、豆类等)。由于植物蛋白生产具有产量大、能耗低、土地利用率高等特点,开发植物蛋白资源已越来越受到人们的重视。建立一个合理的植物蛋白生产结构,处理好粮食总产量和蛋白质产量的关系,在保证粮食总产量达到较高水平的前提下,最大限度地利用自然资源以获得最高的植物蛋白产量。

目前,植物蛋白的生产可以从营养器官蛋白质含量高的野生植物的开发与利用入手,另外,一些油脂植物提取油脂后的残渣仍含有较丰富的蛋白质,可视为蛋白质的提取原料。如油脂类作物和麻风树的籽实在提取生物油后的残渣仍含有大量的蛋白质,但是一些油脂植物的饼粕含有抗营养因子和毒素,不能直接用作动物饲料,但经过脱毒都可以成为优质的蛋白质饲料。

二、主要的蛋白质植物资源

(一)食用菌类

我国已知的食用菌有350多种,其中多属担子菌亚门,常见的有香菇(Lentinus edodes)、草菇(Voluariella voluacea)、蘑菇(Agaricus bisporus)、木耳(Auricularia auricula)、银耳(Tremella fuciformis)、猴头(Hericium erinaceus)、竹荪(Dictyophora duplicata)、松口蘑(Tricholomamatsutake)、口蘑(T。gambosum)、红菇(Russula sp。)和牛肝菌(Boletus granulatus)等;少数属于子囊菌亚门,有羊肚菌(Morchella esculent)、马鞍菌(Helvella elastica)、块菌(Tubermdicum)等。上述真菌分别生长在不同的地区、不同的生态环境中。在山区森林中生长的种类和数量较多,如香菇、木耳、银耳、猴头、松口蘑、红菇和牛肝菌等;在田头、路边、草原和草堆上,生长有草菇、口蘑等。南方生长较多的是高温结实性真菌;高山地区、北方寒冷地带生长较多的则是低温结实性真菌。

食用菌以其白色或浅色的菌丝体在含有丰富有机质的环境中生长。条件适宜时,形成子实体。菌丝体和子实体是一般食用菌生长发育的两个主要阶段,各种食用菌是根据子实体的形态,如菇形、菇盖、菌褶或子实层体、孢子和菇体的特征,再结合生态、生理等差别来分类识别的。有些食用菌生长在枯树干或木段上,如香菇、木耳、银耳、平菇(Pleu-rotus ostreatus)、猴头、金针菇(Flammulina velutiper)和滑菇(Pholiota nameko);有些生长在草本植物的茎秆和畜、禽的粪上,如蘑菇、草菇等;还有的与植物的根共同生长被称为菌根真菌,如松口蘑、牛肝菌等。以上特性也决定着各种野生食用菌在自然生态条件中的分布。食用菌在菌丝生长阶段并不严格要求潮湿条件,但在出茄或出耳时,环境中的相对湿度则需在85%以上,而且需要适合的温度、通风和光照。如蘑菇、香菇、金针菇、滑菇、松口蘑等适合在温度较低的春、秋季或在低温地带(15℃左右)出菇;草菇、木耳、凤尾菇(Pleurotus pulmonarius)等则适合在夏季或热带、亚热带地区的高温条件下结实。

近几十年来,人们逐渐认识了食用菌的生长规律,改进了古老的依靠孢子、菌丝自然传播的生产方式。人工培养栽培种的菌丝,加快了食用菌的繁殖速度和获得高产的可能性。我国广泛栽培的食用菌有蘑菇、香菇、草菇、木耳、银耳、平菇、滑菇7类。食用菌具有较高的药用保健价值。食用菌中含有的生物活性物质高分子多糖、β-葡萄糖和RNA复合体、天然有机锗、核酸降解物、cAMP和三萜类化合物等对维护人体健康有重要的利用价值。科学家们预言,21世纪食用菌将发展成为人类主要的蛋白质食品之一。

1.紫薇红菇(Russula puellaris Fr。)

“别名与科属”美红菇,红菇科(Russulaceae)红菇属。

“形态特征”属树木的外生菌根菌。子实体小。菌盖直径3~5cm,扁半球形,渐展开后中部下凹,淡紫褐色至深紫薇色,中央色深,边缘有条棱,表面平滑无毛。菌肉白色,中部稍厚。菌褶白色,后变为淡黄色,凹生,不等长,稍密,褶间有横脉。菌柄近圆柱形,长3~6cm,粗0.5~1.4cm,白色,内部松软至空心。侧囊状体棒状至近梭形,55~66×8~12μm大小。孢子印乳黄色。孢子淡黄色,近球形,有小刺,6.5~8×6~7μm大小。

“生境分布”夏、秋季生于林中地上,往往单生和散生,分布于江苏、西藏、广东、贵州、四川、湖南等省区。属于中温偏高型的菌类,野生多出现在夏季。其菌丝生长温度为20℃~25℃,出菇适温为23℃~28℃。

“化学成分”菌丝体和野生子实体均含有蛋白质、多糖、氨基酸、不饱和脂肪酸、挥发性物质、麦角固醇及抑菌活性物质等多种有效成分。

“采收与加工”子实体形成期温度保持在23℃~28℃,野生红菇出菇期正值炎夏高温季节,多生长于密林之下,地表温度比空间低3℃~5℃。红菇子实体成熟标志为菌盖伸展,中间略凹,色泽艳红,成熟后即可连根拔出,采收后可鲜品应市或阳光晒干、机械脱水烘干成商品。

“近缘种”红菇属广泛分布于我国各省区,约有148种、9变种和2变型,特有种13种。本属的白黑红菇(R。albonigra(Krombh。)Fr。)、大朱菇(R。rubra(Krombh。)Bres。)、花盖菇(R。cyanoxantha Schaeff。)、褪色红菇(R。decolorans Fr。)、黑红菇(R。rubescens Beardsle)、光亮红菇(R。nitida Fr。)、黄褐红菇(R。olivacea(Schaeff。)Fr。)均可食用,且对人体有一定的滋补功效,具有较高的经济价值,但小毒红菇(R。fragilis Fr。)等种类却有毒,不可食用。红菇科乳菇属(Lactarius)多数也是植物外生菌根菌,在世界范围内广泛分布,但大多数分布于温带地区。目前,全世界已知约400种。乳菇属的一个主要特点是不仅含有普通菌丝,而且还含有乳汁菌丝,当菌褶受伤时,有各种颜色和气味的乳汁溢出。该属多数真菌可食用,有的还能食药兼用或专门药用。其子实体能高产聚异戊二烯类物质,在橡胶合成工业极具应用前景;此外,其体内含有有机酸、酚类、多糖类、倍半萜烯类等多种生理活性物质,在林业病虫害的生物防治方面也展现出巨大潜力。

“资源开发与利用”红菇营养丰富,味道鲜美,可食用,且有药用功效。福建闽南地区妇女分娩,必食红菇补充营养。红菇还有预防感冒和肝硬化,降低血压抗贫血,减少胆固醇及抗癌等作用。

2.杏鲍菇(Pleurotus eryngii(DC。ex。Fr。)Quel。)

“别名与科属”剌芹侧耳,侧耳科(Pleurotaceae)侧耳属。

“形态特征”菌丝白色,初期纤细,逐渐浓密蔓延,属单一型菌丝有锁状联合。子实体单生或群生。菇盖宽2~13cm,初呈弓圆形,后逐渐平展,成熟时中央浅凹至漏斗状,圆形至扇形,表面有丝光泽,平滑、干燥。幼时淡灰墨色,成熟后呈乳白色,中心周围常有近放射状墨褐色细纹。幼时菌盖内卷,成熟后呈波浪状。菌褶延生、密集、略宽、乳白色,边缘及两侧平滑,有小菌褶。菌柄长8~18cm,圆状直径5~6cm,偏心生至侧生,色乳白,中实,肉质纤维状,无菌环或菌幕。

“生境分布”主要分布于西欧以及南亚、中东一带和我国的新疆、青海、四川地区,它是高山、草原、沙漠地带的一种品质优良的大型肉质伞菌,现在在我国南方地区有栽培,华南野外有逸生。杏鲍菇为中低温菇类,在自然条件下栽培选好季节非常重要。不同气候的地区,要以出菇期菇房达到10~18℃的季节安排播期。就一般论,南方以9至10月播种,11至次年1月开始出菇。北方要在保湿较好的各型温室内栽培,秋栽在8月中旬至9月中旬播种,10月中旬至1月中旬出菇;春栽1月初至1月底播种,在有加温设施的室内发菌2月底至5月中旬出菇。5月中旬以前出菇结束,以避开高温。空闲房屋、小弓棚、各型拱棚和各类温室都可栽培,由于不同园艺设施的保温保湿性能不同,不同地区、不同气候、不同季节要灵活掌握使用。

“化学成分”杏鲍菇的营养丰富,100 g干菇中粗蛋白的含量为25%、脂肪为1.4%、粗纤维为6.9%、氨基酸总量占16.64%、维生素E为7.6mg及钙、磷、铁等矿物元素,还含有大量寡糖。

“采收与加工”人工种植杏鲍菇,从接种到第一潮菇采收,一般为55~60 d。采收后清理料面残留及环境,停止喷水。生息养菌5~7 d后,继续喷水、控温、通风,促使再生第二潮菇。杏鲍菇与平菇、香菇、鸡腿菇等的区别是组织紧密、富有弹性,采摘后保存的时间较一般菇要长。

“近缘种”侧耳属是经济价值较高的食药用真菌,也是栽培种中最重要的属。据估计,全球有1000多种侧耳,但已知的有效种名大约有50种,我国约有36种。侧耳属中适于人工栽培的种类较多,如糙皮侧耳(P。ostreatus Kummer)、金顶侧耳(P。citrinopileatus Sing)、桃红侧耳(P。salmoneostramineus L。Vass。)、凤尾菇(P。pulmonarius(Fr。)Sing)、白黄侧耳(P。cornucopiae Rolland)、菌核侧耳(P。tuber-regium(Fr。)Sing。),其子实体分化和发育所需要的温度差异也较大。栽培时必须根据当地当时的气候条件,选择适宜的栽培种类,才能获得最佳的经济效益。侧耳科的香菇(Lentinus edodes(Berk。)sing)、虎皮香菇(L。tigrinus(Bull。)Fr。)、革耳(panus rudis Fr。)也是营养价值和经济价值较高的食用菌类。

“资源开发与利用”杏鲍菇菌肉肥厚,质地脆嫩,特别是菌柄组织致密、结实、乳白,可全部食用,且菌柄比菌盖更脆滑、爽口,并可提高人体免疫功能,有抗癌、降血脂、润肠胃以及美容等作用,具有愉快的杏仁香味和如鲍鱼的口感,适合保鲜、加工。

3.美味牛肝菌(Boletus edulis Bull ex Franch)

“别名与科属”大脚菇、白牛肝菌,牛肝菌科(Boletaceae)牛肝菌属。

“形态特征”子实体散生或群生。菌盖直径6~25cm。扁半球形或稍平展,不粘,黄褐色、土褐色或赤褐色,光滑,盖缘钝。菌肉白色,厚,受伤后不变色。菌管初期白色,后呈淡黄色,直生、近弯曲或于柄四周凹陷。管孔圆形,2~3个/mm,与菌管色相同。菌柄(5~23×2~7cm大小),粗壮,近圆柱形,基部稍膨大,是全长或柄长的2/3,具近白色网纹。孢子淡黄色,近梭形至长椭圆形,12~17×4.2~6.5μm大小。担子32~42×10~12μm大小。囊状体散生,狭腹鼓纺锤形,42~65×7~10μm大小。

“生境分布”夏秋生于松栎混交林中地上,与冷杉属、落叶松属、云杉属、松属、桦木属、杨属、栎属等一些树木形成外生菌根。分布于黑龙江、吉林、安徽、江苏、福建、河南、湖北、广东、云南、四川、新疆、西藏、台湾等地。

“化学成分”100 g干品中含蛋白质27.8 g、碳水化合物53.3 g、热量253千卡、灰分4.0 g、钙2mg、磷528mg、铁9.2mg、核黄素1.72mg。还含有人体必需的8种氨基酸,还含有腺膘呤、胆碱和腐胺等生物碱。

“采收与加工”7~9月,当时晴时雨天气出现后4~6 d,即可上山采摘,以晴天露水干后采摘为最好,阴雨天采摘较差。

“近缘种”牛肝菌类是牛肝菌科和松塔牛肝菌科等真菌的统称,除少数品种有毒或味苦而不能食用外,大部分品种均可食用。野生牛肝菌种类较多,目前国内已发现20多个品种可食用,主要有白牛肝菌、华美牛肝菌(B。speciosus Frost。)等可供食用与加工。云南省牛肝菌类资源丰富,有不少优良的可食品种,主要有白、黄、黑牛肝菌。牛肝菌科中多数可食用,牛肝菌属、绒盖牛肝菌属(Xerocomus)、疣柄牛肝菌属(Leccinum)为我国常见野生食用菌。

“资源开发与利用”其菌肉厚而细软、味道鲜美,是优良野生食用菌;可药用,治疗腰腿疼痛、手足麻木、四肢抽搐,还可用以治妇女白带症。该菌子实体的水提取物有肽类或蛋白质,对小白鼠肉瘤的抑制率为100%,对艾氏癌的抑制率为90%。西欧各国也有广泛食用白牛肝菌的习惯,除新鲜的做菜外,大部分切片干燥,加工成各种小包装,用来配制汤料或做成酱油浸膏,也有制成盐腌品食用。云南省从1973年起出口白牛肝菌,销往西欧,极受欢迎。

4.毛木耳(auricularia polytricha(Mont。)Sacc。)

“别名与科属”野木耳、黄背木耳、粗木耳、大木耳,木耳科(Auriculariaceae)木耳属。

“形态特征”子实体薄而有弹性,胶质,略透明,早期呈杯状,后渐变为耳状或分叶状,表面多平滑,稀有脉络状皱纹,基部通常有皱褶,红褐色,略带紫色,直径可达15cm,下面密被绒毛,显微镜下观察,毛基部稍带褐色,上部色淡,短而不分隔,多弯曲,50~60×4.5~6.5μm大小,基部膨大处直径约10μm,向顶端渐狭细,担子(下担子)长圆柱状,52~62×3~3.5μm大小,由4个细胞组成,埋生于子实体上表面胶质层内,从每个细胞上生一长柄(上担子)伸达子实层表面下,再由其尖端生出1担孢子梗,顶生1个担孢子;担孢子暴露于空气中,圆柱状,透明无色,12~13×6μm大小,担孢子成堆时肉眼观察呈白色粉状。常成束生长。

“生境分布”生于各种阔叶树如栎、榆、赤杨、榕树、枫杨等的朽木上,分布于我国南北各省区,亚洲部分其他国家和地区也有。

“化学成分”毛木耳不但肉质细腻,脆滑爽口,而且营养丰富,含有蛋白质、碳水化合物和多种维生素与无机盐,同时还含有人体所需的8种氨基酸,特别是维生素B2的含量超过其他食物。

“采收与加工”夏、秋季采收,烘干或晒干。

“近缘种”木耳属包括黑木耳(A。auricula(L。)Underw。)、毛木耳、褐黄木耳(A。fuslosuccinea(Mont。)Fari。)和皱木耳(A。delicata(Fr。)Henn。),均有较高的营养和药用价值,是经济价值较高的食用菌种。我国是木耳的主要生产国。

“资源开发与利用”毛木耳具有滋阴强壮、清肺益气、补血活血、止血止痛等功用,是纺织工人和矿山工人很好的保健食品;含有丰富的多糖,是抗肿瘤活性最强的药用菌之一;其质地比黑木耳稍粗,粗纤维含量较高,但与其他食用菌相比并不高,且这种纤维素能促进人体内许多营养物质的消化、吸收和代谢。

5.银耳(Tremella fuciformis Berk)

“别名与科属”白木耳、雪耳、银耳子,银耳科(Tremellaceae)银耳属。

“形态特征”子实体纸白至乳白色,胶质,半透明,柔软有弹性,由数片至10余片瓣片组成,形似菊花形、牡丹形或绣球形,直径3~15cm,干后收缩,角质,硬而脆,白色或米黄色。子实层生瓣片表面,担子近球形或近卵圆形,纵分隔,10~12×9~10μm大小。

“生境分布”夏、秋季生于阔叶树腐木上。目前国内人工栽培使用的树木为椴木、栓皮栎、麻栎、青刚栎、米槠等100多种。除新疆外,全国各地均有分布。

“化学成分”银耳的营养成分相当丰富,含有蛋白质、脂肪和多种氨基酸、矿物质及肝糖。银耳蛋白中含有17种氨基酸,人体所必需的氨基酸的3/4银耳都能提供;含有多种矿物质,如钙、磷、铁、钾、钠、镁、硫等,其中钙、铁含量很高,在每100 g银耳中,含钙643mg,铁30.4mg;此外,还含有海藻糖、多缩戊糖、甘露糖醇等肝糖。

“采收与加工”春、秋季采收,用老斑竹浸猪油制成竹刀采割,将鲜银耳以清水洗净后,晒干即成。

“近缘种”银耳属食用菌还有茶色银耳(T。foliacea Pers。)、黄金银耳(T。mesenterica Retz。)、金耳(T。aurantialba Bandoni et Zang)、橙耳(T。cinnabaria(Mont。)Pat。)、脑状银耳(T。encephala Pers。)、药耳(T。fimbriata Pers。)、叶状银耳(T。frondosa Fr。)、橙黄银耳(T。mesenterica Fr。)、垫状银耳(T。pulvinalis Y。Kobayasi)、血耳(T。samguinea Peng),同科的刺银耳属虎掌刺银耳(Pseudohydnum gelatinosum Karst。)均可食用和药用,与银耳的功效相近。

“资源开发与利用”银耳富含维生素D,能防止钙流失,对生长发育十分有益;因富含硒等微量元素,可增强机体抗肿瘤的免疫能力,还能增强肿瘤患者对放疗、化疗的耐受力;也是一味滋补良药,滋润而不腻滞,有补脾开胃、益气清肠、安眠健胃、补脑、养阴清热、润燥之功,对阴虚火旺不受参茸温补的病人是一种良好的补品;富有天然植物性胶质,加上它的滋阴作用,长期服用可以润肤,祛除脸部黄褐斑、雀斑。

6.其他食用菌类

(1)猴头菇(Hericium erinaceus(Bull。)Per。)

齿菌科(Pelyporaceae)猴头菌属。生于云杉、冷杉、栎等的枯腐木上。分布于东北、华北、西南及甘肃、上海、浙江、河南、广西、西藏等地。猴头菇味道鲜美,营养丰富,含蛋白质、碳水化合物、脂肪、粗纤维、16种氨基酸、矿物质及维生素。性平、味甘,有利五脏、助消化、补虚损的功效。猴头菇内提取的多肽、多糖和脂肪族的酰胺类物质,对肉瘤有抑制作用,现药厂已生产出猴菇菌片,临床观察对胃癌、贲门癌和食管癌均有效。猴头菌属常见的种类有猴头菌、珊瑚状猴头菌(H。coralloides Pers。ex Gray。)和假猴头菌(H。clathroides Pers。)3种,它们所含营养均很丰富,含有多种活性物质,具有组织修复、增强细胞活力、延年益寿、美容健体等功能。

(2)草菇(Voluariella voluacea Sing。)

光柄菇科(Pluteaceae)小苞脚菇属。分布于我国河北、福建、台湾、湖南、广西、四川、西藏等地,是我国传统的栽培食用菌,在印度、印度尼西亚、菲律宾和马达加斯加等国也有栽培。秋季在草堆上群生,我国南方多用稻草进行人工栽培。含蛋白质、脂肪、维生素C、对氨基苯甲酸、D-甘露醇、D-山梨醇和天门冬氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸、酪氨酸、精氨酸、缬氨酸等多种氨基酸,还含一种有抗癌作用的异蛋白物质。肉脆嫩,味鲜美;可药用,性寒、味甘,能消食去热,用于脾胃气弱、抵抗力低下或伤口愈合缓慢、夏季暑热心烦。现代又用于高血压病和多种肿瘤。同属的银丝草菇(V。bombycina(Schaeff。)Singer)其功效与草菇相似,但美丽粘草菇(V。speciosa(Fr。)Sing。)有毒,不能食用。同科的黑边光柄菇(pluteus nigrofloccosus(Schlz。)Pilat)、西藏灰光柄菇(P。cervinus(Schaeff。)Fr。)、长条纹光柄菇(P。longistriatus PK。)、柳生光柄菇(P。salicinus Kummer)、褐绒盖光柄菇(P。tricuspidatus Velen。)等均可食用。

(3)短裙竹荪(Dictyophora duplicata(bosc。)fischer)

鬼笔科(Phallaceae)竹荪属。秋季生长在潮湿竹林地,色彩艳丽、具有菌裙。菌体洁白脆嫩爽口,味道鲜美,与其他食物共煮有防腐作用。每100 g干品含粗蛋白质19.4 g,脂肪2.6 g,碳水化合物60.4 g和人体必需的多种氨基酸及维生素等。主要分布于我国的云南、四川、贵州、湖北、安徽、江苏、浙江、广西、海南等地,其中以云南昭通和贵州织金最为闻名。竹荪素有“真菌皇后”之美誉,是宴席上的美味佳肴,它营养丰富,脆嫩爽口,历来是我国高档出口商品。它富含21种氨基酸,是高蛋白低脂肪的营养品,并具有明显的减肥、降血压、降低胆固醇、补气、止咳、镇痛等药用功效,对癌症和艾滋病也有一定的疗效。竹荪属已发现11种,目前供人工栽培的主要有四种,即短裙竹荪、长裙竹荪(D。indusiata(Pers。)Fisch)、红托竹荪(D。rubrovalvatam。Zang,Ji et Lion)和棘托竹荪(D。echino-volvata Zane,Zheng et Hu),均可食用和药用,且功效相似。

(二)植物叶蛋白

在植物生长过程中,地上部分茎叶细胞中不断有蛋白质合成,供构建新的细胞组织和器官的需要,这部分蛋白质被称之为叶蛋白(leaves protein concentrates,简称LPC)。由于是存在植物茎叶中,所以是一种可再生的蛋白质资源。叶蛋白是一类多聚合物质,含有17~18种氨基酸,包含了人体所必需的8种氨基酸,还含有维生素,但不含胆固醇,有别于动物的肌肉蛋白质附带的饱和脂肪酸和胆固醇,是人类膳食中蛋白质的重要补充,特别是在一些蛋白质资源严重不足的发展中国家,研究开发利用植物叶蛋白,作食用和饲用都很必要。

根据研究,叶蛋白含量较高的植物科有桑科、蓼科、苋科、十字花科、旋花科、茄科、菊科、藜科、葫芦科、豆类。这些科中有的植物叶蛋白的含量达20%~30%。而一般植物叶蛋白的含量也可达到10%。20世纪40年代,人们开始了对叶蛋白的制取研究,到70年代建立了叶蛋白的提取工厂,目前世界上已有十多个国家有叶蛋白生产的专门机构。

1.植物叶蛋白的性质

绿色植物茎叶中的蛋白质可分为两类,一类是固态蛋白质,另一类是可溶性蛋白质。固态蛋白质存在于经粉碎、压榨后分离出的绿色沉淀物中,主要包括不溶性的叶绿体和线粒体的构造蛋白、核蛋白、细胞壁蛋白;而可溶性蛋白质存在于经粉碎、压榨离心分离后的上层清液中,包括细胞质蛋白质、线粒体蛋白质的可溶性部分以及叶绿体基质蛋白质,叶蛋白就是这些可溶性蛋白质的凝聚物质。可溶性蛋白质可进一步分为大分子质量和小分子质量两种蛋白质,大分子质量蛋白质经分析确认是核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶,相对分子质量为5.2×105~5.6×106,它仅存在于含有叶绿素的组织中。这种蛋白质在加热凝集时首先固化,因此又称为馏分I。而小分子质量蛋白质是由脱氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶组成的蛋白质复合体。由于需要加热到较高温度才能凝集,故称为馏分Ⅱ。在叶蛋白生产过程中,经粉碎、压榨、过滤后,固态蛋白质随同残渣被分离出去,而可溶性蛋白质则溶解在上清液中,对其进行加温或加入溶剂抽提,加酸、加碱,就可使可溶性蛋白质由溶解状态变为凝集状态而获得LPC。

2.植物叶蛋白的营养价值

据测定,叶蛋白营养价值极为丰富。蛋白质一般含有17~18种氨基酸,并且从不同植物所得到的叶蛋白氨基酸组成极为相似,而其中8种必需氨基酸含量较高,与用作蛋白质营养价值标准的鸡蛋蛋白质很接近。由于叶蛋白氨基酸种类较全面,且组成平衡,与联合国粮农组织推荐的成人氨基酸模式基本相符,所以作为食用有很高的营养价值。特别是赖氨酸含量比鸡蛋还高,这对于我国以谷物为主食的人群来说,食用叶蛋白可补充第一限制氨基酸——赖氨酸的不足。但是叶蛋白中含硫氨基酸比例较低,作为食用时应加以强化。除蛋白质外,叶蛋白制品中还含有脂肪、糖类、核酸、脂溶性维生素A、维生素E、维生素K、水溶性维生素B、维生素C及钾、钙、镁等无机营养元素。研究发现,以蛋白质含量较高的苜蓿和豌豆蔓为原料提取的浓缩蛋白质,其营养价值与大豆相当。再稍加精提,便可作为食品添加剂,其营养品质与牛乳相似。植物茎叶细胞中含有大量叶黄素,对提取的叶蛋白进行测定后发现叶黄素含量为1000~1500mg/kg。叶黄素作为较稳定的天然色素物质,是食品工业中很宝贵的色素,这也是目前商业性生产叶蛋白的主要原因。另外,每克叶蛋白胡萝卜素含量为1.2mg/g,它既是天然色素,又是维生素A源,可在小肠粘膜内经酶作用转化成维生素A。这对那些食物中缺乏绿色蔬菜的人群尤为重要,可以通过食用含叶蛋白的食品,丰富营养成分。紫云英等绿色植物叶子,通过分步加工分离,得到两种蛋白质,一种为绿色叶蛋白,另一种为白色叶蛋白,两者的总蛋白含量均在50%以上,都高于大豆中蛋白质的含量(35%~40%)。它们含有较全面的营养成分,必需氨基酸含量高,同时含有多种维生素、胡萝卜素,以及钾、钙、锌、铜等无机营养元素,而不具有任何干扰矿物质利用和抗营养的物质。这是其他单一种类的物质(大豆、鸡蛋、小麦、瘦肉等)所不可比拟的,因此,它可以作为日常食品的营养添加剂,起到缓解蛋白供应、改善蛋白结构的作用。

3.植物叶蛋白的食用价值

叶蛋白是在植物营养器官茎、叶细胞中形成的初始蛋白质,是构成植物细胞原生质的活性蛋白质。与储藏细胞中的非活性蛋白质比较,其分子质量较小,分子链较短,作为食用更易被消化吸收。基于叶蛋白的营养价值和结构特点,有的营养和食品专家认为,应将其作为人体优质蛋白质的重要来源加以利用。当前用于生产浓缩叶蛋白的主要原料有苜蓿、甘薯、紫云英等。印度科学家通过试验发现,在食物中掺入5%叶蛋白,能被人们普遍接受,当达到9%时仍可接受,主要是由于它呈绿色和其草味不太受欢迎。叶蛋白中占优势的是FI蛋白质组分,1 g叶组织中可含10mg,在叶绿体基质中浓度达到100mg/ml。而FI蛋白质是绿色植物光合作用过程中的CO2固定酶,是世界上最丰富的蛋白质,其氨基酸成分完全可与鸡蛋、牛乳蛋白质营养相媲美。据测定,苜蓿叶蛋白食用效果好,可消化率为62%~72%,与米饭、面包、马铃薯等植物性食品接近。而苜蓿叶蛋白的生物价比一般日常食物的生物价高。

在经过大量的家畜和家禽试验后,再用植物叶蛋白对人体做食用试验,用牛乳:叶蛋白(1:1)的混合物做食用营养对比,结果表明二者营养品质一样,因此可添加在食品中,作为优质蛋白质食物的代用品。另外,印度、巴基斯坦的叶蛋白营养专家的研究证实,叶蛋白作为人类食物安全可靠且很有益。中国农业大学在1997年做了叶蛋白的强化膳食营养学试验,也表明食用叶蛋白能够显著提高人体血红蛋白含量,改善人体因蛋白缺乏而引起的贫血状况。

4.植物叶蛋白的应用现状

(1)植物叶蛋白在食品中的应用。植物叶蛋白是从绿色植物新鲜茎叶中直接提取出来的蛋白质制品,是无毒害的天然营养食品,比许多动物蛋白更有食用价值和营养优势。叶蛋白制品可加工成胶囊、粒状或片状颗粒,作为人类食品来改进膳食营养结构,还可为素食者提供优良的蛋白营养,满足其对蛋白质、多酚、生物活性钙、胡萝卜素和叶绿素等的营养需要。

(2)叶蛋白在医疗方面的应用。苜蓿经加工提取的核酮糖-1,5二磷酸羧化酶,具有较高医用价值,可用来治疗肾病。肾脏病人进食要求蛋白要纯,且可完全消化、营养平衡。而现在的酪蛋白制剂长期使用后,由于氨基酸的不平衡而引起蛋白异常症及腹泻反应,如果使用核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶则很安全。另外,在叶蛋白制取过程中上清液还可用来提取SOD,它可使超氧阴离子自由基发生歧化反应,具有抗衰老、抗肿瘤、治疗关节炎、心脑血管病、肺气肿、老年性白内障等功效。

(3)叶蛋白在饲料方面的应用。目前国内外许多学者用叶蛋白饲喂母鸡、肉用仔鸡,取得了满意效果。如波兰学者对产蛋鸡分别饲喂含17%大豆粕、6%大豆粕和12%叶蛋白、17%叶蛋白3种饲料做对比试验,未发现对鸡的健康和体重有不良影响。法国、西班牙学者也用叶蛋白做了相应的一些试验,都得出可用苜蓿叶蛋白部分代替鸡饲料日粮中的蛋白质饲料。另外用美国籽粒苋叶蛋白进行饲养草鱼试验,结果也说明叶蛋白浓缩物可部分代替鱼粉等优质蛋白。

5.主要的叶蛋白植物

(1)苜蓿(Medicago sativa L。)

“别名与科属”紫苜蓿、紫花苜蓿,蝶形花科(Papilionaceae)苜蓿属。

“形态特征”多年生草本,分枝多,高约1m。三出复叶,互生,小叶倒卵形或倒披针形,上部叶缘有锯齿;托叶披针形。总状花序,花萼有毛,萼齿狭披针形;花蓝紫色,花冠蝶形,比花萼长;雄蕊常10枚,大多数9枚合生,1枝分离:心皮1个;子房被毛。荚果,成螺状卷曲,有数种子;种子肾形,黄褐色。

“生境分布”原产欧洲及亚洲中部。我国北部和西北部广为栽培,有时逸为野生,现在南方地区也有栽培。

“化学成分”苜蓿提制的叶蛋白中营养物质含量丰富,其粗蛋白含量高(40%~65%),所含必需氨基酸完善,赖氨酸含量高,叶蛋白消化率为62%~72%,能量代谢率为69%~90%,粗蛋白质的生物价为73%~79%。每千克叶蛋白浓缩物中代谢能为2800~3200 kcal,有效磷为0.31%,胡萝卜为500~1200mg,叶黄素为1000~1800mg,碳水化合物为5%~10%,矿物质为3%~7%,纤维素小于5%,还含有脂溶性维生素E和K等。

“采收与加工”鲜割后应尽快加工处理,以免由于叶子本身的作用和微生物的污染而引起叶蛋白产量和品质下降。绿叶在放置1 d、2 d、3 d和4 d后再进行加工处理,其叶蛋白提取率分别比割后立即加工处理的提取率下降19.3%、25.0%、40.0%、53.7%。a。粉碎和压榨:叶蛋白浓缩物属于功能性蛋白质,其主要由细胞质蛋白和叶绿体蛋白组成,其中35%~45%为难溶性的结构蛋白,55%~65%为溶解性能良好的基质蛋白。因此必须破坏细胞结构,才能把蛋白充分提取出来。国外生产叶蛋白采用粉碎机和多功能双螺旋压榨机。b。叶蛋白凝聚:目前,工业上的叶蛋白凝聚方法为加热凝聚法,这种凝聚物结成大的颗粒,易分离过滤,越是加热突然,凝聚颗粒越大,凝聚越紧实,霉变危险越小。为了使叶蛋白能充分提取出来,可分次加热,先加到60℃~70℃,快速冷却至40℃,滤出凝聚物为叶绿体蛋白(在口感,色,香,味等方面达不到食用蛋白的要求,只能用作饲料),而后再加热至80℃~90℃,并持续2~4min,滤出凝聚物为白蛋白(主要是细胞质蛋白,可作为食用蛋白)。c。叶蛋白的干燥:分离出来的叶蛋白粗产品含水量为50%~60%,在常温下易发霉变质,必须干燥至风干方可保存。常采用的干燥方法为热风干燥(烘干)。d。叶蛋白的贮存:为了便于叶蛋白的保存,在打浆过程中还应加入一些防腐剂(如NaCl、NaHCO3等)抑制外来菌侵入,以免胡萝卜素及不饱和脂肪酸发生氧化而出现鱼腥味。

“近缘种”苜蓿属65种,分布于欧洲、亚洲和非洲,我国有16种,分布颇广,野生和栽培均有,为良好的饲料,且叶片蛋白质含量较高,均可作为叶蛋白提取的原料植物。

“资源开发与利用”苜蓿是一种优质、高产、各类家畜都喜食的多年生牧草。干物质中粗蛋白质含量为15%~25%,干草消化率以花前期为最高,开花期刈割制成的干草中粗蛋白含量可达17%左右,其中叶片含粗蛋白质23%~28%,茎秆10%~12%。必需氨基酸含量比玉米高,鲜草中赖氨酸含量与玉米相当,还含有多种家畜所需的维生素和微量元素。其产草量也很高,灌溉条件下亩产干草可达1000 kg或更高;此外,还具有固土保水、固氮改土、提供蜜源、保护环境等多种功效,还用做环保和蜜源植物。

(2)白三叶(Trifolium repens L。)

“别名与科属”白车轴草、三叶草、白花苜蓿,蝶形花科(Papilionaceae)三叶草属。

“形态特征”多年生草本植物。主根较短,侧根和须根发达,多集中在10cm以上土层,根上着生有很多根瘤。茎细长,光滑无毛,匍匐生长,有很多节间,每个节都能生出不定根和长出新的匍匐茎,长达30~70cm。叶由根茎和茎节长出,叶柄细长,三出掌状复叶、互生,小叶呈椭圆形或心脏形。叶面光滑,有“V”形斑纹,叶缘有细锯齿。头形总状花序,约由6~8朵小花组成,花冠白色,也有少数呈浅粉红色。荚果狭小,每荚含种子3~4粒,每个花头具有种子100多粒。种子呈心脏形或卵形,浅棕黄色。

“生境分布”白三叶已被广泛应用于亚洲、非洲、澳洲和美洲,在中亚热带及暖温带地区均可种植,在华中、华东、东北等地均有野生白三叶分布,在全国各省区均有种植。喜温暖、向阳的环境和排水良好的粉砂壤土或黏壤土。适应性广,在pH 5.5~7的土壤中都能生长。耐寒,耐热,耐霜,耐旱,耐践踏。不耐阴,在盐碱土中不适应。

“化学成分”叶片中粗蛋白含量为28.7%,采用凝固法提取白三叶的叶蛋白,并测定了叶蛋白的营养物质含量,结果发现叶蛋白提取率超过10%;干草中粗蛋白含量为46.7%,粗脂肪为11.1%,粗纤维只有1.33%。

“采收与加工”采用不同浓度(饱和度)的(NH4)2 SO4盐析法和加热法,通过调节原液的pH值(5~8)分别从白三叶提取叶蛋白,结果表明白三叶LPC提取率较高,为76.32%。就方法而论,(NH4)2 SO4处理随浓度增高而提取率增高,加热法(60℃~80℃)中以快速加热效果最好。

“近缘种”车轴草属约300种,分布于温带及亚热带地区,为世界著名的饲料和覆盖植物,我国引入栽培的有约7种。同属近缘种野火球(T。lupinaster L。)原产于我国新疆、东北、内蒙古、河北等省区,其他种类如波斯三叶草(T。resupinatum L。)、埃及车轴草(T。alexandrinum L。)、红三叶(T。pratense L。)、黄车轴草(T。strepens Crantz)等均由国外引入。同科植物沙打旺(Astragalus adsurgens Pall。)、紫云英(A。sinicus L。)、草木犀(Melilotus suaveolons Ledeb。)、白花草木犀(M。albusmedic。ex Desr。)、黄花草木犀(M。officinalis(L。)Desr。)、野葛(Pueraria lobata(Willd。)Ohwi)等均可作为绿肥和饲料,其中红三叶、草木犀也是常用的叶蛋白提取的原料植物,多数种类还是优良的蜜源植物。

“资源开发与利用”白三叶草适口性优良,为各种畜禽所喜爱,营养成分及消化率均高于紫苜蓿、红三叶草;常用作绿化草种,植成成片的草坪,基本不需浇水也不需修剪,且自身繁殖快、侵占性很强,所以其他杂草不易侵入。

(3)浮萍(Lemnaminor L。)

“别名与科属”青萍,浮萍科(Lemnaceae)浮萍属。

“形态特征”叶状体对称,倒卵状椭圆形或近圆形,长2~5mm,宽2~3mm,有不明显的3脉,两面绿色;根鞘无附属物,根尖钝形。果实近陀螺状;种子有深纵脉纹。花期6~7月。

“生境分布”全球温暖地区广布,在我国各省都有常见的水面浮生植物。

“化学成分”采用凝固法提取浮萍的叶蛋白,并测定其叶蛋白的营养物质含量。结果表明,浮萍叶蛋白的提取率为2.36%,叶蛋白中粗蛋白含量为42.3%,粗脂肪含量为15.2 %,β-胡萝卜素含量为476.8μg/g,含有大量的矿物元素,体内消化率为86.7%。

“采收与加工”应于夏季生长繁茂时收集,然后再进行叶蛋白的提取。

“近缘种”浮萍属15种,分布于全球,本属植物我国还有日本浮萍(L。japonica Landolt)、稀脉浮萍(L。perpusilla Torr。)、品藻(L。trisulca L。)3种,全国各地均产。其习性和用途与浮萍相似。

“资源开发与利用”可作禽畜饲料和农田绿肥;可作药用,全草可入药,具疏风、透疹、利尿功能;具净化水质作用,能大量吸收水体中的重金属,吸收、积累、分解水体中的营养盐和多种有机污染物。在水面上投放该水草植物体,以植物体产生的新叶状体作为苗种,进行生产性栽培。

(三)藻类蛋白

藻类蛋白是从对人体及动物无毒害的藻类植物中提取的蛋白质。一些藻类蛋白质含量高达50%~70%,可作为优良蛋白源。藻类蛋白含有8种必需氨基酸且组成合理,还含有许多其他生物活性物质,对某些疾病具有良好的辅助治疗效果。藻类蛋白被联合国粮农组织誉为“人类优良的食品”、“21世纪的食品”,在不少国家已有工厂化生产的产品上市。现已作为人类蛋白源开发应用的藻类植物有两类:一类为原核蓝藻类,如螺旋藻(Spiruli-na),通常指钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)和极大螺旋藻(螺旋藻,S。maxima);另一类为真核绿藻类,主要是绿球藻目的一些种类,如小球藻(Chlorella vulgaris)和栅藻(Scenedesmus spp。)等。螺旋藻喜高温、高碱,主要分布于热带、亚热带碱性湖泊,特别是苏打湖泊,春夏季生长繁茂常常形成“水华”,而小球藻、栅藻等是广泛分布的类群,在池塘、湖泊、水库、沟渠等各种静止淡水体均可生长繁殖,甚至海水、碱性水体也能找到。

1.螺旋藻(Spirulina platensis(Nordst)Geitl,S。maxima(Setch。et Gard。)Geitl。)

“科属”颤藻科(Oscilatoriaceae)螺旋藻属。

“形态特征”螺旋藻外观为青绿色,它长约0.3~0.5mm,宽约5~8μm,显微镜观察成螺旋状,细胞内无真正的细胞核,也没有高等动植物细胞所具有的线粒体、色素体等细胞器,它是由多细胞组成的螺旋状盘曲的不分枝的丝状体。

“生境分布”螺旋藻喜高温(25℃~36℃)、高碱(pH值为9~11),主要分布于热带、亚热带碱性湖泊,特别是苏打湖泊,春、夏季生长繁茂,常常形成“水华”。螺旋藻可细分为很多藻型,每一藻型都有其不同特点,一些藻型还有毒,螺旋藻在生长过程中会产生变异,成为另一种有毒的藻类。我国记载的螺旋藻共5种,其中钝顶螺旋藻和极大螺旋藻主要分布于长江以南和华南各省区。丽江程海湖是世界第三大、我国唯一出产天然螺旋藻的地区,此外,国内各地区的螺旋藻均为人工养殖。

“利用部位与化学成分”藻体含蛋白高达60%以上,由18种氨基酸组成,含有人体和动物所必需的8种氨基酸;还含有6种维生素,其中维生素B12含量特别高,是现在已知所有生物体中含量最高的一种;β-胡萝卜素含量也很高,β-胡萝卜素具有防癌、扩癌,增强人体免疫力的功能和延缓衰老的作用;γ-亚麻酸及其他不饱和脂肪酸在细胞里含量达到1.7%左右,它们具有降血脂、软化血管的功能;藻蛋白含量可高达干重的18%,它不仅是很好的纯天然的蓝色素,广泛用于食品、化妆品,而且有提高机体免疫力和抗艾滋病的功效;含有多种人体必需的微量元素和矿物质,如铁、锌、铜、硒等;含有一些小分子多糖、蛋白多糖等生物活性物质,有极好的药效;其细胞壁由一些多糖类物质构成,易消化吸收。所以,螺旋蓝藻是未来大有希望的食物之一。

“采收与加工”可以用表面收集过滤法或全液过滤法;人工养殖时,可利用养殖池位差直接进行滤袋采收取代集中水压冲洗采收。

“近缘种”螺旋藻属有30种,我国已发现9种,其中钝顶螺旋藻和极大螺旋藻主要分布于长江以南和华南各省区。螺旋藻是极大节螺藻(Spirulinamaxima)及钝顶节螺藻(S。platensis)的通称,同属近缘种较常见的还有盐泽螺旋藻(S。subsalsa),其组成和功用与前两种相似。

“资源开发与保护”螺旋藻因其营养均衡、全面而风行世界,在世界各地都广泛培植并用作膳食补充剂;在降低胆固醇和血脂、抗癌、减肥、养胃护胃、治疗贫血及微量元素缺乏、护肝、增进免疫、调整代谢机能等方面都有积极作用,被用作辅助药物。

2.小球藻(Chlorella vulgaris Beij。)

“科属”小球藻科(Chlorellaceae)小球藻属。

“形态特征”单细胞藻类,细胞多为球形、椭圆形;每个细胞内有1个周生、杯状或片状的色素体细胞壁通常很薄;色素体为绿色,呈深杯状,位于胞壁内的细胞底部,往往不见造粉核;胞体直径5~10μm,胞内的原生质体中具有1枚透明的细胞核;每个细胞可以产生2、4、8或16个似亲孢子,进行无性繁殖;似亲孢子成熟,母细胞破裂,孢子逸出,长大后即成为新个体。

“生境分布”小球藻分布于全世界,生于淡水里和水底的物体上,有时生于纤毛虫和水螅体上。天然条件下个体较少,人工培养可大量繁殖。

“利用部位与化学成分”小球藻的蛋白含量约为50%~55%,脂肪为10%~30%,碳水化合物为10%~25%,含有丰富的各种维生素,如维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C,还含有一般食物中所缺少的维生素B12.

“采收与加工”春、夏季采收,洗净,晒干。

“近缘种”小球藻属目前已知的约10种,我国常见种为小球藻、蛋白核小球藻(C。pyrenoidosa Chick。)和椭圆小球藻(C。ellipsoidea Gren。),都是各种静止淡水体中的常见种类,分布极广。通常,蛋白核小球藻及小球藻通称小球藻。

小球藻是水体中的初级生产者,营养价值高,是鱼类等水生动物的饵料,在污染物沿食物链的传递中起着重要作用。小球藻的人工培养已积累了丰富的经验,所以可作为研究污染物在水体中迁移转化规律的重要材料。

“资源开发与保护”小球藻的营养价值高且全面,可以作为饲料或开发为食品;能吸附水体中的有机物,并可以直接利用有机物作为碳源和氮源,使一部分有机物分解;可通过光合作用摄取细菌分解有机物时产生的CO2,并放出一部分O2,有利于细菌对有机物的分解,使污染水体得到净化;近年来,又被考虑作为宇宙食物和气体交换的发生器,用于航天事业中;不但核酸含量高,而且富含生物活性生长因子(简称CGF)以及叶绿素、膳食纤维,有一定的保健功效。

(四)豆类植物蛋白

1.四棱豆(Psophocarpus tetragonolobus D。C)

“别名与科属”翼豆、四角豆、翅豆、杨桃豆、热带大豆、果阿豆,蝶形花科(Papilionaceae)四棱豆属。

“形态特征”一年或多年生草本植物。根系发达,有较多的根瘤,固氮能力强。茎蔓生,高达3~4cm,分枝性强,枝叶繁茂;茎光滑无毛,绿色或绿紫色,横断面近圆形;叶为三出复叶,互生,小叶呈阔卵圆形,全缘,顶端急尖;花为腋生总状花序,花较大,花冠紫蓝色;豆荚呈带棱的长条方形四面体,棱缘翼状,有疏锯齿,豆荚有绿色或紫色几种类型,老熟后深褐色,荚长约10~70cm,一般为20cm;种子卵圆形,光滑,种皮有白色、黄色、褐色、黑褐色和黑色及介于它们之间的多种颜色。

“生境分布”原产热带,主要分布于东南亚及西非地区,我国主产云南、贵州、四川、广西、广东、海南、台湾等省区,在北京、南京、湖南、浙江、江苏、安徽等省市也有栽培。四棱豆喜温暖多湿的气候条件,要求较高的温度,不耐霜冻。根系发达,有一定抗旱能力,但不耐长期干旱,尤其是在开花结荚期对干旱敏感,要求适度湿润的环境。对土壤要求不严格,砂性土、黏土均可,但以肥沃的砂壤土、偏酸性壤土为佳。

“采收与加工”开花后14 d左右,荚长12~18cm,色泽嫩绿,手触有软感,即可采收,采收宜嫩不宜老。干豆在开花后45 d成熟,其嫩叶和花随时采收,块根在秋季拉秧时收获。种子、花、嫩豆荚、叶子、块根都能食用。从种子种植时算起,到种子完全成熟需要180~270 d。为了收获种子可以把茎藤在种子成熟时割下,晒干,打下种子,通常产干种500~1000 kg/ha,在尼日利亚、马来西亚、巴布亚新几内亚等地产量超过2000 kg/ha,我国云南一般产量为1350 kg/ha。

“利用部位与化学成分”四棱豆含多种氨基酸,且氨基酸组成合理,其中赖氨酸含量比大豆还高,并含有丰富的脂肪、膳食纤维。它所含维生素E、胡萝卜素、铁、钙、锌、磷、钾等成分的含量尤为惊人,远远超过其他蔬菜。以干重计,其嫩荚蛋白质含量可达15%~16%,最高达28%;块根含粗蛋白质为11%~15%;种子蛋白质含量高达30%~45%;豆粒含蛋白质26%~45%,脂肪13%~20%,碳水化合物31.2%~36.5%和各种氨基酸,还有维生素E。

“近缘种”四棱豆属5种,分布于热带亚洲和非洲。本科植物中,很多都是人们所熟知的作物或蔬菜,如蚕豆、豌豆、绿豆、小豆(Vigna angularis Ohwi and Ohashi)、豇豆、四季豆、小扁豆(Crotalaria szemoensis Gagn。)、鹰嘴豆(Cicer arietinum L。)、大豆、马豆(Vicia sativa L。)、饭豆(Phaseolus calcaratus Roxb。)、木豆(Cytisus cajan L。)、刀豆等。同科很多野生种均有开发利用为蛋白植物或绿肥植物的潜力。

“资源开发与保护”四棱豆营养价值很高,全株都是宝,所含蛋白质、氨基酸、维生素及矿物质雄居豆类食物之冠,有“植物蛋白之王”的美称;富含铁质被称为“补血”蔬菜,常食能治多种疾病,属保健型蔬菜;近年来,四棱豆逐渐走入普通消费市场,受到人们青睐,成为蔬菜大家族中的新贵。容易形成根瘤,又是良好的绿肥覆盖作物。

2.瓜尔豆(Cyamopsis tetragonoloba(L。)Taub。)

“别名与科属”瓜儿豆,蝶形花科(Papilionaceae)瓜尔豆属。

“形态特征”一年生直立草本;茎有5棱。复叶互生;小叶3片,卵圆形,近全缘或有不规则缺刻。花小,组成腋生的总状花序;萼5裂;花冠蝶形,旗瓣和龙骨瓣白色,翼瓣浅紫色;雄蕊10枚,连合为单体。荚果线状长圆形,有5条隆起的纵脊,先端有喙,内有8~10颗种子;种子圆形至椭圆形,胚乳约占其40%。

“生境分布”瓜尔豆是一种用途广泛的工业原料作物,原产印巴次大陆西部,世界各地栽培甚广,已有数百年栽培历史。我国于1974年引种,在新疆、云南、海南等省区已较大面积栽培。

“采收与加工”目前国内引种的多是无限生长品种类型。这类品种的底部荚角开始成熟时要打顶,使其从营养生长、生殖生长并进转化为纯生殖生长,以提高有效荚数、有效粒数和千粒重,从而提高产量。成熟期以整株豆荚80%子粒变硬为标准进行收割,晒3~5 d,让其上部豆荚完全成熟,干透后脱粒入库。

“利用部位与化学成分”种子直径大约5mm,含有贮藏物质豆蛋白。种子含蛋白质26%及少量脂肪,营养丰富。

“近缘种”瓜尔豆属约4种,分布于西亚和非洲的干旱地区,除了瓜尔豆,国内目前没有引入。

“资源开发与保护”瓜尔豆的种子胚乳含瓜尔胶,主要用于石油开采业,配制成水基压裂液,能增加含油地层的渗透性,对提高石油产量有显著效果。此外,瓜尔胶也广泛应用在造纸、纺织、食品、香料、药物及矿冶工业上,瓜尔豆又可食用,青豆供蔬食,可代粮,植株可作饲料及绿肥。

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