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行政院農業委員會臺中區農業改良場

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第二十八期目錄

蕎麥的再利用

蕎麥的再利用

  

台中區農業改良場/張隆仁

  

前言

   時序已進入秋涼時節,唐朝詩人白居易「村夜」中有如下優美的詩句:「霜草蒼蒼蟲切切,村南村北行人絕,獨出門前望野田,月明蕎花白如雪」,敘述著秋冬季節蕎麥開花之情景。在台灣中部地區的彰化縣二林鎮,每年的十月中旬過後隨即開始栽培蕎麥,至十一月、十二月間即可見到田野間一片片白花翻浪,與冬季綠肥油 菜田的黃花相映其趣。蕎麥又名烏麥、荍麥、花蕎、甜蕎等。根據明朝李時珍「本草綱目」解釋,蕎麥之莖弱,翹然易長易收。磨麵如麥,故曰蕎或荍。

  蕎麥(Buckwheat)並不屬於麥類,而是屬於蓼科(Polygonaceae),蕎麥屬(Fagopyrium),一 年生草本,雙子葉植物。原產於中國大陸西南山區。常見的栽培種有普通種(comon buckwheat, Fagopyrium esculentum Moench)及韃靼種(tatary buckwheat, F. tataricum Gaertn)。韃 靼種之種實具苦味,故又稱苦蕎。相較於苦蕎,普通種蕎麥則被稱為甜蕎,為大部份國家所 栽培的種類,台灣的推廣品種台中一號和常陸秋亦屬之。蕎麥由於生育期短、耐貧瘠地栽 培、管理粗放,故長久以來均被當作救荒作物。事實上蕎麥種實所含蛋白質具高生物價 (biological value),且平衡而完備的人類必須氨基酸組成份。含高量的離氨酸(約6.2%)。此外 蕎麥亦可作為芽菜或蔬菜用作物、蜜源作物、景觀作物及綠肥或飼料等用途,種實外殼則可供製做蕎麥枕頭。

  近年來,機能性或保健食品在歐美日等先進國家已蔚為風潮。而蕎麥除了做為一種澱粉 加工食品外,目前更逐漸成為廣被接受的保健食品。蕎麥已知含有多種藥用、保健的重要成 分,例如維他命B 1 、B 2 、維他命E、膽鹼素、泛酸及菸鹼酸;另含有令人注目的水楊酸 (salicylic acid)、N-水楊酸叉替水楊酸胺(N-salicylidene-salicylamine)、4-羥基苯甲胺(4 -hydroxybenzylamine)、芸香苷(rutin)等成分。其中最引人矚目的為全植株(根部除外)均富含芸 香苷成份。它屬於植物體中二次代謝產物類黃酮(flavonoids)之一種。目前蕎麥的芸香苷在醫 學上被已確定對視網膜出血(retinal hemorrhage)、毛細管性中風(capillary apolexy)、冠狀動脈 阻塞(coronary ocelussion)等疾病有顯著的療效。因此台中區農業改良場配合彰化縣二林鎮農 會,已將蕎麥開發為健康保健食品,包括蕎麥粒、蕎麥粉、雪花片、薏苡蕎麥三合一及蕎麥 麵、蕎麥粥等產品。

  最近,台中區農業改良場場長陳榮五博士,有鑑於蕎麥是唯一可直接經由飲食中攝取芸 香苷的作物,頗具開發之潛力。而台灣地區過去蕎麥加工產品之開發,侷限於以種實磨粉加 工製品為主,有關植株芸香苷的利用上,仍有待開發。因此指示相關同仁,進一步以芸香苷 含量較高的植株為目標,進行有關產品的開發與成品加工步驟的各項試驗,期為台灣蕎麥用 途的再開發與產業的發展,展開新契機。本文僅就蕎麥目前栽培與重要成分芸香苷的研究現 況與再利用之發展策略,作一報告,俾供參考。

韃靼種蕎麥(苦蕎)之花器

韃靼種蕎麥(苦蕎)之花器

韃靼種蕎麥(苦蕎)之結實情形

韃靼種蕎麥(苦蕎)之結實情形

普通種蕎麥(甜蕎)之花器

普通種蕎麥(甜蕎)之花器

大面積栽培之普通種蕎麥開花情形

大面積栽培之普通種蕎麥開花情形

大面積栽培蕎麥結實情形

大面積栽培蕎麥結實情形  

蕎麥的栽培現況

  蕎麥在世界各國均屬非重要糧食作物,主要栽培地區為歐亞溫帶地區。根據聯合國世界 糧食組織1998年統計資料,全球蕎麥栽培面積有二百七十三萬餘公頃,年產量二百六十七萬 餘公噸,單位面積產量每公頃介於249~2,333公斤之間,平均產量1,055公斤/公頃。主要栽培 國家為俄羅斯邦聯、中國大陸、烏克蘭、哈薩克、巴西、波蘭、美國、日本、白俄羅斯、加 拿大、莫爾達瓦(Moldova)、法國、布丹、韓國、立陶宛、拉脫維亞、南非、斯落伐克與澳洲等國家。 最大消費國家為日本,除自產外每年尚自國外進口約十萬公噸的蕎麥;主要出口國家則為中 國大陸、加拿大、美國及澳洲。高與呂1988報告指出台灣蕎麥之栽培,始源於日據時代。自日本引進種原,選出高砂種於南投縣竹山鎮一帶種植、竹塘鄉一帶,栽培的品種有高砂種及豐田一號。主要用途為二期稻作後撒播田間,作為冬季裡作綠肥。

  民國71年起,由台灣區雜糧發展基金會經費補助下,由台中區農業改良場協助,在彰化 縣二林鎮 農會成立蕎麥推廣中心,設置脫穀加工廠,將保價 收購之蕎麥,脫殼加工製成蕎麥 粒、蕎麥粉、雪花 片、薏苡蕎麥三合一及蕎麥麵等產品。栽培品種有 豐田一號與常陸秋。推 廣面積約在200~300公頃左 右。栽培管理技術之改進方面,自民國71年開始, 台中區農業改 良場作物改良課雜糧研究室進行自播 種期、播種法、播種量、栽培密度、肥料用量、病 蟲害 管理、灌排水管理、收穫期以迄機械收穫等一 系列的試驗工作,並建立一套完整的栽培技 術,推 薦給農民採用。近年來栽培面積維持在30~100公頃 之間,主要推廣品種與栽培品種為 台中一號和常陸 秋,較大面積栽培地點為二林鎮。此外,大雅鄉自 87年冬裡作亦推廣作為綠肥用途。

蕎麥的植株與種實的化學組成分與其用途

  根據眾多學者研究結果發現蕎麥種實富含具高 生物價的蛋白質與平衡的氨基酸組成分。 蕎麥種實 中蛋白質含量約10~13.5%;胺基酸組成份極優,含 高量的離氨酸(約6.2%)。蛋白質 利用值(NPU%;net protein utilization scores)為74%,低於 小麥粉(47%)、玉米(42%)、糙米(70%),低於雞蛋(94%)。脂肪7.4%,主 要為油酸、亞油酸和 棕櫚酸等三種脂肪酸;碳水化合物72.9%,主要成分為澱粉;鉀含量 114mg,鐵含量 13.2mg,磷含量282mg。維生素B 1 與B 2 ,平均含量分別為0.46mg/100g、 0.11mg/100g。維生素 E含量介於0.4~0.5mg/100g。蕎麥種實中的維生素含量以維生素P(即所謂 的 芸香苷)含量最高。

   蕎麥之用途極為廣泛,全部植株與種實均可利用。在開發中國家,如尼泊爾山區、中國西南山區少數民族、東歐部份國家等,為當地主要糧食作物之一。先進國家 則將之開發為保健或機能性食品。但由於蕎麥粉缺乏筋性,故必須與麵粉按比例混合,始能加工製成各頪食品,如日本著名之蕎麥麵(soba)。此外,蕎麥可作 為蜜源作物,每英畝產量約40~60公斤,蕎麥蜜呈暗褐色,並具特殊氣味。蕎麥植株亦可供作芽菜或蔬菜用途,本場亦曾開發蕎麥芽菜食譜,提供消費者參考。 而南韓有專為蔬菜用途的品種育成並以溫室栽培進行商業生產。蕎麥亦可供作綠肥或飼料作物用和景觀植物用途。最引入矚目的用途為全植株均含芸香苷成分,鈳供 作藥用植物用途。另蕎麥種實外為枕頭的良好填充物,蕎麥枕頭在國外為一項高價位產品。

蕎麥芸香苷成分與作用

  芸香苷,屬於類黃酮醣苷化合物(flavonol glycoside compound)一種,其化學結構式為3,3',4',5,7-pentahydroxyflavone-3-rutinoside。最早在1842年被Wesis自芸香(Rue, Ruta graveolens )中分離出來,它廣泛的存在於許多植物中,包括菸草( Nicotiana spp. )、尤加利樹(Eucalypt, Eucalyptus spp. )、槐樹(pagoda tree, Sophora spp. )、蘆筍與蕎麥等植物。

   芸香苷在合成染劑未普及前,曾被當作一種有效的染劑。1931年Aakamatsu發現芸香苷可以增加青蛙心臟跳動時壓縮體積,推論認為對心臟血管系統 具功效。但此一發現並未獲得醫學上的重視。Griffth等學者於1944年利用自菸草葉片萃取的芸香苷,發現它對脆弱性微血管導致之高血壓具有療效。芸 香苷可抑制hyaluronidase(一種可增加組織滲透性的酵素)酵素活性,尤其與抗壞血酸之維他命C結合時,作用更大。如今,醫學上已確定芸香苷對 視網膜出血、毛細管性中風、冠狀動脈阻塞等疾病有顯著的療效。

   由於,芸香苷屬於維管束植物中的一類有機化合物-類黃酮(flavonoids)之一種,類黃酮包括黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、甲基黃酮等。自然界中的類 黃酮類物質大多以糖苷的形式存在。它是一群頗具發展潛力的天然抗氧化劑,可抑制食物氧化及提供動物有益的代謝作物,例如Jenkins等人1993之報告 指出類黃酮類物質對蔬果具抗氧化保鮮作用與抑制動物性脂肪氧化衰敗,維持動物性產品的食味及品質。因此近年來有關蕎麥中包括芸香苷與其它具抗氧化作用之成 分如槲皮素(quercetin)和兒茶酸(catechin)等,亦廣被研究並陸續見諸報告,期望能進一步的開發蕎麥之用途。

蕎麥中的芸香苷

   蕎麥的植株包括莖、葉、花器和種實中均含有芸香苷,是唯一可直接經由食物中攝取芸 香苷的作物。Schunck於1860年最早於蕎麥中發現含有芸香苷成分。蕎麥植株或種實的芸香苷含量變化,受不同的種植地區、品種、栽培季節、日長、光 強度、日照量等因子影響。蕎麥生長期間芸香苷含量籨萌芽後逐漸增加到盛花期達最高含量,而後逐漸降低。晚熟品種較早熟品種含量高,韃靼種蕎麥中芸香苷含量 通常顯著的高於普通種蕎麥。日本學者Kitabayashi等人於1995年報告指出種實中芸香苷含量約介於 12.0~35.9mg/100g乾物重之間,主要部位為種實胚乳和胚芽部位,外殼亦含芸香苷成份。葉 片中含量則約介於1,880~3,600mg/100g乾物重,顯著的高於種實中之含量,約達一百倍。台中區 農業改良場保存的31個普通種蕎麥品種之種實分析結果,芸香苷含量範圍介於1.4~5.0mg/ 100g乾物重;另以四個新引進的韃靼種蕎麥種實的芸香苷含量範圍則介於650~840mg/100g乾 物重之間。再以蕎麥台中一號、常陸秋、高砂種、宮崎大粒(四倍體)等四品種,進行生長期 植株芸香苷含量變化之探討,發現芸香苷含量的變化均從播種萌芽後開始增加,直到開花期 達最高含量,而後逐漸下降,與前人研究結果相符。Joshi和Rana於1995年報告指出收穫後田間緩慢乾燥,會使芸香苷迅速流失。適當的乾燥法可降低 芸香苷的流失量至25%以內。適當的乾燥法可降低芸香苷的流失量至25%以內。蕎麥粉經煮沸後芸香苷含量會有損失,但損失量則依不同研究結果而異。 Morishita等人於1998報告指出蕎麥種實中含有芸香苷解為槲皮素(quercetin;3',4',3,5,7-五羥黃酮)和芸香糖 (rutinose),該酵素於60℃熱水處理下活性喪失。Minami和Kitabayashi於1998報告則指出蕎麥植株以70℃乾燥,隨時間加長 則芸香苷含量於乾燥初期呈急遽下降8小時後達穩定狀態。Hagels等人於1995報告指出蕎麥植株芸香苷含量以上部葉片比下部葉片含量高。高氮肥有可能 降低含量。乾燥溫度超過100℃則產生降解作用成為槲皮素。20℃浸泡時,芸香苷含量迅速減少,而槲皮素和原兒茶酸含量增加。

結論

  綜合上述的資料,我們得知蕎麥種實富含高生物價的蛋白質,具平衡的必需氨期酸組成 份與高含量的離氨酸,並含其他有益人體健康的微量元素與成份。最特殊的是種實與植株均 含芸香苷成份。而芸香苷證實可降低出血性疾病和高血壓導致的微血管脆弱性,並具有強化 血管,預防腦中風等作用。同時,蕎麥生育期短,栽培管理容易,極少進行病蟲害防治。因 此,蕎麥頗具發展潛力,值得進行再開發利用。

   但是在以蕎麥植株主要成分芸香苷為主要用途,將之前開發為機能性或健康食品過程中,仍必須注意有效成分含量與每人每日之可攝取量之問題。此外亦有報告指 出蕎麥全草另含對光敏感物質-紅色寶光免素或稱紅色螢光素,特別是花,動物食後會產生對光敏感症(稱蕎麥病Fagopyrium),在缺乏亦有報告指出色 素部位如耳、鼻、爪、尾等處引起發炎、腫脹,或發生結合膜炎,咽炎,喉炎,支氣管炎,興奮不安,驚厥;有時也會引起腸道、尿道刺激症狀。對於某些人會產生 過敏症狀,如皮膚炎或刺激。

   以往,蕎麥在台灣地區僅作為綠肥作物或侷限於以種實加工產品為發展的小作物。有鑑於此,針對未來在蕎麥的利用與產業發展策略上,提出如下幾項方向: (1)加強蕎麥植株葉片芸香苷含量的遺傳研究與品種選育。(2)配合適當栽培品種與季節的選擇,探討植株有效成分含量最高之栽培技術與最適收穫期。(3) 研發蕎麥採收機:如利用葉菜甘藷採收機加以改良,探討機械收穫的可行性,以降低獲得原料之生產成本。(4)產品加工技術之研究與開發,如低溫乾燥磨粉技 術、烘焙技術,製成茶袋或茶葉等加工產品,直接由日常飲食中攝取芸香苷,達到保健之目的。(5)再者,由初步的分析結果發現省產的蕎麥花蜜中含有芸香苷成 分,因此針對蕎麥花蜜中特殊味道的成分進行探討,解決蕎麥花蜜中特殊味道之間題,則亦為增加蕎麥在台灣地區利用的途徑之一。(6)配合已確立之芸香苷成分 分析技術,如HPLC分析法,檢定產品中之有效成分與含量,期符合「保健食品法」的規範出售。(7)栽培制度上,探討以冬季裡作生產種實,供給春作與秋作 栽培收穫植株加工利用。(8)選育蔬菜與芽菜用途之品種,初步發現蕎麥萌芽後約14天~20天之植株,收穫後頗適合為火鍋用蔬菜用途。(9)配合轄內有興 趣之產銷班,轉移相關研發之技術,落實產業的發展,增加農民收益。以上僅就台灣蕎麥的再利用與產業發展策略提供拙見,期抛磚引玉,並望有識者提供卓見,俾供改進參考。

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