人类食用蛋白质的来源除了当前的豆类、禽蛋和酪素等几大主要的动植物途径之外,还有没有什么大的可资开发的潜在的动植物可供利用?
其答案当然是十分肯定的。就拿近年来美国科学家所进打的开创性研究来说,已经查明烟叶中蛋白质含量极其丰富,并完全可以作为人类食物蛋白加以提取利用。
有关烟草蛋白作为食物利用的尝试可以追溯到本世纪四十年代初期,但真正的研究性发现和工艺学上的突破还是在最近的几年。
1979年1月,美国加利福尼亚州大学的一位生物学教授威尔德曼(Wildman),可被誉之为烟草蛋白食用研究的开创人,在美国发表了有关烟草蛋白食用研究的报告。他认为烟叶中提取的蛋白质可以食用,而烟草的其余部分仍可作为制造香烟的原料或作为动物饲料。
美国已从1980年开始了烟草蛋白的生产研究,并已经提出了有关从烟草提取初馏蛋白质并加于结晶定形的工艺专利申请。
烟叶初馏蛋白质具有很高的营养价值。美国国家科学基金会投资加利福尼亚州大学,用10只老鼠作为一组喂饲纯乳蛋白(酪素)28天,作为老鼠食物中唯一的蛋白来源。并以该组作对照,与喂食烟草初馏蛋白及其他谷类食物蛋白的几组进行比较,看它们每消耗一克蛋白质体重增加的速度,结果发现喂饲烟草初馏蛋白质的这一组明显地优于酪素。同样也优于大豆、玉米及其他谷类蛋白质,而且烟草蛋白质的特点却是无色无味,用这种蛋白质制成的食品可以烧煮、凝胶、乳化,也可以进行热定形,所有这些特性对于食品工业、饮料及其医药工业来说正是所需要的。
近来还有研究报道,初馏蛋白质可以掺和到软饮料中去,也可以加入到大批食品中去,如谷类食物、汤类、冷冻调味品,色拉调味品等等,也可以在奶牛业较少的国家里作为牛奶代用品。
烟草次馏蛋白在营养价值、理化特性上没有初馏蛋白好,但仍可以在食品和饮料工业上利用。据测定它的营养价值与酪素相似。
烟草蛋白的生产研究已有了很大进展,大大改变了生产烟草蛋白经济亏损的状况。据测定大豆含蛋白质42%左右。按美国当前的大豆产量水平计算,每英亩大豆可产蛋白质726磅。但一英亩烟草可产2,640磅蛋白质,接近于大豆蛋白产量的四倍,威斯康星州大学的生物化学教授马克 · 斯坦曼(Mark Stehman)根据美国目前的产量水平,估计玉米每英亩的蛋白产量约与大豆相同,但营养价值玉米蛋白就比较差。小麦的蛋白产量还不到大豆的50%,而且其营养特性也是比较欠缺的。主要是缺乏两种人体必需氨基酸:赖氨酸和蛋氨酸。因此,无论是从单位面积蛋白质产量还是从营养特性上讲,烟草作为人类食物蛋白资源利用其潜力是非常大的。
但基于当前的研究水平,其潜力仍然很大,主要表现在以下几个方面。
1.烟草生产的技术问题
传统的烟草种植法已经不适用了,美国科研人员发现,烟草植株长到24 ~ 30英寸高时,体内蛋白质浓度最高,这个时候收割是最适宜的。但传统种植法密度太低,一般每亩只有1,100到1,200棵左右,且一年只收一季,结果从蛋白质指标来讲产量很低。而密植和多次再生收割就可大大地提高单位面积的产量。
借鉴传统的苗床法,适时在植床上撒布,密度高达每亩20万棵甚至更多。一般春末便可长到24 ~ 30英寸高,就可进行首次收割,留茬6英寸,并再进行肥水管理,潜伏芽又会长出一季再生烟草。少则30天,多则45 ~ 50天,再生烟草又可长到24英寸高,又可再次收割。这样一年可收割3 ~ 5次,一般年产量可以达到每亩8,000 ~ 9,000斤
随着品种的改良和栽培措施的改进,适当延长生育期,还可提高单位面积的年产量。近来也有报道认为,采用小行距栽植,密度降低到15,000株左右,结果产量与20万棵的高密度不相上下。
2.品种类型
由于生产目的已不是制造香烟,故对烟草的品种类型要求不同。传统品种中有的不符合蛋白质生产的需要。有的品种容易种,但蛋白质含量不高,故这种品种也不适用。现在美国已鉴定出了一批适合烟草蛋白生产的品种,如TI560、TI174及Md609。这些品种叶片大、蛋白质含量高、生长快、植株体大。
3.病虫害问题
烟草在第一次或第二次收割后,伤口易受病菌侵染,引起空胴病蔓延,造成严重损失。另外,目前的收割方式还容易在田间从病株上引起烟草花叶病毒的传布,这是一种严重的烟草病毒病,是一大威胁。但现在的品种资源中有抗该病毒病的。利用的方法是筛选抗性品种应用到烟草蛋白生产上去,另一方面是通过育种手段把抗性转育到高蛋白的烟草品种上去。
烟草上的害虫主要是天蛾,尤其是在夏末危害最凶,必须经常注意防治。
烟草蛋白的生产研究已有了一个良好的开端,但还有不少问题有待解决。如高产量的栽培技术、各种病虫害的防治,肥水管理技术以及产品的销售等等问题。
然而,利用烟叶大量生产食用蛋白质是件特别令人振奋的事情。随着世界人口像当前这样猛增下去;随着人们对高质量蛋白质的日益满求,看来烟草作为食用蛋白质的商品化生产是必然的。
[Crops and Soils magazine,1984年]