民族植物紅藜的永續利用研究

1. 「民族植物紅藜的栽培與生態生理特性」： 本研究目的在了解民族植物紅藜之生活史、生態生理學特性、最適栽植密度及原住民對紅藜之傳統栽培方式。於屏東科技大學森林系苗圃栽植屏東及玉里兩種源之紅藜，發現冬季(1月)播種者100~110天可收穫，秋季(9月)播種者85~95天即可收穫，且屏東種源較花蓮種源早30天可收穫。秋季栽植之紅藜易遭病蟲害，增加管理之困難，春季生長者即無此困擾。春季密度試驗分別以行株距50、30及10 cm栽植紅藜，單株穀粒乾重分別為90、40及15 g，處理間具顯著差異，但種源間則否。秋季密度試驗行株距分別為15、20、25、30、35及40 cm共6種處理，預計12月中旬可完成收穫。紅藜根系旺盛，若以盆栽方式栽植，植株大小及穀粒產量均顯著減小。在生態生理學性狀方面，紅藜為非耐陰植物，光合作用光飽和點在2000 μmol m^-2s^-1以上，在CO₂濃度380 ppm時光飽和光合作用率在25 μmol CO₂ m^-2s^-1以上，碳固定速率極高；CO₂飽和點約為1500 ppm，在該條件時淨光合作用率可超過40 μmol m^-2s^-1；光合作用最適溫度在20~30℃，屬廣溫型植物。屏東地區排灣族原住民多於1月時播紅藜種子，5月時收穫，此傳統栽種季節為低溫、乾季、短日照、晴日多，有利紅藜生長結穗，又少遭病蟲害，實為適宜。 2. 「不同品系小米及紅藜醣類組成與酵素活性對小米酒風味之影響」： 目前共取得紅藜三種品系(黃色、紅色與花蓮品系)，小米則為五種品系。總醣含量方面，紅色品系含總醣量最低(20.1mg/g)，黃色品系高於其1.34倍，花蓮品系為其1.86倍。五種品系之小米總醣含量約在10~12.8mg/g。在澱粉含量方面，紅藜花蓮品系含量最低(661mg/g)，黃色品系高出約1.17倍，紅色品系為其1.15倍；小米之澱粉含量約為644.2mg/g。紅藜種子中富含蔗糖(15.7~18.8mg/g)與葡萄糖(0.7~1.32mg/g)，但偵測不到果糖的存在。小米之蔗糖及葡萄糖含量約為紅藜的30%及25%，果糖含量約為0.35mg/g。在α-澱粉酶活性分析方面，紅藜紅色品系的α- 澱粉酶活性最低(46.25 U/mg proteins)，黃色品系高於其1.26倍，花蓮品系為其1.07倍。在β-澱粉酶活性分析方面，紅藜花蓮品系的β-澱粉酶活性最低(0.03 U/mg proteins)，黃色品系比其高出3.33倍，紅色品系為其2.33倍。 3. 「民族植物紅藜之營養及機能性成分之永續利用」： 本研究重點在於台灣紅藜營養成分與機能性抗氧化成分資料之建立，及探討其永續利用之可行性。結果顯示，紅色種含澱粉50.3 %，粗蛋白含量(14.4 %) 與小麥含量(14.3%)相近，其中並含有一般白米之限制胺基酸離胺酸(0.73 %)。膳食纖維(14.0 %) 比一般榖類多，為地瓜的六倍。亦富含機能性礦物元素如硒、鋅、鍺等。黃色品種其成份與紅色種類似，但缺乏硒元素。高機能性的類黃酮與總酚在紅色與黃色品種各為127.95 mg與145.6 mg 及873mg與824mg (每100g)。而紅藜色素屬於甜菜色素(betalain)，具有強抗氧化力。 本研究進一步就 pH( 3-7)及高溫( 50-90℃)對紅藜機能性色素之穩定及抗氧化力進行探討。結果顯示，該色素在50℃加熱時受pH值影響不大，但60℃~70℃時以pH5-7較為穩定；若80℃以上，則所有pH值均不穩定。褪色之活化能，均以pH7者最高，pH3最低。此外，紅色紅藜種子在pH5下，抗氧化活性表現最佳，隨著加熱時間增加，FRAP由3500μmole/L降到2200μmole/L，DPPH清除能力則由30%降到10%左右。進一步利用HPLC純化分離紅藜中的色素及酚類化合物，結果顯示，紅藜中含有betalains 及其異構物，總含量約為133.06(mg/g dw)。而紅藜中酚類化合物以没食子酸最高(14.9 %)，其次為漂木酸(3.23 %)、芸香苷(2.36 %)及香豆酸(1.85 %)。相關性分析並發現，紅藜中的抗氧化力與色素及酚類化合物顯著正相關，因此推測紅藜的抗氧化主要是來自於紅藜當中的色素及酚類化合物。 最後在永續利用方面，利用不同的方式(蒸煮、微波、烤、炸及微波)開發出紅藜燕麥脆餅、紅藜微波米、紅藜蒸飯、紅藜炸薯球、紅藜香鬆、及紅藜米香等產品，並進行其儲存品質及抗氧化力分析。結果顯示，添加紅藜可明顯保持產品較佳抗氧化品質，而避光及充氮包裝有利於紅藜微波米色澤與抗氧化性之保持。因此只要配合適當之方式與條件，省產紅藜值得永續利用與推廣。 4. 「紅藜系統分類及親緣地理研究」： 完成全臺十一縣市之田間標本採集，標本採集量計312份，其中新竹縣、苗栗縣、花蓮縣及南投縣各僅一地點可見紅藜；屏東縣為主要栽種地區及標本採集地，其它縣市於本年度之調查並無紅藜植株之發現。依據目前紅藜植株標本採集之位置，分佈於海拔高度230~1568公尺之山地部落。全台之9族原住民族中，泰雅族、賽夏族、布農族、鄒族、魯凱族、卑南族及排灣族仍保有母語、農耕及利用方式。利用方式包括食用、裝飾用、毒魚用、釀酒用、肥份使用。完成外部型態特徵之觀察與記錄，包括根莖葉花果等部位，提供鑑定依據。透過過原始文獻比對及前往美國檢查部份模式標本方式，發現藜屬近120種中，並無吻合台灣地區之種類發現。