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                      我國毛葉山桐子產業的發展現狀、 存在問題及前

                      日期:2020-04-24 13:52
                      毛葉山桐子(Idsia polycarpa var.vestita Diles)是大風子科山桐子屬山桐子的變種,又稱水冬瓜、油葡萄、椅桐等,為落葉喬木,油材兩用樹種。該樹的果實產量高,含油率及油脂中不飽和脂肪酸含量、亞油酸含量都較高。20世紀80年代,筆者及團隊對毛葉山桐子油的食用衛生安全性進行了試驗研究,并對長期食用毛葉山桐子油居民的健康狀況進行了調查。研究發現,用四川廣元農民加工方法制熟的毛葉山桐子油食用安全。該項研究成果為糧食主管部門將毛葉山桐子規劃為傳統食用資源提供了依據,促進了毛葉山桐子產業的發展。2014年以來國家制定了很多相關政策積極支持毛葉山桐子的發展,同時劃撥大量資金支持大專院校和科研事業單位進一步研究毛葉山桐子的人工栽培技術、榨油煉油技術、綜合利用技術,促進了我國毛葉山桐子產業的發展?,F對我國毛葉山桐子產業發展現狀、存在問題和發展前景進行綜述。
                       
                      1我國毛葉山桐子產業發展現狀
                       
                      1.1繁殖技術發展現狀
                       
                      野生毛葉山桐子的繁殖依靠雀鳥傳播,這種方法種子發芽長出幼苗的偶然性極大,這是因為毛葉山桐子種子的種皮堅硬,表面有層蠟質,休眠期不易被打破。人們想了很多辦法攻克這一難題。人工繁殖早期,用堿水或者硫酸銅溶液浸泡處理,發芽率只能達到20%。沈羊城等\[1\]用70%乙醇結合30%過氧化氫處理10min,15d時可使山桐子無菌苗種子發芽率達到90%。陳耀兵\[2\]用20%洗潔精溶液在30℃浸種24h,在25℃條件下催芽,山桐子種子發芽率可達95%~97%。賈然然等\[3\]研究表明,在深紅果階段的毛葉山桐子種子發芽率和芽整齊度最高。王艷梅等\[4\]觀察到低溫處理后,不同種源山桐子種子的發芽率和發芽勢均有不同程度的提高;10℃低溫處理20d即可有效解除種子休眠;15℃低溫處理會延長山桐子種子的平均發芽時間,但在15℃低溫處理延長至60d,會導致種子不發芽。唐曉姍等\[5\]研究了貯藏方法對毛葉山桐子發芽的影響,含水量5.40%比較有利于毛葉山桐子發芽;用塑料袋貯藏種子時,4℃貯藏優于自然溫度;4℃沙藏效果最好,可以提高發芽能力。王艷芳等\[6\]試驗證實水分脅迫對不同種源山桐子種子萌發有影響。
                       
                      用特定容器培育毛葉山桐子,可使苗的生長發育獲得較佳的營養和環境條件。苗木隨根際土團栽種,起苗和栽種過程中根系受損傷少,成活率高,緩苗期短,發棵快,生長旺盛。盧翔\[7-8\]、楊葉君\[9\]等報道了浙江地區山桐子容器苗最適基質配方和肥料,能較好地促進苗高、地徑的生長,生物量大,苗的質量好。夏海濤等\[10\]探討了不同光照對容器苗質量的影響,得出在6月30日之前,對幼苗光照遮擋60%有利植株生長。
                       
                      伍思俊等\[11\]剪取發育良好的當年生山桐子半木質嫩枝上部插穗在1000mg/LIBA激素中處理10s,愈傷組織發育良好,生根率為3.3%。吳小輝等\[12\]研究了不同插穗年齡、不同濃度的激素對不同類型穗條山桐子成活率的影響。楊朗生等\[13\]嫁接山桐子苗成活率為86.00%~93.20%,保存率為82.63%~90.43%;山桐子砧木的粗度對嫁接苗木的生長具有重要的影響。蔣澤平等\[14\]對山桐子莖段組織培養外植體滅菌、玻璃苗預防、增殖培養、根誘導等關鍵技術進行了研究。李緒友等\[15\]以山桐子的幼根為外植體,采用改良的MS培養基附加不同濃度激素組合研究了山桐子離體培養技術。楊恩讓等\[16\]以種子和葉片為外植體,研究了離體條件下外植體類型及植物生長調節劑對山桐子器官發生和植株再生的影響。我國毛葉山桐子企業現階段以種子繁育技術為主,嫁接技術主要用于改良比例較大的雄樹及保存優良品種,組織培養技術使用的企業較少。
                       
                      毛葉山桐子是雌雄異株植物。人們一直努力收集、保存和培育產量高、出油率高的品種。歲立云等\[17\]在陜西省山桐子自然分布區調查結果發現,山桐子果實性狀自然變異很豐富,類型較多,黃果型和梨果型比較特殊,可以作為山桐子種質資源進行收集和保存;紅果長穗大果型單株產量和產油量都較高,在目前還沒有無性系品種可以利用的情況下,可以作為豐產高含油率類型試行推廣種植。王大兵等\[18\]對四川廣元地區19株毛葉山桐子初選優樹的種實等9個表型性狀進行測定,對種實性狀變異及其性狀之間的相關性進行了研究。結果表明:除了種子形狀指數外,其余各性狀在優樹間均存在極顯著差異,果實形狀較為穩定,改良潛力最??;果實百粒重最不穩定,改良潛力較大;果實橫徑、果實側徑和果實質量存在極顯著相關關系。江錫兵等\[19\]對來源于12個不同產地的山桐子苗木生長性狀進行測定分析。結果顯示,各產地山桐子苗木苗高生長趨勢基本一致,均在7月1日—9月19日增長迅速,平均增長1.04cm/d,而地徑生長期限較長,在9月19日—10月30日仍有明顯增長??傮w分析表明,不同產地間山桐子苗木生長量存在較大的差異。袁志良等\[20\]以人工栽培群落中山桐子的株高、節數和平均節長等指標為對象,應用樣方調查分析法研究山桐子的生長動態。結果發現,3年生山桐子平均株高為263.0cm,年均增長87.6cm。山桐子人工林1、2年生苗木的株高、節長和節數的生長均較緩慢,第3年生長迅速。
                       
                      1.2栽培管理發展現狀
                       
                      超級苗具有較好的遺傳增益。賈晨等\[21\]研究了毛葉山桐子超級苗的選擇標準。選擇超級苗時以地徑為主,苗高為輔,結合形質進行選擇;選擇標準是按苗高和地徑平均生長量的1.1倍選擇。吳登高等\[22\]采用樹干解析法對人工栽培毛葉山桐子生長特性進行了研究。結果表明:胸徑連年生長量在15年左右,19年進入成熟期;樹高連年生長量在20年左右,22年進入成熟期;材積連年生長量在20年左右,合理輪伐期在39年以后;樹形在25年左右基本穩定。毛葉山桐子通常喜歡生長在陽坡,種植在平地的山桐子一定要挖較深的排水溝以利雨水較多季節期間的排水。劉芙蓉等\[23\]基于氣候、海拔和土壤因子數據,結合野生山桐子地理分布數據,利用最大熵模型(Maxent)進行山桐子潛在適宜栽培區預測和區劃。結果表明,溫度和降雨量對山桐子分布的影響較大。山桐子分布區的適宜年均氣溫13~21℃,適宜年降水量800~1600mm,越冬氣溫為-3~8℃,越夏的極端最高氣溫為34℃。山桐子的潛在最適宜和較適宜栽培區主要分布在四川盆周山區、大巴山、武陵山、苗嶺、雪峰山、武功山、武夷山、九連山、戴云山、大別山、伏牛山、云貴高原以東、大瑤山和云開大山以北地區;四川盆中丘陵區、兩湖平原和鄱陽湖平原地區為一般適宜區。山桐子潛在分布區預測和適宜栽培區區劃,為我國山桐子的推廣栽培提供了指導依據。
                       
                      1.3油脂提取和精煉技術發展現狀
                       
                      多位學者研究了索氏提取法、水酶法、溶劑法、超聲溶劑提取法、超臨界CO2萃取法、螺桿壓榨法、冷榨法等提取毛葉山桐子果實中油脂的方法。劉春雷等\[24\]通過單因素試驗和正交試驗確定了山桐子油的最佳索氏提取工藝條件,山桐子油得率可達28.5%。用索氏提取法提取的山桐子油得率高于壓榨法。華婉等\[25\]用傳統壓榨法提取山桐子油,出油率為21.0%。吳發旺等\[26\]采用冷榨法提取山桐子油,與高溫熱榨法相比能夠避免在提取過程中油脂中的生物活性物質被破壞,最大程度地保留油脂中的脂溶性營養成分。薛剛等\[27\]采用石油醚提取水冬瓜籽油,在料液比1∶5、提取溫度65℃、提取2次、每次4h的條件下,水冬瓜籽油提取率達到8784%。近年來,超聲波等輔助技術常與有機溶劑提取相結合,以提高油脂提取率,縮短提取時間,提高油脂品質。楊朝福等\[28\]采用均勻設計法優化超聲波溶劑提取毛葉山桐子油工藝,得油率達2661%。昝鵬等\[29\]對水酶法和超聲輔助法提取的山桐子油的理化指標進行比較,發現兩種方法的山桐子油的過氧化值差異很小,水酶法比超聲輔助法的提取率高1.0%以上,水酶法提取的山桐子油在水分、揮發性成分和酸價的參數上明顯優于超聲輔助法。超臨界CO2萃取技術是目前國內外廣泛重視的一種新型高效分離及分析技術,現在已經發展成為提取純天然貴重油脂的關鍵技術之一。曠春桃等\[30\]采用單因素試驗和Box-Behnken試驗設計優化山桐子油的超臨界CO2萃取工藝。結果表明,在優化工藝條件下(萃取時間147min、萃取溫度53℃、萃取壓力24MPa),山桐子油得率為(38.25±0.41)%。
                       
                      毛葉山桐子毛油需要精煉后才能食用,其精煉通常使用的方法有化學法和物理法?;瘜W法工藝流程為毛油—水洗—脫膠—脫酸—水洗—脫色—脫臭—成品。王國理\[31\]、周伯川\[32\]、崔艷南\[33\]等對加堿精煉方法做了詳細報道。楊芳霞等\[34\]報道用Na2CO3中和脫酸比NaOH更好。吳斌等\[35\]報道了乙醇萃取脫酸工藝及最佳條件,酸價(KOH)達到059mg/g。用乙醇萃取脫酸具有脫酸效果好,無毒,操作時間短,無廢水等優點。楊守潔\[36\]比較了水冬瓜油精煉過程中不同脫色劑的脫色效果,得出適合水冬瓜油的混合脫色劑為活性白土與活性炭。吳斌等\[37\]研究了山桐子油的脫膠工藝,得到適宜的脫膠工藝為:溫度80℃,攪拌時間15min,磷酸用量為油質量的1.2%。已報道的物理法中水蒸氣蒸餾法工藝流程為毛油—脫膠脫色預處理—蒸餾脫酸脫臭—成品油,該方法的設備成本較高。表1~表3為本團隊對提取的毛葉山桐子油相關指標的測定結果。
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                      2019年3月國家糧食和物資儲備局已經開始執行LS/T3258—2018《山桐子油》。該項標準的公布和執行為毛葉山桐子產業的發展給與了強有力的政策保證。
                       
                      1.4毛葉山桐子綜合利用現狀
                       
                      毛葉山桐子是一種綜合利用價值較高的油料植物。毛葉山桐子除油脂用途外,油脂中的不皂化物和果實中的非油脂部分,樹葉、樹皮、樹根都具有較高的利用價值。代娟等\[38\]對毛葉山桐子油的抗氧化活性成分進行了分析,發現毛葉山桐子油不皂化物由17種物質組成,主要成分是甾醇類和生育酚的同系物。周燕等\[39\]對水冬瓜果肉的非油脂化學成分進行了檢測。用柱層析方法從水冬瓜果實乙醇提取物的非油脂部分分離純化出6個化合物,分別為去甲松柏苷、idesin、salirepin、idescarpin、1,2-順-環己二醇和鄰苯二酚。其中,去甲松柏苷為首次從自然界分離到。劉曦南北等\[40\]用毛葉山桐子脫脂果渣制成發酵肥料。汪全義等\[41\]用毛葉山桐子油制備生物柴油。朱衛霞等\[42\]用毛葉山桐子油制備環境友好型潤滑油。
                       
                      1.5毛葉山桐子資源發展狀況
                       
                      2008年以前毛葉山桐子資源以野生為主,通常生長在田邊地坎、房屋前后、溝渠兩旁、林地邊緣,沒有工業應用價值。2008年以后,特別是近幾年以來,科學技術的發展為毛葉山桐子的開發利用提供了技術保障。很多農業公司采用“316”組織模式使農民積極性提高以后,合作社百畝以上面積成片種植毛葉山桐子成為常態,為工業應用提供了豐富資源。
                       
                      2存在問題
                       
                      2.1毛葉山桐子油品質問題
                       
                      2.1.1毛油苦澀味問題
                       
                      毛葉山桐子毛油有苦澀味。毛葉山桐子毛油苦味的原因是毛葉山桐子種子中含有一種苦味物質山桐子甙(Idesin),化學名2-β葡萄糖-3-羥基苯醇,是一種酚甙。魏明山等\[43\]從水冬瓜種子中分離到山桐子甙,證實了山桐子甙在毛葉山桐子果實機壓過程中隨種子進入毛油,是毛油味苦的原因。山桐子甙通過水洗和加熱都可以分解,消除苦味。四川廣元農民食用的毛葉山桐子油為熟油,其中的山桐子甙在制熟過程中受熱分解,苦味消失。澀味與油脂氧化變質有關。任何苦澀味明顯的毛葉山桐子油的酸價一定較高,已經酸敗變質的可能性較大。因此,毛葉山桐子毛油是不直接食用的。
                       
                      2.1.2油脂制取過程中問題
                       
                      今后仍需努力探索操作簡便、成本低廉、出油率高、食用安全、能保證油脂品質的提取工藝。筆者認為開發利用毛葉山桐子過程中,要認真開展繁殖、栽培、采摘、儲存、油脂提取技術、油脂精煉工藝及油脂產品深加工、綜合利用等研究工作。特別要注重果實采摘技術及果實儲存技術的研發,運輸條件控制等是全面確保毛葉山桐子油品質的重點。
                       
                      2.2毛葉山桐子樹管理過程中的施肥和農藥使用問題
                       
                      野生毛葉山桐子樹與一些樹種比較,具有耐瘠薄、耐干旱、病蟲害少等優點。但是,大面積人工種植中觀察到合理施肥產量相對較高,水分過少影響產量,也有病蟲害發生的現象。因此,需要列題專門研究毛葉山桐子的施肥方法和專效農藥使用問題,研究結果指導種植者使用。合理利用農家肥、化肥、農藥,避免濫用化肥和農藥以免影響油品的質量以及導致土壤退化。
                       
                      2.3毛葉山桐子產品名稱問題
                       
                      迄今為止,國內外樹木分類學均將山桐子列為大風子科山桐子屬山桐子(IdsiapolycarpaMax.)。葉子背面有一層灰白色柔毛的稱毛葉山桐子(Idsiapolycarpavar.vestitaDiles),歸屬山桐子變種。在開發利用山桐子過程中,政府文件、科研報告和當地農戶對毛葉山桐子樹、果實以及用果實榨出的油,稱謂不一樣。為了科學描述及產業的持續發展,需要對毛葉山桐子產品統一名稱。
                       
                      筆者建議食用油產品名稱用“毛葉山桐子油”。理由有:①調查發現廣元市朝天、青川等川、陜、甘交界區大山里的居民食用的是毛葉山桐子油。②湖北、大別山等地有野生山桐子分布區域,當地居民沒有食用山桐子油的習慣。③基于毛葉山桐子對環境適應性強、產量比山桐子高等優點,當前湖北、四川、廣東、陜西、云南、貴州等多數地區人工種植以毛葉山桐子為主。④對毛葉山桐子果實經過壓榨得到的用四川廣元食油區居民制熟方法制熟的毛葉山桐子熟油已經做了食用衛生安全性研究(系統毒理學試驗),對食用毛葉山桐子熟油的人群做了健康狀況調查,證實毛葉山桐子熟油食用是安全的。⑤山桐子油能否食用缺乏依據。
                       
                      3毛葉山桐子產業發展前景
                       
                      毛葉山桐子功能優勢主要表現在3個方面:①毛葉山桐子利用價值高。毛葉山桐子果實產量高,果實含油率高,從果實獲得的毛葉山桐子油中不飽和脂肪酸含量可達80%以上,其中亞油酸含量70%左右,維生素E含量111.75mg/100g。具有增強人體抗氧化能力,促進人體生長發育,調節血脂水平,防止動脈粥樣硬化,促進機體蛋白合成等作用。我國食用油市場巨大,利用毛葉山桐子油可以增加我國食用植物油產量。毛葉山桐子油也是制造生物柴油、日化品、藥品的極好原料。榨油之后的果粕可以生產有機飼料、有機肥料、農藥。毛葉山桐子花是蜜蜂釀蜜的原料。毛葉山桐子葉、皮、根可以入藥。毛葉山桐子果實盛產期之后,樹干是木材市場的豐富資源。②美化環境,恢復生態功能顯著。毛葉山桐子葉大,樹形婆娑美觀,夏日有綠葉護夏之功能,春末夏初花香清新,秋冬串串紅果的掛果期長,景色迷人。毛葉山桐子樹側根發達,水土保持功能強,是恢復生態的優良品種,是荒山變綠山的途徑之一。③毛葉山桐子綜合利用經濟價值高。種植毛葉山桐子的綜合經濟價值可達15萬元/hm2。這是幫助當地農民脫貧的好措施。因此,大力發展毛葉山桐子前景廣闊。

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