小兴安岭林区松针资源的开发和利用
2019-01-10赵学丽高子为
赵学丽,高子为
(1.黑龙江省林业科学研究所,哈尔滨150081;2.吉林大学植物科学学院,长春130012)
1 地理概况
小兴安岭,英文名东兴安岭、布伦山,位于黑龙江省中北部,属于兴安岭山系,呈西北-东南走向,地形多低山丘陵,一般海拔500~1000m,最高峰是平顶山,海拔1429m。山脉起点为东北的黑龙江岸,西北接大兴安岭支脉伊勒呼里山,东南到松花江畔张广才岭北端,黑龙江与松花江的分水岭。南北长约450km,东西宽约210km,面积77725km2[1]。林区面积大约726.97万hm2,占全省林地面积的31.26%,占该区域土地总面积的63.16%。小兴安岭林区地处我国北温带,生态环境良好、土地肥沃。森林面积500多万hm2,林木蓄积量约4.5亿m3,森林覆被率72.6%,有红松、樟子松、落叶松及“三大硬阔”(胡桃楸、水曲柳、黄菠萝)等许多珍贵树木在小兴安岭林区广泛生长,是国家重点林区和重点用材林基地。目前红松蓄积量4300多万m3,蓄积量占全国红松总蓄积量的二分之一以上,有着“红松故乡”的美誉。因此,每年获取松针的数量巨大,仅伊春林区松针每年的产量大约就有813万t。
区内行政区域大致有:黑河市、铁力市、孙吴县、逊克县、嘉荫县、萝北县、讷河市、五大连池市、克东县、伊春市、汤原县、鹤岗市、巴彦县、木兰县、通河县、绥棱县、依兰县、嫩江县等[2]。
2 松针资源利用情况
松针是松科松属植物中红松、油松、黑松等松树类植物的针叶,是其中一种副产物。松针生长速度较快、天然蓄积量大、分布广泛、全年均可采收,是一种可以持续综合利用的天然再生资源。松针营养成分非常丰富,具有较高的利用价值,国外已经有松针应用的成功经验,主要是在畜牧业、养殖业上用作饲料,在这方面已经有40多年的研究经验,而我国在松针利用上才刚刚起步。随着经济的发展和科学技术的进步,特别是随着人们生活水平和生活质量的提高,人们对松针利用的认识和需求也不断提高。近年来,我国市场上以松针为原料的产品逐步增多,比如松针粉、松针茶、松针酒、松针浸膏等日益受到人们青睐,松针产品市场前景广阔。目前,松针丰富资源的小兴安岭林区,松针的综合利用率较低,松针制品非常罕见,待开发利用潜力巨大。
3 松针的化学成分
3.1 挥发油类
在松针的化学成分研究上,国内外已有报道多是对挥发油部分的研究,如提取工艺、利用价值等。由松针叶提取的挥发油(也叫精油或芳香油)是一种很好的天然香料,并且具有很高的药用价值,特别是挥发油中的侧柏醇、反-石竹烯、α-律草烯等主要成分既是香料成分又是药用成分。不同树种挥发油的含量也不尽相同,例如长白松挥发油含量0.62%、红松挥发油含量0.5%,偃松挥发油含量1.0%、而樟子松含量高达1.242%。精油中主含萜烯的具有化学式为(C10H16)n的一系列的不饱和碳氢化合物及其衍生物[3],如β-蒎烯、α-蒎烯、大根香叶烯等萜类化合物[4]。红松、偃松中β-蒎烯、α-蒎烯、月桂烯和柠檬烯含量较高,具有明显镇咳祛痰作用,可作为治疗支气管药物。
3.2 粗蛋白及氨基酸
松针中含有大量的蛋白质和丰富的氨基酸,罗玉萍等[4]研究发现,针叶含有氨基酸达18 种,总量可高达35.83mg/g。松针粗蛋白含量在7%~12%,红松粗蛋白含量大约7.8%。所以,松针中粗蛋白含量较高,且游离的氨基酸种类多,含量高。能满足人体需要的全部氨基酸,这就表明松针具有较高的营养价值。
3.3 色素及其维生素类
松针中叶绿素含量能达到 3. 22%,是提取叶绿素的主要来源之一。其中也含有丰富的 α、β-胡萝卜素 A、B1、B2、 C、E 及 K。胡萝卜素在各类松针中含量的在 60~350mg/kg,比胡萝卜中的含量高出30%左右。维生素类以 VC含量最高,幼年松针含量比成熟松针低 1.7~2.0倍。国内学者有采用抽滤,然后直接滴定法,测得中年老叶含量为 2.05mg/kg,老叶VC含量为 2. 51mg/kg。松针中维生素类主要为VA、VE、VC、B族,其含量也超过平常蔬菜和一般水果的含量。红松松针中含有VE大约3~3.5g/kg,其中VC比芦柑、橙子和柠檬高出5倍,比葱和马铃薯高25倍。此外,多种针叶都含有不同剂量的维生素类,这是针叶生物活性物质,在防预疾病、增进营养、减缓哀老等方面有着不同的生物活性[3]。
3.4 粗脂肪和微量元素
据有关文献,松针中含有粗脂肪7%~12%,有40多种微量元素,P、K、Ca、Mg等元素的含量较高,还含有Mn、Fe、B、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Co等微量元素。
3.5 脂肪酸组成
松针里含有很多不饱和脂肪酸,可以降低胆固醇、软化血管、预防动脉硬化,调节内分泌,使身体充满活力。亚麻油酸在脂肪酸中的比例可达30%以上,十八碳烯酸则可达70%左右[3]。
3.6 其它化学成分
其它尚含有脂肪酸、色原酮、幽醇、普类、黄酮、菇类等化学成分。黄酮类物质成分含量及其丰富, 抑菌活性非常强。鞣质(tannins)又称单宁,是存在于植物体内的一类结构比较复杂的多元酚类化合物,在松针中也大量存在。有国外学者从Pinusmugo的绿色针叶中得到了多元酚的混合物,并发现这种多元酚混合物模型随着松的品种不同而异,此可作为松品种的化学分类标准。
4 松针的开发利用
4.1 在药用方面
松针具有很高的药用价值,特别是挥发油中的侧柏醇、反-石竹烯、α-律草烯等主要成分既是香料成分又是药用成分。所以,应当进行松针挥发油在医药、香料、食品、涂料等方面的开发、利用研究。实验表明松针挥发油具有镇痛抗炎、止咳、祛痰及平喘作用,并有抗真菌作用。石竹烯具有一定的平喘作用,是治疗老年慢性支气管炎的有效成份之一。α-松油醇,平喘作用较强,对豚鼠气管平滑肌松弛作用,临床初试颇为满意。松针精油中α-松油醇为一消毒剂,具有抑菌作用,可制成气雾剂用作空气消毒杀菌。松针还具有活血通络、镇静安神、降低高血压、高血糖、高血脂、疏通血管的功效。目前国内已经试制出了护肤美容膏、松针流感晶、松针口服糖浆、护肤冻疮膏、松针跌打油等[5]。松针也可作兽药使用,可治家畜干眼病、夜盲症、皮焦毛燥、耕牛膨胀症、犊牛胃肠病,猪缺乏维生素所致的生长缓慢症及口疮等[6]
4.2 在饲用方面
松针中含丰富的游离氨基酸、蛋白质、多种维生素、胡萝卜素和矿物质微量元素。胡萝卜素含量丰富,禽畜饲用后在身体内可转化为VA,可以及时防治畜禽因缺乏VA引起的各类皮肤病;长期饲用多种维生素能够提高抗应激和免疫力,防治常见疾病,促进畜禽快速生长,提高禽畜繁育繁殖能力,特别是VE 抗氧化功能强大,可以延缓衰老。丰富的蛋白质和氨基酸也能促使动物健康生长;另外松针种含有Mn、Fe、B、Cu、Zn、Pb等丰富的微量元素多达40多种,脂类物质含量也较高;粗脂肪中含有不饱和脂肪酸,能有效提高肉的肉色、嫩度、系水力等品质。此外,松针粉中还含有植物杀菌剂及植物激素,可抑制机体内有害微生物的生长繁殖,促进畜禽生长[7]。
4.3 在工业制品方面
松针在工业上可以制造松针酒、松针茶、松针枕等,松针酒味道芳香醇厚,有助于血液循环,起着舒筋活血、平衡阴阳、预防疾病、强身健体、清心安神的多种保健功效,深受中老年人的喜爱。松针茶里的花青素、黄酮类物质同样具备药用价值,对药品的疗效起到关键作用。
4.4 在家居用品和食用方面
松针提取的挥发油可以制作精油香皂、香水、美发香波、护肤品、糖果、糕点、饮品、杀虫剂、松针牙膏、香薰等各种家居用品中[8]。纯天然新鲜松针提炼的松针浸膏加工成食品添加剂,直接添加到各种食品中,如面包、奶酪、冷饮等。可以补充维生素A,安全可靠无副作用。
5 松针的采收
松针从每年初春开始一直到冬季全年均可以采集,但以营养成分较高、含水率较低的秋冬两季为最好采集时间。维生素C和E的含量因季节、树龄、树枝的根和梢、 雄树和雌树而不同。伐倒木和活立木都可以采集松针。生产上要求选择针叶生长年限长(超过6年)、无污染、无病虫害、新鲜的嫩枝梢采集,作为生产材料。采集后存放在通风、阴凉、干燥处保存。从活立木采集时,一定要结合森林抚育。如果在松树未发新叶以前采集,采集老硬针叶作原料,禁止掠夺性、破坏性采集。
6 松针开发的意义
松针叶是松树的主要副产品之一,是一种再生速度快、可持续利用的再生资源。在保护好资源的前提下,充分利用林区资源优势,大力开发林区资源,促进林区产业结构的合理调整,发展林区经济优势,将成为新形势下林区经济发展的基础.也是实施天保工程的基本保障.松针的开发利用正是林区资源利用的一种。培育新的经济增长点和特色产业,促进林木抚育方式,充分利用活立木的再生资源,带动林区职工全面建设小康社会,达到“以绿兴绿”的目的,将具有很大的现实意义。