新资源牡丹籽油研究进展与前景*
2020-05-18周天华刘玉梅张利田福忠杨卫平
周天华,刘玉梅,张利,田福忠,杨卫平
(菏泽学院农业与生物工程学院(牡丹学院),山东 菏泽 274000)
牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)属芍药科芍药属落叶灌木,在我国的观赏栽培史已有1 600余年[1],但作为油用植物这种新资源来说,尚属于新生事物,对于油用牡丹的系统研究也处于起步阶段.本文就牡丹籽油的研究现状、前景以及目前存在的一些问题进行了研究.
1 牡丹籽油简介
牡丹籽油是从牡丹的成熟种子中提取的油脂物质.2011年3月22日,国家卫生部《关于批准元宝枫籽油和牡丹籽油作为新资源食品的公告》发布,标志着牡丹籽油将实现产业化生产,进入人们的生活.对牡丹籽油的大量实验数据表明,牡丹籽油是优质的木本植物油.我们日常使用的食用油,按照其原料基本分为四类:第一类是草本植物油,如大豆油、花生油、芝麻油、菜籽油、棉籽油、葵花籽油等;第二类是木本植物油,如橄榄油、茶油、棕榈油、核桃油、葡萄籽油、椰子油等;第三类是陆地动物油,如猪油、牛油、羊油、鸡油、鸭油等;第四类是海洋动物油,如鲸油、深海鱼油等.由于木本植物油的主要成分是不饱和脂肪酸,其比例达到总含量90%以上,并且,木本植物油还有一个非常重要的成分——α-亚麻酸.α-亚麻酸是构成细胞膜和生物酶的基础物质,是脑细胞和视网膜的重要成分,对促进婴幼儿大脑发育和防止老年痴呆起到一定作用,还具有调节血脂、抑制血栓性疾病、降低血黏度等功能[2~4],是人体健康必需的一种营养元素.陆生植物中的α-亚麻酸主要存在于核桃油(≥14%)、亚麻籽油(65.4%)和紫苏籽油(56.14%~64.82%)中,其它植物油中含量一般较低.
从表1中不难看出,牡丹籽油不饱和脂肪酸含量和α-亚麻酸含量在植物油中都是比较高的.因此,有关专家称其为“油中的珍品”.牡丹籽出油率为18%~20%,高于大豆(12%~17%),低于花生(40%左右).
由于牡丹籽油是我国特有的木本坚果油,且品质优良、营养丰富,又兼具保健功能,所以,具有巨大的开发潜力和广阔的市场前景.
表1[5~6] 不同植物食用油脂肪酸的构成表 %
2 油用牡丹研究现状
至2019年6月份为止,全国油用牡丹种植面积约160万亩,主要分布在山东、河南、甘肃、云南、河北、山西、陕西、安徽、四川等地.牡丹籽年产量24 000万公斤,牡丹籽油年加工能力2 000万公斤.
2.1 品种选择
从结实性状考虑,发展油用牡丹应选用结实能力强、种子产量高、出油率高的品种.目前,山东省油用牡丹的品种选择以凤丹系列为主.作为油用牡丹的一个种群,其以单瓣型为主,花的雌雄蕊发育正常,结实能力强,种子出油率高,总不饱和脂肪酸含量在90%以上.
另外,紫斑牡丹也是较好的品种.紫斑牡丹属寒冷干燥生态型,抗逆性强,适宜低温和干旱气候,对土壤要求不高,一般pH值6.2~8.5的范围内都能生长.主要分布在陕西西安以西,青海西宁以东,宁夏及甘肃南部.紫斑牡丹结实能力强,有的一朵花结籽可达70余粒.
紫斑牡丹适宜北方寒冷干燥气候,而凤丹牡丹适于中原气候,全国有30多个省市适合种植.
2.2 栽培生理
王玮等[7]研究表明,‘凤丹’牡丹开花前具有抵抗-3℃~-5℃左右突发低温天气急变的能力.
郭绍霞等[8,9]研究表明,盐胁迫下接种AM真菌能改善‘凤丹’牡丹叶片的渗透调节,增强牡丹幼苗抗氧化酶活性,从而提高牡丹耐盐能力;用8%盐水处理时,牡丹幼苗菌根依赖性最高.接种AM真菌对一年生‘凤丹’苗的效应优于对二年生苗的,而且一年生苗的菌根依赖性高于二年生苗[10].
周传凤等研究了强光胁迫对牡丹叶片抗氧化系统的影响,结果表明,牡丹叶片遭受强光胁迫后活性氧积累,细胞膜脂过氧化程度加剧,同时抗氧化系统酶活性增强,抗氧化物质含量增加[11].
董兆磊[12]研究表明,‘凤丹’为异花授粉植物,天然杂交及人工异株异花授粉结实率达到50%以上,同株异花及自花授粉结实率显著下降,雌雄蕊异熟;‘凤丹’与日本牡丹杂交结实率较高,江南品种次之,与美国黄牡丹杂交种杂交结实率极低,败育现象严重;低(-18 ℃)或超低温(-75 ℃)条件均适宜牡丹花粉的储藏,‘凤丹’花粉耐储藏性最好,储藏一年花粉萌发率为69.23%.
盖树鹏等以‘凤丹白’和‘鲁荷红’为试材,研究了室温(25 ℃)、4 ℃、-20 ℃、-86 ℃条件下的牡丹花粉贮藏寿命,结果表明:牡丹花粉室温下保存7 d、4 ℃下保存90 d、-20 ℃下保存180 d仍有很高的萌发率,-86 ℃下贮藏1 a,花粉萌发率没有明显下降;室温干燥24 h花粉贮藏后萌发率显著高于未干燥花粉;温度和含水量是影响牡丹花粉贮藏寿命的重要因素;自来水冲洗解冻效果最好;4 ℃和-86 ℃贮藏是解决牡丹育种花期不遇的有效措施[13].
2.3 栽培管理关键技术
2.3.1 栽植时间
山东地区牡丹栽植时间以9月上旬~11月上旬为好,过早则根系旺盛生长期尚未结束,对根系损伤严重,过晚则导致根系后期生长不足,或难以长根,第2年假活.苗子随起随栽,不宜长期保存.一般采用裸根苗栽植,栽前用ABT1号生根粉溶液处理有利提高成活率.
2.3.2 栽植地选择
在快速扩张油用牡丹栽培面积的过程中,栽植地块的选择非常重要.有些地方为了快速完成任务,将窑场复耕地等土质较差的地块种植牡丹,结果成活率很低,造成较大损失.牡丹喜欢富含腐殖质的微酸性、中性至微碱性的沙壤土[14],要求土质疏松、排水良好、地势高燥,最好略有遮荫.牡丹较耐碱,调查发现,山东菏泽pH值为8.7的沙土地上牡丹仍能生长良好.但牡丹对于盐分比较敏感,25 ℃时,1∶5土壤浸出液的电导率高于500 μs/cm时牡丹就会表现生长不良.因此,在盐碱地上栽植牡丹,更应注意水分管理.牡丹较喜光,但7、8月份过强的阳光会促进叶片衰老脱落,有遮荫处(如树下)的牡丹则落叶较晚,根系旺盛生长期也相对延迟.因此,牡丹可与高秆作物或苗木间作或套种,但应注意其他作物与牡丹需有一定高差,郁闭度不能过高.
2.3.3 肥水管理
作为一种生长量较大的大花植物,牡丹比较喜肥,如果再让其多结种籽、结优质种籽,更应注意肥水充足,尤其是在土质偏沙的地块.从生态、效益等多方面综合考虑,多使用有机肥、生物肥仍是较好的选择.牡丹专用肥、测土配方施肥等还在研究中,部分产品已经推广,但生产优质高效的成熟产品还有待于进一步研究.在水分方面,牡丹为肉质根,不耐水湿,但幼苗栽植后根系的生长仍会进行,对水分有一定需求.因此,栽植前应检查土壤墒情,如果过于缺水会影响幼苗的成活率.栽植后,有条件的话,冬前应浇一次封冻水,开春土壤解冻后浇一次水,生长过程中视实际情况适当浇水.但一次浇水不能太多,并注意雨后排涝.调查发现,菏泽沙壤土种植的牡丹在土壤含水量7%~9.5%(w/w)条件下生长较好.
3 牡丹籽油及油用牡丹前景分析
3.1 发展牡丹籽油的重要性和必要性
我国食用油对外依存度超过50%,主要原因是依赖有限的耕地种植草本油料作物,80%以上是从大豆、油菜籽、花生、玉米等草本油料作物种子中榨取的种子油.耕地的有限性和粮油争地的突出矛盾导致我国食用油市场被外来油占领的局面.而生产木本油脂是当今世界解决食用油短缺问题的主要措施,如印尼的椰子油供其60%的人口食用,希腊橄榄油占全国食用油总量的93%,西班牙也达48%[15].因此,发展木本食用油料,具有重要长远的现实意义.
我国发展牡丹籽油具有独特的优势:一是牡丹适应性强,适合我国大部分地区发展.牡丹在我国大多数省份都有分布,并且耐干旱,较耐瘠薄,喜光,也耐半荫,生态适应性强.不同区域可根据当地的实际情况选择适宜的牡丹品种.二是土地资源丰富.我国有两亿亩丘陵荒山,大部分适宜种植牡丹.三是一次种植,多年受益.牡丹第3年开始结籽,产籽寿命可达60年以上,能持续产生效益.四是牡丹种籽可以榨油,花可观赏,根可入药,具有很好的经济效益、生态效益和社会效益.
3.2 牡丹籽油食用方式与市场分析
牡丹籽油的食用方式方法很多.既可烹饪、调料用,又可做为饮品,还能制作化妆品、保健品、食品,等等.现有相关食用产品260多种.
从目前市场情况来看,与橄榄油、亚麻油、茶油等类似植物油相比,牡丹籽油价格偏高.产品类型以小包装为主,有超临界CO2萃取牡丹籽油瓶装或软胶囊产品以及调和油.作为一种新资源食品,牡丹籽油的优点还没有得到广泛宣传,要得到全国甚至世界人民的认可还需稍待时日.另外,在进行充分市场调研的基础上科学制定营销策略,也是牡丹籽油迅速占领市场的重要途径.
3.3 今后研究重点
牡丹籽油的发展,为人类提供了新食源,也为我国发展木本坚果油料,解决我国食用油短缺问题开辟了一个新渠道.同时对发展牡丹产业也有推动作用.但是油用牡丹产业的发展,还需要相关人员不懈努力,解决生产中出现的问题.如目前用以产籽的牡丹多为‘凤丹’,品种较单一.需要选育适合各地生长的油用牡丹优良品种.另外,在全国大部分地区推广种植油用牡丹才刚刚开始,人们对于油用牡丹的栽培技术掌握还不够全面,应尽快制定油用牡丹栽培技术规范体系,并加大推广力度.新栽植的牡丹园中极易生长杂草,目前又没有有效的牡丹专用除草剂,人工除草费用高,增加了管理成本.在贮藏方面,传统的牡丹籽保存期限较短,为适应产业化生产的需要,开展牡丹籽贮藏等系列研究势在必行.牡丹籽榨油后的油渣可以做什么也有待于进一步研究.开发油渣深加工产品,完善产业链,才能变废为宝,减少资源浪费.