外来植物资源土圞儿健康价值挖掘及产业化前景展望△
2024-04-29肖平麦麦提敏麦提萨伍尔张明旺袁宗涛郭盛宿树兰王岱杰段金廒
肖平,麦麦提敏·麦提萨伍尔,张明旺,袁宗涛,郭盛,宿树兰,王岱杰,段金廒*
1.南京中医药大学 江苏省中药资源产业化过程协同创新中心/中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程研究中心/国家中医药管理局中药资源循环利用重点研究室,江苏 南京 210023;2.单县天祥罗汉参专业合作社,山东 菏泽 274300;3.齐鲁工业大学(山东省科学院)菏泽校区(分院)山东省药食同源资源开发与健康产品创制国际联合实验室/山东省生物工程技术创新中心,山东 菏泽 274000
土圞儿属(Apios)共有10种,主要分布于北美和东亚,我国有6 种;土圞儿为土圞儿属植物的块根,又称罗汉参、土栾儿、豆芋、美国豆芋、大越豆芋、土芋、香芋、菜用土圞儿等,系外来资源植物,原产美洲,在欧美国家及日本广泛种植与应用,于明末清初传入中国,具有较高的食用和药用价值[1]。该植物资源在引种归化后得到了一定的发展,目前在我国山东、浙江、江苏等地均有种植[2]。现代研究表明,土圞儿属植物块根储存有大量的多糖类、蛋白质及肽类等功能性营养物质,茎叶和花序等组织器官含有较丰富的黄酮、皂苷等多类型生物活性成分,表现出调节血糖、血压,以及抗氧化、增强免疫力等多种功效[3-4]。本文通过对大量文献资料和专利数据的全面分析,深入挖掘剖析土圞儿资源植物的生产加工和开发利用现状,特别是原产地和主产地的传统应用方式,以及多用途、多层次的资源利用状况,以期为土圞儿资源的深入开发利用提供参考、为我国土圞儿资源产业链延伸和高质量发展提供借鉴和启示、为生产区域研究制定发展规划和优化调整产业结构提供科学依据,有利于促进该药食两用资源产业健康可持续发展。
1 文献和专利分析
1.1 数据获取及清洗
本文数据样本来自Web of Science(WOS)和中国知网(CNKI)数据库。英文文献检索选择WOS核心合集、主题式检索,根据本研究涉及的关键词指定检索策略,检索式:“主题=Apios”。中文文献检索选择CNKI,检索式:“主题=(土圞儿OR 豆芋OR 罗汉参)”,文献类型:articles、reviews。采集到的文献数据样本经过筛选,最后确定纳入计算分析的文献数据,数据采集时间为2023 年12 月31 日。CNKI 数据库检索得到60 篇土圞儿相关中文研究论文,经NoteExpress 软件剔除重复文献和无关文献1篇,得到59 篇文献,组成土圞儿中文文献数据集。WOS检索得到92篇土圞儿相关英文研究论文,经整理得到符合标准的91 篇土圞儿英文文献数据集。本文土圞儿相关专利文献数据通过国家知识产权局专利检索及分析网(https://pss-system.cponline.cnipa.gov.cn/)检索,专利类型为发明和实用新型,得到146 条专利文献,数据采集时间为2023 年12 月31日。
1.2 文献计量学研究
对1.1 项下土圞儿相关研究文献数据集以不同计量指标进行分析,评述其研究领域的发展现状。在此基础上,结合CiteSpace 软件进行关键词共现分析、研究热点趋势分析和可视化科学知识图谱展示,识别和反映土圞儿研究主题基本框架、知识流动、前沿转移和发展演进的动态过程。利用专利检索及分析网从专利申请人和专利技术领域方面分析土圞儿专利申请情况。
1.3 文献分析
1.3.1 文献时间分布特征及趋势 文献数量按年度尺度的分布及变化情况可以在一定程度上反映该领域的研究规模、发展水平、发展速度及受关注程度。从2005—2023 年发文数量分布可以看出,土圞儿研究领域总体发文数量大致呈先上升后稳定的趋势,英文文献数量普遍多于中文文献(图1)。从土圞儿发文量占比来看,中国为60.26%、美国为17.22%、日本为14.57%、韩国为5.30%、加拿大和英国均为1.32%。相比于其他国家的总发文数量,中国有较大的优势,说明土圞儿相关研究在国内得到了越来越多的重视。国外土圞儿的研究起步更早,研究技术更为成熟,在土圞儿的栽培、育种、产品开发等方面有显著优势。总之,与水稻、小麦、玉米、常见大宗中药材比较,土圞儿相关的文章数量较少,需要持续关注并推进其研究。
图1 2005—2023年土圞儿相关论文发文量分布
1.3.2 关键词热点 关键词作为一篇文献的索引性标签,是对文章的核心概括和高度凝练,通过关键词共现分析,可以了解该学科领域的研究现状及各关键词之间的交互关系,读取研究内容及发展趋势。本研究将纳入的中文文献以Endnote 形式导入CiteSpace 软件中,得到861 个关键词,设置关键词出现频次≥3 生成关键词共现网络。由图2A 可知,抗肿瘤、抗氧化、治疗糖尿病3 个方面的药理活性是土圞儿目前的主要研究方向。
图2 土圞儿中英文关键词共现图谱
根据文献计量学分析,土圞儿具有抗氧化、抗炎、抗菌、降血糖、调血脂、抗肿瘤等方面的药理活性。其中,抗氧化和抗炎作用是较为常见的研究方向,而抗肿瘤研究则相对较少。如图2B所示,英文关键词共现图谱中红色聚类模块主要有黄酮类(flavonoids)、活性氧(ROS)、抗氧化剂(antioxidant)、氧化应激(oxidative stress)等,主要聚焦于土圞儿属植物抗氧化活性的研究。中文关键词和英文关键词的共现图谱均体现土圞儿的抗氧化作用是当前研究的热点。
Takashima 等[5]研究发现,土圞儿提取物中含有染料木素,其能够增加血红色加氧酶(HO-1)的基因表达水平,具有较好的抗氧化活性。安家炜等[6]研究发现,美洲土圞儿的地上部位(茎、叶、花)乙醇提取物具有不同程度的自由基清除能力,且抗氧化能力与黄酮的含量呈正相关。Chu 等[7]研究表明,美洲土圞儿花中的多糖能减少过氧化氢诱导的PC12细胞损伤模型中的ROS生成和线粒体损伤。
刘萌萌等[8]采用不同溶剂对土圞儿块根醇提物进行分级萃取并评价了不同部位的抗氧化活性,结果表明,乙酸乙酯萃取部位抗氧化活性最好,其中总酚、总黄酮、总皂苷的质量分数分别为24.15%、10.25%、10.99%。谭娇等[9]研究发现,美洲土圞儿花总皂苷具有较强的自由基清除能力,表明美洲土圞儿花提取物具有较好的抗氧化活性。大量研究表明,土圞儿不同部位均具有一定的抗氧化活性,且黄酮、多糖、皂苷等成分可能是其抗氧化作用的物质基础。
黄酮类成分是土圞儿中的主要活性成分,在中英文关键词共现图谱中均出现。土圞儿属植物块根、花、叶中均含有丰富的黄酮类成分。目前,国外对土圞儿中黄酮类成分结构的研究较多。研究者们已从罗汉参中分离出黄酮类成分约40 个,包括黄酮、异黄酮、黄酮醇等,其具有抗氧化、抗炎、保护神经等多种生物活性和药理作用[10]。Kim等[11]从美洲土圞儿中分离得到6 个黄酮类化合物,分别为5-甲氧基-2,5,7,4′四羟基-香豆酮并色酮(5-methoxy-2,5,7,4′-tetrahydroxy-coumaronochromone)、染料木基异黄酮A(gerontoisoflavone A)、3′-甲氧基-4′,5,7-三羟基异黄酮(3′-methoxy-4′,5,7-trihydroxyisoflavone)、7-β-吡喃葡萄糖基-2′-羟基染料木素[7-(βglucopyranosyl)-2′-hydroxygenistein]、金雀异黄酮(genistein)、金雀异黄酮-7-O-龙胆二糖苷(genistein-7-O-gentibioside)。Ichige 等[12]从美洲土圞儿中分离得到7 个黄酮类化合物,分别是7-β-吡喃葡萄糖基-2′-羟基染料木素[7-(β-glucopyranosyl)-2′-hydroxygenistein]、金雀异黄酮-2′-羟基-7-O-龙胆二糖苷(2′-hydroxy genistein-7-O-gentibioside)、金雀异黄酮-5-甲氧基-7-O-二葡萄糖苷(5-methoxy genistein-7-O-glucoside)、金雀异黄酮-3′,5-二甲氧基-7-O-葡萄糖苷(3′,5-dimethoxy genistein-7-Oglucoside)、金雀异黄酮-7-O-龙胆二糖苷、金雀异黄酮-2′-羟基-5-甲氧基-4′,7-O-二葡萄糖苷(2′-hydroxy,5-methoxy genistein-4′,7-O-diglucoside)、金雀异黄酮2′-羟基-4′,7-O-二葡萄糖苷(2′-hydroxy genistein-4′,7-O-diglucoside)。Lin 等[13]从台湾土圞儿中分离得到19 个黄酮类化合物,包括金雀异黄酮2′-羟基-4′,7-O-二葡萄糖苷、桂木生黄亭(artocarpetin)、鱼藤异黄酮G(derrisisoflavone G)、甘草异黄酮(licoagroisoflavone)、芹糖基异黄酮(apioisoflavone)、羽扇豆异黄酮A(lupinisoflavone A)、绵果异黄酮B(lachnoisoflavone B)、大鱼藤树酮(derrone)、7-甲基羽扇豆宾(7-methyllupinalbin)、樱黄素(prunetin)、6-异戊烯基-3,5,7,2′,4′-五羟基黄酮(6-prenyl-3,5,7,2′,4′-pentahydroxyflavone)、染料木苷(genistin)、2′-羟基染料木素-4′-O-葡糖苷(2′-hydroxygenistein-4′-O-glucoside)、尖叶山蚂蝗素A(desmoxyphyllin A)、3′-O-甲基奥洛波尔-7-O-葡糖苷(3′-O-methylorobol-7-O-glycoside)、羽扇豆宾A(lupinalbin A)、3′-O-甲基奥洛波尔(3′-O-methylorobol)、2′-羟基染料木素(2′-hydroxygenistein)、7-β-吡喃葡萄糖基-2′-羟基染料木素(7-β-glucopyranosyl-2′-hydroxygenistein)。Kaneta 等[14]从美洲土圞儿中分离得到黄酮类化合物,其中羽扇豆宾A、芹糖基异黄酮、绵果异黄酮B、7-甲基羽扇豆宾、尖叶山蚂蝗素A、成体异黄酮A(gerontoisoflavone A)为土圞儿属植物中结构独特的异黄酮,其2-C与2′-C相连,形成1 个五元氧环,这在其他植物中较为少见。
研究表明,土圞儿块根淀粉含量很高,其淀粉总质量高达块根干质量的75.1%,抗性淀粉的含量也很高,达到了生淀粉含量的83%[15]。刘彬等[16-17]研究发现,罗汉参中抗性淀粉的含量明显高于土豆、芋头、地瓜等作物中的抗性淀粉含量,具有独特的理化性质和保健功能。韩文婷等[18]证明,罗汉参对糖尿病小鼠具有降糖作用,且血糖生成指数(GI)低,为(48.87±0.06),长期食用可改善糖耐量,缓解糖尿病导致的多食、体质量降低或增长缓慢的症状。土圞儿属植物具有较高的食用与药用价值,其中所含淀粉结构与属性独特,对土圞儿淀粉的研究可以极大促进其在食品工业中的应用。
1.4 专利分析
对土圞儿专利的整理分析可以为其资源开发利用提供科学指引。目前,土圞儿申请专利所属的国际专利分类表(IPC)分类主要集中在A61K36(来自藻类、苔藓、真菌或植物或其派生物、例如传统草药的未确定结构的药物制剂,占28%)、A23L33(改变食品的营养性质;营养制品;其制备或处理,占23%)、A61P3(治疗代谢疾病的药物,占9%)、A61P1(治疗消化道或消化系统疾病的药物,占8%)。专利内容涉及土圞儿的栽培、提取、制备、配方、药效、加工、临床应用、产品开发等方面。土圞儿在医用配制品、中药制剂、营养制品领域专利申请数相对较多,说明其在该领域的研究是当前的热点。此外,还有关于土圞儿不同部位抗氧化、抗病毒、抗炎等药理作用的专利,反映了其在医药领域的广泛应用前景。
土圞儿的专利主要涉及中药制剂(39.53%)、食品加工(33.02%)、药理活性(25.12%)、种植(0.93%)、药酒(0.93%)、饲料(0.47%)等领域。其在传统中药制剂中的应用主要包括提取方法、制剂配方和药用部位筛选等方面的技术创新。土圞儿在食品加工领域的专利主要涉及其在食品中的添加剂用途、制作工艺和稳定性等方面的技术创新。药理活性研究方面的专利说明土圞儿在药理学领域的研究成果得到了认可和保护。这些专利涉及到土圞儿的药理活性成分、治疗用途等方面的创新。土圞儿在饲料领域的专利涉及饲料中添加剂、作用机制和动物效应等方面的技术创新。这些专利体现了土圞儿相关领域的研究创新,为其推广和市场应用提供了法律保障。
对现有申请人所在区域进行分析发现,浙江大学申请专利数量相对较多(图3),这表明其在土圞儿研究领域实力较强。该校在土圞儿药效及作用机制研究、临床应用等方面取得了显著进展,申请了39 项专利。这些研究成果为土圞儿的进一步研究探索提供了示范。申请的多项专利为土圞儿的开发利用提供了法律保护,促进了其在市场上的推广和应用。此外,其他机构(如株式会社东亚产业、单县天祥土圞儿专业合作社、山东省科学院生物研究所、济南邦文医药科技有限公司等)也有一定的研究实力,主要集中在山东省内。这说明在土圞儿研究方面,山东省内的研究机构占据了一定的地位。
图3 土圞儿专利申请情况
2 种植业发展情况
2.1 国外种植业发展情况
土圞儿原产于北美地区,如科罗拉多、魁北克等地,已经在欧美地区和日本等地广泛种植[19]。其主要种植区为加拿大安大略省至美国佛罗里达州,以及日本青森县[20]。目前,全球商业化种植土圞儿的地区主要集中在日本。在日本青森县,土圞儿的种植和食用历史已经超过100 年。在20 世纪80 年代,日本将土圞儿开发成保健品,并将其种植区域扩展到秋田县和宫城县[21]。此外,土圞儿在老挝、越南、韩国等国的部分地区也有种植。
如今,美国和日本在土圞儿的研究和应用已经取得了一定进展。其运用立体网状农业种植模式,使土圞儿能够在各种地形上进行种植和推广。目前,在美国和日本北部形成了高产、优质的栽培技术体系,土圞儿种植、推广和深加工已经相对成熟,在各种丘陵山地和盐碱地等贫瘠土地上都能成功种植。
2.2 国内种植业发展情况
目前,国内土圞儿(罗汉参)的主要产地是山东单县,种植面积约3000 亩(1 亩≈666.67 m2)。单县的罗汉参基地是以合作社、基地和农户种植的方式运作,农户的土地需要轮作,土地地块和种植规模较小。采用传统的种植方式罗汉参产量低,所以济南开发区金谷农牧科学技术研究所和山东单县科学技术开发中心承担了山东省科学技术协会立项的“罗汉参高产栽培技术开发研究”项目,历经3 年的努力,通过对罗汉参科研攻关及营养成分的分析研究,总结出提高产量的栽培技术模式[22]。单县科学技术开发中心和单县天祥罗汉参专业合作社承担的土圞儿品种改良和高产栽培方法推广项目通过有机繁育种植,成功地提高了土圞儿的数量和品质、增加了优果率。同时,有机种植基地的建立和深加工方法的开发也促使土圞儿产业拥有了更高的附加值。这些成果对土圞儿的种植和市场前景非常有利,有望为种植者带来更多的发展机遇,促进农业产业的发展。浙江农林大学的科研人员将美洲土圞儿引入我国,并对其功能成分、种植技术和产业化进行了初步探索。目前,已在浙江杭州、宁波、温州、金华等地建立规模化示范种植[23]。
相比国外,土圞儿在国内的规模化种植和产业化仍处于起步阶段,在种质资源培育、种植经验、生产加工技术、市场开拓等方面尚缺乏经验。因此,需要政策引导和科技助力,推动土圞儿产业快速发展,打造高质量的土圞儿产业链,从而更好地满足人们的食用需求和健康保健需求。制约我国土圞儿种植业发展的因素主要包括:1)支持政策少、补贴低,农户种植积极性难以发挥,尚未形成规模化种植,生产机械化程度较低,产量低,这严重制约了土圞儿产业化发展;2)缺乏高品质种质资源和先进的栽培管理技术,这既影响土圞儿品相,又导致产品单产量低,品质下降,优良品种繁育不够,难以形成高水平产业;3)土圞儿加工技术和工艺设备不够完善,缺少精深加工企业,产品形式单一,产业优势发挥不充分,发展受阻(图4)。
图4 制约土圞儿种植业发展的主要因素
针对制约我国土圞儿种植业发展的因素,可以采取以下解决方案:1)提供政策支持。增加对土圞儿种植业的支持政策和补贴力度,鼓励农户积极参与种植,提高种植积极性。建立规模化种植示范基地,推动生产机械化,提高产量。2)提供种质资源和技术支持。加强土圞儿种质资源的收集、保存和繁育工作,培育高品质的土圞儿品种。提供先进的栽培管理技术培训和指导,帮助农户提高土圞儿的品相和产品单产量,提升品质。3)推动技术和设备升级。鼓励土圞儿加工技术的研发和创新,提高产品的附加值。鼓励企业投资建设精深加工设施,丰富土圞儿产品的形式和品类,增加产品的市场竞争力,促进土圞儿产业发展。4)加强市场营销推广。提升土圞儿的知名度和市场份额,提供多样化、高品质的土圞儿产品,满足不同消费者的需求。5)建立土圞儿产业联盟或协会。加强行业合作与交流,共同推动土圞儿产业的协调发展。
3 健康价值及应用前景
土圞儿营养价值极高,含有丰富的淀粉、蛋白质、脂肪、氨基酸、矿物质、维生素和粗纤维等多种营养素,能够满足人体对各种营养物质的需求。同时,土圞儿还具有多种药用价值,如降血压、降血糖、抗肿瘤、增强免疫力等作用,被誉为自然的保健佳品。土圞儿块根、花、叶都含有丰富的营养成分和活性物质,可以用于开发食品和药品,具有多种保健功效(图5)。
图5 土圞儿不同器官的健康价值
土圞儿属植物的块根具有重要的食用和药用价值,其中的抗性淀粉的含量占比很高。土圞儿作为一种新型的高抗性淀粉资源,随着国内种植能力的不断提升,将成为2 型糖尿病人群很好的膳食来源[24]。土圞儿块根C-型淀粉可应用于制药行业、造纸行业,还可开发为基于缓慢消化淀粉的健康食品[25]。土圞儿还是一种高蛋白质、高钙、高能量的食物,含有许多活性成分,如皂苷、多糖、黄酮、异黄酮等。土圞儿块根不仅含有丰富的营养物质,同时还具有改善慢性便秘、高血压、肥胖、糖尿病等功效,可用于烹饪食物,或作为主要原料开发功能食品[26]。此外,该属中的一些植物为药食两用植物,淀粉含量较高,可开发为健康食品,如将其制作成粉剂添加到奶粉、糕点、麦片等食物中,也可将其制作成面包、馒头、面条等主食,既可为人体提供营养,又可起到降血糖、降血压、调血脂等作用,可作为理想的食品开发原料或添加剂使用。
目前研究主要集中于土圞儿的块根,而对花、叶、藤等其他部位的研究较少。研究发现,美洲土圞儿花中维生素C 含量较高,同时还含有较高含量的维生素E、总皂苷和异黄酮[27]。在欧洲国家和日本,土圞儿鲜花已经制成花茶,用来预防和治疗高血糖、高血脂和其他慢性疾病[28]。虽然土圞儿藤中各种有效成分相对于土圞儿块根、花和叶含量较低,但是可以将藤的提取物添加到中药或食品内,开发成新药物或功能食品,或制成矿物质和维生素的补充剂,应用前景广泛。
美洲土圞儿中矿物质含量丰富,铁质量分数为282.7 mg·kg-1,其叶中锌质量分数达61.2 mg·kg-1,美洲土圞儿富含钙,其花、藤、叶中钙的质量分数均大于2.5 g·kg-1,即大于大豆中钙的质量分数;美洲土圞儿富含锰,其叶中锰的质量分数为186.1 mg·kg-1,是大豆的4.3 倍[27]。这些矿物质能制成补铁、补锌和补钙产品。美洲土圞儿各部分中均含有不同含量的维生素C、维生素E,花中维生素C的质量分数为289.09 mg·kg-1,约为茶叶的10~40倍[27];叶中维生素C 的质量分数为436.57 mg·kg-1,约为大豆的2倍。维生素C、维生素E 能制成维生素补充剂。
土圞儿中的染料木素类天然异黄酮有着广阔的应用前景。染料木素作为天然来源的类雌激素,可以广泛用于食品、保健品和化妆品中[29]。在食品和保健品中,染料木素可以作为添加剂,有助于调节女性激素平衡、缓解更年期不适症状,是理想的食品和保健品成分,可以满足消费者对健康和自然的追求[30]。在化妆品领域,染料木素具有提高皮肤弹性和亮度的作用,可以用于面霜、护肤乳液和精华素等产品中,满足消费者对天然皮肤护理剂的需求[31]。此外,染料木素在药物研究中被作为候选物[32]。未来,可以进一步研究和开发以土圞儿为原料的药物,用于治疗与雌激素失调相关的疾病,如骨质疏松症等[33]。
在特殊医学用途配方食品应用方面,可以提取土圞儿块根的蛋白质,再根据注册管理办法,通过科学的配伍,完善肝病患者术后恢复食品的配方,明确其营养效果和作用机制[34]。土圞儿在日本有用于产后护理的历史。有研究表明,土圞儿产后干预能促进产后大鼠子宫复旧,全妊娠干预对促进产后大鼠子宫复旧有更好的效果,可以将其开发为产后子宫复旧的特殊医学用途配方食品[35]。
未来,可以开展更多以土圞儿为原料的产品开发和创新,满足人们的健康需求。
4 产业高质量发展对策
为了促进土圞儿产业的绿色健康发展,需要建立适应其产业的发展模式并制定合理的对策。如图6 所示,土圞儿产业绿色健康发展对策包括:1)注入创新活力。加强科技支撑和技术培训,引导农民发展现代农业,提高农业技术水平。繁育并推广优质土圞儿品种,结合配套机械设施的应用,提高土圞儿产量和质量。建立土圞儿产业技术研发和学术交流平台,推动土圞儿产业各环节协同创新。2)健康发展产业。推动土圞儿种植规模化、标准化、专业化和品牌化,优化其产业布局。科学使用有机化肥和农药,实现土圞儿绿色、有机生产。推广有机农业和循环农业模式,减少化学农药和化肥的使用,提高土壤的肥力和健康度。建立规范的废弃物处理体系,避免对环境造成污染,促进土圞儿产业的绿色转型和可持续发展。3)优化深加工业。引进并推广先进的土圞儿加工技术和设备,提高加工品质。发展土圞儿精深加工产业,建立标准化生产体系,提高土圞儿附加值和竞争力。培育土圞儿加工龙头企业和农民专业合作社,推动产业规模化、集约化发展。4)加强政府调控。强化政策扶持,如土圞儿种植补贴、加工企业贷款支持等,促进土圞儿产业健康发展。加强协调指导,发挥政府在土圞儿产业发展中的引导和主导作用。加大科研投入,制定土圞儿生产、加工、流通和质量安全等标准,建立完善的质量监测和追溯体系。5)宣传营销并重。实施健康绿色营销战略。加强对土圞儿健康价值的宣传,提高消费者购买意愿和品牌认知度。加大招商引资力度,吸引各类企业参与土圞儿产业,推动产业发展。通过以上对策的实施,可以促进土圞儿产业的绿色健康发展,提高土圞儿产业质量和附加值,提高农民收入和生活水平,推动乡村振兴。
图6 土圞儿产业绿色健康发展对策
5 资源循环利用产业链构建
土圞儿产业链的延伸和完善是其发展的有效途径,其资源循环利用产业链见图7。土圞儿产业链的横向延伸可以通过药渣加工生产饲料带动畜牧业的发展。土圞儿茎叶产量大,也可以作为一种优质的饲料原料,给畜牧业提供了更多的选择。另外,土圞儿全粉可以作为食品加工业的重要添加剂;地上部分的叶和花可以加工成茶叶,给茶叶行业带来更多的可能性。土圞儿淀粉作为一种优质淀粉,具有多方面的应用价值,特别适用于食品和医药领域。土圞儿可以加工成面条、粉条和休闲食品。同时,其也可以作为变性淀粉的加工原料。土圞儿产业链条的横向延伸要通过加工业不断向精深方向发展,发掘并应用土圞儿的不同特性和功效,提高其在农业、食品、医药等产业的附加值,实现土圞儿产业多元化发展。
图7 土圞儿资源循环利用产业链
在土圞儿产业化过程中,废水和废渣的处理问题需要得到重视和解决。对于废水,可以采用物理、化学、生物等多种方法进行处理和净化。通过合理的处理工艺,去除废水中的有害物质或将其降低到合格的排放标准之下,使废水能够得到清洁化处理、无害化排放。净化后的水还可以再用于土圞儿的加工。而在处理过程中,废水中的有机物和其他有价值的物质可以被回收利用,以减少资源的浪费。对于废渣,也可以通过物理或化学方法进行处理和转化。废渣中的有机物质可以通过生物降解、厌氧发酵等技术转化为有机肥料,用于土壤改良和农田施肥。同时,废渣中的无机物质也可以通过适当的处理和分离,作为再生资源或原材料进行再利用。采用废渣进行食用菌栽培和酿醋,既可以有效利用废弃物资源,又可以丰富农产品品种,增加农民收入。通过废水和废渣的循环利用,不仅可以减少环境污染和资源浪费,还可以降低生产成本和环境对土圞儿产业的负面影响。通过建立循环经济模式的土圞儿生产过程,可以不断提高土圞儿产业的经济和社会效益,使之成为一个生态友好、可持续发展的现代化产业,并为推动可持续发展做出贡献。
全产业链深度开发是土圞儿产业转型跨越发展的关键。为实现土圞儿产业的可持续发展,需要加强科技支撑,加快全产业链深度开发,开发新型健康产品。首先,需要深入挖掘土圞儿不同组织器官资源的利用价值,采用多学科交叉技术揭示其作用机制,为产品创制和新药研发指明方向。同时,也需要关注土圞儿全产业链副产物的循环利用和资源价值,推动其在中兽药、饲料添加剂、医药和轻化工原料等领域的资源化利用。通过各单位间合作,对土圞儿生产加工过程中产生的固液废弃物开展循环利用研究,助推土圞儿产业提质增效和绿色发展。此外,还需要研制相关产品,为土圞儿产业赋能,并创建土圞儿产业可持续发展模式,促进其绿色健康发展。通过这些举措,土圞儿产业将迎来更大的发展机遇,实现经济效益和环境效益的双重提升。
[利益冲突]本文不存在任何利益冲突。