山西省紫苏产业的发展现状及对策

2018-03-18 01:03王慧杰冯瑞云
山西农业科学 2018年4期
关键词:紫苏叶紫苏山西省

程 宏 ,王慧杰 ,冯瑞云 ,刘 晶

(1.山西省农业科学院玉米研究所,山西忻州 034000;2.山西省农业科学院作物科学研究所,山西太原 030031;3.山西省农业科学院棉花研究所,山西运城 044000)

紫苏(Perilla frutescens(L.)Britt.),别名:桂荏、白苏、赤苏等,为唇形科1年生草本植物,主产于中国、日本和韩国等少数亚洲国家[1-2]。紫苏是一种具有综合利用价值的抗性强、油性高的草本植物,也是卫生部最早颁布的60种药食同源植物之一,含有多种具有生理活性的化学成分,是目前自然界中发现的α-亚麻酸含量最高的植物,受到国内外的广泛关注[3-4]。我国从20世纪90年代初开始研究紫苏,是紫苏资源种类多、分布广且生产历史悠久的国家之一[5]。作为一种多用途的经济油料作物,紫苏的研究与开发越来越受到人们的关注。

本研究从紫苏的开发利用价值、山西省紫苏产业发展现状及产业发展对策进行简单概述及分析,旨在为紫苏的深入研究和进一步开发应用提供参考,有效促进山西省紫苏产业的开发。

1 紫苏的开发价值

紫苏最突出的特点是抗性强、油性高,种子含油量高达45%~55%,不饱和脂肪酸超过90%,其中,α-亚麻酸(α-linolenic acid,ALA)含量高达 56%~65%,是自然界中ALA含量最高的植物[6-7]。α-亚麻酸是维持大脑神经系统功能所必需的因子,是人体的必需脂肪酸,它的抗氧化性比深海鱼油中EPA,DHA好,且脂肪不含胆固醇,医学界认为紫苏籽油是深海鱼油的更新换代产品[8-10]。目前,日本、德国、美国等国家都非常重视紫苏油产品开发,美国已将紫苏列入抗癌食品研制计划[11];日本用紫苏精油合成提神醒脑的香水[12];韩国致力于苏籽油对循环系统疾病预防作用的研究[12];我国相继从紫苏籽粒中研制开发出营养保健油和预防心血管病的紫苏油胶囊;紫苏油中的亚油酸及其衍生物还可配制出具有各种功能的化妆品,例如苏子精华霜[13-14]。

紫苏叶具特异芳香,含有酚、醛、酮、多糖等活性物质,在抗病毒、止血、镇静和抗氧化、抗肿瘤等方面都有积极的作用,越来越受到人们的重视[15-17]。紫苏叶中酸类物质主要成分为迷迭香酸,是一种多酚羟基化合物,具有抗氧化、抗菌、抗病毒、免疫调节等药理作用,对肿瘤、器官移植排斥反应等疾病具有治疗或增效作用,对心血管系统和神经系统具有保护作用[18]。成熟紫苏叶含有丰富的类胡萝卜素,特别是β-胡萝卜素[19]。β-胡萝卜素具有防癌、抗癌作用,能降低血浆中的胆固醇物质,治疗心血管疾病,活化免疫细胞[9]。从紫苏叶中还可以提取紫苏色素及黄酮类化合物,黄酮类化合物具有调节血脂、抗氧化和抗菌的作用。此外,紫苏叶中还含有多种人体所需微量元素以及16种人体所需氨基酸(其中7种人体必需氨基酸),其氨基酸总量为25.14%,必需氨基酸含量为11.09%,微量元素中钙和磷含量较高[20]。目前,紫苏叶已经开发出多种产品,如苏叶汁保健饮料、紫苏胡萝卜胶囊、紫苏茶、紫苏精油等[21-23]。

2 山西省紫苏产业发展现状

目前,山西省农业科学院联合中北大学收集紫苏资源50多份,筛选不同品系12个,培育新品种3个,分别为晋紫苏1号、中北紫苏2号和并紫苏1号,开发紫苏保健油和胶囊等产品,并在脂肪酸组分分析、生理生化测定等方面有多年积累。2017年度山西省紫苏种植面积约0.33万hm2,从事紫苏油生产企业2~3家,年生产规模2 000 t。

在山西省,对于紫苏的研究还仅限于紫苏资源的选择、紫苏油产品的开发、紫苏叶的提取等阶段,还远远不能扩大规模进行产业化研发。

2.1 环境优势

山西省地处黄土高原东部,太行山以西和吕梁山以东,东西多山地,中间分布小面积平原、盆地,属温带气候,境内地势高低起伏,植被稀疏,山地面积占全省的40%,平原占19.7%,丘陵占40.7%[24]。

紫苏是一种抗旱、耐瘠、对光照长度极敏感的作物,立秋后开花,花期短[25],灌浆快,籽粒产量高。在山西省晋中盆地5月种植,一年一季,产量高,籽粒饱满,含油量高,品质好。在山西省中南部地区可以进行麦后移栽,小麦收获后复种,于9月下旬收获,形成小麦-紫苏一年两季,粮油双丰产的种植模式,不浪费和挤占耕地面积。这是目前所有油料作物都不具备的优势。

2.2 品质优势

山西紫苏多种植于荒坡野地、房前屋后等一些偏远山区,这些地区气候寒冷、水质优良、空气纯净,不受工业废气污水的影响,并且紫苏生产过程中不打农药、不施化肥,是一种纯天然的绿色食品。紫苏整株都具有较高的营养价值,叶子可以直接食用,做为茶、烹饪辅料等;紫苏籽榨油后可直接作为食用油食用或者制成紫苏胶囊。

2.3 加工现状

山西紫苏种植规模小,加工企业少,深加工技术落后,产业体系不健全是制约产业化发展的瓶颈。虽然培育了一批具有发展前景的加工龙头企业,但企业数量不多,规模不大,辐射带动农户能力较弱,生产效益不高,市场开发能力差,难以形成产销一条龙的产业开发格局。

目前,山西省紫苏研究和利用在全国市场处于前列,紫苏资源的保护利用和品种选择、紫苏油产品的开发、紫苏茎叶中生理活性物质的提取技术等研究均有突破:利用已有的高油紫苏材料,采用现代化浓缩精制技术,建立以纯植物性α-亚麻酸为产品(紫苏油、紫苏胶囊、紫苏茶等)的绿色健康品;采取热榨、冷榨、亚临界压榨等多种工艺生产紫苏油;同时采用生化技术提取油粕中蛋白质,得到紫苏蛋白粉,进而开发高F值低聚肽;采用植提技术从紫苏秸秆中提取迷迭香酸和紫苏精油,进而将提取后的残渣进行基料化开发。在与龙头企业产业化合作方面已有先例,并取得显著效益。山西省农业科学院、中北大学与寿阳县利尔康食用油脂有限公司强强联手,共同开发研制紫苏油产品;与山西鑫中大生物公司合作进行紫苏油、紫苏叶迷迭香酸及花青素等产品的提取。如果能再接再厉,一定会有大的发展。

2.4 存在问题与技术瓶颈

目前国内外紫苏研究主要集中于种质资源整理、栽培驯化、有效成分提取等方面,而从资源筛选和品种选育方面的基础研究很少;而紫苏发育过程中的逆境胁迫造成的种子含油量降低,已经严重影响西北紫苏油用产区的产量,成为紫苏进一步产业化发展急待解决的问题。

第一,紫苏籽粒小,千粒质量仅3.1~4.9 g,直播不仅浪费种子,且出苗差;出苗后间苗、定苗费时费工且劳动强度较大,是紫苏大面积种植面临的主要问题。

紫苏是一种多用途的经济作物,种子含油量较多,产量约2 250~3 000 kg/hm2,但是,由于紫苏颖壳抱合力小,成熟收获期间落粒严重,有些品系落粒率达到50%以上,不仅严重降低了产量,而且还影响收获速度,不利于大面积栽培。

第二,山西省紫苏品种单一,多数为油用紫苏,要进一步发展菜用和优质药用紫苏;山西省油用紫苏提取工艺简单,提取纯度低,α-亚麻酸容易被破坏;紫苏油粕和紫苏秸秆往往作为废弃物丢掉,降低了紫苏产品的附加值。

第三,我国紫苏的开发利用工作还处于初步阶段,加工设备和精制技术均有待提高。

目前,对紫苏的研究多为植物生理、营养保健等方面,对茎叶有效成分和紫苏籽油组分的测定大多是针对某一种或几种成分进行分析测定,对紫苏产品开发和利用缺乏系统性和全面性。

3 山西省紫苏产业发展对策

紫苏是一种极具开发价值的保健资源,应用前景广阔。我国紫苏资源十分丰富,遍布全国各省区。但由于我国对紫苏的研究工作起步比较晚,与国外相比(美国、俄罗斯、日本、印度等国已把紫苏作为油料作物进行种植,并开始开发培育油用、蔬菜用品种),差距较大,尚属起步阶段,有待于进一步研究和开发利用,全面提升山西省紫苏产品市场竞争力。

3.1 引进、培育优质品种

利用我国丰富的紫苏自然资源,在收集野生紫苏资源的基础上,研究紫苏的生长特点及对环境的同化能力,高产性状变异与遗传规律,生理生化基础,分子生物学及特殊性状标记、遗传改良、基因定位等进行鉴定分析,筛选优异种质资源,并不断收集资源,获得适宜山西省气候的特用品种,建立资源库。

利用山坡、丘陵等不良和废弃耕地,从播收机械化、种植标准化、病虫害防治和肥料添加等多维度对富含α-亚麻酸、丰产、栽培性状优良的后代进行扩繁,确定适宜种植范围、产量指标和必要的栽培措施等,建立紫苏集约化栽培技术。

3.2 积极开发深加工产品

紫苏油具有很好的保健作用,以紫苏籽粒原料,研究热榨、冷榨、亚临界提取、CO2萃取法、超声波辅助法等多种工艺对紫苏油提取率、α-亚麻酸含量、生物活性等多方面的影响,通过响应面法进行优化,建立紫苏籽油浓缩精制车间,形成紫苏油和胶囊等产品;从叶中提取可用于食品防腐的不同纯度迷迭香酸以及花青素和精油产品;建立紫苏油粕的蛋白提取工艺和低聚肽生物酶解和富集工艺;采用集成联动植提工艺,从紫苏秸秆中提取得到迷迭香酸和精油,进而以提取后的残渣为原料,添加相关的辅料,制备食用菌培养基、有机肥料等相关产品。建立不同区域、不同环境下的规范化示范种植基地,组建紫苏产品专业生产装备和产品加工研发团队,联合各科研单位进行产品研发及推广,并与龙头企业合作,及早形成产品,形成具有自主知识产权的产业,及早服务于社会。

3.3 加大对山西省紫苏营养、保健功能的宣传力度

应进一步加大紫苏营养价值、药用价值、保健功能的宣传力度,在政策、资金方面积极扶持,借鉴国外经验进行政府行为的广告宣传。政府应花大力气,扶优扶强,规范市场行为;企业加强自我保护能力,树立品牌意识,打击假冒伪劣产品,保证名优产品的信誉度和知名度,不断提高竞争力。

参考文献:

[1]薛山.紫苏叶精油化学成分及生理活性研究进展 [J].食品研究与开发,2012,33(3):235-238.

[2] NITTA M,LEE J K,OHNISHI O.Asian Perilla crops and their weedy forms:their cultivation,utilization and genetic relationships[J].Societyfor Economic Botany,2003,57(2):245-253.

[3]蒲海燕,李影球,李梅.紫苏的功能性成分及其产品开发[J].中国食品添加剂,2009(3):133-137.

[4]谭美莲,严明芳,汪磊,等.国内外紫苏研究进展概述[J].中国油料作物学报,2012,35(2):225-231.

[5]吴松权,吴明根,全雪丽,等.延边地区紫苏高产栽培技术的研究[J].延边大学农学学报,2005,27(1):48-55.

[6]张志军.紫苏研究与产品开发[M].北京:化学工业出版社,2011.

[7]WEBER H.Fatty acid-derived signals in plants[J].Trends Plant Sci,2002,7:217-224.

[8]张鑫.紫苏有效成分提取与资源分类[D].太原:中北大学,2010.

[9]李鹏,朱建飞,唐春红.紫苏的研究动态[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2010,27(3):271-275.

[10]TANG W Z,LIU Y Z,ZHAO Y Q.A newhomogenizing technology to obtain rosmarinic acid from perilla oil meal[J].Chinese Herbal Medicines,2012,4(1):70-73.

[11]王计平,史华平,南建福.紫苏种子油成分自然变异的研究[J].山西农业科学,2010,38(7):56-58,76.

[12]童妙君,吴素玲.野生紫苏的开发栽培价值[J].中国野生植物资源,2010(2):59-63.

[13]王根女.紫苏中酚类物质的微波辅助提取工艺及其抗氧化能力研究[D].杭州:浙江大学,2010.

[14]乔绍俊.紫苏愈伤组织诱导及迷迭香酸生物合成研究 [D].太原:中北大学,2010.

[15]姜文鑫.紫苏蛋白的性状表征及抗菌肽的制备[D].长春:吉林农业大学,2014.

[16]HUANG B,LEI Y,TANG Y,et al.Comparison of HS-SPME with hydrodistillation and SFE for the analysis of the volatile compounds of Zisu and Baisu,two varietal species of Perilla frutescens of Chinese origin[J].Food Chemistry,2011,125(1):268-275.

[17] KLINKENBERG J,FAIST H,SAUPE S,et al.Two fatty acid desaturases,STEAROYL-ACYL CARRIER PROTEIN Δ9-DESATURASE6 and FATTY ACID DESATURASE3,are involved in drought and hypoxia stress signaling in Arabidopsis crown galls[J].Plant Physiol,2014,164(2):570-583.

[18]周丹,刘艾琳,杜冠华.迷迭香酸的药理学研究进展[J].中国新药杂志,2011(7):594-598.

[19]张洪,黄建韶,赵东海.紫苏营养成分的研究[J].食品与机械,2006,22(2):41-43.

[20]郭晓青,陈晓靓,杨春梅,等.紫苏叶营养成分研究[J].安徽农业科学,2014,42(20):6603-6604.

[21]于淑玲,张冬亭.紫苏的食药用及其原理 [J].安徽农业科学,2006,34(13):3047-3048.

[22]赵静,于淑玲.药用紫苏的资源开发 [J].资源开发与市场,2006,22(6):549-551.

[23]WANNES W A,MHAMDI B,SRITI J,et al.Antioxidant activities ofthe essential oils and methanol extracts frommyrtle(Myrtus communis var.italica L.)leaf,stemand flower[J].Food and Chemical Toxicology,2010,48(5):1362-1370.

[24]古晓红,冯瑞云,王慧杰,等.山西省50 a来气温变化趋势特征分析[J].山西农业科学,2015,43(9):1160-1164.

[25]梁宗栋,郭建文,伊江山.紫苏的开发利用[J].山西农业,2006(12):32-33.

猜你喜欢
紫苏叶紫苏山西省
夏天宜与紫苏常相伴
山西省右玉县的生态建设及其启示
山西省秋收已完成93.44%
紫苏叶的营养价值及其产品加工研究进展
山西省打开农产品供深通道
岁岁紫苏
孕妇可以用紫苏叶 泡脚吗?
山西省文联扎实开展“深入生活、扎根人民”主题活动