收藏本站 | 企業郵局 | 進入論壇
今天是
杜 仲
聯系方式/Contact
地址:湖南省湘西自治州吉首市經濟開發區萬豐國際客服
電話:15368589111萬豐國際客服中心
傳真:0743-2132650
郵編:416000
網址:www.oxoqf.tw
杜 仲
當前位置: 首頁 > 科普園地 > 杜 仲
杜仲翅果綜合開發利用研究現狀與展望
時間:2011-10-8 17:35:10   瀏覽次數:次  

 

  杜仲是我國特有的單種科植物,也是僅存于我國的第三紀孑遺植物,屬國家二類珍稀保護植物,主要分布于甘、陜、晉、豫、湘、鄂、川、滇、黔、桂、贛、閩等省、自治區的平原到海拔1690m的丘陵和山地,自然中心在中國中部地區。由于引種,栽培分布區已逐步擴大至北緯25~38°和東經100~120°一帶,在日本、俄羅斯、朝鮮、北歐、北美等國家和地區也有栽植。
  杜仲是名貴古老的中藥材[1],早在公元前100 多年, 我國第一部藥書《神農本草經》就記載了杜仲主治“腰膝痛、補中、益精氣、堅筋骨、強志、久服輕身耐老”并列為中藥上品。
  為了探明杜仲的治病機理,確定其活性物質,各國學者對杜仲的化學成分進行了大量研究,主要成分有木脂素類[2-6]、黃酮類[3,7]、苯丙素類[8,12]、環烯醚萜類[8-11]、多糖[13]、三萜、植物甾醇[14]、醇、酚、氨基酸[15-18]、不飽和脂肪酸酸[19]和杜仲膠等有機化合物,以及鈣、鐵、錳、鋅、硒等礦物元素[20-21]。新的研究[22-28]還表明: 杜仲促進機體功能,抗衰老、抗癌的效果十分明顯, 尤其是對血壓的“雙向調節”作用是任何化學藥物無法比擬的, 是上等的老年保健藥物。
  20世紀80年代以來,在杜仲生產熱潮的推動下,各地把杜仲開發作為調整林種樹種結構的重要舉措,杜仲栽培面積急劇擴大,至目前我國杜仲的栽培面積已發展到35萬公頃(hm2 ),占世界杜仲總量的99%以上[29]。其中絕大部分杜仲林已經開花結果,杜仲翅果的產量遠遠超過了栽培育苗的需求,形成了一種新的資源。由于富膠多籽矮化杜仲林栽培面積的擴大,種子產量還將逐年增加。如何利用不斷增加的杜仲種子資源,是目前一項新的、重要的迫切任務。
  1 杜仲翅果的主要成分及作用
  杜仲果實為具翅小堅果,扁平,長橢圓形,長3~4cm(連翅),寬約1cm,周圍有翅,翅革質,頂端微凹,果實生長期為4~10月份。風干的果實千粒重為6.3411g,分為果殼和種仁兩部分,果殼和種仁重量分別占果實的64.72%和35.28%[30]
  1.1果殼的主要成分和用途
  杜仲果殼由纖維素、木質素和12%左右的杜仲膠組成。果殼中有重要應用價值的是杜仲膠,杜仲膠是一種存在于杜仲的樹皮、果皮和葉中的銀白色絲棉狀天然高分子化合物,以果實中含量最高,為10%-18%,干樹皮為6%-10%,干樹根皮為10%-12%,成熟的干樹葉中為2%-5% [31]
  杜仲膠的化學組成與天然三葉橡膠一樣,但杜仲膠是反式-聚異戊二烯,而天然橡膠是順式-聚異戊二烯。這種結構上的差異表現在-C=C-雙鍵兩邊的兩個次甲基的位置不同,三葉膠是柔軟的彈性體,而杜仲膠則是易結晶的硬質塑料。三葉膠憑借自己優異的彈性,在輪胎工業中充當著極重要的角色,一百多年來書寫了一部光輝奪目的發展史。相比之下,杜仲膠由于一直只能做塑料代用品,用途有限,道路坎坷。導致二者性能差別的原因,20世紀30年代得以弄清,原來二者分子鏈的構型不同。反式結構易于規則堆集而結晶,而順式線團則聚集成無定型膠團[32]
  中國科學院化學研究所嚴瑞芳研究員采用硫化的方法,把杜仲膠制成高彈性體,使硫化杜仲膠具備了三葉橡膠和塑料的雙重特性,除可作為三葉橡膠使用外,還具有三葉橡膠所不具備的多種獨特性能,為杜仲膠工業利用開辟了新的途經。近十多年來嚴氏父子和廣大科技工作者對杜仲膠的性質和用途進行深入研究,不斷完善了杜仲膠的綠色生產工藝,掌握了杜仲膠能提高其他橡膠的質量、耐水性強、高絕緣性、高粘著性、耐酸耐堿性、耐摩擦、耐寒熱性等特性,具有廣泛旳應用領域和開發前景,極大的豐富我國自己的知識產權體系[33] ,是杜仲產業史上的一次新的飛躍。
  1.2 果仁的主要化學成分和功能作用
  杜仲果仁含油25%~30%,杜仲油中不飽和脂肪酸高達91.18%,其中α-亞麻酸含量達60%以上,α-亞麻酸具有防治心血管疾病、降低血脂、延緩衰老、防癌、抗癌、增長視力等作用。杜仲油中含VE 32mg/100g,VE的存在既增加了油的營養,也使杜仲油具有一定的抗氧化作用。
  提取完杜仲籽油的杜仲種粕含蛋白質28.62%,氨基酸種類豐富,含量高,是營養豐富的高質量植物蛋白,對人和動物生理以及促進循環、代謝有重要作用。杜仲粕含VB10.5mg/100g,并含有豐富的其它維生素。杜仲粕含總糖16.89%,可以為動物的生長提供能量物質。
  杜仲種粕中還含有豐富的生物活性物質,如桃葉珊瑚苷、京尼平苷和京尼平苷酸以及黃酮類物質等,其中桃葉珊瑚苷是杜仲種粕中含量較高的活性物質,約含有3%~5%,是清濕熱、利小便的有效成分、并且桃葉珊瑚苷的苷元及其多聚體具有抗菌作用[34-40],是一種抗菌素。桃葉珊瑚苷的抗炎、抗菌性能與當藥苦苷相同。因此,對杜仲果實,尤其是果仁的研究和開發利用意義十分重大。
  2  杜仲翅果代謝物的分離和應用研究進展
  杜仲翅果由果仁和果殼組成,全身是寶:果殼密布膠絲,是杜仲全身含膠量最高的部位,是提取杜仲膠的最佳原料;杜仲果仁可提取亞麻酸油并開發相關產品,亞麻酸油為重要的保健食用油,已受到人們的推崇;提取完杜仲油的杜仲果粕還可用來提取桃葉珊瑚苷等,可做中成藥、飼料添加劑、食用菌底料等。
  杜仲果殼含膠豐富,脫殼難度很大,一定程度上影響了杜仲翅果的利用。關于機械脫殼目前主要有兩種方式,一是中國專利CN01247021.X公開的杜仲籽剝殼機,采用的是轉動錘擊式分離,此方法須將杜仲籽進行濕法預處理,生產工藝較為復雜,且預處理可能對果殼有效成分有一定影響;二是中國專利ZL200520052416.4公開的杜仲翅果脫殼篩選分離裝置,所采用的是轉動撕裂式干法分離,此方法工藝簡單,脫殼速度快效率高,也沒有脫殼進料的前期處理環節。
  2.1 果殼中代謝物的分離和應用研究進展
  杜仲果殼由纖維素、木質素和15%左右的杜仲膠絲組成,目前主要用來提膠,是杜仲全身含膠量最高的部分。自20世紀前蘇聯開始規模化人工提取杜仲膠開始,不少國家進行了這方面研究工作,所用原料主要是杜仲葉或皮,關于杜仲果實的報道較少,究其原因可能是脫殼復雜、資源較少未引起重視的緣故。如陸志科等[50]利用綜合法從杜仲果實中進行了提取杜仲膠的研究,得率達15.35%、膠純度為83.58%;劉大川等[51]用6#溶劑并結合堿浸法對杜仲翅果中杜仲膠的提取進行研究,得率約9%,純度也較好;劉貴華等用復合酶酶解杜仲殼制得40%的粗膠;目前,對杜仲膠的提取分離分為工業上大規模提取和實驗室小規模的提取兩種途徑。工業上對杜仲膠的提取方法有離心分離法、溶劑法、堿液浸洗法和綜合法四種[29],這四種方法各有優缺點,從各方面考慮,綜合提取法的應用潛力最大,更具有可行性。實驗室對杜仲膠提取常用的發酵法、甲苯浸提法、堿浸法、堿浸法+苯—醇法、苯—醇,也都可應用到果殼上[53]
  關于杜仲種殼外翅碎渣,亦有部分學者將其用作食用菌培養基或動物飼料添加劑,但未見文獻正式報道。
  2.2 果仁中代謝物的分離和應用研究現狀與趨勢
  杜仲果仁中主要含有油脂、蛋白、糖類、礦物質、維生素、粗纖維以及桃葉珊瑚苷等生物活性物質,是營養素的又一新資源,杜仲果仁主要用來提取杜仲油,提取完果仁油的渣是果粕。梁淑芳等[30]研究了杜仲果實的主要化學成分,測得杜仲果仁含油脂27.65%、果粕含蛋白質28.62%、總糖16.89%、并含有豐富的維生素和礦質元素。
  2.2.1 杜仲果仁油的分離和應用研究進展
  杜仲果仁含油25%~30%,油中不飽和脂肪酸高達91.18%,其中亞麻酸含量達61%以上(主要是α-亞麻酸),還含有較高的亞油酸(12.6%)和油酸(17.6%)[30]。α-亞麻酸具有很強的增長智力、保護視力、降低血壓、膽固醇,延緩衰老、抗過敏、抑制癌癥的發生和轉移等功效[54],然而,它在人體內不能合成,必須從體外攝取,人體一旦長期缺乏α-亞麻酸將導致腦器官、視覺器官的功能衰退、老年性癡呆等的發生,并會引起高血脂,高血壓、癌癥等現代病發病率的上升[55~58]。國外已將亞麻酸作為藥物和食品添加劑用來預防和治療心血管疾病與癌癥等癥,國內也已有這方面的藥品和功能性食品出售,如湘西和益公司生產的“金雪康”杜仲果軟膠囊、略陽嘉木杜仲產業公司生產的“雪之溶”杜仲籽油軟膠囊等。
  董娟娥等[19]研究了杜仲果仁油α-亞麻酸的含量及其生理功能,其中α-亞麻酸含量高達61%以上,具有抗腫瘤、預防老年癡呆、促進神經系統、腦和視網膜的發育、降壓、降低血脂和血小板凝固作用等多種保健功能。國外對α-亞麻酸的研究則更深入,機理分析得更清晰[57-58]
  杜仲果仁油的提取方法主要有壓榨法,溶劑萃取法和超臨界CO2流體提取法,各有優缺點,所得產品油總量和組成都有一定差異。一般來說,傳統壓榨法提取率低,且油的顏色較深,雜質多,品質較低,但成本也較低;溶劑萃取法提取率較高,但存在溶劑殘留問題;相對而言,以超臨界CO2流體提取法的提取率最好,α-亞麻酸含量最高,有效成分保存最好,但對設備要求較高。
  國內學者王藍等[59]介紹了杜仲果仁油的提取工藝,所得結論與上述一致,并指出壓榨法得到的杜仲果仁油中檢出了具有保肝、促進膠原蛋白合成的桃葉珊瑚苷;馬柏林等[60]采用超臨界CO2萃取技術對杜仲果仁油的提取進行研究,超臨界萃取得到的杜仲果仁油可作為高質量的保健油或者藥品。國外對杜仲果仁油提取的研究少有報道,可能是資源缺乏的原因。
  2.2.2 杜仲果粕的應用研究進展
  杜仲果粕為杜仲果仁提取完杜仲油后的分離物,含有豐富的蛋白質,糖類,維生素、礦物質、粗纖維等營養成分和較高的桃葉珊瑚苷等生物活性物質。根據提取工藝的不同,杜仲果粕的成分有一定的差別。
  溶劑法得到的杜仲果粕一般在實驗室進行,由于存在溶劑殘留問題且量較少,一般僅用于分析成分,實際用途不大。大量得到的杜仲果粕是通過壓榨或超臨界萃取得到的。壓榨法處理得到的杜仲果粕殘留有杜仲油,并且由于壓榨過程中的溫度及壓力均較高,生物活性物質損失較多。超臨界萃取處理得到的杜仲果粕油脂殘留相當少,并且活性成分保存好,可用于提取桃葉珊瑚苷等生物堿。
  桃葉珊瑚苷是杜仲果仁的主要苦味素物質之一,也是杜仲果仁中含量較高的生物活性物質,有清濕熱、利小便的功效,并且桃葉珊瑚苷的苷元及其多聚體具有抗菌作用,是一種抗菌素[61]。桃葉珊瑚苷具有多種生理活性,它能夠保護小鼠和大鼠的肝臟免受四氯化碳、蠅蕈素等化學物質的傷害,抑制小鼠體內RNA和蛋白質的合成,而且表現出較強的抗菌活性[62]。研究表明,膠原蛋白合成能力的降低與衰老有直接的關系。通過動物實驗發現,杜仲中的桃葉珊瑚苷能促進膠原蛋白的合成[25~26],降低大鼠機體的衰退。因此杜仲中的桃葉珊瑚苷對開發保健產品和藥品都具有重要意義。
  桃葉珊瑚苷的提取方法目前主要是溶劑提取法[63],原料主要是葉和皮[6465],杜仲中果仁桃葉珊瑚苷含量雖較高,但還未充分利用,前景較廣闊。馬柏林等采用乙醇做溶劑對杜仲果仁中的桃葉珊瑚苷進行了提取研究,用6倍于杜仲種粕質量的60%乙醇水溶液在80℃浸提3 次,每次30 min,其平均浸出率為93.62% (n= 3)。由于桃葉珊瑚苷的熱穩定性較差,易分解,且精制難度較大,難以實現產業化。張永康等[66]采用超臨界CO2流體萃取技術并選擇合適的夾帶劑進行從杜仲果粕中提取桃葉珊瑚苷的工藝研究,效果可比于溶劑提取法,且工藝簡便。
  杜仲果粕主要用作飼料添加劑,由于杜仲果粕中含有豐富的蛋白質、糖類、礦質元素、維生素及生物活性物質,所以杜仲果粕是理想的飼料添加劑,能全面促進動物的生長發育[67]。杜仲果粕中含有的綠原酸、桃葉珊瑚苷(aucubin)、京尼平苷(geniposide)和京尼平苷酸(geniposideacid)以及黃酮類物質等不但能明顯提高雞的產蛋率和豬、牛等動物的瘦肉率,而且可以增強動物的抵抗力、減低蛋和肉中的膽固醇含量。胡江宇等[68]用杜仲果粕粉做肉雞飼料添加劑進行了研究,表明杜仲果粕粉對肉雞具有很強的抗病能力和免疫作用、明顯的增肥效果,促進生長的能力和改善雞的肉質和風味的功能,杜仲果粕粉做動物飼料添加劑應用前景廣闊。
  總的來說,國內外對于杜仲果實中代謝物的分離和應用已經有了一定的研究,但還遠遠不能滿足綜合開發利用杜仲翅果的要求,需要進一步做更深入、全面的研究,除了從果殼中提膠外,主要是做好亞麻酸、桃葉珊瑚苷、京尼平苷以及黃酮類物質等的純化和藥理、毒理研究,開發出更多的附加值高的藥品、保健食品和化妝品。
  3  湖南西部杜仲綜合利用現狀與展望
  湖南是我國杜仲主產區之一,現有資源面積約60萬畝,大多分布在西部。湖南西部地處于北緯28+1度之間,屬于亞熱帶季風濕潤氣候,雨水充足,日照適中,氣候溫和潮濕,一年里既水熱同季、暖濕多雨,又冬暖夏涼、四季分明,降水總量適中,年平均降水1290~1600毫米,年平均氣溫為16.5℃~17.5℃,年平均太陽輻射能為3724~4091兆焦耳/米,主要農耕區無霜期在271~294天之間,特別適宜杜仲的生長。因此,杜仲是湘西地區的特色植物資源,其中慈利縣約35萬畝,占全省面積的58%左右;湘西自治州約10萬畝左右,在“十二五”規劃中還將新增果園化栽培10萬畝。
  辦在湘西的吉首大學一直堅持為地方經濟建設服務,堅持產學研相結合,充分利用學校的資源和平臺,早在十多年前就集多學科、多個重點實驗室、院系參予了杜仲開發利用的研究。本世紀初吉首大學林產化工工程省級重點實驗室開始從杜仲葉提取綠原酸并在張家界恒興生物科技公司產業化,生產高、中、低純度的杜仲綠原酸和杜仲袋泡速溶茶,具有一定市場。最近幾年來,吉首大學生物資源與環境學院、植物資源保護與利用湖南省高校重點實驗室利用杜仲翅果為原料,與湖南老爹生物科技公司、湘西自治州和益生物科技公司開發出“果王素”、“金雪康”杜仲果軟膠囊保健食品,投放市場后深受高血脂人群喜愛。為了提取杜仲翅果中亞麻酸油,首先必須從翅果中剝離果仁,為此張永康等成功的發明了轉動撕裂干式脫殼機,每小時脫殼30公斤杜仲翅果,出仁率高達95%以上,果仁的完好率達60%以上。
  為了提高杜仲翅果的綜合利用,還分別對脫殼分離后的果殼和超臨界萃取后的果粕進行了應用研究,已取得初步的重要進展。
  基于果殼富含杜仲膠,通過“果殼→酶解→洗成中性→干燥→粗膠→溶劑提取→蒸干→精膠”工藝流程實驗,把制得的杜仲膠與吉首橡膠廠以及中橡集團株洲橡膠塑料工業研究設計院組成產學研共同體進行應用性的研究,在杜仲膠提純工藝路線和杜仲膠用于機車材料、軍事材料、航空材料的耐磨性、抗震性、耐腐蝕性等新材料應用方面的進行聯合攻關。
  由于果粕富含蛋白質和桃葉珊瑚苷等多種聚環烯醚萜苷類生物活性成分(約3%),將其添加到飼料中能有效預防雞瘟和禽流感,并能增進飼養的家禽、海產的肉質口感鮮度。通過在湖南洪江的幾個肉雞飼養場,進行了對比飼養實驗,結果表明添加杜仲飼料添加劑的無雞瘟,成活率100%,并提早8天出欄,且肉質口感有明顯改善。國內各類飼料加工需求量極大,杜仲飼料添加劑市場前景將十分樂觀。
  從國家針對杜仲產業發展戰略需要,以提高杜仲膠為主的生物產量、保障杜仲產業發展過程中優質杜仲膠資源供應為目標,我們認為應大力推廣和選優豐膠多籽杜仲新品系,強化對杜仲翅果精深加工的研究和應用,采取“梯級開發”綜合利用模式,使杜仲膠的產能突破35公斤/畝(約占50%);亞麻酸和桃葉珊瑚苷100%的利用:
  第一級開發:從杜仲翅果中提取有效成份(亞麻酸等不飽和脂肪酸和桃葉珊瑚苷、松脂醇二葡萄糖苷、京平尼苷等),開發杜仲原料藥和藥物中間體及進一步開發藥品和保健食品;
  第二級開發:在第一級開發的基礎上充分利用含膠量豐富的果殼開發杜仲膠,較從杜仲葉中提膠成本大為降低,可為市場提供粗膠和精膠;
  第三級開發:充分利用含蛋白質、生物堿豐富的果粕開發杜仲飼料添加劑、有機肥料等。通過三級綜合開發利用,能生產10個以上的終端產品,增值10至20陪,產生良好的經濟效益和社會效益。
  2011年重組后的湖南湘西老爹生物科技公司依托吉首大學植物資源保護與利用省高校重點實驗室,共同組建南方杜仲產業化工程技術研究中心,三年內計劃投入1.2億元加大杜仲資源綜合利用的研發,其中新建萬畝杜仲豐膠多籽矮化林規范化種植基地,盛果期可生產杜仲果仁油160噸、杜仲果軟膠囊3.2億粒、含膠>40%粗膠600噸、杜仲飼料添加劑600噸,新增產值4.2億元。有理由相信,湖南西部杜仲產業的明天更加美好,也必將為我國杜仲產業的發展做出新的貢獻。
電話:15368589111萬豐國際客服中心 傳 真:0743-2132650 郵 箱:laodishengwu.com
萬豐國際客服—15368589111_公告:【開戶送彩金,推薦送豪禮】_萬豐國際值得信奈的老品牌_,充值大優惠,詳情請聯系客服。 湘ICP備:05004284號 技術支持:晟翔信息
莱特币交易时间 体彩快乐扑克走势 大众麻将游戏在线玩 正版四不像一肖中特l 天津时时彩走势图表 香港赛马会彩票走势图 时时彩最精准人工计划 河北时时视频 各省快乐十分走势图 天津快乐十分钟走图 北京快三开奖号码查询结果