《科技创新与品牌》杂志社成果

用牡丹“油”装满百姓“油罐子”

当前,我国仍需要大量进口食用油原料及成品油,尤其依赖进口大豆。据中国海关数据显示,2020年中国食用植物油进口数量为983万吨,同比增长3.1%;2020年中国大豆进口量累计达到10033万吨。光看这些数据可能认知还不够清晰,换个角度来讲,我国每年对于大豆的需求量大约在1.1亿吨,相当于大豆进口量占到总需求量九成,而我国的进口食用油原料及成品油数量占比接近需求量的七成,由此可见,中国的“油罐子”岌岌可危。

饭碗已经端牢,“油罐子”也不能丢掉,因此,发展优质、可靠的油料作物势在必行。油用牡丹作为中国特有的木本油料植物,适应性广,且不争粮田,油用牡丹产业也逐渐成为保障我国粮油安全,推进乡村增收致富的民族产业。为大力推动油用牡丹产业体系的建设,尽早让“进口油”变为“国产油”,有一支优秀的队伍在默默耕耘。

2021年6月,“油用牡丹产业关键技术体系创建与应用”正式通过北京中科合创科技成果评价中心(第三方科学技术成果评价机构)的评估。此项成果由中国科学院植物研究所研究员刘政安带领团队完成,集成创新了一系列油用牡丹前沿科研技术,有效解决了产业发展中存在的技术瓶颈,对于油用牡丹产业的发展有着巨大的推动作用。


价值


牡丹富贵,贵在气质、富在价值。

《爱莲说》中有云“自李唐来,世人盛爱牡丹”,这句话放在当今依旧不过时,国人爱牡丹,可谓爱到骨子里。作为中国的原产植物,牡丹的应用距今约有2000年的历史。提及牡丹,人们往往会想到无数赞美的词汇,“花中之王”“雍容华贵”“国色天香”……几乎都是吉祥、富贵的象征。

有一味中草药,名为“丹皮”,指的就是牡丹的根皮,具有清热凉血、活血化瘀、镇痛、通经之效;现代研究表明,丹皮中富含“丹皮酚”,具有抗菌、消炎、提高免疫力、抗动脉粥样硬化、抗惊厥、保肝等多种药理作用。仅是收录在《中华人民共和国药典》中的丹皮复方制剂就多达30余种,例如,人们常常挂在嘴边的“六味地黄丸”,其中就有一味丹皮。油用牡丹的根皮也不例外,其中以“凤丹”的根皮为最佳入药选择。丹皮的炮制品主要有生品、酒炙、清炒及炭炒等,除直接作药材之外,还可用于口腔护理、美容护肤、鼻炎口服液等等。

牡丹除了观赏价值、药用价值外,近年来,它的油用价值也颇被重视。

高贵的牡丹真的可以用来产油么?

是的。早在2004年,中国林业科学研究院已检测得知牡丹籽中大量含油,且是一种优质的木本油,此后,油用牡丹这一概念就出现在了人们的视线之中。

不仅如此,在迄今为止人类所发现的油脂中,牡丹籽油是最适合人体营养的油脂,其营养价值高,成份结构合理,具有降血脂、降血压、增强自身免疫等功效,被誉为“世界上最好的食用油”。牡丹籽的含油率在20%以上,其中α-亚麻酸含量在40%以上,是橄榄油的60多倍。α-亚麻酸是构成人体脑细胞和组织细胞的重要成分,是人体不可缺少,自身又不能合成的必需脂肪酸,有“血液营养素”“维生素F”和“植物脑黄金”之称。国家林草局原副局长李育材曾说:“一瓶牡丹籽油,智慧中华民族。”

为提升牡丹籽油的附加值,刘政安的研发团队构建了纯化牡丹籽油中α-亚麻酸的技术,实现了中高含量(50%~80%)α-亚麻酸工业化的中试,并且开发了稳定α-亚麻酸的纳米乳液包埋技术。还利用柱层析获得了99.65%高纯度α-亚麻酸。这些世界领先的科研成果,有望在功能食品、保健品和药品等领域推广应用,并极大地造福人类。

值得一提的还有,研发团队在研究牡丹籽油的过程中,得到了一项全新的发现。研究人员利用牡丹籽油和高浓度α-亚麻酸进行了体外活性研究,经过不断的实验鉴定,发现牡丹籽油对乳腺癌细胞的生长具有明显的抑制作用,α-亚麻酸能够抑制乳腺癌细胞侵袭转移,并诱导癌细胞凋亡。这一发现,提出了牡丹油具有抗癌作用,为研发作用机制明确、靶点单一、特异性强的抗乳腺癌药物奠定理论基础。

油用牡丹籽

刘政安在西藏林芝调查大花黄牡丹


破局


油用牡丹不是骗局!

2011年,卫生部正式批准牡丹(凤丹、紫斑)籽油为“新资源食品”;

2013年11月26日,习近平总书记到山东省荷泽市尧舜牡丹产业园进行实地考察;

2014年,国务院办公厅颁布了《关于加快木本油料产业发展的意见》,将油用牡丹列为国家重点发展的木本油料作物。

……

随着国家越来越重视牡丹产业发展,几年间,牡丹产业园如雨后春笋般在全国各地兴起一阵热潮。如今大潮渐褪,对油用牡丹的质疑声却没有消沉。

针对油用牡丹是“骗局”这一说法,刘政安表达了他的看法:“油用牡丹产业属新型、新兴的农林产业,任重道远。当前,种植油用牡丹面临两大瓶颈难题,一是消费者需要认可牡丹籽油,二是种植者需要越过技术及投入大、周期长、见效慢的壁垒。从根本上来说,油用牡丹原产我国,有着得天独厚的资源优势,最终形成特色产业是毋庸置疑的。但是,任何新兴产业的崛起总要有一个过程,急功近利者不可能做好油用牡丹实业,盲目跟风者也必然碰壁并遭受淘汰。这其中最大的原因是他们不了解牡丹,不了解牡丹籽油市场,特别是百姓对牡丹籽油认知的程度还很低。在我看来,人们与牡丹的对话不够,服务牡丹不够;富贵花,应该富贵养。牡丹不会欺骗人们,而是人们在欺诈牡丹。”

油用牡丹与传统农作物相比,其具有适应范围广、产量高等特性,油用牡丹精细管理亩产量约300公斤,已远远超越国产大豆的亩产量,不仅如此,油用牡丹的经济寿命长,一经种植,可连续受益20~30年。

说牡丹娇贵,它在悬崖峭壁间也能傲然开放,安徽省巢湖市银屏山景区的山崖上,就生长着一株举世闻名的“千年野生牡丹花”;说牡丹顽强,人们不去用心呵护它,它就结不出丰硕的果实。要种植好牡丹,就要按照牡丹的特性,结合种植地区的土壤条件、气候特征等客观因素,来精准制定方案。还要特别了解牡丹的古怪的“个性”与“脾气”。比如说,牡丹种子在萌发期有“上胚轴休眠现象”,因故要在秋季播种,第二年春天苗子才会破土而出。

为探索最适合“富贵花”的栽培管理模式,实现大规模的丰产丰收,刘政安所在的团队花费了五年的时间,探索出一套“快速高产、稳产、优质、低成本栽培模式”,被业界称为“中科-神农模式”。这种模式的管理要领是:在油用牡丹适生区内精整土地,选用2~3年的大苗壮苗,种苗杀菌促根处理;9月份最佳时期定植;密度动态管理;科学整形修剪,保障单位面积的结果量;花期及时人工辅助授粉等一系列栽培手段。

对于种植业,只有双脚踩在大地上才可以取得成果,要种植好牡丹,就要学会与牡丹对话,服务好牡丹。从事油用牡丹研究的十年来,刘政安穿梭在全国各地的牡丹园中,为更多的地区带去了专业知识。2016年,科研团队扎根在陕西榆林佳县贫困山区,根据黄土高原地区的气候特征,结合经济林及牡丹的生物学特性等,集成创新出了油用牡丹高效栽培模式。在黄土高原半干旱地区,结合自主研发牡丹专业栽培膜等多项技术,实现了“林——核桃、苹果、文冠果等经济林,灌——油用牡丹生产栽培大苗,草——油用牡丹的育苗”三位一体的栽培模式,提高了油用牡丹在半干旱地区栽植的成活率和育苗的成苗率,促进定植苗生物量增长2倍以上,播种苗增长3倍以上,也倍增了牡丹籽的产量。

2020年,十部委联合发文要推进木本粮油和林下经济高质量发展,在中原地区统筹推动油用牡丹种植,“骗局”一说不攻自破。牡丹籽油及油用牡丹产业曾被中国科学院院士匡廷云评价为“智慧之油,民族之业”。


延伸


当前,研发团队通过结合“凤丹”牡丹的生物学特性,研发出了包含专用地膜、微生物专用肥和人工辅助授粉等12项技术集成的油用牡丹栽培模式,至今推广面积10万余亩,创造了显著的社会效益、生态效益、经济效益。另外,研发团队还构建了种子油用品质综合评价模型,明确了油用牡丹种子储藏期限。

栽培技术有了保障,就应该思考牡丹在其他方面的研发利用,延长产业链,与其他领域协同发展。

与新能源领域结合就是牡丹栽培中的一大创举。刘政安团队根据牡丹是半喜荫植物特性,研发出了“油用牡丹+光伏”高效利用模式,充分利用了光能和土地资源,既获得的高产优质的牡丹种子,又获得了清洁能源。这种集成创新的光伏农业,依据了光伏阵列特点、牡丹生物学特性,结合农业机械化要求来进行探索建立的,并在不同区域与土壤情况下,通过改良灌排系统、道路系统等来实现的。当前,这种模式在江苏、安徽、山东等地已推广应用面积约2万亩。

为了延长油用牡丹的产业链,研发团队还探究了牡丹根、茎、叶、饼粕等副产品对肉羊、仔猪生长的影响。众所周知,我国的饲料一直以大豆等原材料为主。随着饲料工业的迅速发展,加之“禁素令”的颁发,我国畜牧业对优质饲料的需求日趋增大,也对饲料生产标准提出了更高的需求,因而,我国还面临着饲料资源匮乏的问题。寻求更高质量的饲用植物资源成为了我国畜牧业良性发展的一件头等大事。

近年,刘政安所在的团队发现了牡丹籽粕内含有高于20%的粗蛋白,低于18%的粗纤维,牡丹籽粕及根茎叶附属物中含有单萜类和茋类化合物等多种药用成分,混合饲用有替代部分豆粕及抗生素的潜力。在作为饲料饲养仔猪过程中,可以显著提高仔猪抗氧化能力,调节肠道微生物群落,改善仔猪肠道健康。现阶段研究证明,油用牡丹籽有望成为国家粮油战略储备物资,油用牡丹附属物具有成为饲料原材料的潜力,有望发展成为我国特色的“油用牡丹饲料”,油用牡丹新型产业正逐渐完善并很快会步入良性循环。

2021年9月9日,刘政安受邀参加了全国油用牡丹产业发展研讨会,几乎每一次关于牡丹产业发展的研讨会,他都不会缺席。站在牡丹产业开发的前沿,刘政安和他的团队一直没有停止前行,油用牡丹的良种在等待着他们发掘,油用牡丹产业高质量发展过程中的瓶颈问题正期待着他们去攻克。

花可观赏,籽能出油,根可入药,蕊能做茶……牡丹浑身皆是宝。油用牡丹产业可有效地服务“乡村振兴”“健康中国”“美丽中国”“粮油安全”“一带一路”等国家重大战略工程。作为我国特有的民族资源植物,牡丹产业定能大放异彩,并成为中华民族的宝贵财富。