張黃琴,劉培*,董玲,李衛(wèi)文,朱振華,錢大瑋,段金廒*
1.南京中醫(yī)藥大學 江蘇省中藥資源產業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心/中藥資源產業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心/國家中醫(yī)藥管理局中藥資源循環(huán)利用重點研究室,江蘇 南京 210023;2.安徽省農業(yè)科學院 園藝研究所,安徽 合肥 230031
栝樓屬植物是中國本地起源種,中國分布有41種8個變種[1]。栝樓TrichosantheskirilowiiMaxim.是2015年版《中華人民共和國藥典》(《中國藥典》)收錄的中藥瓜蔞(Trichosanthis Fructus)、瓜蔞皮(Trichosanthis Pericarpium)、瓜蔞子(Trichosanthis Semen)和天花粉(Trichosanthis Radix)的基原植物之一,分布于華北及陜西、甘肅、河南、山東、江蘇、安徽、浙江、江西、湖南、湖北、貴州、四川等省[2]。另一基原植物為雙邊栝樓TrichosanthesrosthorniiHarms,又稱中華栝樓,多為野生自然分布。由于栝樓適應性強,種植管理簡約,且經濟效益比種植稻麥兩季收益高2~4倍,因此倍受青睞,正逐步形成農業(yè)產業(yè)特色品種[3]。目前全國栝樓生產基地主要集中在安徽、浙江、江西、河北、湖南、山東、江蘇等省,廣西、貴州、河南等地有少量引種。栝樓栽培模式分為架式栽培與露地栽培。架式栽培主要作為籽用和全果用生產,果實當年收獲,根3年后起挖,主要栽培品種為皖蔞系列;露地栽培分為根用與全果用,根用一般選擇雄株,當年種植當年采挖,全果用主要品種為河北的“海市栝樓”。據調查,2016年全國栝樓種植面積已達約3萬多公頃,主要以采收栝樓籽、生產吊瓜子為主,同時收集全果、皮、籽和根作藥用,但其資源利用效率較低,資源價值尚未得到有效挖掘和充分釋放。
本文基于團隊近年來圍繞中藥資源產業(yè)化過程循環(huán)利用與提質增效模式的建立及適宜技術體系的創(chuàng)建[4],提出栝樓植物不同部位資源化利用策略與途徑,為栝樓資源產業(yè)鏈的發(fā)展提供指引和借鑒。
據2016年產銷分析結果,我國栝樓鮮果總產量約87.5萬噸,理論折算量可產生干果皮約8萬噸。栝樓果實加工過程除可收獲瓜蔞皮和瓜蔞子外,尚有約占果實產量三分之一的果瓤未被利用而廢棄。因此,藥材加工過程產生大量的果瓤等下腳料,造成資源浪費、環(huán)境污染。對栝樓果實資源性物質進行系統(tǒng)分析評價和資源價值發(fā)現研究,將對其循環(huán)利用和提質增效起到積極的推動作用,從而實現資源節(jié)約、環(huán)境友好的目的,實現經濟和生態(tài)的和諧共生[5]。
栝樓果實的藥理作用主要為改善心血管系統(tǒng)及祛痰止咳兩方面,尚具有抗腫瘤、抗?jié)?、抗菌及瀉下等作用。對栝樓改善心腦血管系統(tǒng)功能的研究較多,栝樓具有擴張微血管、增加耐缺氧能力、增加冠脈血流量、保護缺血心肌、抗凝血及降低血清膽固醇等多種活性[6-7]。栝樓果實所含的三萜類成分主要有兩大類,葫蘆烷型的四環(huán)三萜和齊墩果烷型的五環(huán)三萜。果實中甾醇類化合物種類繁多,主要有菠菜甾醇、豆甾醇等。栝樓干燥果皮脂溶性部分含有一種特有的生物堿——栝樓酯堿[8],其結構為α-(苯甲酰胺)-苯丙酸-3-[(1-苯基)亞乙基]氨-2-羥基丙酯。從栝樓果肉分離得到分子量為50 000的絲氨酸蛋白酶A、B,它們能被氟磷酸二異丙酯抑制,但不受半胱氨酸蛋白酶抑制劑和金屬螯合物試劑的抑制[9]。果皮或果實中還含有蘆丁、芹菜素、香葉木素、槲皮素、山柰酚及其糖苷類資源性化學物質等。研究初步確定栝樓多糖由鼠李糖、阿拉伯糖和葡萄糖3種單糖組成[10]。
栝樓種子(瓜蔞子)單用入藥最早見于《本草經集注》,主治痰熱咳嗽、燥結便秘、癰腫、乳少。資源性物質分析結果表明,栝樓種子富含以亞油酸、栝樓酸、油酸等不飽和脂肪酸為主的油脂類成分,果皮中也含有少量油脂類成分。此外,從栝樓種子分離得到的分子量27 000 Da的蛋白質即栝樓素(trichokirin),是一種堿性糖蛋白單鏈毒素,可使核糖體失去活性[11];分離得到的兩種RIPs:分子量為8 kD左右的S·TCK和11kD大小的TCK·S[12];核糖體失活蛋白質α- kirilowin 和β-kirilowin,分子量分別為27 500 Da 和28 800 Da[13];一種分子量57 000 Da的糖蛋白凝集素由分子量分別為37 000 Da和25 000 Da的2個亞單位組成。種子中還有小麥黃素和4′,6-dihydroxy-4-methoxyisoaurone[14-15]。栝樓種子由于其中含不飽和脂肪酸、蛋白質及多種氨基酸,并含有三萜皂苷、多種維生素以及鐵、鋅、鈣、硒等多種微量元素,具有較高的營養(yǎng)價值。栝樓籽油的半最大效應濃度(EC50)為0.23 mg·mL-1,而玉米油、芝麻油的EC50分別為0.51 mg·mL-1和0.27 mg·mL-1,栝樓籽油與芝麻油、玉米油相比,具有更好的羥自由基去除效果,可作為理想的保健性食用油[16]。
本課題組對栝樓果實中的資源性化學成分分析表明,瓜蔞皮約含葡萄糖及果糖分別達20%;果瓤中葡萄糖、果糖及多糖含量分別達20%以上;果實不同部位中多糖含量高低順序依次為:果瓤>果皮>種仁,果瓤多糖類成分含量是果皮的3倍以上。此外,果瓤色素類含量約為0.2%;種仁蛋白含量約為8%。脂肪酸類成分是種仁的特有成分,包含亞麻酸、瓜蔞酸、亞油酸、油酸等,其總量高達40%。同時瓜蔞皮含少量異槲皮苷、蘆丁、木犀草苷等黃酮類物質及少量葫蘆素B等三萜類成分。對于栝樓果實各部位的各類資源性化學成分有針對性地進行精細高值化產品開發(fā),是推動栝樓資源產業(yè)由物質消耗向高價值提升轉變、延伸資源經濟產業(yè)鏈的重要策略。
以栝樓果實不同部位開發(fā)的健康產品類型多樣,作用各異。例如,以全瓜蔞配伍白芍、金銀花、甘草、香附、僵蠶等制成治療帶狀皰疹膏藥[17];采用瓜蔞、紅棗、桂圓、牛奶為主要原料,并加入山藥、枸杞子等制備瓜蔞低糖發(fā)酵飲品,可以幫助腎臟排出體內毒素,促進血液循環(huán),促進人體健康[18];以瓜蔞、枸杞子、紅豆等為原料制備瓜蔞奶茶粉,具有清肺化痰、行氣寬胸、補血、促進睡眠的作用[19];研究瓜蔞皮中三萜皂苷提取物抗真菌作用,以其為原料制備能夠治療腳氣的藥物[20];以瓜蔞皮配伍桂花、陳皮、桑葚、甘藍提取物、藍莓提取物等制備營養(yǎng)保健飲料,對長期胃痛反酸、高血壓、腰膝酸軟、咽喉腫痛有治療效果[21];以瓜蔞子或瓜蔞皮作為主要藥效成分制備胃漂浮緩釋膠囊,有效延長制劑在胃中的滯留時間,延長內容物中藥效分子的釋放時間,從而提高藥效分子的生物利用度,減少服藥次數[22];瓜蔞皮配伍半夏、牽牛子、荷葉、山楂、決明子、枸杞子等制備瓜蔞皮減肥茶,可排毒養(yǎng)顏、減肥降脂[23];以瓜蔞皮為原料制得栝樓果脯,有潤肺止咳、利咽降火等多種保健功能[24];瓜蔞皮、芒果皮和枇杷花通過發(fā)酵等工藝制得保健醬油[25];以栝樓果皮作為原料,提取分離資源性化學物質[26]。
以栝樓果瓤為原料制備栝樓瓤天然防腐劑[27];以栝樓瓤作為防腐劑,瓜蔞皮水提及醇提液為主要成分制備栝樓天然植物牙膏,具有保持口腔衛(wèi)生效果明顯、抗菌效果佳、安全性高、成本低的特點[28];栝樓瓤可作為原料,提取栝樓黃色素[29];以栝樓果瓤為原料,制備栝樓瓤美白霜,其不僅能保持皮膚水分的平衡,還能補充重要的親水性保濕成分、油性成分,并能作為活性成分和藥劑的載體,使之為皮膚所吸收,達到調理和營養(yǎng)皮膚的目的[30];以栝樓瓤、干葛粉、菊花粉末、金銀花粉末混合攪拌均勻,烘干后慢火炒熱,制備去燥熱瓜蔞茶,具有去暑解毒、治肺燥熱渴、大腸秘結等作用[31];栝樓瓤配糯米、粳米、紅糖等制備栝樓瓤糕,有清肺化痰、利氣寬胸、散結消腫作用[32];采用雙酶法破壞膠質和纖維素的細胞壁,使栝樓瓤細胞內黃色素能夠釋放,能降低提取液的黏度,制得栝樓黃色素[33]。
栝樓果瓤、果皮中富含糖類資源性成分,經分離純化技術制備得多糖、單寡糖部位或者單體,作為制藥原料,應用于醫(yī)藥、輕工業(yè)、保健等各類資源性產品的開發(fā)。研究表明瓜蔞多糖可顯著提高免疫抑制小鼠臟器指數、巨噬細胞吞噬能力和淋巴細胞增殖能力,瓜蔞多糖具有良好的免疫增強、抗氧化和心臟毒性保護等活性,具有較高的研究與開發(fā)價值[34-35]。栝樓籽中多糖提取率可達到3.60%左右,該多糖對·OH自由基的清除能力強于檸檬酸和抗壞血酸[36]。
栝樓果瓤中主含果葡糖漿,是一重要的資源性物質。其理化性質接近于天然果汁,具有水果清香,味覺甜度比蔗糖濃,且有清涼感。果葡糖漿在40 ℃以下時具有冷甜特性,甜度隨溫度的降低而升高,可用于清涼飲料和冷飲食品。果葡糖漿的發(fā)酵性能好,用于酵母發(fā)酵的食品加工方面優(yōu)于蔗糖。
栝樓果實具有保護心血管系統(tǒng)及祛痰止咳等藥理活性,目前市場栝樓果實相關產品有瓜蔞皮注射液、丹蔞片,其系列資源性產品有待進一步研究開發(fā)。
通過生物轉化技術對中藥資源中資源性化學成分、營養(yǎng)基質、生物質能源等物質進行轉化,從而提升中藥資源利用效率,延伸中藥資源經濟產業(yè)鏈,實現資源節(jié)約、可持續(xù)發(fā)展的目的[37]。近年來大量研究表明,生物轉化技術(酶轉化、細胞轉化、微生物轉化)和物理化學的轉化技術顯著提高中藥中主要成分的含量、修飾活性物質的結構,擴大藥源范圍,其轉化增效的開發(fā)模式對栝樓資源價值開發(fā)具有深遠意義[38]。
栝樓果皮、栝樓果瓤中含有豐富的多糖類成分,可作為微生物的營養(yǎng)來源,在代謝過程中分泌果膠酶、纖維素酶等多種胞外酶,促使果實組織細胞破裂,從而利于資源性化學成分的溶出,提高資源性成分的利用率;另外,多糖類成分可針對性地對其水解或酶解,制備不同分子量段的部位,并驗證其活性,提升其資源價值。
研究表明,廢棄的栝樓果瓤富含糖類、蛋白質、氨基酸等成分,可在相關酶的輔助下,接種相關菌種,經發(fā)酵制備具有風味的栝樓果醋、栝樓果酒或直接發(fā)酵蒸餾得到工業(yè)乙醇,取得顯著的社會-經濟-生態(tài)效益。
中藥廢棄物亦可直接燃燒或經過簡單發(fā)酵技術直接或者間接作為燃料、肥料、飼料及添加劑、栽培基質等粗放的能源[38]。栝樓果實,特別是廢棄的果瓤以及過剩的果皮,可經高溫熱裂解后生成生物炭,或者利用微生物厭氧發(fā)酵技術將富含淀粉等多糖類成分轉化為乙醇、沼氣等生物質能源以及肥料資源,從而部分替代煤炭、石油以及化學肥料。果瓤中富含糖類、核苷、氨基酸、蛋白等營養(yǎng)成分,可開發(fā)成動物飼料或飼料添加劑,在消除環(huán)境污染的同時給畜牧養(yǎng)殖業(yè)提供新型保健飼料。
栝樓最早用藥部位是根部?!渡褶r本草經》中將其列為中品,記載“栝樓根,味苦寒,主消渴,身熱,煩滿,大熱,補虛安中,續(xù)絕傷,一名地樓”。我國天花粉年需求量約3500~4000 t,主要用于飲片調劑、中成藥原料及制備天花粉蛋白作為天花粉蛋白注射液的原料藥。然而,3萬多公頃的栝樓種植生產遠遠超出市場對天花粉藥材的需求,巨量的栝樓塊根未得到有效利用,既造成了資源的巨大浪費,也潛在著不合理利用的社會風險。
目前研究較為深入和轉化應用的是栝樓植物根中的天花粉蛋白(TCS)。該蛋白是一種核糖體失活蛋白,抑制細胞內蛋白質的合成,促使細胞內促凝物質外溢,而導致細胞死亡。此外,在根中還發(fā)現有葫蘆素B、異葫蘆素B、葫蘆素D、異葫蘆素D、23,24-二氫葫蘆素D、3-表-異葫蘆素B、二氫葫蘆素B、二氫異葫蘆素B、二氫異葫蘆素E等三萜類成分,該類葫蘆烷型四環(huán)三萜對乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌、肺癌、結腸癌等抑瘤效果顯著,可通過誘導細胞凋亡、誘導細胞自噬、阻滯細胞周期、抑制腫瘤轉移、破壞細胞骨架以及調節(jié)細胞內的信號轉導子與轉錄激活子3、絲裂原激活的蛋白激酶等信號通路來發(fā)揮抑瘤作用[39-40]。研究還認為栝樓屬塊根提取物對HeLa細胞的細胞毒活性及其細胞增長有抑制作用,效果優(yōu)于天花粉蛋白。栝樓根煎劑可抑制子宮頸癌HeLa細胞活性,而對巨噬細胞有促進和損傷的雙向作用[41]。Dou等[42]研究發(fā)現天花粉多糖對人乳腺癌MCF-7細胞有生長抑制和誘導凋亡作用,其誘導凋亡的機制可能與Caspase-3、Caspase-8活化有關[43]。對天花粉蛋白分離純化及活性的報道較多,研究表明天花粉蛋白具有多種抗腫瘤活性。天花粉蛋白通過激活ERK信號通路,抑制胃癌SGC7901細胞的生長,誘導細胞凋亡[44]。天花粉蛋白能有效抑制結腸癌細胞的生長,且證實Tyr70、Arg163為天花粉蛋白活性結構中重要氨基酸[45]。天花粉蛋白能夠抑制小鼠B細胞淋巴瘤A20在同種移植模型體內的生長,能夠延長荷瘤小鼠的生存時間[46]。
研究表明,天花粉或其蛋白注射液在異位妊娠、子宮切口瘢痕妊娠等婦產科疾病中有舉足輕重的作用[47-48]。另有學者觀察到栝樓根具有改善糖尿病“三多一少”癥狀、降低血糖和血脂、減少HbA1c含量、增加血清胰島素含量和增強胰島素敏感性的作用,減輕T2DM大鼠胰島β細胞受損程度,能增加細胞中IGF-1的表達[49]。此外,研究證明天花粉多糖對乳鏈球菌有一定的抑制作用[50],天花粉與連翹、金銀花配伍能防治牛乳房炎[51],提示可進一步研發(fā)成中獸藥產品。
本課題組對栝樓根中的資源成分進行分析表明,天花粉中含有葫蘆素B、葫蘆素等葫蘆烷型三萜類、10%多糖類、3%蛋白質類等資源性化學物質。
以栝樓根開發(fā)的健康產品類型亦較為豐富。以雄栝樓的天花粉或天花粉下腳料發(fā)酵制備天花粉飲料,具有增強抵抗力、保護胃腸功能、防治心腦血管疾病、美容護膚、減肥瘦身及延緩衰老的作用,增加天花粉的深加工方法,使種植農戶的經濟收入提高11.3%[52]。以栝樓根為原料提取三萜類化學成分,可用于制備治療糖尿病的功能食品及藥物[53]。栝樓根配伍茯苓、山藥、瞿麥等,用于治療前列腺炎[54]。以天花粉配伍桔梗、半夏、瓜蔞等,用于治療乳腺炎、乳癌[55]。此外,以天花粉、菱苦土、介孔磷酸鐵鋰、紅線蟲干粉、絲瓜絡、川槿皮、西紅花、土壤調節(jié)劑等配伍制成專用于西府海棠的肥料,提高海棠的抗病性和免疫力[56]。亦有報道將天花粉作為殺蟲劑的原料,生產的殺蟲劑綠色環(huán)保、無毒副作用、殺蟲效果較好[57]。以天花粉為原料,探討提取溶劑、時間、溫度等因素,優(yōu)化出最佳提取瓜氨酸的方法[58]。
目前關于栝樓根資源性產品的研究內容主要為與各類藥材配伍,發(fā)揮抗炎、抗癌、降糖、抗病毒、提高免疫力等藥效;或制成殺蟲、抑菌、抗病的生物農藥、有機肥料應用于特種農業(yè),提升栝樓根的資源利用效率和效益。同時,依據天花粉中各類資源性物質的理化性質及其生物活性,可分別將天花粉蛋白類、多糖類、三萜類等化學成分進行系統(tǒng)的資源價值挖掘,發(fā)現一批具有特定功能的醫(yī)療保健品或藥品前體,為高附加值天花粉系列產品的創(chuàng)制提供科技支撐。
以栝樓根及莖葉等組織器官為原料提取三萜類、多糖類、蛋白質類等資源性成分后的副產物及下腳料,經發(fā)酵轉化生產高活性的纖維素酶,或進一步生物轉化生產低聚糖、乳酸、生物乙醇等。天花粉藥材加工過程的根頭、側根等木質化程度高的固體廢棄物,可經熱解炭化生產生物炭。生物炭作為炭基復合肥的載體,可吸附土壤有益微生物及多元微肥,有利于改善土壤碳源、增加呼吸值、改善和修復連作障礙等,實現源于農田、歸于農田的中藥資源循環(huán)利用發(fā)展模式和生產方式。
可通過生物轉化將生產過剩的大量栝樓塊根富含淀粉類多糖物質作為生物乙醇等生物質能源的原料,或可通過初級轉化得到市場需要的低聚糖類、營養(yǎng)基質等資源性物質。也可以其淀粉類生物大分子物質為原料經均質、糊化、乳化、消泡等工藝制備可生物降解的地膜、一次性消費盛器等。這些生物轉化策略具有深加工生產技術條件投資少、易掌握、市場需求量大、投資回報率高的特點,從而有效提升其資源利用效率和效益,且符合國家鼓勵和支持的綠色產業(yè)發(fā)展范疇。
栝樓根中含有豐富的多糖類成分,可作為微生物的營養(yǎng)來源,在代謝過程中分泌果膠酶、纖維素酶等多種胞外酶,促使果實組織細胞破裂,從而利于資源性化學成分的溶出,提高資源性成分的利用率;另外,多糖類成分可針對性地對其水解或酶解,制備不同分子量段的部位,并驗證其活性,提升其資源價值。
在天花粉產地初加工環(huán)節(jié),廢棄大量的栝樓根皮、根頭、根梢等邊角料,其中仍含有一定量的糖類、蛋白質類、氨基酸類、核苷及堿基類、維生素類及豐富的礦質元素等營養(yǎng)物質,可因地制宜開發(fā)制成動物飼料或飼料添加劑,在增收降耗、減少生態(tài)環(huán)境污染的同時為畜牧養(yǎng)殖業(yè)提供新型保健飼料,產生復合效益。
栝樓栽培生產過程均會產生大量的莖葉,除少量用做家庭調劑補充蔬菜外,絕大部分被廢棄。栝樓雌雄異株,若以果實為目標產品,實際生產中要在栝樓花蕾出現、容易區(qū)分性別時將多余雄株拔除。若以栝樓種子有性繁育的后代,其雄株比例一般均超過90%[59],則會產生大量的雄株莖葉,尚未加以利用。
栝樓莖葉藥用記載最早見于《名醫(yī)別錄》,曰“莖葉,治中熱傷暑”?!侗静菥V目》謂之“酸,寒,無毒”?!侗静菡x》“瓜蔞莖葉治中熱傷暑,以其清芬涼爽,故善滌暑。又其味微酸,自能振刷精力,以御酷暑之炎熱”?;跉v代本草對栝樓莖葉的功效特點記載以及現代化學與生物活性研究結果的相互支持,為該資源價值的深入挖掘提供了借鑒和啟示。
現代研究表明,栝樓莖葉中主要含有木犀草素、金圣草黃素、槲皮素-3-O-蕓香糖苷、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖苷、香葉木素-7-O-β-D-葡萄糖苷、芹黃素-6,8-二-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3,7-二-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-葡萄糖苷-7-O-α-鼠李糖苷、山柰酚-3-O-β-蕓香糖苷、山柰酚-3-O-β-槐糖苷、柯伊利素-7-O-D-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-β-葡萄糖苷、木犀草素-4′-O-β-葡萄糖苷、木犀草素-3′-O-β-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-半乳糖苷等黃酮類成分[60]。初步研究表明,栝樓莖葉黃酮類物質具有良好的抗氧化、抑菌等活性[61-62]。此外,還發(fā)現有cyclotricuspidoside A、cyclotricuspidoside B、cyclotricuspidoside C等三萜類成分。尚分離得到對羥基苯甲酸甲酯及3-吲哚甲醛[63]。
本課題組對栝樓莖葉中的資源成分進行分析,發(fā)現栝樓莖葉中含有較為豐富的異槲皮苷、蘆丁、木犀草苷、木犀草素等黃酮類資源性成分,多糖類物質含量高于4%。前期研究提示,栝樓莖葉含有豐富的黃酮類物質,具有抗菌、抗氧化、保護心血管等潛在的開發(fā)價值[64]。莖葉多糖除具有較好的抗氧化活性、調節(jié)免疫、抗腫瘤、抗輻射等生物效應外,在抗衰老、調節(jié)血糖、抗凝血等方面亦展現出良好活性。由于糖類化學物質與機體相融性好、毒副作用小,在醫(yī)藥中間體及保健食品的開發(fā)利用中具有廣闊的應用前景。
以栝樓果瓤、栝樓葉配伍綠茶、柚子皮、茉莉等發(fā)酵制備栝樓茶醋飲料,具有降血脂的作用[65]。栝樓嫩葉以百香果提取液熏蒸,制備栝樓葉茶,具有水果清香,成茶滋味醇而不苦澀[66]。栝樓葉配伍瓜蔞子、山楂等制成的飲品具有開胃、消食功能,栝樓汁味甜,潤嗓,口感極佳[67]。栝樓葉與桂花經發(fā)酵等工藝制備發(fā)酵型桂花瓜蔞茶,具有排便通腸、美容養(yǎng)顏等作用[68]。栝樓須及栝樓幼嫩莖密封腌制后得栝樓腌漬菜[69]。栝樓葉莖經兩次發(fā)酵、均質、干燥等工藝制備栝樓葉速溶粉,方法簡單,可進行批量生產,增加栝樓葉的應用途徑,使種植農戶的經濟收入提高18.3%[70]。
基于本草“瓜蔞莖葉治中熱傷暑,以其清芬涼爽,故善滌暑”之記載,通過對其功效物質的揭示和原料適宜采收期的確定,結合中醫(yī)配伍理論形成特色組方,開發(fā)用于夏季清涼消暑的特色飲品,必將產生良好的社會經濟效益。
栝樓莖葉富含纖維素類資源性物質,可經酶解轉化為聚合度不同、可吸收利用的糖類物質,利用微生物發(fā)酵技術或固定化技術可將來源于植物半纖維素的木糖轉化為木糖醇,顯著提高莖葉的經濟效益。
通過生物質熱解技術可將莖葉的廢棄物降解形成生物質炭、生物質焦油、生物質醋液和生物質燃氣等[71];莖葉亦可經纖維的解離、板坯成型和無膠輕質纖維板的膠合等工藝制備纖維板[72]。
葫蘆科植物為人類生活提供了多方面的營養(yǎng)物質資源和健康所需原料,在食用、藥用、觀賞等多方面都做出了重要貢獻。根據栝樓生長習性和田間管理的要求,可將其可食用嫩莖葉開發(fā)成特色健康蔬菜,或經初加工支撐鹽水栝樓苗、脫水蔬菜等,既豐富了人們的生活需求,又可產生一定的經濟收益。
栝樓莖葉廢棄部位經腐熟處理后,作為基質用于中藥材、蔬菜或果苗的無土栽培,充分利用其所含的營養(yǎng)成分,避免了土壤中重金屬、農藥等有毒物質對藥材、蔬菜或水果的污染,也能避免長期使用化肥等造成的土壤黏結、有機質低以及灰鈣土等現象。
通過對栝樓各部位中可利用資源性物質的分析,探討其資源化利用途徑和系統(tǒng)利用策略,最終以實現栝樓資源多途徑、多層次、精細化利用與產業(yè)化。栝樓植物不同部位資源化利用策略與途徑如圖1所示。
資源是人類社會發(fā)展的物質基礎。資源的利用效率不高是導致當今社會面臨資源日益短缺的重要原因?;诒緢F隊建立的中藥資源產業(yè)化過程循環(huán)利用與提質增效模式及適宜技術體系,較為系統(tǒng)地對栝樓不同部位(果實、根、莖葉)中的資源性化學成分以及資源價值發(fā)現進行研究,同時依據創(chuàng)建的“三大利用策略”和“三類資源化模式”體系對栝樓各部位進行多途徑、多層次資源價值發(fā)現與資源化利用模式探討[4-5,38]。通過現代生物、化學技術手段,對目標成分進行加工處理,提高產品附加值,為提升栝樓資源的利用效率、挖掘其潛在利用價值提供了有益借鑒,對于栝樓資源產業(yè)鏈的延伸具有指導意義。
圖1 栝樓植物不同部位資源化利用策略與途徑