無患子產(chǎn)業(yè)助力生物經(jīng)濟發(fā)展

陳仲　趙國春　李海英　賈黎明

近日，國家發(fā)改委印發(fā)了《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》?！兑?guī)劃》聚焦面向人民群眾在醫(yī)療健康、食品消費、綠色低碳、生物安全等領(lǐng)域更高層次需求和大力發(fā)展生物經(jīng)濟的目標(biāo)，提出了生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)替代、生物安全4大重點發(fā)展領(lǐng)域，以及創(chuàng)新能力提升、生物醫(yī)藥技術(shù)惠民、現(xiàn)代種業(yè)提升、生物能源環(huán)保產(chǎn)業(yè)示范、生物技術(shù)與信息技術(shù)融合應(yīng)用、生物資源保藏開發(fā)、生物經(jīng)濟先導(dǎo)區(qū)建設(shè)7項重大工程。

《規(guī)劃》明確提出“順應(yīng)‘追求產(chǎn)能產(chǎn)效轉(zhuǎn)向‘堅持生態(tài)優(yōu)先的新趨勢，發(fā)展面向綠色低碳的生物質(zhì)替代應(yīng)用，滿足人民群眾對生產(chǎn)方式更可持續(xù)的新期待”。

無患子是一種集日用化工、生物質(zhì)能源、生物醫(yī)藥、園林綠化、生態(tài)修復(fù)、木材生產(chǎn)、歷史文化于一體的多功能樹種。大力發(fā)展無患子產(chǎn)業(yè)，是踐行“綠水青山就是金山銀山”理念的重要實踐，正在生物環(huán)保、人民健康和生物能源領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。在2017年，無患子被國家林業(yè)和草原局列為第一批林業(yè)生物質(zhì)能源主要樹種之一。

無患子是無患子科無患子屬樹種，別名木患子、洗手果等。我國有4種1變種，分布最廣的種是無患子，其次是川滇無患子。自然分布北達河南輝縣南太行海拔500多米的山上，南到海南島及西雙版納，東至浙江、福建和臺灣，西達川西和滇西的廣大地區(qū)，以亞熱帶為主。

無患子果皮中富含10%-27%的三萜皂苷，是純天然綠色的非離子型表面活性劑，具有很強的去污和起泡能力。有研究表明，無患子皂苷的乳化力及穩(wěn)定性均高于工業(yè)上常用的表面活性劑，又同時具有抗菌殺菌、消炎止癢和美白等功效。

近年來，隨著人們健康、環(huán)保意識的增強，無患子皂苷作為天然活性物質(zhì)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于手工皂、洗發(fā)香波、各種潔膚護膚化妝品和新型洗滌產(chǎn)品中，深受消費者的喜愛。與石油基和化工合成洗滌劑相比，無患子皂苷無毒無害、易降解、無污染，可有力支撐和引領(lǐng)傳統(tǒng)洗滌工業(yè)向綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)改造和升級。

無患子種仁含油率約40%以上，油酸和亞油酸含量高達60%，是制造生物柴油、高級潤膚劑和潤滑油的理想原材料。無患子種殼堅硬，種子殘渣含碳量高達49.34%，是制作高級活性炭的優(yōu)良原料;種仁富含22%的粗蛋白，可與豆類蛋白相媲美，是良好的飼料、肥料和潛在的蛋白營養(yǎng)來源。所以，無患子可作為能源林樹種助力生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

另外，無患子也可應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。它是《本草綱目》中記載的唯一的沐藥同源樹種，“洗頭去風(fēng)明目、洗面去?”。據(jù)《普濟方》等中藥典籍記載，無患子具有清熱祛痰，消積殺蟲之功效，可用于咽喉腫痛、咳喘、鵝喉、牙疼、食滯、疳積、白帶、瘡癬、腫毒等?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，無患子皂苷單體成分多達70余種，在體外試驗中，對抗腫瘤、保護心腦血管、降血壓等有很好功效。

在生態(tài)保護方面，無患子樹體抗逆性強、根系發(fā)達，在綠化、石漠化植被修復(fù)、水土保持林營建等方面也有著十分重要的價值。它樹型美觀、夏花、秋葉和果實金黃，是我國南方園林綠化及生態(tài)修復(fù)的重要樹種。2020年，無患子被納入《國家儲備林樹種目錄》A類（2019版）。

自2013年來，北京林業(yè)大學(xué)賈黎明教授領(lǐng)銜的研發(fā)團隊對無患子屬植物進行了系統(tǒng)研究。依托“國家能源非糧生物質(zhì)原料研發(fā)中心”“省部共建森林培育與保護教育部重點實驗室”和“林業(yè)生物質(zhì)能源國家國際科技合作基地”等國家級科研平臺，團隊在種質(zhì)資源調(diào)查收集與良種選育、種質(zhì)資源多樣性與適生區(qū)區(qū)劃、基礎(chǔ)生物生態(tài)學(xué)特性、重要性狀形成的分子基礎(chǔ)、種植園模式高效培育技術(shù)體系、多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)高效可持續(xù)發(fā)展模式等領(lǐng)域取得了一系列進展。

在國家自然科學(xué)基金、科技部科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項和國際合作項目等支持下，團隊目前共收集17省無患子種質(zhì)資源375份;主持建設(shè)的“建寧縣無患子種質(zhì)資源庫”入選第三批國家級林木種質(zhì)資源庫;保存優(yōu)樹半同胞家系64份1650株，無性系175份5000余株，保存面積共20.67 公頃。其中核心區(qū)面積達16公頃，附屬區(qū)4.67公頃;培育出的一系列果實性狀優(yōu)良的無患子植物新品種，填補了國內(nèi)外無新品種保護權(quán)的空白。

團隊在無患子種仁油脂和果皮皂苷等經(jīng)濟性狀的地理變異、種質(zhì)資源遺傳多樣性評價及適生區(qū)區(qū)劃、功能基因組學(xué)及重要性狀形成的分子基礎(chǔ)等領(lǐng)域取得了突破性成果。與此同時，團隊對無患子種植園模式高效培育技術(shù)等展開研究，形成一套以嫁接繁育為主，其他有性和無性繁育為輔助的育苗技術(shù)，整合形成以整形修剪、配方施肥、人工輔助授粉、花果調(diào)控、果實采收和病蟲害防治為主的種植園管理技術(shù)體系。

在全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展領(lǐng)域，團隊通過研究無患子產(chǎn)品全生命周期評價，提出了我國自主創(chuàng)新“林油一體化”生產(chǎn)工藝及技術(shù)路線，建立了“無患子種植園模式+林皂油碳多聯(lián)產(chǎn)”的無患子產(chǎn)業(yè)高效可持續(xù)發(fā)展模式。這些研究成果為無患子良種選育、定向培育及高效利用等提供了有力的理論和技術(shù)支撐，助推無患子產(chǎn)業(yè)快速高效可持續(xù)發(fā)展。

近年來，無患子產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛。國內(nèi)福建、浙江、貴州、云南等省陸續(xù)開展了大規(guī)模無患子原料林營造，并已涌現(xiàn)出一批無患子綜合加工利用和貿(mào)易企業(yè)。

2018年，北京林業(yè)大學(xué)聯(lián)合江南大學(xué)、北京中醫(yī)藥大學(xué)、北京工商大學(xué)等25個高校和科研院所，以及福建源華林業(yè)生物科技有限公司、貴州貞豐榮正無患子發(fā)展有限公司、湖南無患子農(nóng)林發(fā)展有限公司等14家行業(yè)龍頭企業(yè)，成立了“國家林草無患子產(chǎn)業(yè)國家創(chuàng)新聯(lián)盟”，2021年又牽頭成立了中國經(jīng)濟林協(xié)會無患子產(chǎn)業(yè)分會。聯(lián)盟成員經(jīng)過多年的深度實質(zhì)性合作，已經(jīng)形成了良性合作模式和推廣轉(zhuǎn)化機制，建立了無患子良種選育和原料林培育、無患子皂苷綠色制造及應(yīng)用開發(fā)、無患子精深加工與化妝品研發(fā)等多支團隊，實現(xiàn)了“政產(chǎn)學(xué)研用”的有機結(jié)合。目前已向市場推出無患子手工皂、洗發(fā)液、沐浴液、洗潔精、面膜、牙粉、嬰幼兒專用洗護用品等綠色洗滌和美容產(chǎn)品，取得了良好的社會反響。

“十四五”期間，圍繞生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展變革趨勢，面對“堅持生態(tài)優(yōu)先”的新趨勢和加快建設(shè)美麗中國目標(biāo)，在無患子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)加快天然皂苷等植物活性成分逐漸代替或部分代替工業(yè)合成表面活性劑等化學(xué)成分，構(gòu)建現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)體系，有序推進無患子在綠色環(huán)保表面活性劑、生物醫(yī)藥等方面的多功能開發(fā)利用。定向選育、推廣和應(yīng)用高含油率無患子能源林新品種，因地制宜開展多功能生物能源原料林基地建設(shè)，大力發(fā)展無患子產(chǎn)業(yè)，助力推動生物環(huán)保與生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

同時，在生物資源保護利用領(lǐng)域，要在全國范圍內(nèi)繼續(xù)開展無患子屬植物資源本底調(diào)查和評估工作，構(gòu)建生物資源數(shù)據(jù)庫，進一步擴大種質(zhì)資源庫規(guī)模，努力建設(shè)高效繁育基地。要建立優(yōu)異種質(zhì)資源的篩選平臺和創(chuàng)新利用評價體系，支撐繁育和新品種培育。要創(chuàng)新生物資源利用技術(shù)，提升優(yōu)質(zhì)基因標(biāo)記開發(fā)、基因優(yōu)化及工程化改造等技術(shù)，實現(xiàn)高效、快速、定向培育一批優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源，提升我國生物種質(zhì)國際競爭力。

相信，通過各方不斷協(xié)作、努力和支持，無患子產(chǎn)業(yè)必將為生物技術(shù)賦能經(jīng)濟社會發(fā)展貢獻出自己的力量。