摘 要： 山苍子是传统的精油树种,近年来也被看作油料或能源树种,大力发展山苍子种植可有效改善生态环境,促进贫困山区农民增收。目前,我国对山苍子资源的加工以粗放型为主,要提高山苍子资源的附加值必须开发新产品,在新产品研发的同时寻求更节能更经济的提取方法和纯化工艺。本文概述了山苍子概况及其资源分布,介绍了山苍子精油的化学组成、理化性质及其在合成香料、食品添加剂、医学保健、生物防治、食品保鲜等方面的应用,以及山苍子核仁油的脂肪酸组成、理化性质及其在果渣饲料、生物液体燃料油、表面活性剂等方面的应用。分析了山苍子精油和核仁油的提取、分离、纯化工艺的现状,以及山苍子精油产业规模和产品供需情况。阐述了山苍子产业在原料收集、生产加工技术、销售与品牌建设等方面存在的问题,并针对山苍子产业遇到的难题提出今后发展的对策及建议,以便正确认识和把握山苍子产业的发展方向,为山苍子资源在后续形成资源科学优化配置、深度集约开发、综合高效利用的新局面提供参考依据。
关键词： 山苍子; 精油; 核仁油; 产业发展; 对策建议;
Abstract： Litsea cubeba(Lour.) Pers.is a traditional essential oil tree species.In recent years,it has also been regarded as an oil or energy tree species.Vigorously developing L.cubeba planting can effectively improve the ecological environment and increase the income of farmers in poor mountainous areas.At present,the processing of L.cubeba resources is mainly extensive in China.To increase the added value of L.cubeba resources,new products must be developed,and at the same time more energy-saving and economical extraction methods and purification processes should be sought.This article reviewed the general situation and resource distribution.The chemical composition,physicochemical property of L.cubeba essential oil and its applications in synthetic perfume,food additives,medical care,biological control,food fresh keeping were introduced,as well as the fattyacid composition,physicochemical of L.cubeba kernel oil and its applications in pomace feedstuff,liquid biofuels and surfactant.And the extraction,separation and purification techonoly of essential oil and kernel oil of L.cubeba were analyzed,as well as the industry scale and condition of supply and demand.The problems in the L.cubeba industry in raw material collection, production and processing technology, sales and brand establishment were explained.And provided countermeasures and suggestions for the future development of the problems encountered by the L.cubeba industry.In order to correctly understand and grasp the development direction of the L.cubeba industry,it provided a reference basis for the formation of a new situation of scientifically optimized allocation of resources,in-depth intensive development,and comprehensive and efficient utilization of L.cubeba resources.
Keyword： Litsea cubebal(Lour.) Pers.; essential oil; kernel oil; industrial development; countermeasures and suggestion;
我国幅员辽阔，气候多样，自然条件优越，木本油料资源极其丰富。发展木本油料植物不仅可以有效改善我国的环境生态，还可以为国家提供大量基础原料，为城乡居民提供多种营养丰富的林木食品，甚至还可成为一些贫困山区民众脱贫致富的支柱产业。常见的木本油料植物有油桐、山苍子、油茶、文冠果、黄连木、光皮树、核桃等。山苍子在中医药行业被用于许多疾病的治疗已有数千年历史，又因其油脂的抗菌及在香料、香精中的突出作用引起人们的注意[1]。山苍子(Litsea cubeba (Lour.) Pers．)又称赛樟树、山鸡椒、木姜子等，是一种重要木本油料植物，能生产多种化学品，很有潜力发展成为典范工业作物[2,3,4]。中国是山苍子油最大的生产和消费市场，也是全球山苍子油的主要出口国，山苍子精油大量出口至欧美地区及亚洲其他国家[5]。山苍子果实含油量丰富，含果皮精油量3%～5%，含核仁油量30%～50%。山苍子精油是具有活性的山苍子次级代谢物，从山苍子鲜果加工生产的山苍子精油属于我国独特天然香料产品，是国际十大精油之一。山苍子精油的主要成分为柠檬醛，质量分数60%～90%，其具有多方面的用途，可用于调味剂、药物、保健、植物性杀虫剂等领域。用山苍子种子提取的山苍子核仁油富含十二碳脂肪酸，其主要成分为月桂酸，油脂脂肪酸成分与国内短缺的椰子油相似，在一定程度上可替代椰子油，具有很高的经济价值。核仁油在轻工、化工和环保行业中广泛应用，是合成绿色表面活性剂、润滑油、生物柴油、食品添加剂和防腐剂等的重要原料[6]。但是，由于资金投入、科技水平等条件的限制，山苍子产品单一，产业链不完善，至今无影响力的品牌。国内山苍子资源产业发展一直未取得突破，因此作者开展山苍子资源产业发展调研报告，对山苍子资源的开发利用现状进行概述，对前景进行预测，对产业发展所面临的困境提出可供参考的对策，以期为山苍子资源产业在后续形成资源科学合理配置、综合高效利用的新局面提供参考依据。
1 、山苍子概况及其资源分布
1.1、 概况
山苍子(Litsea cubeba (Lour.) Pers．)属樟科木姜子属，木姜子本属约200种，我国约有72种、18变种和3变型。山苍子近种包括天目木姜子(Litsea auriculata Chien et Cheng)、五桠果叶木姜子(Litsea dilleniifolia P.Y.Pai et P.H.Huang)、滇南木姜子(Litsea garrettii Gamble)等。天目木姜子分布在浙、皖、豫、赣，树高10～20 m，主要用作材用、医药，其花色、叶色、树形都比较具有观赏价值。五桠果叶木姜子分布于滇西南，树高20～26 m，主要作材用或合成香料。滇南木姜子除分布于国内滇、藏外，在泰国及缅甸也有分布，树高4～12 m，其用途与五桠果叶木姜子相似，主要作材用或合成香料[7]。
我国山苍子总面积1.44万公顷，占全国经济林总面积的0.04%，其中挂果面积1.28万公顷，山苍子油年产量14.01万吨，总产值9.76亿元。山苍子分布在浙、湘、滇、粤、川、赣、渝、黔、闽、鄂等10个省份，共34个县级地区有栽培。
1.2 、资源分布
山苍子区域性很强，分布在东径100～140°和北纬20～30°之间狭窄区域内。种源主要分布国有中国、缅甸、越南、老挝、柬埔寨、泰国、印度和印度尼西亚。中国山苍子分布主要集中在长江以南各省区，包括湖南、云南、四川、贵州、江西、安徽、广东、广西、福建、浙江、湖北、江苏等省。云南省分布在德宏、保山、临沧、思茅、西双版纳、文山等地。
山苍子野生资源分布整体较分散，基本在山区，多为混交林，区域资源质量差异明显。多年来，我国山苍子资源利用绝大部分都是利用野生资源加工得到，但由于野生资源属天然更新，产量较低，所以需要人工培育山苍子林。
目前，我国以扶贫工程的方式大力推进山苍子人工种植，部分省市已经开始人工培育山苍子林。山苍子人工种植主要集中在丘陵、山区，种植面积较大的省市有福建、湖南、四川、贵州、江西等省，其中湖南山苍子人工林鲜果产量最高。湖南怀化市的靖县、永州市的道县、衡阳市的衡阳县、郴州市的嘉禾县相继建成了相对集中连片的高效种植示范基地和山苍子人工育苗基地[8,9,10]。由于山苍子人工选育良种极少，人工林投资回报周期长，目前国内外其它地区还没有出现大面积种植的山苍子人工林。
2、 山苍子精油、核仁油的理化性质及应用
2.1 、山苍子精油的化学组成及理化性质
山苍子精油主要成分是羰基化合物，其它成分包括柠檬烯、甲基庚烯酮、香茅醛、香茅醇、蒎烯、柠烯、1,8-桉叶素、莰烯、芳樟醇、2-甲基-2己烯-6-酮、樟脑、黄樟油素、橙花醇、香叶醇、松油醇、乙酸香叶酯、丁香酚、对伞花烃等。山苍子精油含柠檬醛66%以上，折光率(20℃)为1.480～1.490，相对密度(20℃)为0.880～0.905，闪点70℃以上，旋光度为(+3°)～(+12°)，沸点为230℃。其中，山苍子精油中柠檬醛含量的高低是衡量山苍子品质好坏的重要指标之一。通过对山苍子精油的成分进行分析，可对芳香油做进一步改善，合成新的香料品种，促进山苍子精油产品的合理、有效开发。
2.2 、山苍子核仁油的脂肪酸组成及理化性质
山苍子核仁油的主要成分包括月桂酸、癸酸、顺-5-月桂烯酸、油酸、9,12-十八碳二烯酸、棕榈酸和4-癸酸，相应的GC含量分别为51.72%、15.77%、12.90%、9.70%、4.83%、2.78%、2.30%。月桂酸含量的高低是衡量山苍子核仁油品质的重要指标之一。山苍子核仁油月桂酸GC含量通常在50%以上，色泽棕黑，酸值72.9 mg/g，皂化值为192.7 mg/g，过氧化值(POV)为0.8 ng/g。由此可知，粗提的核仁油一般颜色较深，杂质较多，通常需要进一步精炼脱酸、脱胶、脱色、脱臭等。
2.3 、山苍子精油应用领域
2.3.1、 合成香料
山苍子精油作为植物天然成分提取物，因其是合成多种名贵香料的原材料，同时又具有多种生理功效，且绿色环保，深受人们的喜爱，这为山苍子精油的开发利用提供了广阔的空间。从山苍子精油分离提取柠檬醛，可用来合成紫罗兰酮及调配食用和化妆品用香精[11]，国标GB 2760—1996规定其为允许限量使用的天然食用香料。
2.3.2 、食品添加剂
从山苍子果实中提取的精油是制作许多食用香精和食品添加剂的重要原料。山苍子精油除了因无毒性、气味近似新鲜柠檬芬芳可为酱料、饮料、口香糖等食品增味调香外，还因其抑菌、抗氧化活性，可充当玉米、核桃、花生等食物的防腐剂和保鲜剂[12]。喻阿坤等[13]在研究山苍子精油用作食品添加剂时发现:山苍子精油与右旋龙脑协同抗氧化作用较强并对常见食源菌有抑制作用。
2.3.3、 医学保健
我国利用芳香精油治疗疾病及在医疗保健方面的应用历史悠久。山苍子精油是一种混合物，富含多种生物活性成分，具有抗氧化、抑菌、驱虫杀虫、抗过敏、抗肿瘤、抗炎和防止动脉硬化等多种药理功效，其药学作用也得到了一定程度的开发[14,15,16]，如:用山苍子精油制备的妇炎清栓剂、β-环糊精包含药物及慢性结肠炎性腹泻药。此外，精油在肠道菌群平衡调节产品方面的研发也值得期待[17]。
2.3.4、 生物防治、食品保鲜
抑菌性是山苍子精油最显着的特性，山苍子精油中的萜类化合物及含氧衍生物从结构上赋予其良好的抑菌活性，能破坏细菌细胞壁，影响细胞膜通透性，使细胞内含物外泄，引起细菌死亡，作用机理如图1所示。利用山苍子精油抑菌、抗菌安全性高，开发性广的特点可将其应用于生物防治及食品保鲜领域。刘甜甜等[18]发现25%山苍子油水乳剂能够通过抑制菌丝生长的方式阻止晚疫病菌对马铃薯植株的危害。山苍子精油也能抑制豆腐、低脂牛奶、橙汁、牡蛎和酱油中微生物的活性，延长食品的保鲜期。林媛等[19]发现山苍子精油可以抑制灰霉病菌，降低果蔬呼吸强度，减少果蔬的腐烂。
2.4 、山苍子核仁油应用领域
2.4.1、 果渣饲料
近年来，由于抗生素类药物在动物饲料中的广泛添加，造成了兽药残留和细菌耐药性增强等问题，对人类的健康也产生了巨大影响。山苍子核仁油一定程度上可以替代抗生素添加在饲料中，且不会改变细菌耐受。山苍子核仁中含有丰富的有机大分子物质如天然脂肪酸、纤维、粗蛋白以及无机矿物质钙、磷等。利用山苍子核仁油制备的月桂酸单甘酯，作为饲料的添加剂可有效提高畜禽饲料利用率、改善畜禽消化功能、促进动物生长发育、提高畜禽的生产性能等。山苍子核仁油系列饲料产品在动物体内吸收和消化速率快、绿色安全、不会对生态环境产生影响。因此，山苍子核仁油在畜禽养殖中是不可多得的绿色饲料添加剂，有广阔的发展前景。
图1 山苍子精油抑菌作用机理
Fig.1 Antibacterial mechanism of Litsea cubeba essential oil
2.4.2 、生物液体燃料油
生物柴油是石化柴油很好的替代燃料，可完全燃烧，无特殊污染物排放。山苍子核仁含油率高，主要为中链脂肪酸，是一种丰富的植物油资源[20]。用山苍子核仁油制备生物柴油成本低，主要采用两步法，先用固体酸进行酯化反应，再用相转移催化剂进行酯交换反应。蔡海清等[21]以固体酸SO42-/Zr O2为催化剂进行酯化反应降低酸值，以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)/Na OH为相转移催化剂进行酯交换反应，优化工艺条件后原油酯交换率达到97.6%。张秋云等[22]研究发现在最佳酯交换反应工艺条件下，山苍子核仁油制备生物柴油产率可达98%以上。
2.4.3 、表面活性剂
山苍子核仁油中的月桂酸、癸酸、肉豆蔻酸等中链脂肪酸具有成盐、成酸、成酰卤、成铵盐等化学反应性质，能合成非离子表面活性剂酰胺、阳离子表面活性剂十二腈等[23]。精制后的山苍子核仁油可直接作为合成烷醇酰胺的原料，也可以先水解为混合脂肪酸后再合成烷醇酰胺表面活性剂。山苍子核仁油合成的表面活性剂具有很好的发泡力，并且毒性低、易降解，在医药和化工领域具有重要的开发利用价值。
3 、山苍子产业开发利用现状
山苍子精油和山苍子核仁油提取方法及工艺研究现已达到成熟水平，且这些方法已用于实际的生产中。我国是山苍子原料生产大国，要对山苍子进一步深加工，必须研发出以山苍子油为原料的新产品，提高产品附加值，同时在新产品研发过程中寻求更节能、更经济环保的提取方法和纯化工艺。
3.1、 生产工艺现状
3.1.1、 山苍子精油提取及分离纯化工艺
山苍子果实、叶、花均含有挥发油成分，但山苍子挥发油在果实中含量最丰富，因此，提取山苍子精油的原料主要是果实。用于提取山苍子精油的果实需在成熟前采集，常用的提取方法是水蒸气蒸馏法，此法操作简单、成本低，根据精油与水的沸点及密度不同实现水油分离，但存在山苍子产油率低的问题。超临界CO2流体萃取法是21世纪的新兴技术，是一种更快速、简洁、高效的方法，但需要考虑设备成本高的问题，目前未形成工业化大规模的应用[24]。
柠檬醛是山苍子精油分离纯化的主要产物，常用于柠檬醛纯化的传统方法为亚硫酸氢钠加成法和减压精馏法，新兴方法有分子蒸馏技术、真空减压蒸馏和三温段减压蒸馏等[25]。利用传统纯化方法获得的产物含柠檬醛约95%，新兴方法利用亚硫酸钠法处理后，再真空蒸馏可得到含柠檬醛98%以上的高纯度产品[26,27,28]。
3.1.2 、山苍子核仁油提取及纯化工艺
山苍子核仁油的提取原料为山苍子核仁，提取方法主要有物理冷榨法和有机溶剂萃取法。冷榨法直接机械挤压山苍子核仁提取油脂是最常用的方法，但存在出油率低、出油速度慢等缺点。有机溶剂萃取法出油率更高，但需要经过脱溶剂过程，实验室常利用微波或超声波来辅助溶剂萃取法。工业生产山苍子核仁油一般采用溶剂萃取法，若需要选择无化学污染的提取方法则可考虑物理压榨法。新技术超临界CO2萃取能显着提高出油率，但技术和设备要求较高。
山苍子核仁油脂肪酸最主要成分是月桂酸，要得到含量较高的某种或某类脂肪酸，必须经过一定的分离、纯化、富集的过程。水解核仁油得混合脂肪酸的工艺是山苍子核仁油开发利用的重要一步，尿素包合法和低温结晶法是工业上常用的分离脂肪酸方法，利用低温结晶技术，通过减压精馏可制得高纯度月桂酸。
3.2 、产业发展现状
近年来，我国山苍子精油产业发展较为平稳，山苍子精油价格呈现逐年上涨趋势。山苍子精油一直保持进口量小、出口量大的状态，行业需求量也逐年上涨，山苍子精油产业发展前景广阔。由于目前对山苍子的开发主要是利用山苍子的果实提取精油，对山苍子核仁油的研究还处在初级阶段，未有大规模的应用，产业化生产目前还没有形成，因此产业现状分析仅针对山苍子精油。
3.2.1、 山苍子精油产业规模情况分析
由表1可知，2018年我国山苍子精油产业市场规模5.9亿元，相比2017年的3.78亿元增长了56.1%。近几年我国山苍子精油平均价格整体呈现上涨态势，2018年均价已上涨至20.96万元/吨，这可能与德国巴斯夫柠檬醛生产线事故及印度孟买PRIVI公司香料装置的火灾有一定的关系。巴斯夫是世界最大的柠檬醛生产商，全球产能占比超过70%，市场份额超过60%。2017年巴斯夫柠檬醛工厂发生的火灾事故对柠檬醛及下游产品VA/VE和香精香料供给产生较大冲击，价格也呈上涨趋势。PRIVI公司火灾进一步加剧香料的供给紧张，山苍子精油的价格后续仍有望上涨。
3.2.2、 山苍子精油产业供需分析
通过跟踪调查2013～2018年我国山苍子精油产量、需求量、进出口量发现其均在稳步上升(见表1)。2013年我国山苍子精油行业需求量1 818.93吨，到2018年增长到了2 815.90吨，并有望继续上涨。
表1 2013～2018年中国山苍子精油行业产业规模、价格走势及进出口数据
4、 山苍子产业存在的问题
虽然目前山苍子也形成了一定的产业链模式，推动了当地农业经济的快速发展，但是产业发展过程中仍然存在诸多问题。
4.1、 传统低效的采摘、种植模式
目前山苍子以采收野生资源为主，引种栽培虽然技术成熟，但仅在少数省份有山苍子人工林大面积栽培的尝试，且主要集中在山区丘陵地带，缺乏系统的栽培管理技术体系。资源培育主要是天然更新方式。采摘方式基本靠人工，费时费力，设施化、机械化水平低，成本较高。
4.2、 产品标准体系不健全，缺乏监管与保护
山苍子产品标准体系不健全，产品质量参差不齐，缺乏市场监管与保护，制约着产业可持续和高质量发展，需要采取更为有效措施予以解决。
4.3、 精深加工不完善，加工剩余物利用程度低
目前，我国山苍子资源产品结构单一，主要为山苍子精油。山苍子油主要依赖外销出口，历年来产量和价格随国际行情而变动起落。产业化应用进程缓慢，山苍子油许多生理功能未得到有效的利用。制约我国山苍子产业稳定发展的瓶颈是山苍子利用水平低，生产企业的技术创新力度不够。山苍子精油在食品保鲜方面的研究应用较少，作用机理研究不深入，作为抗菌剂尚未得到良好推广，多数研究处于试验初级阶段;山苍子副产物山苍子核仁活性物质含量丰富，山苍子核仁油未得到充分利用，造成巨大的资源浪费。因此，对山苍子精油及核仁油进行深加工，完善其加工合成工艺，延长山苍子加工产业链，促进其加工利用的产业化进程，是当前急需解决的问题。
4.4、 产业缺乏龙头企业，缺乏有影响力品牌
市场上广大消费者对山苍子油的认识和了解甚少，只有山苍子主产区的人们才对其有一定了解。山苍子产业固定资产投入大，经济回报周期长，生产过程成本高。投资回收期长，限制了山苍子产业的做大做强。种植区绝大多数地处边远山区经济欠发达，政府资金扶持力度有限。新兴产业目前的发展具有试验性、探索性甚至盲目性，大多数企业和农户持观望态度，但规模化生产需要龙头企业和农户投入大量资金。随着消费水平的提高与品牌意识的不断加强，消费者的品牌认可度日益提高，品牌已经成为作出购买决策的重要影响因素，而我国山苍子品牌建设还处于初级阶段，缺乏有影响力的品牌。
5 、产业发展对策与措施
5.1、 开展集约化经营技术研究，改变现有的种植经营模式
从目前的以采收野生资源为主，向高效、集约化栽培种植转变，采收及预处理向工程化、智能化发展，能大幅度提高产量和产值。加强品种选优、改良研究，从鲜果产量、精油柠檬醛含量和核仁油月桂酸含量等多方面综合进行优良品种的定向选育。
5.2、 加强产品宣传，加大政策扶持力度
从产品定位上，围绕山苍子精油和山苍子核仁油拓展功能和用途，同时从食品安全角度，推广产品的宣传文章。企业可以借助政府资源加强宣传，并创新营销方式方法，加强产品宣传。
政府部门应加大扶持力度，指导地方有序地开发地理标志产品建设时在各个环节给予不同程度的政策倾斜。建议有关部门要精准推出一系列适应现阶段产业发展特点的政策，成立国家级政策协调部门，统一协调部署、监督、落实，推动实施品牌战略规划。发挥各级政府及行业协会的作用，集合宣传、推广、市场、合作、项目、科技、资金等优势力量，重点扶持或整合一批优质企业。地方政府不仅要一手抓防疫，更要一手抓经济。培育专业的行业协会，践行“夯实产业基础，服务行业需求”的宗旨，精准服务地方及企业需求，推动山苍子产业高质量发展。中华人民共和国科学技术部已经将山苍子、乌桕、光皮树、山桐子、无患子等工业用油树种的种质资源调查和收集工作列为科技基础资源调查专项2019年度项目的重要支持方向。
5.3、 强化立法，建立科学管理和监管机制
目前，我国主要采取以国家工商总局、质检总局以及农业部这三个部门对地理标志产业进行监管保护。因此，为加强这三个部门在监管保护地理标志产业方面的职能权限规范，我国应尽早以立法的形式进行确立部门的管理。对于地理标志的监管保护模式，双轨制被大多国内专家所推崇，即将专门立法制度与普通工商保护法相结合。专门立法制度保护方式主要用于我国在对外贸易中具有本国特色资源如茶叶、中草药等地理标志产品;对于其他地理标志产品则按照普通工商保护法方式进行规范。为维护并提高其质量安全和品牌效应，必须加强对生产的质量要求监督，科学规范地理标志产品市场的准入机制，提高地理标志产品的质量安全。
5.4 、大力开展山苍子油的深加工技术和工艺研究
要对山苍子进一步深加工利用，必须研发出以山苍子油为原料的新产品，在新产品研发的同时寻求更节能、更经济的提取方法和纯化工艺，从而实现剩余物资源的全组分分级利用。利用山苍子精油在合成香料上的研究和应用，应尽快实现鸢尾酮等高附加值产品的国产化;山苍子核仁油替代抗生素在饲料添加剂中使用也有待进一步的研究和推广。大力开展山苍子油的深加工技术和油料制备技术的绿色化、规模化和多联产化的研究，有望生产一系列高值化和功能化衍生物产品。
5.5、 帮持龙头企业，创立有影响力品牌
作为地理标志品牌建设与保护主体的龙头企业，影响并决定着其地理标志品牌的行业竞争力。帮持龙头企业充分发挥在行业中的带头组织效应尤为重要。企业与科研机构应开展深度合作，形成科技创新、技术服务、产业开发有机联系的产学研紧密合作体系，提高机械化进程，做长山苍子产业链，开发高新产品、深加工产品，降低生产成本和产品价格。企业必须认识到品牌的重要性，树立品牌意识、品牌观念，创立有影响力的山苍子品牌。
5.6、 其他措施
加强地理标志产品保护的文化研究，提高我国农业竞争力。2010年12月24日，原国家质检总局批准对“永州山苍子油”实施地理标志产品保护。独特的人文和自然环境所创造的产品或服务的总体称之为该地区的地理标志。作为世界人文资源、自然资源丰富的中国，地理标志的保护能够提高我国的综合国力，能有效地推动经济以及文化的发展，并且能传承我国民族的优良传统。因此，应当加强对地理标志保护的文化研究，推动其特色文化的发展，支持民族文化产业的崛起，并将特色文化旅游和休闲农业结合起来，发展农村生态旅游。这不仅能够增强我国的农业经济发展实力，给农民带来经济创收，还能进一步增强我国的国际贸易竞争实力。
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