油用玫瑰的研究進展

油用玫瑰的研究進展

1采用先進的玫瑰資源和國內(nèi)外開發(fā)現(xiàn)狀1.1國外玫瑰精油品種油中之美是薔薇科屬的一種提取性植物，是一種寶貴的香料資源。在西方，它通常被稱為紫色。在中國，它有菲比、玫瑰、刺穿、木香和玫瑰的提取方法。薔薇和月季的某些品種也有不同的香味及精油,因此在國內(nèi)外某些地方也作為香料植物栽培。由此可見,油用玫瑰就香料生產(chǎn)而言,國內(nèi)外都廣義地指薔薇屬(RosaL.)中可以從花朵里提取精油的一些種。其主要形態(tài)特征是灌木,花朵美麗,氣息芬芳,枝干叢生,直立多刺。全世界的玫瑰種約有200種,但由于玫瑰種自身的變化和雜交,品種數(shù)量約有18000個。這些品種中觀賞性玫瑰占了大多數(shù),而國外精油品種主要有大馬士革玫瑰(Rosadamascena)、百葉玫瑰(Rosacentifolia)、法國薔薇(Rosagallica)和白薔薇(Rosaalba)。它們起源于中東(伊朗)一帶,現(xiàn)廣泛分布在地中海沿岸的一些國家和地區(qū),在保加利亞、土耳其、摩洛哥、伊朗、法國、印度、俄羅斯都有栽培。我國的玫瑰原產(chǎn)中部至北部低山叢林中。用于生產(chǎn)玫瑰油的品種除了傳統(tǒng)的重瓣紅玫瑰(Rosarugosacv.‘Plena’)和苦水玫瑰(Rosasertata×R.rugosaYuetKu.)外,還有近年新育成的豐花玫瑰、紫枝玫瑰,主要分布于山東平陰、甘肅永登、北京妙峰山等地。目前,全國也有不少地方引種國外大馬士革品種,如陜西渭南、浙江湖州、山東平陰,以及河北、云南和四川的一些地方。分布于新疆和田的突厥玫瑰和山東菏澤的菏澤洋玫瑰也占有一定的比重,但它們的遺傳背景還不太清楚。另外研究資料顯示具有油用價值的還有墨紅、香水月季、七里香薔薇、粉團薔薇、黃刺玫、木香花等,但它們栽培、生產(chǎn)規(guī)模相對較小或還未經(jīng)開發(fā),香氣也有所不同。油用玫瑰是寶貴的香料資源,用途十分廣泛。玫瑰花可用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè),既可制作玫瑰醬、釀造玫瑰酒,又可提取玫瑰精油。玫瑰精油被稱作“液體黃金”,價格昂貴,既可作為高級香料應用于香煙、化妝品的加香等,又具有多種生理活性,是美容保健業(yè)的寵兒。因此,許多國家和地區(qū)都在大力發(fā)展玫瑰產(chǎn)業(yè)。1.2國內(nèi)外油玫瑰開發(fā)(1)保險金屬(2)土耳其(3)摩洛哥(4)伊朗(5)印度(6)中國(7)其他國家2國內(nèi)外對玫瑰的研究2.1品種的遺傳多樣性由于大馬士革玫瑰栽培的面積最大、范圍最廣,國外的研究主要針對大馬士革玫瑰。其中Rusanove等用SSR分子標記技術對保加利亞栽培的26個大馬士革玫瑰進行了研究;Agaoglu等、Baydar等分別用RAPD和AFLP技術對土耳其栽培的大馬士革玫瑰進行了研究,研究結果發(fā)現(xiàn),這兩個國家的大馬士革玫瑰多態(tài)性很小,基本沒有變異。相反,根據(jù)伊朗對不同地區(qū)搜集的大馬士革玫瑰的研究,包括AFLPs、SSRs和RAPDs結果發(fā)現(xiàn)了很高的多態(tài)性。高的分子遺傳多樣性反映出伊朗很可能就是大馬士革玫瑰的起源中心。而對保加利亞和土耳其來說,最早大馬士革玫瑰都是從伊朗傳入到這些國家,然后在各國靠無性繁殖繁衍起來的,因此和這一歷史說法也是吻合的。國內(nèi)油用玫瑰資源比較豐富,但由于從國外引種大馬士革等品種的歷史較短,木香、野薔薇等野生性強,所以都沒有進行太多的研究。國內(nèi)的研究主要集中于傳統(tǒng)玫瑰上,尤其是平陰地區(qū)的一些品種的多態(tài)性上。劉慶華、楊明等對山東平陰玫瑰的一些品種進行了初步分類;于守超將數(shù)量分類方法應用于平陰玫瑰栽培品種的分類;武蕾利用RAPD技術對選取的45個玫瑰栽培品種探討了玫瑰品種間的親緣關系;李玉舒利用AFLP分子標記對玫瑰DNA指紋圖譜進行聚類分析;馮立國對我國不同地區(qū)的野生玫瑰進行研究,得出野生種質與栽培種質之間的親緣關系較遠的結論。高的遺傳多樣性為品種的選育提供保證。在新品種選育方面,國外被稱為大馬士革玫瑰的品種有上百種,其中有4種被注冊,是保加利亞通過選種和誘變育成的,品質和產(chǎn)量都不錯,但目前并未大面積推廣生產(chǎn)。近年來,發(fā)現(xiàn)伊朗境內(nèi)的大馬士革玫瑰有很高的多態(tài)性,大范圍的選育工作正在進行。我國平陰玫瑰研究所唐舜慶所長自1960年起經(jīng)過20幾年的不懈努力,通過種內(nèi)和種間的有性雜交,選出了一系列高產(chǎn)型、觀賞型、觀賞高產(chǎn)兼用型品種,其中就包括現(xiàn)在平陰地區(qū)取代原重瓣紅玫瑰的豐花品種和四季開花紫枝品種。這在玫瑰育種上是很大的突破。2.2精油成分及萃取過程的研究玫瑰精油的提取方式主要是水蒸餾和有機萃取兩種。由于加工設備簡單低廉,蒸餾精油用途廣泛,因此水蒸餾在國內(nèi)外還是主要加工方式。有機萃取設備和操作都比較復雜,并且存在有機物殘留問題,國外一般將此法用于生產(chǎn)浸膏、凈油,且比例很小。新發(fā)展的二氧化碳超臨界萃取流程更為復雜,且代價昂貴,仍處于試驗階段。國外對于油用玫瑰精油提取和成分分析的研究比較早,主要集中于上世紀80~90年代,而近年較少。這可能因為國外提油品種基本就大馬士革玫瑰一種,而早在2003年大馬士革玫瑰國際標準就已制定,以后只要是大馬士革玫瑰精油,對照此標準即可。但伊朗例外,近年在成分方面的研究也不少,這應該跟其近年發(fā)現(xiàn)國內(nèi)大馬士革玫瑰資源有很高多態(tài)性有關,可以通過測定來考察其成分是否也存在較高多態(tài)性,從而發(fā)掘新的資源。玫瑰精油主要含萜烯醇類和酯類、醚類、醛類等物質,是一個龐大的混合體?，F(xiàn)已分析出的有300多種成分,各種成分的含量和比例受多種因素的制約,包括基因型、栽培地理位置、土壤類型、空氣濕度、溫度,以及施肥、灌溉、采收等農(nóng)藝操作、花放置時間和加工過程等。溫度和濕度是很重要的影響因素,它們對出油率的影響可體現(xiàn)在5月份的出油率比6月份的高、早上采摘比下午高等方面。Misra等、Baydar等研究了水蒸餾提取精油時,采摘時間、蒸餾前放置時間和蒸餾時間對精油成分的影響,得出蒸餾前放置時間會對香茅醇和香葉醇的比例造成影響,適當縮短蒸餾時間可以在得到較高醇含量的同時降低甲基丁香酚和高碳烷烴的含量。關于有機萃取方面的研究不太多,Colin、Kürk9üogˇlu等研究了浸膏的提取工藝和成分,主要成分為苯乙醇(含量大于50%),而香茅醇、香葉醇和橙花醇的含量比玫瑰精油中含量要低很多。另外,土耳其還有從花渣中萃取生物浸膏的工藝研究。國內(nèi)對各地玫瑰精油的成分都有研究,如苦水、平陰、渭南、妙峰山、新疆等,也有對比研究的。通過對比,發(fā)現(xiàn)平行研究之間的成分差異較大,可能與油樣來源和提取方式有關。另外,有學者對國產(chǎn)玫瑰精油的成分和香氣之間的關系進行了研究,但至今對精油成分組成的影響因素的研究未見報道。玫瑰精油的組成成分達幾百種,影響因素很多,所以要經(jīng)過大量的持續(xù)的研究才具有說服性?？嗨倒迨堑谝粋€制定了精油地方標準的品種,2008年底在此基礎上又出臺了國家標準。這對精油的生產(chǎn)和流通都具有重要指導意義。其他玫瑰也應加強研究,出臺相應的標準。關于有機提取和超臨界萃取也有不少嘗試,但因其提取成本太高,影響因素太多,工業(yè)化生產(chǎn)中很少見。此外,這兩種方法得到的玫瑰油的成分也會有所不同。2.3其他領域的研究(1)關于玫瑰栽培(2)關于玫瑰產(chǎn)品的多樣性(3)關于玫瑰提取的機理(4)關于玫瑰和提取精華的藥理學3中國美件業(yè)和研究的問題和現(xiàn)狀3.1國內(nèi)關于“關于關于不同品種”的討論目前玫瑰油市場混亂,很大原因是我們對玫瑰品種認識不清。由于在中國有將花蕾可以入茶、入藥的薔薇屬植物統(tǒng)稱為玫瑰的傳統(tǒng),大馬士革薔薇(大馬士革從植物學的角度講為“薔薇”,為了方便理解,文中其他處仍沿用目前通俗叫法“大馬士革玫瑰”)從國外引入以后,也被稱為玫瑰,加上玫瑰和薔薇形態(tài)上都比較相似,這就使得油用玫瑰群體更加混亂,甚至許多科研論文中都將品種搞錯。更有甚者,因為搞不清品種,加上國內(nèi)標準不健全,不管什么品種提取的精油都用大馬士革玫瑰精油的標準來衡量。品種不同,其精油成分肯定會有差異,如果我國的玫瑰香型不符合國際市場需要,我們可以從育種等角度來改良,但前提是要把每個品種的香型搞清楚。3.2研究并進行研究前文中提到,影響玫瑰精油產(chǎn)量和品質的因素有很多,但也不是沒有規(guī)律可循,這就需要進行很多試驗來探索這種規(guī)律,在穩(wěn)定成分的基礎上進一步改善品質,提高出油率。所以將科研同生產(chǎn)結合起來,加強精油生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的影響因素方面的研究是關鍵。對每個品種的精油都制定相應的標準,然后根據(jù)這個標準來提供穩(wěn)定的精油,這才是一個產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的表現(xiàn)。3.3國外玫瑰產(chǎn)業(yè)的研究目前,一方面,國內(nèi)某些地方多年的種植經(jīng)驗已經(jīng)表明,引進的大馬士革玫瑰品種在出油率、香氣等方面完全符合國際標準,從營銷效果來看也符合國際市場的需求,因此可以大力發(fā)展這種有國際標準的精油及相關產(chǎn)品,讓我國在世界玫瑰油市場上也占有一席之地;另一方面,對我國傳統(tǒng)的玫瑰品種來說,在國際市場沒有打開的情況下應繼續(xù)保持多元化發(fā)展,在國產(chǎn)玫瑰精油產(chǎn)業(yè)不成熟的情況下,可以向食品、藥品方面傾斜,因為玫瑰花在中國的食用藥用歷史悠久,產(chǎn)品加工等方面有優(yōu)勢,但同時應加緊玫瑰精油的提取加工技術方面的研究,盡快把香型穩(wěn)定,并制定相應的標準,為玫瑰油的銷售和各方面的應用提供可靠依據(jù),把國產(chǎn)的獨特香型推廣開來。筆者認為,目前存在的最大的問題是市場不規(guī)范,比較混亂。這個問題的直接誘因是缺乏玫瑰油生產(chǎn)過程和品質衡量的相關標準。政府應加強引導和管理,從種植、采摘、存放到加工都保證科學有序,同時規(guī)范市場,重視相關標準的制定。特別是用于保健行業(yè)的精油,直接關系到人身安全,而隨著國內(nèi)人們生活水平的提高,這方面應用將會有很大的發(fā)展空間。我國可開發(fā)的玫瑰品種資源豐富,適宜栽培的土地遼闊,加上擁有強大的人力資源、悠久的栽培利用歷史、雄厚的科研實力和廣大的消費群體,只要各方協(xié)作起來,把我國的玫瑰產(chǎn)業(yè)推上健康有序的發(fā)展軌道,是很有希望趕超其他國家,在世界玫瑰產(chǎn)業(yè)中占據(jù)一席之地的。國際上有關于玫瑰的研究和栽培的年會。會議上來自世界各地的科學家從生產(chǎn)到銷售、栽培技術、遺傳育種、病蟲害防治、采后生理等各方面進行討論和交流,為玫瑰產(chǎn)業(yè)提供支持。國內(nèi)關于玫瑰栽培的研究也不少,尤其是平陰玫瑰研究所,從傳統(tǒng)品種到國外引進品種,從嫁接繁殖到病蟲害防治都有系統(tǒng)研究。有機栽培玫瑰精油作為一種方向,近年已經(jīng)在國際上開始流行,保加利亞等國都在為此做準備,我們也應加強這方面的研究。玫瑰水:含有豐富的玫瑰精油及多種玫瑰花精華,具有保濕補水、美白的功效,其天然清香的味道令人容易接受。對于玫瑰水,從生產(chǎn)、質量控制,玫瑰水提物的毒理學及其在化妝品中的應用也有相關的研究。玫瑰果:含有豐富的VC、氨基酸和礦物質,具有清除活性氧、降血壓、抗炎等作用,國外還用玫瑰果制茶。玫瑰色素:玫瑰花中含豐富的黃酮類化合物,這類化合物易溶于水,水溶液色澤鮮艷,具有一定的保健功能,可作為食品添加劑,是一類值得開發(fā)的天然色素。在玫瑰色素的分離、提取工藝、成分鑒定、理化性質和穩(wěn)定性、抗氧化性等方面都有研究。玫瑰葉和根:日本和韓國對玫瑰葉、玫瑰根也有研究,由玫瑰葉制得的飲料富含酚類和VC,具有很強的抗氧化活性;而玫瑰根的提取物具有抗炎性。目前玫瑰精油的代謝途徑還沒搞清楚。國外研究主要集中在通過對比油用和非油用的玫瑰,來發(fā)現(xiàn)控制香氣和精油成分合成的基因,為生物技術手段進行香型育種做準備。國內(nèi)目前還沒有玫瑰精油代謝酶方面的研究報道。玫瑰不僅具有豐富的營養(yǎng)價值,更有著排毒養(yǎng)顏、調節(jié)機理等一系列藥用價值,廣泛用于中醫(yī)處方配藥。國外也有相關研究,認為玫瑰精油具有通便、利尿和輕微的鎮(zhèn)定作用,以及抗組胺和抗菌作用,對神經(jīng)緊張還有撫慰和松弛的功效,可抗焦慮、止頭疼。保加利亞從16世紀開始種植玫瑰,并生產(chǎn)玫瑰水、玫瑰精油,到19世紀廣泛發(fā)展起來。用于生產(chǎn)的品種基本為R.damascenaMillf.trigintipetalaDieck,現(xiàn)在還有少量面積種植的白玫瑰(Rosaalba)。玫瑰種植面積(經(jīng)歷了1990~1996年社會轉型期的回落后,近十年又已回升至原來水平)約3500hm2。收獲的鮮花90%用于加工玫瑰油,5.6%用于浸膏,3.4%用于玫瑰水,余下很少一部分用于食品工業(yè),做果醬、酸奶和酒等。玫瑰花的加工仍以水蒸餾為主,出油率為0.04%左右。生產(chǎn)的精油基本都用于出口,2001~2008年年出口量在1020~1800kg之間。玫瑰精油的價格從2001年到2008年基本呈遞增的趨勢,每千克從3217歐元到4600歐元。若是有機玫瑰油,價格還要高出約20%,而且世界市場對有機油的需求量及其價格呈平穩(wěn)遞增趨勢。主要出口國家由多到少依次為法國、美國、日本、英國、德國、瑞士等。為了支持藥用和芳香植物的發(fā)展,保加利亞政府出臺了一個2007~2013年的五年計劃,主要包括降低玫瑰油的生產(chǎn)成本、保證高品質、增加有機精油的供應量等來保持保加利亞玫瑰油的競爭力。玫瑰花產(chǎn)業(yè)也有多樣化的趨勢,除將一部分精油投向本國化妝品和香水工業(yè)外,同時增加玫瑰花用于食品、藥品和干花等的量。土耳其的玫瑰據(jù)記載是1880年由一位保加利亞移民帶入的。從1892年開始提煉精油,到現(xiàn)在有近120年歷史。主要品種為大馬士革,主要分布伊斯帕爾塔地區(qū)(北緯37°,東經(jīng)30°,海拔997m)。那里被稱為土耳其的玫瑰谷,花期濕潤多雨霧,為高品質精油的生產(chǎn)提供了條件。種植面積有1500hm2,花年產(chǎn)量約10000t,精油1.5~2t,浸膏3.5~4t。加工方式為水蒸餾和萃取,產(chǎn)品有精油、浸膏、凈油、生物浸膏和生物凈油。目前的生產(chǎn)有作坊式和工廠式,但作坊式因為生產(chǎn)低質低效正逐漸被工廠所取代?，F(xiàn)在土耳其共有15個工廠,其中5個歸玫瑰協(xié)會所有。玫瑰的出油率為0.03%~0.04%,價格為6000美元/kg左右。有機萃取的產(chǎn)量大約是水蒸餾的十倍,價格僅為水蒸餾精油的十分之一。關于摩洛哥的玫瑰,可查到的研究資料很少。僅有較早的一個數(shù)據(jù)供參考:在Dades山谷,因土壤、氣候等條件適宜,種有大量玫瑰(約有長度為2.5~3.0km的玫瑰籬)。其品種雖未經(jīng)植物學鑒定,但大致是大馬士革和百葉玫瑰。年產(chǎn)花量為3000t,Pierrechauvet公司在該地設有加工廠,每日處理鮮花120t,每年生產(chǎn)精油250~400kg、浸膏1.7~2t。每4000~4500kg玫瑰花瓣得玫瑰油1kg。伊朗的玫瑰有很強的抗旱性,其中有野生的也有栽培的。栽培的有兩種——粉色大馬士革玫瑰和白色白玫瑰,以粉色大馬士革玫瑰為主(80%~90%)。主要分布在喀桑、法爾斯和阿塞拜疆地區(qū),以位于沙漠中心地帶的喀桑最為有名。二戰(zhàn)前栽培面積有6000多hm2,二戰(zhàn)后由于對玫瑰種植的削減,面積減少到2500多hm2,且生產(chǎn)方式也由原來政府控制轉為合作社形式。玫瑰花的產(chǎn)量是2~7t/hm2。1612年開始有玫瑰精油的加工,目前加工玫瑰精油和玫瑰水大多仍沿襲傳統(tǒng)的方式,也有少量工廠式,出油率0.03%左右。主要產(chǎn)品是玫瑰水,其次為玫瑰精油、玫瑰花蕾和玫瑰果。玫瑰水主要用于宗教儀式、食品工業(yè)和傳統(tǒng)醫(yī)藥,出口的玫瑰精油用于香水工業(yè)。關于伊朗國內(nèi)不同地區(qū)大馬士革玫瑰的遺傳多樣性以及成分方面的研究有不少報道,特別是近5年的文獻表明伊朗已著手大力發(fā)展玫瑰產(chǎn)業(yè)。印度的玫瑰品種主要有大馬士革、百葉玫瑰、R.bourbonica和當?shù)匾恍┮吧N。種植面積為2500~3000hm2。種植量最大的地區(qū)位于喜瑪拉雅西側的北方平原,那里非常適宜玫瑰生長。每年大約生產(chǎn)200kg玫瑰油,以及大量玫瑰水。印度克什米爾產(chǎn)的玫瑰油和保加利亞玫瑰油的成分非常相似,都富含香茅醇(分別為35.7%和40.6%)、香葉醇(分別為30.2%和20.5%)和橙花醇(分別為8.8%和5.8%),烷烴含量低以及高含量的單萜烯醇都達到了高質量玫瑰油的理想標準?？耸裁谞柈a(chǎn)玫瑰油達到甚至超過了玫瑰油的ISO標準。玫瑰油通常和檀香木油或者石蠟油一起用于香水中。在印度國內(nèi),60%~70%的本土產(chǎn)大馬士革玫瑰都用于制造宗教儀式中使用的玫瑰水,在印度傳統(tǒng)醫(yī)藥中也會使用玫瑰水和干玫瑰花。我國野生玫瑰資源豐富,薔薇屬200個種中,我國擁有95種。目前主要栽培