酸枣产业生产现状及发展趋势

束靖,王信宏,马晓君

(山东农业工程学院,山东济南 250100)

酸枣(Ziziphusjujubavar.spinosa)为鼠李科枣属植物(图1),其种子即酸枣仁。酸枣仁作为大宗中药材被广泛应用于临床,具有养心补肝,宁心安神,敛汗,生津等功效。现代药理学研究表明,酸枣叶、果肉和树皮等部位也含有大量功能物质,具有广阔的开发潜能和市场前景。近年来,由于在食用、保健和药用方面的重要价值,人们对酸枣产品的需求不断增长,导致酸枣仁、酸枣叶等中药及保健产品价格居高不下。酸枣产业受到越来越多市场的青睐,巨大的需求与资源供应之间的矛盾日渐突出。

图1 酸枣结果状

由于酸枣耐盐碱、耐贫瘠、耐干旱等特性,可以充分利用盐碱地、干旱山坡、丘陵等土地资源进行种植,是干旱岗坡山地、盐碱地适宜的生态经济树种,已成为地方政府在推进乡村振兴进程中大力扶持的特色产业[1]。但在酸枣产业化发展进程中从资源、种植到加工存在诸多问题,这在一定程度上影响了种植户的积极性,制约了酸枣产业的健康发展。笔者对中国酸枣产业发展现状进行了综述,对酸枣产业未来研究方向和发展趋势进行了预测,提出了其产业化发展路径,为酸枣产业未来可持续发展提供指导。

1 酸枣产业现状

1.1 酸枣的研究现状及产业发展机遇

在“健康中国”国家战略背景下,酸枣作为药食同源中药材正在进入市场需求快速发展阶段。酸枣仁性平,味甘、酸,在药品、化妆品和食品等领域开发前景广阔。以保健食品种类计算,酸枣仁在所有中药材中出现频率排在第20位[2]。

酸枣野生资源主要分布在中国辽宁、内蒙古、河北、山东、山西、河南、陕西、甘肃、宁夏、新疆、江苏和安徽等地区。目前酸枣仁供应主要依赖于野生酸枣,而野生酸枣资源量逐年下降、采收劳动力不足等因素造成了酸枣仁价格的不断上涨(图2)。根据康美中药网、中药材天地网提供的河北和山东两个酸枣仁主产区的价格来看,自2018年以来酸枣仁价格逐步上涨,尤其是2021年之后酸枣仁价格直线上升。已从2018年的不足200元/kg上涨到2023年的1 000元/kg。

图2 河北、山东产区酸枣仁价格走势图

据统计全国野生酸枣仁产量约8 000～10 000 t,市场需求量2～3万t,供求严重失衡。因此,发展野生酸枣人工栽培成为必然趋势,这是发展酸枣产业难得的历史机遇。近年来,中国酸枣产业呈区域性发展的特点,主要集中在河北、山东、陕西等地。虽然各地产区每年都会产出大量酸枣,但真正能够大规模生产酸枣仁的地方主要集中在河北内丘县、赞皇县以及山东汶上县。随着市场需求的不断增加,进口酸枣仁(理枣仁)由于不符合药典标准而被逐出市场,加上较高的价格及政府支持力度的提升,吸引了广大药材种植户不断扩大酸枣的种植面积。据报道,河北省目前人工种植和野生酸枣面积约2.33万hm2,计划到2025年扩大到3.33万hm2[1]。

1.2 酸枣副产物发展及利用现状

在酸枣仁作为药食两用中药材被广为利用的同时,酸枣副产物也因具有较高的经济价值而引起人们的重视与利用,包括酸枣叶、酸枣花、酸枣果肉、酸枣核壳、酸枣树根和树皮等。

酸枣叶被称为“东方睡叶”,其化学成分主要有三萜及皂苷类、黄酮类等[3],酸枣叶中的五环三萜皂苷具有明显的安神功效。试验观察到,酸枣叶提取物可增加巴比妥钠诱导的小鼠睡眠发生率并抑制苯丙胺的中枢兴奋作用[4]。还有药理学研究认为,酸枣叶具有抗氧化[5,6]、保肝[7]和抗真菌[8]等功能。目前,酸枣叶最常见的加工方式是杀青、揉捻后炒制成为保健茶[9,10](图3)。酸枣叶经发酵或粉碎后还被用来作为功能性食品的原料,被制作成为饼干、虫茶、食用矫味剂等[11]。

图3 酸枣叶、芽相关产品

酸枣果肉营养丰富,包括多种维生素、有机酸、矿质元素和可溶性糖等。高效液相色谱法分析发现,酸枣中含有草酸、苹果酸、乳酸、酒石酸、乙酸、柠檬酸和琥珀酸等有机酸,而且有机酸含量非常高[12]。鲜酸枣果肉中的可滴定酸含量高达0.29%～6.33%[13]。酸枣成熟果肉的维生素C含量很高,是苹果和梨的100多倍[12]。目前,酸枣果肉的利用研究多集中于发酵后开发成酸枣醋以及打粉后开发的酸枣面、酸枣汁等。郭盛[14]等研究表明,成熟酸枣果肉中含有与酸枣仁相同的三萜皂苷类成分,具备开发成镇静催眠、抗抑郁及甜味抑制剂等保健产品的价值。酸枣为典型的虫媒花,其花量大,蜜腺具有特殊的清香味,是中国华北华东地区重要的蜜源植物之一[15]。酸枣蜂蜜茶色透亮,不易结晶,其味酸中略带微甜,有开胃健脾、生津止渴之功。酸枣仁油具有镇静安神、抗抑郁、抗肿瘤、降血脂和抗氧化等多重药理活性,使其在药品、食品和化妆品等领域开发前景广阔[16]。酸枣核壳中含有木质素类及矿物质成分。酸枣树根中含有三萜类、黄酮类、生物碱及甾醇类等物质[17]。

1.3 酸枣砧木的利用

由于酸枣与枣亲缘关系较近,加之酸枣耐盐碱、抗旱、耐贫瘠和适应性强等特性,20世纪60年代开始,利用酸枣嫁接大枣的技术被广泛研究与推广[18,19]。姚胜蕊、陈彩霞、张本友等发表了关于利用酸枣嫁接枣树及建园的技术要点[20-22]。目前,生产上大多用酸枣作为红枣的砧木,在新疆等地得到了大面积推广[23],在辽宁等地也利用酸枣砧木嫁接来解决梨枣的冻害问题[24]。在国家发展林果业上山上坡,鼓励利用“四荒”资源的今天,酸枣砧木的优势会更加突出,对于枣产业发展具有重要意义。

2 酸枣产业发展面临的问题

2.1 野生资源量锐减

笔者团队在对酸枣野生资源调查过程中发现,由于农村劳动力进城务工、劳动力价格上涨等因素导致漫山遍野采摘酸枣的意愿降低,越来越多地将酸枣植株砍伐整理后集中脱果。这种破环性的采收方式使得野生酸枣资源急剧锐减,严重破坏了酸枣群落的天然更新,导致野生资源产量出现大面积萎缩。加之,酸枣人工种植受限于种苗数量等因素,人工种植面积的扩展较慢,酸枣市场产生了较为明显的供需矛盾。

2.2 种质资源较为杂乱

长期的野生生长状态以及异花授粉特性,导致酸枣遗传的多样性,果形、果实风味、药用成分含量等性状分离严重。1981年曲泽洲对酸枣的历史、类型和利用等方面进行了全面论述,并将酸枣果形归纳为圆酸枣、长酸枣、秤砣酸枣、牛心酸枣、尖果酸枣和扁果酸枣六种类型[25]。之后丁雯[26]对酸枣种质资源的综述性文章中提到对酸枣果实外观性状的描述多达50余项,同一产地甚至同一产地不同植株上酸枣各农艺性状差异也很显著。文献检索中发现有关酸枣仁药用成分的报道,其中酸枣仁皂苷A最低约0.03 mg/g[27,28],最高约1.67 mg/g[29],两者相差53倍。

2.3 栽培技术和品种选育工作滞后

《我国古代的枣树栽培》一文中认为,酸枣是枣的野生种[30],在3 000年的枣树栽培历史中,酸枣一直处于野生状态。由于近年来酸枣仁药材的价格不断上涨,酸枣的人工种植逐渐兴起,人工种植历史较短,虽然出现了一些关于直播建园、宽窄行密植、起垄栽培等技术的研究[31,32],但实际生产中,酸枣种植依旧是较为原始粗放的模式,种植行株距、施肥、施药、灌溉等种植管理没有规范可依,尤其是缺乏盐碱地、贫瘠荒地、干旱山坡等土地上的种植栽培技术。

目前,中国酸枣种质资源的研究主要集中在资源的调查收集、保护利用和鉴定评价方面。酸枣种质创新利用技术不高的问题依旧存在,杂交育种尚未取得根本性突破,极大地限制了种质资源的高效利用,缺乏具有重要育种和栽培利用价值的优异资源,种质资源精准鉴定评价技术也有待进一步研究。

不同区域、不同居群和不同植株酸枣在形态、口感风味、药用成分上的差异为酸枣品种选育提供了丰富的材料。但相比较于苹果、桃等水果,较短的栽培和品种选育历史使得酸枣很难通过传统的育种手段培育出特异性、一致性和稳定性均较高的品种。目前,通过审定的一些酸枣品种也由于普及率、接受率低等问题没有得到大面积推广。混乱的种质资源严重制约了酸枣仁药材以及酸枣叶、酸枣果肉等产品的批次稳定性,也在一定程度上制约了酸枣产业的可持续发展。

2.4 基础加工环节落后,非药用部位利用率低

虽然人们已经意识到酸枣叶、果肉等非药用部位的重要价值并进行了相关产品开发,但是产品开发与研究尚处于起步阶段,加之缺少龙头加工企业带动,目前酸枣产业在基础加工环节依旧处于一元化阶段,主要的经济收入来自酸枣仁。产业上游,经销商一般收集带果肉的酸枣鲜果或干果,鲜果或干果脱肉后进行机械破壳。在酸枣仁加工过程中,每30 kg酸枣鲜果仅能产出1 kg 酸枣仁。大量的酸枣果肉、酸枣叶等非药用部位多被丢弃,利用率低。据统计,每年近10万t酸枣果肉等非药用部位被废弃[14]。落后的加工过程一方面造成果肉的大量浪费,另一方面会产生酸水和废渣,对环境造成破坏。

3 未来研究方向与发展趋势

3.1 酸枣产量、品质形成规律的研究

由于人工栽培历史较短,酸枣的生物学特性、养分需求规律、产量和品质形成规律以及产量和品质调控规律等尚不清楚,栽培措施对酸枣仁产量、三萜皂苷形成的影响也不清晰。未来应对酸枣的生物学特性、光合性能和生长势、果实发育规律、丰产性和果实经济性状等进行测定;针对酸枣仁及其副产物的产量和品质形成过程,通过表型组学、转录组学、代谢组学和全基因组学等多组学结合的方法,建立表型组、基因组和代谢组大数据平台并解析酸枣重要经济性状的形成过程;通过分离群体构建、表型性状与基因组关联、共表达网络进化等分析,研究酸枣其产量、品质、果实颜色、口感、贮藏特性以及活性物质成分等重要经济性状的形成规律,为酸枣高产、优质、高效和可持续栽培措施的研究奠定理论基础。

3.2 完善酸枣标准化生产

一方面要结合酸枣仁产量、品质形成规律的研究,挖掘种植端酸枣仁品质控制的关键因素,根据种植区域气候、土壤条件制定酸枣仁生产标准化操作规程(SOP),规范施肥、浇水、喷药和修剪等生产管理过程,便于农户标准化操作;建立酸枣仁生产质量追溯体系,保证从建园、定植、栽培管理、采收和加工、包装、贮运到发运全过程关键环节可追溯。

另一方面应将酸枣的标准化生产与机械化、信息化进行充分结合。从种植的各个步骤考虑栽培措施的开发与机械化研发的有机结合,如株行距设置应方便机械化除草、施肥、采收;要考虑酸枣的种植与现代智慧农业相结合,建立酸枣水肥需求及光合速率模型,计算农田环境参数下对环境因子的调控目标值,基于大数据建立预测模型,探寻温度、光照、二氧化碳、水、肥与产量品质之间的关系,构建基于作物需求的多因子环境调控系统。

3.3 酸枣耐盐碱机理研究及盐碱地种植技术开发

习近平总书记强调,加快挖掘盐碱地开发利用潜力,努力在关键核心技术和重要创新领域取得突破,将科研成果加快转化为现实生产力,体现了由盐碱地治理改造到适应、保护、利用的科学性思维。酸枣是具有巨大价值的耐盐碱植物,应明晰酸枣耐盐碱的生理和分子机理,充分利用酸枣耐盐碱的种质和基因资源。建立酸枣耐盐碱评价体系,筛选优质耐盐碱酸枣种质材料;发掘耐盐碱分子标记、分离关键基因并解析其调控网络;明晰酸枣种质的特色基因以及该类基因在育种中的地位;开发高效基因功能鉴定技术,包括病毒诱导基因沉默和稳定过表达以及高效基因编辑技术;配套盐碱地酸枣育苗、水肥措施、整形修剪和生态防控技术等,集成盐碱地酸枣栽培技术体系。加大黄河流域酸枣种植推广力度,在生态利用黄河下游盐碱地资源的同时,缓解市场对酸枣相关资源日益增加的需求压力。

3.4 酸枣大健康产品开发及产业示范

在中医药健康理论指导下,对酸枣及药食同源相关原料进行合理组方协同增效,利用微生物深层液体发酵提高功能物质的含量、建立功能物质的高效绿色生产工艺,开发可稳态保持的剂型。研发机理清晰、质量可控、安全有效、附加值高的健康产品。

针对酸枣果肉、酸枣叶中的的黄酮类、多酚类、多糖类、皂苷类化合物,探究酸枣副产物中功能成分含量与抗氧化性的量效、构效关系;采用网络药理学及蛋白组学、代谢组学和转录组学等多组学技术,进行代谢通路分析,研究代谢途径,探究作用机制。以酸枣果肉、酸枣叶为原材料,创制高生物利用率剂型的,具备促进睡眠等大健康副食品,通过对食品的质构、消化能力、营养特性分析,优化生产工艺,形成稳定的大健康产品。