玫瑰種質資源與綜合利用研究進展

姜楠南,張 玉,房義福*,吳曉星,王翠香,盧 潔,王 瑋

(1.山東省林業科學研究院,山東 濟南250014;2.山東省林木遺傳改良重點實驗室;3.東阿縣農業局;4.山東省林木種苗和花卉站)

玫瑰種質資源與綜合利用研究進展

姜楠南1,2,張 玉3,房義福1,2*,吳曉星1,王翠香1,盧 潔4,王 瑋4

(1.山東省林業科學研究院,山東 濟南250014;2.山東省林木遺傳改良重點實驗室;3.東阿縣農業局;4.山東省林木種苗和花卉站)

玫瑰是我國重要的觀賞、香料、食用植物。為了充分利用玫瑰資源,本文綜述了玫瑰的種質資源分布及改良情況、玫瑰油加工技術、玫瑰食品及其他玫瑰產品開發情況,并對今后玫瑰的綜合利用情況進行了展望。

玫瑰；種質資源；遺傳多樣性；綜合利用

玫瑰(Rosa rugosa)屬于薔薇科薔薇屬,原產于中國北部,在朝鮮、日本及俄羅斯遠東地區亦有分布。我國玫瑰野生資源破壞嚴重,僅遼東半島和吉林琿春尚有分布,野生玫瑰已被列為國家二級瀕危保護植物[1]。全世界薔薇屬植物約有200種,但由于種和品種間雜交,品種數量約有18000個[2],其中觀賞用的月季、薔薇品種占絕大多數,油用、食用的玫瑰品種較少。玫瑰的主要商業用途是提取玫瑰油,其他的還有加工玫瑰食品、玫瑰色素等。

1 玫瑰種質資源及改良

1.1 我國玫瑰種質資源概況

目前,我國玫瑰的主產區為山東平陰、甘肅苦水、陜西渭南、北京妙峰山、湖北棗陽、新疆等地區。平陰是我國的“玫瑰之鄉”,唐代初期就開始栽種玫瑰,距今已有1300多年的歷史[3]。平陰栽培的玫瑰品種主要有:重瓣紫玫瑰(R．rugosavar.plena)、紫枝玫瑰(R．rugosa‘Zizhimeigui’)、豐花玫瑰(R．rugosa‘Fenghuameigui’)[3－5]。北京、湖北、新疆等地種植的玫瑰大多是從平陰引種栽培的。此外,甘肅地區栽培的苦水玫瑰(R．sertata×R．rugosa)在苦水鎮已有200多年的栽植歷史,陜西渭南栽培的是國外引種的大馬士革玫瑰(R．damascena)[6,7]。

1.2 國外玫瑰種質資源概況

保加利亞、摩洛哥、法國、土耳其、伊朗等國家為世界主要的玫瑰精油生產國,主要種植的是大馬士革玫瑰(R．damascena),其他油用玫瑰有百葉玫瑰 (R．centifolia)、法國薔薇(R．gallica)、白玫瑰(R．alba)[7,8]。其中保加利亞從16世紀開始種植玫瑰,主要種植大馬士革玫瑰,主產區在巴爾干山南麓的“玫瑰谷”地帶,用其生產的玫瑰油質地純正香氣濃郁。保加利亞的玫瑰精油加工仍沿用傳統的水蒸餾法,出油率約為0.04%。保加利亞所產精油基本都用于出口到歐美發達國家[5]。

1.3 我國玫瑰遺傳多樣性研究

我國對玫瑰的研究主要集中于國內原產和一些栽培的玫瑰。劉慶華(1998)、楊明(2003)對山東平陰栽培的一些玫瑰品種進行了分類[3,4];于守超(2005)首次將數量分類法應用到平陰玫瑰栽培品種分類上[9];武蕾(2005)利用RAPD分子標記對45個玫瑰栽培品種開展了玫瑰品種間的親緣關系分析[10];李玉舒(2006)則利用AFLP技術對玫瑰DNA指紋圖譜進行了聚類分析[5];馮立國(2009)對我國不同地區的野生和栽培玫瑰種質進行了研究,認為野生種質與栽培種質之間的親緣關系較遠[11]。

1.4 國外玫瑰遺傳多樣性研究

由于國外的油用玫瑰品種主要是大馬士革玫瑰,國外的研究也主要針對大馬士革玫瑰。近年來,主要采用分子標記手段研究不同國家、不同居群大馬士革玫瑰的遺傳多樣性。Rusanove等利用SSR對保加利亞栽培的大馬士革玫瑰進行了研究[12],Agaoglu等采用RAPD,Baydar等采用AFLP技術對栽培于土耳其的大馬士革玫瑰進行了研究,結果發現土耳其的大馬士革玫瑰多態性差異小[13、14]。相反,伊朗對國內不同地區的大馬士革玫瑰利用包括 AFLPs[15]、SSRs[16]和 RAPDs[17]開展研究,發現伊朗不同地區大馬士革玫瑰居群的多態性很高,反映出伊朗可能是大馬士革玫瑰的起源中心。由上述研究可推論,早期大馬士革玫瑰可能是從伊朗傳入到保加利亞和土耳其等國家,然后靠扦插等無性繁殖手段在世界其他國家繁衍起來。

1.5 玫瑰雜交育種

我國玫瑰雜交育種始于20世紀60年代,平陰玫瑰研究所的唐舜慶通過種內和種間有性雜交,選出了高產型、觀賞型、觀賞高產兼用型等系列玫瑰品種,其中豐花玫瑰和四季開花的紫枝玫瑰品種現已成為平陰地區玫瑰的主栽品種[43]。近年來,北京林業大學通過雜交育種將薔薇基因導入雜種月季,旨在提高月季的抗病性[44－46];山東農業大學開展了玫瑰與月季間雜交障礙原因分析[47],玫瑰多倍體育種等研究[48],積極培育出油率高,抗性強,產量高的玫瑰新品種。

2 玫瑰油加工、提純與分離

2.1 玫瑰蒸餾——玫瑰精油和玫瑰花水

國際上玫瑰精油主要指大馬士革玫瑰精油,2003年制定的玫瑰精油國際標準,對各種成分含量都有具體規定[18]。近幾年國外的研究主要是加工條件,包括采摘時間、前處理[19,20]等對精油提取及其成分的影響。國內對各地玫瑰精油的研究主要集中在精油成分上,開展了平陰、苦水、渭南、妙峰山、新疆等地產的玫瑰精油成分與大馬士革玫瑰油的對比研究[21－31]。總體上說,經過多年的研究,我國產的部分玫瑰精油初步達到玫瑰精油的國際標準,但與保加利亞等國的產品尚有差距。改進玫瑰精油提取工藝,維持精油質量和香氣的穩定是我國玫瑰精油生產面臨的問題。

玫瑰花水是水中蒸餾時得到的玫瑰水不經過復餾得精油,而直接以玫瑰水的形式作為產品銷售和使用。玫瑰花水具有抗炎、殺菌、抗氧化等功效,可加工成化妝水、玫瑰飲料、玫瑰酒等[32－35]。目前,我國各地栽培的玫瑰很大比例被用來加工成玫瑰水,由于生產工藝、栽培品種等的限制,以及缺少玫瑰水生產標準,玫瑰水生產過程沒有強制質量控制措施等,國內生產的玫瑰水濃度低、質量不穩定,不同批次之間的香型不一致,與國外高倍濃縮(1000:1)的玫瑰水產品差距較大。

2.2 玫瑰浸提——玫瑰浸膏和玫瑰凈油

由于溶劑萃取法可以更充分提取玫瑰花中的有機成分,當前在國外用萃取法生產的香料已經超過采用水蒸餾法的生產量[36,37]。采用浸提法生產玫瑰油,第一步產品為玫瑰浸膏,第二步產品為玫瑰凈油。玫瑰浸膏、玫瑰凈油都是借助有機溶劑萃取生產的。

采用溶劑萃取得到的玫瑰浸膏通常顏色比較深,含較多蠟質,且有溶劑殘留,利用乙醇低溫脫蠟純化,多次反復,最后可得玫瑰凈油[38]。但傳統萃取法得到的玫瑰凈油中仍含部分乙醇,在操作的過程中也會損失一些特有的香氣。

2.3 玫瑰現代提取技術

有機溶劑萃取法提取浸膏,通常會有溶劑殘留問題,且一些高分子的蠟質和色素也被萃取出來。目前一些現代提取技術分子蒸餾、亞臨界水萃取(CSWE)和超臨界二氧化碳萃取(SC－C02)可以解決這方面的問題,缺點是提取成本高,工業化生產中少見,另外得到玫瑰油的成分與傳統方法有所不同[39,40]。

3 玫瑰產品的綜合開發利用

3.1 玫瑰花茶、玫瑰系列食品

中醫認為玫瑰性溫,味甘、微苦,有理氣解郁、消腫止痛、和血散淤、美容養顏之功效,可用于胸脅胃脘脹痛、損傷瘀阻疼痛、消化不良,以及經前乳房脹痛、月經不調等婦科疾病[41]。

我國自古有食用玫瑰的傳統。玫瑰花茶是玫瑰的干燥花蕾,采用低溫烘干技術制造的玫瑰花茶,能保持玫瑰花純天然營養成分、純天然香氣、玫瑰花型和玫瑰色澤不變。近年來,以玫瑰鮮花為主料調制成各種餡料,制作的玫瑰鮮花餅、玫瑰月餅、玫瑰湯圓等產品,廣受歡迎。除此之外,山東平陰還開發生產出玫瑰花原漿、玫瑰阿膠、玫瑰花醬、玫瑰鮮花果凍、玫瑰紅茶,玫瑰果酒、玫瑰醇露、玫瑰糖漿等食用玫瑰產品。進一步研制符合大眾口味的玫瑰系列功能食品,推陳出新,將玫瑰的美容養顏、理氣解郁功能與普通食品相結合,做大做強食用兼藥用玫瑰產業,是未來的玫瑰食品、保健品的發展方向。

3.2 玫瑰日化產品

以玫瑰為主的日化系列產品囊括日常護理化妝品以及洗漱用品,如精油、香水、香膏、乳液、潔面乳、化妝水、香皂、沐浴露以及香波等全系列日化產品。同時,將玫瑰的應用延伸至家居用品范圍,例如玫瑰枕、玫瑰永生花、玫瑰香薰蠟燭等,強化品牌意識和玫瑰文化,開發玫瑰文化產品。

3.3 其他玫瑰產品的開發利用

從玫瑰油生產過程中殘留的色水中提取的玫瑰色素,含有花色苷和黃酮類物質,無毒,安全性高,色彩艷麗,香氣馥郁,可直接作為食品添加劑,既解決了廢水處理問題,又有一定的經濟效益[42]。

玫瑰果實中含有大量的維生素C,氨基酸和礦物質等,有降血壓、清除活性氧、抗炎等功能,國外還將玫瑰果做茶。此外,玫瑰葉、玫瑰根也有開發利用價值,由玫瑰葉加工制成的飲料富含多酚和維生素C,具有較強抗氧化活性[49];玫瑰根提取物具有抗炎、抗衰老、增強免疫的作用[50]。玫瑰果、玫瑰葉、玫瑰根未來具有開發成功能食品的潛力。

4 玫瑰資源研究利用展望

4.1 強化栽培管理,選育高油、國際香型的玫瑰品種

研究玫瑰精油的代謝途徑,比對油用和非油用玫瑰的轉錄組的生物學信息,探索控制玫瑰花中控制精油合成的關鍵基因,利用生物技術手段改進國內玫瑰品種;加強經濟作物玫瑰的栽培技術、病蟲害防治、采后生理等各方面的研究,加強玫瑰有機栽培技術研究,為玫瑰產業發展提供支持;積極培育出油率高,抗性強,產量高的玫瑰新品種。

4.2 開展標準化生產,改進生產工藝,開發玫瑰系列產品

在已有基礎上,制定玫瑰油的國家標準;開展玫瑰水、玫瑰浸膏、玫瑰凈油標準的制定,用標準指導生產;將超臨界二氧化碳萃取技術與真空蒸餾技術相結合,改進玫瑰精油提取工藝;改善玫瑰精油調配工藝,提高我國產的玫瑰精油產品的一致性與穩定性,打入國際玫瑰油市場,帶動我國玫瑰產業快速發展。

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Research progress on germplasm resources and utilization of rose

JIANG Nannan1,2,ZHANG Yu3,FANG Yifu1,2*,WU Xiaoxing1,WANG Cuixiang1,LU Jie4,WANG Wei4
(1.Academy of Forestry in Shandong,Jinan,China,250014;2.Shandong Provincial Key Lab of Forest Tree Genetic Improvement;3.Forestry Bureau of Dong’e;4.Shandong Provincial Station of Forest Seedlings and Flowers)

Rose is an important ornamental,aromatic and edible plant in our country.In order to better comprehensive development and utilization of rose resources,research directions on rose were reviewed,which included germplasm resources and improvement of rose,rose oil processing technology,rose food and other rose products development.And the comprehensive utilization of rose in the future is prospected.

rose;germplasm resources;genetic diversity;comprehensive utilization

S688.9

A

1002－2724(2016)06－0105－04

2016－10－18

山東省農業良種工程

姜楠南,(1983－),女,博士生,工程師,主要從事園林與花卉研究,E－mail:abcnnjiang＠163.com。

*通訊作者:房義福,(1963－),男,研究員,主要從事園林與花卉研究。