山杏种质资源及综合利用关键技术与应用.doc
1 通过国家林业和草原局提名 2019 年度国家科学技术进步奖 项目公示内容 一、 项目名称 山杏种质资源及综合利用关键技术与应用 二、提名者及提名意见 1、 提 名 者 国家林业和草原局 2、 提名意见 山杏是我国特有的生态经济型木本粮油树种,在促进国家天然林保护、退耕还林和精准扶贫工程实施中发挥着重大作用。长期以来,我国山杏良种缺乏、栽培技术落后、产量低而不稳,精深加工滞后等问题 , 成为了制约这一产业发展的 瓶颈 。 该 成果由西北农林科技大学等单位经 20余 年的 协作 攻关 完成。秉承全产业链开发、提质增效的理念,以杏树生理生化 理论研究为基础,着重研究了抗寒机理、栽培生理、生殖生物学特性、遗传多样性与良种选育、丰产栽培 和杏仁综合利用等, 创建了山杏集约化丰产栽培 配套技术体系 , 揭示 了 我国山 杏种质资源遗传进化关系, 选育了山杏良种, 发明 新型植物蛋白饮料稳定剂 , 创新苦杏仁蛋白饮料生产工艺 , 研发 了 苦杏仁精油、脱毒苦杏仁油、杏壳木醋液等高附加值产品加工技术 ,取得了一批应用成效显著的原创性成果,研究水平居国际先进。成果突破了 山杏产业化 发展中 的 技术 瓶颈 。探索的杏树丰产栽培配套技术成果 在陕北白玉山区推广应用达上百万亩, 研发的 苦 杏仁蛋白饮料、 苦杏仁油脱 毒、杏仁精油生产、杏仁壳精制木醋液等专利在 河北承德露露股份有限公司和 陕西省亿鑫生物能源公司等企业 得到 转化 ,带动 了企业的技术升级改造 ,产生了显著的经济和社会效益。 成果 为北方干旱地区农业产业结构 的 调整探索出 了 一条生态、经济、社会效益显著的新路 子,符合国家科学技术进步奖推荐条件。项目的 部分研究内容 已获得了 2004年度陕西省科学技术奖二等奖、 2009年度陕西省农业技术推广成果奖二等奖 、 2016年度陕西省科学技术一等奖 。该项目已经完成单位公示,无异议。提名该项目 为 国家科学技术进步奖二等奖 。 三、 项目简介 2 山杏泛指在 我国广泛分布的普通杏、西伯利亚杏和辽杏,主要分布于我国北方地区。据我们调查,全国有山杏面积 213.3万 hm2,年产杏核 155500 万 kg、杏仁 31100 万 kg。山杏不仅抗旱、耐寒、耐瘠薄、适应性强,而且其杏仁含油量高、营养丰富,具有很高的经济价值。我国“南有油茶,北有山杏”。山杏无论是从总面积、产量,还是从营养价值上讲,都可以与油茶媲美。山杏产品附加值高、市场潜力大、生态效益强,是北方地区生态建设、兴林富民的重要选择,已成为国家实施退耕还林工程和精准扶贫工程的首选树种,成为北方山区群众脱贫致富的支柱性产业、 经济收入的主要来源。但由于山杏长期处于野生或半野生状态,种质资源不清、良种缺乏、栽培技术落后、霜冻严重、产量低而不稳、缺乏深加工技术等问题的存在 , 严重制约了山杏产业的发展,也导致其生态效益 难于充分发挥。本项目通过 20 多年协作攻关研究,摸清 了 种质资源、培育出良种、建立起 循环加工 技术体系 ,延长产业链 ,突破了 制约 山 杏产业 发展的 瓶颈, 取得了以下创新 性 成果 1.摸清我国山杏种质资源、建立杏树基因库,创建山杏种质资源评价体系,揭示山杏种质资源遗传进化 关系 和遗传结构;选育了适宜于干旱寒冷气候区域栽培的仁肉兼用型山杏良 种 “山甜 1 号” 和 “山苦 2 号”,缓解了我国山杏良种缺乏、产量低、品质差的问题。 2.创建山杏集约化丰产栽培配套技术 体系 ,包括杏树优质壮苗繁育技术,抗旱防寒栽植技术, 轻简化管理技术 ; 揭示杏树花芽抗寒机理,研发“杏树花果防冻剂”产品, 使杏树的冻花率降低 41.5、坐果率提高 2.1 倍。提高了产量,增加了收入,实现了生态效益和经济效益双赢。 3.建立山杏循环加工技术体系, 创新 苦杏仁脱苦去毒技术 , 发明新型植物蛋白饮料稳定剂 ,优化苦杏仁蛋白饮料配方 及 工艺;研发出 苦杏仁油 的 冷榨 脱毒加工 及 从苦杏仁粕中提取苦杏仁精油生产 新工 艺;优化了高温 裂解制备杏壳木醋液和杏壳 活性 炭 工艺。实现了杏核加工全过程的 低消耗、低排放、高效率 循环 经济发展模式 ,促进了杏产业可持续发展。 该项目成果总体技术水平居国内领先、国际先进;先后获省部级一等奖 1项、二等奖 2 项;授权发明专利 9 件, 鉴定、验收和认定成果 3 项 。出版编著2 部 。 发表论文 41 篇,其中 SCI、 EI 收录 14 篇。培养 博士研究生 5 名,硕士研究生 7 名。 四、 客观评价 1. 与当前国内外同类技术比较,该成果具有科学性、系统性、先进性和实用性 。 3 该成果 探索的杏树丰产栽培配套技术,解决了我国北方干旱、寒冷 气候条件下山 杏播种出苗难 、嫁接成活差、栽植成活率低、管理技术落后、 产量低、效益差的问题,达到了国内同类研究的领先水平。 杏仁油 是一种高级食用油 。而且, 杏仁 油 65以上是由单不饱和脂肪酸构成, 对 心血管 具有 特效 保健作用。 杏仁油在美国加利福尼亚海岸价为 20 万美元 /吨。目前国内医药行业杏仁油的收购价为 110-120 元 /kg,是大豆油价格的 14倍、橄榄油的 2 倍。 但 市场上的苦 杏仁油 中 由于苦杏仁甙含量高,不能达到食用标准 。 本 项 目 研 发 的 “ 一 种 脱 毒 杏 仁 油 的 生 产 方 法 ” 专 利 技术( ZL200910022665.1),生产的杏仁油总 氰化物含量在 0.148mg/kg(以 HCN计),精炼油检测结果符合国家食用油安全标准。 为苦 杏仁油 的广泛应用奠定了基础。 苦杏仁精油是一种新型食品添加剂,具有强烈的杏仁香气,是食用、酒用、烟用等香精的重要原料,也是生产高档食品、饮料、高档化妆品和高档医药保健品的添加剂,还可作为树脂、油脂及其他化学药物的溶媒。 研发 的“一种苦杏仁精油生产方法”专利技术( ZL2007100180837),完成了从苦杏仁粕中水解提取苦杏仁精油的工业化生产, 克服了传统方法和生产中苦杏仁脱苦对环境造成的污染问题。 研发的“利用山杏壳进行 热裂解工厂化生产木醋液的技术及标准”为国内外首次。 杏壳量占杏核总重的 80.0%,是杏仁加工过程的废弃物,目前国内对其的利用仅限于生产活性炭。该技术利用在杏仁油生产过程中所产生的大量山杏壳生产精制木醋液和活性炭,既可以避免造成资源浪费和环境污染,又可实现苦杏仁资源的综合利用。 探索的杏树丰产栽培配套技术成果推广应用达上百万亩, 研发的 新型植物蛋白饮料稳定剂、苦杏仁蛋白饮料 、 苦杏仁油脱毒、精油生产、杏仁壳精制木醋液专利在 河北承德露露股份有限公司和 陕西省亿鑫生物能源公司等企业 得到转化 ,带动 了企业的技术升级改造 。产生 了显著的经济和社会 效益。 成果 整体达到 了 国际 先进 水平。 2. 项目科研成果鉴定意见及重要的科技奖励 ( 1) 2001 年 9 月 7-8 日,国家科技部组织有关专家,对“陕北杏基地建设及丰产栽培配套技术研究”成果进行了鉴定。鉴定委员会认为该成果“达到了国内同类研究的领先水平”。成果于 2005 年获得陕西省科学技术奖二等奖。 ( 2) 2007 年 4 月 25 日 ,受国家林业局委托,陕西省科技厅组织有关专家对“陕北地区仁用杏抗旱防寒栽培技术推广”项目进行了成果鉴定。委员会认为项目“在抗旱栽植与丰产管理、药剂防冻方面有新进展,在同类地 区具有4 示范推广价值,达到了国内同类项目的领先水平”。 成果 于 2010 年获得陕西省农业技术成果推广奖二等奖。 ( 3) 2009 年 1 月 24 日,国家林业局组织有关专家对“杏仁精油提取技术引进”项目进行了验收。同年该项目通过了陕西省成果鉴定,鉴定委员会认为项目“ 在构建我国苦杏仁资源循环加工关键技术方面取得重大突破,整体达到国际领先水平 ” 。 ( 4) 2013 年 3 月 21 日,国家林业局组织有关专家对“仁用杏精深加工技术研究与开发”项目进行了验收。验收委员会认为项目“实现了山杏资源的精深加工利用,为我国山杏产业化提供了技术支 撑” 。 ( 5)“山杏种质资源及综合利用关键技术与应用”成果于 2016 年获得陕西省科学技术奖一等奖。 3. 国内外对项目研究成果的引用 项目在国内外本领域重要期刊发表论文 41 篇( 其中 SCI、 EI 14 篇 ), 出版编 著 2 部 。研究成果被相关专著、教材和技术手册广泛采用。 4. 国家知识产权及技术部门认可 获国家发明专 利 9 件 ,其中 研发的苦杏 仁油脱毒、精油生产、杏仁壳精制木醋液等 3 件专利在陕西省亿鑫生物能源公司和河北承德露露股份有限公司等企业转化 ,带动 了企业的技术升级改造 。 5. 科研成果与建议被政府采纳 2000年 以来,成果被国家林业局列为国家级推广项目 5项。 ( 1) 国家林业局林业科学技术推广项目“陕北地区仁用杏抗旱防寒栽培技术推广”(编号 [2001-天保 ]13号) ( 2)国家林业局林业科学技术推广项目“仁用杏良种丰产栽培技术推广” (编号[2002]27-2号) ( 3)国家林业局林业科学技术推广项目“ 黄土高原退耕坡地抗旱造林技术示范 ” (编号 [2004]26-2号 ) ( 4)国家林业局林业科学技术推广项目“红枣集雨微灌与仁用杏抗霜冻技术示范推广”(编号 [2009]27号) ( 5)国家林业局林业科学技术推广项目 “仁用杏花果防冻剂示范与推广”(编号[2012]73号) 五、 应用情况 成果获批了 5项国家林业局推广项目。 有 5项 专利在陕西省亿鑫生物能源公司和河北承德露露股份有限公司等企业转化 ,带动 了企业的技术升级改造 。 5 1、 成果推广 在陕北白玉山区示范推广杏树丰产栽培配套技术 100 多万亩, 增加群众收入 2.679 亿元。 2、 成果转化 研发的 杏仁壳精制木醋液专利在陕西省亿鑫生物能源公司 转化,并成功应用于苹果等果树修剪弃枝丫的加工利用,变废为宝,解决了黄土区果园生产废料处理问题; 新型植物蛋白饮料稳定剂、 新型 苦杏仁蛋白饮料 、 苦杏仁油脱毒 和 精油生产 专利在 河北承德露露股份有限公司 得到 转化 ,有效解决了苦杏仁蛋白饮料生产中 10左右废料深加工利用问题,带动 了企业的技术升级改造 ,提高了资源利用率 , 新增产值 20.4 亿元 。 六、 主要知识产权和标准规范目录 知识产权 (标准) 类别 知识产权(标准)具体 名称 国 家 ( 地区) 授权号(标准编号) 授权(标准发布)日期 证书编号 (标准批准发布 部门 ) 权利人(标准起草单位) 发明人(标准起草人) 发明专利(标准)有效状态 发明专利 一种脱毒杏仁油的生产方法 中国 ZL200910022665.1 2013 年6月 5日 第1207248 号 西北农林科技大学 赵忠、李科友、朱海兰、马希汉、王志玲 有效专利 发明专利 一种苦杏仁精油的生产方法 中国 ZL200710018083.7 2009 年12 月 2日 第575040号 西北农林科技大学 赵忠、李科友、马希汉、郭婵娟、马玉华、齐高强、魏丽萍、毛巧芝 失效 专利 发明专利 一种杏壳木醋液的制取方法 中国 ZL200910021633 2013 年6月 5日 第1207514 号 西北农林科技大学 赵忠、马希汉、李科友、毛巧芝、朱海兰、徐彩霞、王失效 专利 6 志玲 、卢斌、陈金泉、李玉新、李明 发明专利 一种仁用杏树花果防冻剂 中国 ZL200710019196.9 2010 年1 月 27日 第594819 号 西北农林科技大学 赵忠 ;魏安智 ;杨恒 ;杨途熙 ;张睿 失效 专利 发明专利 一种山杏油保湿润肤乳及其制备方法 中国 ZL201310153031.6 2015 年7 月 15日 第1723228 号 西北农林科技大学 赵忠、王海泽、朱海兰、韦苑妮 有效专利 发明专利 超临界 CO2萃取杏仁油工艺 中国 ZL200610042857.5 2008 年8 月 27日 第423727号 西北农林科技大学 赵忠、马玉华、李科友、马希汉、郭婵娟、姚增玉、朱海兰、史清华 失效 专利 发明专利 一种植物蛋白饮料稳定剂 中国 ZL201510172077.1 2016 年4 月 27日 第2048996 号 河北承德露露股份有限公司 王旭昌、左爱东 有效专利 发明专利 一种复合植物蛋白饮料 中国 ZL201510172601.5 2016 年4 月 13日 第2022201 号 河北承德露露股份有限公司 王旭昌、左爱东 有效专利 发明专利 一种复合植物蛋白饮料的加工方法 中国 ZL201510172320.X 2016 年3 月 23日 第1993850 号 河北承德露露股份有限公司 王旭昌、左爱东 有效专利 七、 主要 完成人 情况 赵忠 第一完成人 ,教授,西北农林科技大学。负责项目总体设计 ,制定实施方案 , 落实和实施 项目 研究 、 试验 、 示范等工作。 对创新点 1、 2、 3 均具有重要贡献。 提出了我国西北利亚杏和野杏的类群划分 ,揭示了山杏种质资源遗传进化 关系 和遗传结构 ,证实了异花授粉和自交不亲和的交配体系、地理差异和基因交流等是造成种群遗传结构差异的主要原因。研发了“杏树花果防冻7 剂”,发明了苦杏仁脱苦去毒技术,创新了 苦杏仁油 的 冷榨加工 、 苦杏仁精油生产等工艺。 制定 了 生产苦杏仁油工艺流程和技术规范 ,并 在生产中得到了应用 ,促进了山杏精深加工的发展进步,产生了显著的经济和社会效益。 魏安智 第 二 完成人 ,教授,西北农林科技大学。对创新点 1、 2 有重要贡献。建立了杏树基因库,揭示杏树花芽抗寒机理,创建了山杏集约化丰产栽培配套技术,研发了“杏树花果防冻剂”,选育了适宜于干旱寒冷气候区域栽培的仁肉兼用型山杏良种。缓解了杏树生产中存在的栽培技术落后、霜冻严重、产量低而不稳的问题。 李科友 第 三 完成人 ,副教授,西北农林科技大学。对创新点 3 有 重要贡献。建立了山杏循环加工技术体系,研发出 苦杏仁油 的 冷榨 脱毒 、 从苦杏仁粕中提取苦杏仁精油生产 新工艺;优化了高温 裂解制备杏壳木醋液和杏壳 活性 炭工艺。 鲁永明 第 四 完成人 ,高级经济师, 总经理, 河北承德露露股份有限公司。对创新点 3 有重要贡献。 组织实施了对苦杏仁蛋白饮料新技术、新工艺、新专利进行转化。 杨途熙 第 五 完成人 ,研究员,西北农林科技大学。对创新点 1、 2 有重要贡献。 建立杏树基因库,选育了适宜于干旱寒冷气候区域栽培的仁肉兼用型山杏良种,创建山杏集约化丰产栽培配套技术 体系 ,研发“杏树花果防冻剂”。 朱海 兰 第 六 完成人 , 高级实验师 , 西北农林科技大学。 对创新点 3 有重要贡献。发明杏仁脱苦去毒技术,研发 苦杏仁油 的 冷榨 脱毒、 从苦杏仁粕中提取苦杏仁精油生产 新工艺,优化了高温 裂解制备杏壳木醋液和杏壳 活性 炭 工艺。 马希汉 第 七 完成人 , 教授 ,西北农林科技大学。对创新点 3 有重要贡献。优化了高温 裂解制备杏壳木醋液和杏壳 活性 炭 工艺。 王旭昌 第 八 完成 人 ,高级 工程师 , 副 总经理,河北承德露露股份有限公司。 对创新点 3 有重要贡献。发明新型植物蛋白饮料稳定剂,优化苦杏仁蛋白饮料配方,创新苦杏仁蛋白饮料生产工艺。 尉芹 第 九 完成人 , 教授 ,西北农 林科技大学。对创新点 3 有重要贡献。优化了高温 裂解制备杏壳木醋液和杏壳 活性 炭 工艺。 8 李 明 第 十 完成人 , 副教授 , 福建农林科技大学。 对创新点 1、 2 有重要贡献。提出了我国西北利亚杏和野杏的类群划分,揭示了山杏种质资源遗传进化关系 和遗传结构。 八、 主要完成单位及创新推广情况 1、 西北农林科技大学 是第一完成单位,负责项目整体方案的设计和实施 。在人力、物力和支撑条件等方面给予了大力支持,尤其是在研发条件、 中试实验 、成果推广过程中发挥了重要的组织协调、管理和落实作用,保证了项目任务 的 顺利实施。重点支持开展了 杏树抗寒机理 、遗传、良种选育、丰产栽培、杏仁精深加工 产品研发等工作, 使项目取得了 重大 进展 , 对创新点 1、 2、 3 均 具有重要贡献。 摸清我国山杏种质资源、建立杏树基因库,建立山杏种质资源评价体系,揭示山杏种质资源遗传进化 关系 和遗传结构;选育了适宜于干旱寒冷气候区域栽培的仁肉兼用型山杏良种,创建山杏集约化丰产栽培配套技术体系,研发“杏树花果防冻剂”,建立山杏循环加工技术体系 。 并开展示范 、中试 与推广应用。 2、 河北承德露露股份有限公司 是第二完成单位, 对杏仁深加工产品研发提供了人力及设备等方面的大力支持,在中试实验、 成果 转化 过程 中发挥了重要 作用。 对创新点 3 具有重要贡献。 发明新型植物蛋白饮料稳定剂,优化苦杏仁蛋白饮料配方,创新苦杏仁蛋白饮料生产工艺。 研发 苦杏仁油 的 冷榨 脱毒 加工 工艺、从苦杏仁粕中提取苦杏仁精油生产 新工艺。 九、 完成人合作关系说明 第一完成人赵忠、第二完成人魏安智、第三完成人李科友、第四完成人鲁永明、第五完成人杨途熙、第六完成人朱海兰、第七完成人马希汉、 第八完成人王旭昌、 第 九 完成人尉芹、第 十 完成人李明共同完成的成果“ 山杏种质资源及综合利用关键技术与应用 ”申报 2019 年 度国家科学技术进步奖。 第二完成人 魏安智 为第一完成人牵 头的陕西省重大科技专项计划项目“仁用杏抗寒机理研究及杏花防冻剂的研制( 2006KZ09-G6)”的骨干成员,为 科技部“九五”重点科技项目“陕北百万亩杏产业化开发”和国家“十一五”科技支撑计划项目“仁用杏低产林改造技术集成与示范( 2013BAD14B0202)”的主持人, 9 第三完成人 李科友 为第一完成人 牵头 的 国家林业局 948 项目“ 苦杏仁精油提取技术引进( 2004-4-52) ”和国家林业公益性行业科研专项项目“ 仁用杏精深加工技术研究与开发( 200904020) ” 的骨干成员。 第四完成人 鲁永明 与第一完成人开展 仁 用杏精深加工技术 合作 研究与开发 ,其本人为合作单位的骨干成员。 第五完成人 杨途熙 为 是第一完成人牵头的陕西省重大科技专项计划项目“仁用杏抗寒机理研究及杏花防冻剂的研制( 2006KZ09-G6)”的骨干成员,也是 科技部“九五”重点科技项目“陕北百万亩杏产业化开发”和国家“十一五”科技支撑计划项目“仁用杏低产林改造技术集成与示范( 2013BAD14B0202)”的骨干成员 。 第六完成人 朱海兰 为第一完成人 牵头 项目的骨干成员。 第七完成人 马希汉 为第一完成人 牵头 项目 和团队 的骨干成员。 第八完成人 王旭昌 为 第二 完成 单位技术骨 干 。 第九完成人尉芹为第一完成人 牵头 项目 和团队 的骨干成员。 第 十 完成人李 明为第一完成人 牵头 项目 和团队 骨干成员。 承诺 本人作为项目第一完成人,对本项目完成人合作关系及上述内容的真实性负责,特此声明。 第一完成人签名