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沙棘产品的研究与开发


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沙棘产品的研究与开发  

第3期

沙棘产品的研究与开发
李永海   忻耀年
( 高原圣果沙棘制品有限公司 , 北京   100038)

  沙棘产品在中国的开发利用始于上世纪 80 年代中期 。鉴于沙棘所具有的特殊水土保持 、耐 贫瘠和干旱的性能 , 水利部于 19

85 年提出 了 “以开发沙棘资源作为加速黄土高原治理的一个 突破口”的倡议 , 并得到中央的肯定 。随之在黄 土高原 、东北地区 、华北北部等地开始了以国家 为主导的沙棘种植热潮 。 中国是世界沙棘资源的最大拥有国 , 沙棘资 源的面积约为 4000 万亩 ( 270 万 hm2 ) , 占到世 界沙棘资源储量的 95 %以上 。同时由于近年来 大面积的连片人工种植 , 为沙棘资源的产业化利 用奠定了基础 。 事实上沙棘产品的开发利用是伴随着沙棘种 植的一项重要工作 , 由于沙棘的种植其目的是为 了改善黄土高原的水土流失状况 , 是一种国家投 入的具有巨大社会和生态效益的公益工作 。沙棘 种植实践结果告诉我们 , 一项好的政策还需要相 应的配套措施才能够取得预期的效果 。在沙棘种 植中首先碰到的是 : 沙棘种植巨大的社会和生态 效益与沙棘种植区人民经济收入之间的矛盾 。为 解决这一突出矛盾 , 在沙棘种植的同时就开展了 各相关单位协作的沙棘产品研发攻关工作 , 目前 看来沙棘产品的开发是唯一一种能够促进沙棘资 源区农民自觉维护沙棘资源的一条可持续发展道

  收稿日期 : 2008204228   作者简介 : 李永海 ( 19642) , 男 , 教授级高级工程师 , 主要从事沙棘产品研发与推广 。

摘要 : 沙棘产品的开发关系到沙棘资源的可持续发展 , 本文介绍了目前已开发的一些主要沙棘产品 , 指出 沙棘产品的开发有赖于沙棘基础原料的生产工艺 , 技术和品质 , 好的沙棘原料是沙棘产品研发和生产的保 证 , 并预测了沙棘产品未来的开发方向 。 关键词 : 沙棘 ; 产品 ; 研究 ; 开发 中图分类号 : S7931 678       文献标识码 : A 文章编号 : 167224836 ( 2008) 0320004206

路 , 20 多年来的发展实际也印证了这一原则 。 目前在一些地区甚至出现了农民自觉承包荒山或 荒地自费或部分自费的种植沙棘的现象 。 到目前为止 , 中国每年的沙棘种植面积以 100 多万亩的速度增长 , 沙棘种植已列入国家生 态建设规划中 。中国目前每年的沙棘果可利用规 模约为 40 ~ 50 万 t , 实际利用数量远低于该数 量 , 约为 4 ~ 8 万吨 。随着种植规模的扩大和沙 棘资源逐步进入盛果期 , 上述可利用规模还将按 照每年 4 %~5 %的数量递增 。

1  已开发的沙棘产品

沙棘产品的开发经历了一个从低端到高端 , 从不了解到比较了解的过程 。在沙棘种植的早 期 , 由于对沙棘的各种理化和生化特性的不了 解 , 一些基础数据来源于国外和一些古代的文献 记载 , 其与实际具有一定的差异 , 同时也没有一 些现成的沙棘加工技术和设备可以借鉴 , 这些都 制约了当时的沙棘产品研发方向 。例如在当时由 于沙棘种籽含油量较低 , 要想提取沙棘籽油就将 面临棘手的问题 , 沙棘油的得油率很低 , 同时无 精制处理的手段 , 所出售的沙棘油为毛油 , 品质 无法得到保证 ; 同时沙棘果汁的制备无现成设 备 , 采用的也是带枝条压榨 , 从而导致产品色

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深 , 口感差等问题 。当时的沙棘产品主要集中于 沙棘饮料 , 果酱 , 产品的品质低 , 口感差 , 难为 市场所接受 。 随着沙棘种植面积的增加 , 对沙棘研究和开 发的投入也同时加强 , 到现在为止 , 可以说我们 对沙棘已有了一个初步和比较清晰的认识 。研究 表明在沙棘果和枝叶中含有大量的对人体有益的 生物活性成分 [ 1~6 ] , 虽然对其形成机理目前还不 完全清楚 , 但其生长在恶劣环境中可能导致的植 物体自我保护说可作为一种解释 , 当植物体查觉 到环境的恶劣后 , 为防备死亡和繁衍后代会激发

植物体分泌或合成特殊的酶来合成高能量 、特殊 的各种生物成分 。 经过 30 年的不断努力 , 目前中国沙棘产品 的开发和生产已步入了一个新的阶段 。随着新技 术 、新工艺 、新设备 、新观念的引入 , 沙棘产品 也从初级进入到了一个新的阶段 。许多沙棘原料 和产品已通过发达国家相关检验和认证机构的验 证 , 并为他们所接受 。这从另一个方面表明近年 来中国在沙棘产品开发方面所取得的进步 。 根据沙棘果和枝条中所含营养成分的状况 , 沙棘产品的加工利用主要方向如图 1 和 2 所示 。

图1  沙棘果的加工和利用

品有 : ( 1 ) 沙棘食品 、调味品 、饮料和酒类 ; 如沙 棘饼干 , 沙棘果酱 , 沙棘糖 , 沙棘麦片 , 沙棘 醋 , 沙棘酱油 , 沙棘饮料 , 高浓度沙棘果汁饮 品 , 沙棘原浆口服液 , 沙棘罐头 , 沙棘百通茶 ,
图2  沙棘叶的开发和利用

   目前中国的沙棘产品已涉及食品 , 饮料 , 保 健品 , 有机食品 , 治疗药品 , 治疗药物单体产 品 , 化妆品 , 茶饮料 , 速溶茶等方面 。以饮料而 言 , 现在的沙棘饮料与上世纪的产品相比从外 观 、内含 、包装等各方面相比不可同日而语 。例 如当时的沙棘饮料主要以带枝条压榨的沙棘果原 汁含量为 5 %~10 %的玻璃瓶装饮品为主 , 而目 前的沙棘果汁在有机 、营养和保健上非常突出 , 以高浓度例如 60 %或纯品 100 %沙棘原浆包装在 无菌各种形态的包装中 , 具有富含天然维生素 C 等功效的饮品 。 由于沙棘产品的资源稀缺性 , 富含多种对人 体有益的生物活性物质 , 产品主推健康 、营养和 保健的功效 。目前国内外已开发的沙棘主要产

沙棘速溶茶 , 沙棘茶饮料 , 沙棘汽酒 , 沙棘果 酒 , 沙棘香槟酒等 。 ( 2 ) 沙棘化妆品和日化类 : 如沙棘面霜 , 沙 棘眼霜 , 沙棘唇膏 , 沙棘沐浴露 , 沙棘护肤露 , 沙棘洗手液 , 沙棘按摩油 , 沙棘面膜 , 沙棘香 波 , 沙棘香皂 , 沙棘保湿霜等 。 ( 3 ) 沙棘油类 : 如沙棘果油口服液 , 沙棘籽 油口服液 , 沙棘果油胶囊 , 沙棘籽油胶囊 , 沙棘 全果油胶囊等 。 ( 4 ) 沙棘保健和治疗药物 : 如沙棘黄酮粉 , 沙棘黄酮片 , 醋柳总黄酮片 , 沙棘黄酮复合胶 囊 , 耐福胶囊 , 清妍胶囊 , 沙棘油胶囊 , 复方沙 棘籽油栓 , 心达康片 , 沙维康 , 沙棘感冒片和日 本推出的红沙棘 , 血沙棘 , 心沙棘等 。 目前中国沙棘产品已与国外无论在领域和包

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装上差别不大 , 主要的差别在于产品的创新和市 场切入点的定位上 。

刺枝条和叶进行分离 , 即可得到纯净的中国沙棘 果 。该中国沙棘纯果再在一纯果加工生产线中被 加工成沙棘果原汁 、沙棘籽 、沙棘果皮和沙棘果 肉产品供销售 。经过果实和枝条分离后沙棘果中 枝条和枝条中沙棘果实的含量均可低于 2 % , 分 离效果非常理想 。 只有解决了中国沙棘果的果枝分离问题 , 才 可能以工业化生产规模获得沙棘纯果汁 。研究结 果表明 , 中国沙棘纯果汁在色泽 , 口感 , 维生素 C 含量等多方面优于带枝获得的沙棘果汁 , 这为 沙棘果原汁的进一步利用打下基础 。同时对于沙 棘纯果的加工而言 , 可采用目前果汁制备行业普 遍采用的打浆工艺 , 其具有出汁率高的特点 。 此外在沙棘果汁的加工过程中还应该尽量的 降低温度 , 其不仅有利于保存沙棘果汁中所含的 各种天然维生素和生物活性物质 , 同时对于所生 产沙棘果原汁的色泽和口感也十分重要 。因此在 生产过程中应该尽可能地使用低温或高温瞬时灭 菌和无菌低温灌装工艺 , 以最大限度地提升沙棘 果原汁的品质 。 最后还应该指出的是 , 沙棘果采收时间对于 所加工出的沙棘果原汁的品质也有很大的影响 , 过早或过晚采收沙棘果会由于果实的未成熟或过 熟而造成沙棘果品质的差异 。图 3 给出了一种中 国沙棘果在不同成熟期间其果实中的维生素 C 含量差异[ 11 ] , 可以看出这一影响还是十分明显 的 。因此各沙棘资源地应根据自身的情况确定沙 棘果实的采收时间 , 以保证沙棘果原汁的品质 。

2  沙棘产品开发的关键因素
沙棘产品开发的观念和创新当然是沙棘产品 不断进步的主要动力 , 但是考虑到沙棘资源在世 界上的分布及目前中国沙棘原料加工的水平 , 要 想提高沙棘产品的品质和功效除上述的观念和创 新外 , 还有一个基础性的条件不可忽视 , 即沙棘 原料的加工技术 、工艺 、设备的完善和创新 。在 这里重点谈一下沙棘果原汁 , 沙棘油和沙棘黄酮 生产中应注意和解决的问题 。 目前在中国沙棘资源的 80 %~ 90 %为中国 沙棘亚种 。与部分在黑龙江和新疆以果园栽培模 式种植的引进品种大果沙棘不同 , 其栽培目的主 要是生态型的 , 大面积的种植于黄土高原 , 沙漠 边缘 , 荒坡等不毛之地 。 中国沙棘的特点是适应性强 , 耐干旱贫瘠 , 但由于其枝干上长有尖刺 , 单株产量较小和果柄 连接紧密 , 为沙棘果的采收和加工带来了极大的 困难 。目前为止中国沙棘果的采收还是沿用在冬 季剪收沙棘枝条的方法 。虽然对于中国沙棘果汁 的加工机械和工艺进行过长期的研究 , 但由于中 国沙棘果柄和枝条连接紧密分离困难 , 因此传统 上中国沙棘果汁的加工一般还是采用带枝条果直 接压榨的方法 , 而无法采用现代高得率的浆果打 浆生产工艺 。因为带枝条沙棘果一旦打浆 , 会将 枝条中的大量水溶性成分 , 如单宁 , 色素等富集 于沙棘果原汁中 , 从而影响沙棘原汁的口感和色 泽 , 由于是含有部分的沙棘枝条水溶性成分而使 得其在色泽和口感上无法与纯果所获得的沙棘果 原汁相媲美 。 而沙棘果原汁品质的好坏是未来沙棘果汁饮 品 , 保健食品 , 果酱和沙棘果汁健康产品的基 础 , 因此研究开发新的中国沙棘果和枝条分离工 艺和设备将为提供高品质的沙棘果原汁奠定 基础 。 目前已有一些中国沙棘的沙棘果和枝条分离 工艺和设备被投入使用 [ 7~10 ] 。它们采用速冻的 方法将收获的带枝条中国沙棘果的果实冻实 , 然 后在一特殊设计的果枝分离机中将沙棘冻果 、带
21 1   沙棘果原汁

图3  不同采收时间沙棘果实中 的维生素 C 含量的差异

对于沙棘油 , 无论是籽油还是果油而言 , 由 于其不是作为普通的烹饪用油为消费者所消费 ,

21 2   沙棘籽油和果油

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因此其油品质量 , 主要取决于其中所含各种生物 活性成分含量的高低 。虽然目前为止确认沙棘油 中何种成分为功效作用成分还是非常困难的 。研 究表明 , 目前已知的在沙棘油中存在的 , 包括一 些微量的 、含量在 mg/ kg 或更低的成分有 200 多种 , 对沙棘油成分 100 %的确认目前还无法做 到 。但是依据已知的知识 , 根据沙棘油中所含某 些脂溶性成分或类脂物 , 例如维生素 E 、植物甾 醇 、不皂化物 、不饱和脂肪酸 、磷脂含量等的高 低来判断沙棘油的优劣普遍为大家所接受 。 一般而言 , 在满足沙棘油的理化参数标准的 条件下 , 沙棘油中高含这类脂溶性成分或类脂物 可判断为品质高 , 反之亦然 。 目前在沙棘油质量评判上普遍存在 2 个主要 的误区 : 即油的颜色越浅越好和采用二氧化碳超 临界提取法不含溶剂的沙棘油质量最好 。首先沙 棘油的外观根本就不是沙棘油质量指标中的一项 标准 , 由于沙棘油不是以烹调用油的方法来消费 的 , 因此其不应该成为一个主要的判断标准 。第 二点溶剂法制油的问题 。事实上采用溶剂法提取 食用油脂是目前世界上各国普遍采用的高效油脂 提取技术 , 例如目前所食用的大豆油 , 菜籽油 , 向日 葵 籽 油 等 , 国 家 规 定 的 卫 生 标 准 低 于 50mg/ kg 即为合格 [ 12 ] , 而目前改进的浸出沙棘 油技术所生产的沙棘油可达到残溶小于 5mg/ kg , 一般处于 2~4mg/ kg 。另外需要特别指出的是 , 目前中国药用沙棘籽油的标准采用的是溶剂浸出 法的工艺 , 理论上非采用该工艺所生产的沙棘油 不允许在含沙棘油的药品中使用 。由于油脂中残 溶的测定方法采用的是一种测定在某特定温度下 挥发性成分 , 而非特定成分的方法 [ 13 ] , 因此在 对非采用溶剂浸出法的采用压榨或超临界制取的 沙棘油进行溶剂残留检测时 , 其残溶也常常可被 检测到并达到 2 ~ 5mg/ kg 或更高 [ 14 ] 。另外采用 二氧化碳超临界提取法工艺 , 由于能耗高 , 造成 生产成本上升 , 不利于沙棘油产品的市场推广 。 图 4 给出了不同提取方法沙棘油中一些类脂物的 含量差异 [ 15 ] 。 目前工业生产中采用压榨法 、溶剂萃取法 、 二氧化碳超临界萃取法所生产的沙棘籽油在市场 推广和功效上各具特点 , 应客观进行评价 , 不应 以一些特别的 “概念”进行误导 , 进而影响整个

图 4  不同提取方法沙棘油的 一些类脂物含量差异

行业的进步 。 除此之外 , 目前市场上所供给的沙棘油大多 是未经精制处理或仅经过简单脱水处理的沙棘籽 或果毛油 。由于沙棘油的品质取决于沙棘果原料 的质量 , 储存时间和采用的方式 , 加工工艺和设 备等因素 , 存在很大的变素 。其酸价有些高达 20~30mg KO H/ g ,过氧化值达到 01 3 %~01 5 % , 同时含水含杂量不一 。这种毛油品质不稳定 , 事 实上是不允许作为产品被投放到市场上 。 因此 , 在沙棘油的生产工厂内设置沙棘油的 进一步使用奠定基础 。 21 3   沙棘黄酮 沙棘黄酮是目前从沙棘原料中通过提取而获 得的唯一一个成分清楚 , 作用机理比较明确的化 合物产品 。研究表明其具有治疗心绞痛 , 舒张血 管的作用 , 对于减低血脂 、血液胆固醇含量等具 有效果 , 已有多种治疗药物和保健品通过国家卫 生医药部门的审批 。 沙棘黄酮类产品均是以得自于沙棘果肉的沙 棘黄酮粉作为基础原料 , 通过醇提 , 分离 , 脱 脂 , 脱糖和蛋白质等处理制得的 。由于沙棘黄酮 粉的标准是在 30 年前制定的 , 受当时工艺和技 术的限制 , 当时确定的沙棘黄酮粉产品的纯度标 准仅为 10 % 。虽然沙棘黄酮在提取过程中不加 入其他物质 , 而沙棘果是一种药食两用的材料 ,

精制设备非常必要 。通过对沙棘毛油进行去杂 、 脱胶 、脱水 、脱酸 、脱过氧化值 、甚至脱色等处 理 , 就可以保证工厂所供应沙棘果油或籽油品质 的统一和稳定 , 在保证沙棘油所含生物有效成分 的基础上 , 满足沙棘油的质量指标 , 为沙棘油的

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黄酮产品中的杂质多为沙棘果肉中的蛋白 , 淀 粉 , 糖类 , 纤维素等 , 不会对人 体造成 负面 影响 。 但考虑到沙棘黄酮的应用领域 , 以及随着目 前沙棘黄酮提取工艺和技术的不断进步 , 沙棘黄 酮粉产品中黄酮的纯度目前已最高可达 40 %以 上 , 一般也可达到 20 %以上 。因此提倡在生产 过程中使用新工艺和技术 , 为市场提供高黄酮含 量的产品 , 将为沙棘黄酮在治疗药物或保健品中 的应用创造更好的条件 。

有调节人体免疫力 , 促进生长发育 , 降血脂的产 品等 。这些产品具有高附加值的特点 , 而沙棘的 绿色 , 环保 , 健康概念正好与其相符 。 ( 3 ) 高档营养食品 : 例如营养因子补充食 品 , 多维营养混合果汁产品 , 纯品特效沙棘原浆 饮品等 。 ( 4 ) 特殊饲料添加剂 : 利用沙棘叶或沙棘果 产品提取后的残渣 , 生产特种功效的饲料添加 剂等 。 总之 , 沙棘作为一种优良的耐干旱贫瘠的水 土保持植物 , 在为人类提供更加优美生存环境的 同时 , 还为我们提供了一种有益 、保健和健康的 消费产品 。适当地对其进行开发利用 , 有利于改 善环境 , 增加种植区农民的收入 , 提供一种特殊 的消费产品 , 可谓三赢 , 值得进行深入细致的 研究 。 参考文献 :
[ 1 ]   1 A1 米罗佐夫 1 苏联不同沙棘种群的化学成分 V

3  沙棘产品的研发方向
中国对沙棘的认识虽然早在一千年前就已经 开始 , 但是早年的研究多集中在中医 , 藏医 , 蒙 医等的疗效方面 , 定性和定量的研究较少 。与国 内不同 , 俄罗斯 , 欧盟对沙棘的研究始于上世纪 初 , 作了大量的定性和定量研究工作 。但由于沙 棘品种间的差异 , 一些数据仅可供参考 。从上世 纪 80 年代末开始 , 中国也在沙棘的基础研究中 投入了大量的物力和人力 , 并取得了许多基础研 究数据和成果 , 特别是这些成果定位于中国所大 量种植的中国沙棘亚种 。 鉴于沙棘资源 , 包括沙棘果 , 叶等中所含有 的大量生物活性成分 , 沙棘未来科研和开发的方 向可注重于以下一些方面 : ( 1) 在加工或生产过程应该尽最大可能的保 留沙棘天然 、有机的品质 。 ( 2) 通过与其他植物或提取物的适当复合 , 加强产品的功效 。 ( 3) 通过提取或浓缩沙棘某些特定的有效成 分 , 明确产品的特定功能因子 , 例如沙棘黄酮 。 ( 4) 注意产品外观 、口感 、包装以及服用的 方便性等设计 。 根据目前对沙棘功效的研究及沙棘原料的供 给情况 , 未来沙棘产品的研发可注重在以下几个 方面进行 : ( 1) 治疗药品 : 抗癌及辅助治疗药物 , 治疗 胃病及消化系统疾病的药物 , 治疗烫伤的药物 等 。一旦这类沙棘治疗药物开发成功 , 将极大地 提升沙棘产品的经济效益和社会认知度 , 为其他 系列沙棘产品的推广打开道路 。 ( 2) 保健食品 : 主要是美容及减肥产品 , 具

[ D ] 1 国际沙棘学术交流会论文集 , 国际沙棘学 术 交 流 会 秘 书 处 , 中 国 西 安 19891 101 19223 , 502521 [2]   王华琴 , 葛红 , 支建平 , 等 1 沙棘果油和籽油中 非皂化物的成分分析 [ D ] 1 国际沙棘学术交流会 秘书处 , 中国西安 19891 101 19223 , 622701 [3]   周远鹏 , 江京莉 1 沙棘的医疗保健功能及其应用 [J ] 1沙棘 , 1989 (2) : 352371 [4]   李映丽 , 苏艳芳 , 李小洪 1 沙棘叶的生药学研究 简报 [J ] 1 沙棘 , 1994 (4) : 442461 [5]   忻耀年 1 不同沙棘种和亚种籽及油的生化成份研 究初报 [J ] 1 沙棘 , 1996 (1) : 322341 [6]   赵玉珍 , 武福亨 1 沙棘中黄酮类化合物及其药用 价值 [J ] 1 沙棘 , 1997 ( 1) : 392421 [7]   李永海 , 忻耀年 , 顾玉凯 , 等1 沙棘纯果分离机 , 中国专利 ZL 2007 2 00012811 81 [8]   李永海 , 忻耀年 , 顾玉凯 , 等1 沙棘籽皮分离机 , 中国专利 ZL 2007 2 01039841 11 [9]   李永海 , 忻耀年 , 顾玉凯 , 等 1 沙棘纯果原果汁 及其加工方法 , 中国专利申请 2007100004331 71 [ 10 ]   李永海 , 忻耀年 , 顾玉凯 , 等1 沙棘纯果的分离 方法 , 中国专利申请 2007100036561 9 [ 11 ]   杨海荣 , 王生新 , 苏锡晓 , 等1 青海沙棘果实中 抗坏血 酸 的 动 态 变 化 研 究 [ J ] 1 沙 棘 , 1988 ( 4) : 412431 [ 12 ]  GB 2716 — 2005 , 食用植物油卫生标准 1

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342351

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Abstract : The develop ment of seabuckt horn p roduct s will have relatio n to co ntinuable develop ment of

it was pointed o ut t hat t he exploit ure of seabuckt horn p roduct s was relied o n p rocessing technologies ,

由国际沙棘协会 ( ISA ) 主办的第四届国际沙棘协会大会 ( ISA2009) 将于 2009 年 9 月 1 日至 6 日在俄罗斯 Belo kuriha 市召开 。会议的主题是 : “沙棘 — 走向科学和产业发展的融合之路” 。共分为 6 个议题 : 基因资源应用和沙棘育种 ; 沙棘种植和园艺技术 ; 沙棘的营养学及药物学应用 ; 沙棘加工及 销售 ; 沙棘的水土保持应用 ; 国际沙棘合作 。会议主要分享 、交流沙棘研究的新发现及进展 , 推广沙 棘对健康作用的新知识 , 展示高质量沙棘产品发展的新技术 , 促进沙棘在科学及商业领域发展的长期 计划与合作 。 Belo kuriha 市地处俄罗斯阿尔泰地区 , 阿尔泰是世界上最早广泛开展沙棘育种研究的地区之一 , 也是俄罗期生产及加工沙棘的主要地区 , 集中了俄罗斯主要的沙棘种植园和加工工业 。 ( 水利部水土保持植物开发管理中心   夏静芳)

tio n of seabuckt horn p roduct s in t his paper1

technic and qualit y of basic seabuckt horn raw material s1 Good raw material is a guarantee to t he re2 search and p rocessing of seabuckt horn p roduct s1 It has al so doped o ut t he f ut ure develop ment orienta2 Key words : seabuckt horn p roduct ; research ; develop ment

[ 13 ]  GB/ T 50091 37 — 2003 , 食用植物油卫生标准的

分析方法 1 [ 14 ]   忻耀年 , 吴素林 , 李永海1 不同提取方法沙棘油 中残 溶 的 实 验 研 究 [ J ] 1 沙 棘 , 1998 ( 1 ) :

Research and Development of Seabuckthorn Products
Li Yo nghai , Xin Yao nian

seabuckt horn reso urce1 In t his paper , so me main developed seabuckt horn p roduct s were described and

第四届国际沙棘协会大会 ( ISA2009) 将在俄罗斯召开

( Conseco S eabuckt horn Co1 L t d1 B ei j i n g   100038)

[ 15 ]   忻耀年 , 刘永霞 1 沙棘油质量控制及品质评定 分析研究 [J ] 1 沙棘 , 1999 ( 4) : 222271


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