《Current Research in Biotechnology》：Conifers valorization applications and their role in circular bioeconomy and sustainable development goals
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针叶树（conifers）在全球森林中占据显著比例。针叶树不同部位的增值化利用已催生众多商业产品。针叶树衍生产品在食品、健康和环境领域发挥着重要作用。在当代，针叶树在可持续发展目标（SDGs）和循环生物经济中扮演着重要且不可或缺的角色。针叶树是裸子植物中在生态
针叶树（conifers）在全球森林中占据显著比例。针叶树不同部位的增值化利用已催生众多商业产品。针叶树衍生产品在食品、健康和环境领域发挥着重要作用。在当代，针叶树在可持续发展目标（SDGs）和循环生物经济中扮演着重要且不可或缺的角色。针叶树是裸子植物中在生态和经济层面最为重要的类群。针叶树为木本植物，其特征为针状、单脉叶以及具苞鳞的雄性和雌性单性球果。针叶树包含8个科，即Sciadopityaceae、Phyllocladaceae、Podocarpaceae、Pinaceae、Cupressaceae、Cephalotaxaceae、Araucariaceae和Taxaceae，共70属630种。其在亚山地和热带低地森林中广泛分布且数量丰富。除美学价值和生态重要性外，针叶树是北欧欧盟（EU）林业中最重要的植物类群之一。北欧欧盟的森林面积约1.6亿公顷，以挪威云杉（Picea spp.、Abies spp.）、海岸松（Pinus pinaster）和欧洲赤松（Pinus sylvestris）等针叶树为主。2021年，针叶树占欧盟从森林及其他林地采伐的原木总量的69%。针叶树是富含具有潜在健康益处的植物化学物（phytochemicals）的丰富来源。除广泛用于观赏外，针叶树作为木材的可再生来源，在制造木基产品和能源生产方面具有重要经济价值。全球约一半的木材供应来自针叶树，主要是Pinus物种，因为其生长更快且经济产量高于被子植物。其还贡献于医药产品（如抗癌药物Taxol）、纸浆以及食用种子、染料、树脂和天然油等其他产品。研究人员检索了Google Scholar、PubMed、Scopus和Web of Science等多个电子数据库，使用"bio-adsorbent""bio-energy""biochar""bark""carbon dots""cone""conifers""essential oil""functional foods""functional feeds""health effects""metallic nanoparticles""needles""seeds"和"toxicity"等关键词组合。文章基于以下标准纳入本综述：（1）以英文发表；（2）严格遵循实验研究设计。本综述主要聚焦五个SDGs，即SDGs 2、3、6、7和8。针叶树可作为合成金属纳米颗粒（MNPs）的最佳候选之一，因其富含多酚（黄酮类、木脂素类、酚酸类、原花青素、芪类）、甾醇、萜类和碳水化合物等多种生物活性化合物，可在MNPs合成过程中作为稳定剂和/或还原剂。碳点（CDs）是一类新型碳基纳米材料，因其良好的生物相容性、高量子产率、对目标分析物的高灵敏度、优异的水溶性、大斯托克斯位移、低毒性、光稳定性以及可调的荧光发射和激发而备受关注。生物质是合成生物质碳点（BCDs）的碳源之一。生物炭是在有限氧气供应下对有机生物质进行热燃烧或通过生物质热解形成的富碳物质。生物吸附是一种物理化学技术，涉及将不同污染物固定在各种活的或死的生物材料（生物吸附剂）上。针叶树是大量天然产物的来源，如树胶、萜类、树脂和精油（EOs）。精油是萜类化合物和莽草酸途径衍生化合物的混合物，作为次生代谢物在不同植物部位中生物合成。当代食品产品不再仅旨在提供营养益处，还被设计为赋予额外健康益处。这一转变促成了功能性食品的出现。研究表明，在动物饲料中补充植物提取物和草药可改善动物的生长和健康。多种松树提取物已在商业上可用，其组成和对人类健康的功效因地理区域而异。对可再生和可持续能源替代品的日益重视，增加了将生物质转化为有用能源产品的研究。针叶树副产品增值化为促进可持续农工业发展提供了机遇。采用零废弃物加工方法有助于最大限度减少采后损失、提高生物质利用效率，并支持生产用于纳米技术、功能性人类食品和动物饲料以及制药行业的新型增值产品。本综述考虑了针叶树直接参与实现SDGs并能帮助增强循环生物经济的所有应用。科学技术的进步使针叶树的利用趋于多样化，而此前其很大程度上仅限于制造木质燃料。纳米技术使得利用针叶树作为绿色生物质合成碳基和金属纳米材料成为可能，在解决健康相关、农业和环境挑战方面具有潜在应用，尤其是在水净化方面。针叶树精油现广泛用于桑拿浴身体疗法中的放松和治疗。在农业中，针叶树作为饲料原料有助于提升鸡、鱼、放牧动物和猪等牲畜的整体健康。针叶树衍生的坚果数十年来在世界不同地区被用作食品或用于食谱。如今，许多功能性食品是利用针叶树坚果配制并已上市。在绿色能源领域，针叶树在产生沼气、固体燃料和生物柴油方面也发挥着重要作用。许多临床试验也表明了针叶树提取物在治疗不同疾病方面的效用，且针叶树森林在实践中帮助推进了不同的SDGs。
研究人员围绕针叶树（conifers）的价值化应用及其在循环生物经济（circular bioeconomy）与可持续发展目标（SDGs）中的作用展开系统综述。针叶树是裸子植物中生态与经济价值最高的类群，包含8科70属630种，在全球森林覆盖中占据显著比例，2021年占欧盟原木采伐量的69%，全球约一半木材供应来自针叶树。其富含多酚、萜类、木脂素等植物化学物（phytochemicals），除木材外还可衍生医药（如抗癌药物Taxol）、纸浆、食用种子、染料、树脂和天然油等产品。然而，现有研究多聚焦单一物种或单一应用，缺乏对针叶树在实现SDGs和循环生物经济中综合作用的系统梳理，研究人员因此开展本综述，旨在整合针叶树在纳米材料、生物炭、生物吸附剂、精油（EOs）、功能食品与饲料、医药及生物能源等方面的应用证据，评估其对SDGs 2、3、6、7和8的贡献，并讨论循环生物经济视角下的挑战。研究结论表明，科学技术使针叶树利用趋于多样化，纳米技术实现绿色合成碳基与金属纳米材料用于健康、农业和水净化；精油广泛用于桑拿疗法；饲料应用提升牲畜健康；坚果用于功能食品；针叶树在沼气、固体燃料和生物柴油生产中发挥重要作用；临床试验证实提取物的疾病治疗效用。该研究的重要意义在于系统阐明针叶树对多个SDGs的实践贡献，为林业循环生物经济和可持续农工业发展提供依据。
研究人员采用的主要关键技术方法为：通过Google Scholar、PubMed、Scopus和Web of Science多个电子数据库，以"bio-adsorbent""bio-energy""biochar""bark""carbon dots""cone""conifers""essential oil""functional foods""functional feeds""health effects""metallic nanoparticles""needles""seeds"和"toxicity"等关键词组合检索文献，纳入标准为英文发表且严格遵循实验研究设计，并主要依据联合国统计司（UNSTATS）维护的SDGs 2、3、6、7和8框架进行归纳分析。
研究结果如下：针叶树衍生金属纳米颗粒（MNPs）（SDG 3（3b）和6（6.1、6.3））：通过综述利用针叶树不同部位绿色合成MNPs的代表性研究，得出其具备抗菌、抗癌、抗氧化及环境催化降解等应用潜力，同时指出植物化学成分变异导致粒径与形貌异质性、规模化可重复性不足等挑战。针叶树衍生碳点（CDs）（SDG 3（3b）和6（6.1、6.3））：通过综述以松球、松树皮、松针和松木为前体合成CDs的研究，得出其对四环素、阿莫西林、铁和叶酸等具有灵敏荧光检测能力，并指出纯化、标准化和规模化生产等局限。针叶树衍生生物炭（SDG 2（2.1、2.4）和6（6.1、6.3））：通过综述针叶树木材、球果和整株热解制备生物炭的研究，得出其可提高土壤碳氮比、固碳、去除水中铬、铅等重金属并作为育苗基质替代泥炭，但热解生物炭表面官能团和孔隙度不足，需表面功能化。针叶树衍生生物吸附剂（SDG 6（6.1、6.3））：通过综述松球、松树皮、松针和锯末吸附剂研究，得出其对结晶紫、铅、铜、表面活性剂、NO
2及染料等具有良好去除效果，且吸附能力与木质素含量和氧碳比相关。针叶树衍生精油（EOs）（SDG 3（3b）和8（8.2））：通过综述不同针叶树部位精油的提取与活性研究，得出其具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗糖尿病和抗癌等活性，并有多种商业产品。针叶树富集功能食品（SDG 2（2.1、2.4）、3（3b）和8（8.2））：通过综述饮料、谷物食品、乳制品、其他食品及可食膜/涂层的研究，得出针叶树提取物、粉末和精油可改善产品品质、延长货架期并赋予抗氧化和抗菌特性。针叶树基饲料（SDG 2（2.1、2.4））：通过综述鱼、放牧动物、鸡和猪饲料补充研究，得出其可改善生长、免疫和抗氧化状态，但高剂量或低能量价值存在负面效果。针叶树与人类健康（SDG 3（3b））：通过综述Pycnogenol?等商业化松树提取物的随机双盲安慰剂对照临床试验，得出其具有抗氧化、抗炎、改善血液循环等作用，同时指出需进一步确立安全性和治疗剂量，并注意紫杉等物种的毒性。针叶树衍生生物能源（SDG 7（7.1、7.2））：通过综述沼气、生物柴油和固体燃料研究，得出松针与牛粪共消化可提高沼气产量、松木屑可转化为生物柴油、松子壳可制备无烟生物煤颗粒。
讨论部分总结：针叶树副产品增值化支持零废弃物加工和新型增值产品生产；林业循环模式重要，但木材替代非可再生材料面临可持续采购和线性消费等限制，且森林自然再生能力受气候变化、土壤退化、野火和病虫害制约；生命周期评价（LCA）应用于林业存在方法论挑战；Bergman等（2022）评估了美国太平洋西北部针叶林残余物制备生物炭颗粒的环境影响与经济可行性，Aguiar等（2026）的LCA表明松子壳废弃物作为回收聚丙烯填料具有环境效益。本综述的优势在于识别了针叶树衍生的商业化产品并突出其森林意义，局限在于许多应用具有物种特异性且文献分布不均，未提供从实验室到工业规模的详细放大策略。研究结论翻译：科学技术的进步使针叶树的利用趋于多样化，而此前其很大程度上仅限于制造木质燃料。纳米技术使得利用针叶树作为绿色生物质合成碳基和金属纳米材料成为可能，在解决健康相关、农业和环境挑战方面具有潜在应用，尤其是在水净化方面。针叶树精油现广泛用于桑拿浴身体疗法中的放松和治疗。在农业中，针叶树作为饲料原料有助于提升鸡、鱼、放牧动物和猪等牲畜的整体健康。针叶树衍生的坚果数十年来在世界不同地区被用作食品或用于食谱。如今，许多功能性食品是利用针叶树坚果配制并已上市。在绿色能源领域，针叶树在产生沼气、固体燃料和生物柴油方面也发挥着重要作用。许多临床试验也表明了针叶树提取物在治疗不同疾病方面的效用，且针叶树森林在实践中帮助推进了不同的SDGs。
