全 文 ：收稿日期: 2002- 05- 20
基金项目: 国家农业领域十五攻关重点项目 ( 2001BA502B03
- 2)
野皂荚资源分布及开发利用
蒋建新 1　张卫明 1　朱莉伟 1　李宪平2
( 1.南京野生植物综合利用研究院 ,江苏 南京 210042; 2.河北涉县供销社 ,河北 涉县 056400)
摘　要　本文介绍了野皂荚的资源分布、生态效益和经济开发价值。
关键词　野皂荚 ;分布 ;开发利用
Exploitation and Distribution ofGleditsia microphylla Resources
Jiang Jianxin
1 , Zhang Weiming
1 , Zhu Liw ei
1 , Li Xianping
2
( 1. Nanjing Insti tute for the Comprehensiv e U ti li zation of Wild Plants, Nanjing 210042)
2. Shexian Supply and M arketing Cooperativ es o f Hebei Prov ince, Shex ian 056400)
Abstract　 In this paper, the dist ribution, ecolog y and exploitation o f Gleditsia m icrophylla
resources have been discribled.
Key words　 Gleditsia m icrophylla; Dist ribution; Exploi tation
1　生物学特性及其分布
野皂荚 (Gleditsia microphylla Gordon) ,又名
胡里豆、马角刺、山皂荚、马机饼、皮扁豆 ,为灌木或
小乔木 ,高 2～ 4 m;枝灰白色 ;幼枝密生短柔毛 ;刺
不粗壮 ,长针形 ,长 1. 5 ～ 6. 5 cm,有少数短小分
枝 ;叶为一回或二回偶数羽状复叶 ,有羽片 2 ～ 4
对 ,小叶 10～ 20个 ,长圆形 ,长 7～ 22 mm ,宽 3
～ 10 mm,先端圆 ,基部宽楔形 ,偏斜 ,全缘 ,背面疏
生短柔毛 ;花杂性 ,成穗形总状花序 ,腋生或顶生 ;萼
钟状 ,裂片 4个 ;两面密生短柔毛 ;花瓣 4个 ,白色 ;
雄花具雄蕊 6～ 8个 ;雌花有退化雄蕊 ;子房具长
柄 ,无毛 ,有胚珠 1～ 3。荚果扁薄 ,斜椭圆形或斜长
圆形 ,长 3～ 6 cm,宽 1～ 2 cm ,红棕色至深褐色 ,
无毛 ,先端有纤细的短喙 ,果颈长 1～ 2 cm;种子 1
～ 3颗 ,扁卵形或长圆形 ,长 7～ 10 mm ,宽 6～ 7
mm,褐棕色 ,光滑。 花期 5 ～ 7月 ,果期 7 ～ 10
月 [1 ]。
野皂荚具有以下生物学特性:抗逆性强 ;根系发
达 ,天然更新能力强 ;萌芽力强 ,耐平茬 ,寿命长 ;种
子寿命长等。野皂荚为强阳性树种 ,极耐干旱贫瘠。
在干旱时小叶能自动闭合 ,以减少水分蒸发 ,维持生
命。野皂荚的根 粗大 ,既有向深处生长的主根 ,又有
沿水平方向发展的侧根和不定根。 发达的主根可以
沿基岩的表面横向生长 ,遇到岩石逢就会顺石缝扎
根 ,主根可沿岩石缝隙深入地下 5～ 6 m的地方。野
皂荚具有较强的萌芽力 ,每丛萌生枝条 6～ 10根。根
系截断后能从截口处生出更多的萌芽条 ,平茬后当
年生萌条高可大 1. 7 m ,且越平茬越旺。野皂荚的寿
命也很长 ,目前已发现树龄为 90 a生的野皂荚。 野
皂荚种子室内堆放 5 a,其发芽率仍达到 55% [2 ]。
野皂荚主产于太行山、小五台山 ,生于向阳干燥
山坡或路边 ,分布于河北、河南、山西、山东、陕西等
地。据河北省涉县林业资源调查 ,涉县野皂荚资源丰
富 ,区域内山场均有分布 ,多为野生 ,任其自然生长。
从 1999年以来 ,随着“产业兴农”战略的实施 ,涉县
供销社加强了胡里豆的开发工作 ,并引起了县委、政
府的高度重视 ,县政府专门制定了《胡里豆开发实施
方案》 ,把这一工作列为富民强县兴社的特色产业。
县供销社抓住科技开发良机 ,配合县林业、科委和各
乡镇 ,协调有关部门、组织发动群众 ,在全县培植开
发胡里豆 15 300 hm2 ,其中:嫁接改造 2 000 hm2 ,穴
第 22卷第 5期
2003年 10月　　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源Chinese Wild Plant Resources　　　　　　　　　　　 Vo l. 22 No. 5Oc t. 2003
播 4 000 hm2 ,封山育林、垒石涂白 9 300 hm2。在全
县各乡、村新建开发基地标碑 128座 ,建胡里豆林带
基地 762个 (其中:万亩片 12个 ,千亩片 50个 ,百亩
片 700个 )。在培植开发的成片形胡里豆林带的基础
上 ,在全县大的集镇所在地 ,建起了二十二个胡里豆
收购专业合作社 ,一方面指导农民培植保护野生植
物 ,一方面引导群众抓住季节 ,适时采集胡里豆 ,专
业合作社积极收购 ,而后统一交售给涉县龙胶厂搞
增值加工 , 1999年收购胡里豆近 5 000 t。
2　生态效益
野皂荚具有抗干旱、耐瘠薄、适应性强等特点 ,
是太行山石质山地阳坡的当家树种 ,分布广泛 ,资源
丰富。野皂荚具有较高的水土保持效益 ,其丛生繁茂
的树冠和枯枝落叶 ,可截留降雨 ,削减雨水的冲刷
力 ,起到调节地表径流、控制水土流失的作用 ;还可
改良土壤结构 ,增加其通透性。 野皂荚发达的根系 ,
可扎到 2m以下的土层 ,在 0～ 25 cm土层的侧根形
成网络 ,能够有效的固定土壤 ,防止水土流失。 野皂
荚的保护性开发利用 ,可促进人们增加培植保护意
识 ,杜绝乱砍乱伐 ,有利于绿化荒山 ,防止水土流失 ,
保护自然环境。其种子中植物胶含量超过 40% ,这
些植物胶资源的高效利用将促进生态与经济的协调
发展。只要指导林区人民合理地采收种子 ,不但不会
破坏资源 ,相反还可以更好地育林护林 ,增加农民收
入 ,搞好小流域治理 ,保持山区生态平衡 ,绿化美化
山区环境。
3　经济价值
半乳甘露聚糖属中性多糖胶 ,是工业上有着广
泛用途的植物多糖胶 ,它主要存在于植物种子的胚
乳中。半乳甘露聚糖胶水溶液为假塑性流体 ,大分子
在自然状态下呈缠绕的网状结构 ,因而它在许多工
业中用作增稠剂、稳定剂、乳化剂、粘结剂和调理剂
等。食品行业的应用如冰淇淋、奶酪、烧烤调味料、果
汁饮料、面包、面条和调味料等 ,在香波、洗手液和肥
皂生产中用作调理剂 ,在造纸、纺织和炸药行业中用
作增稠剂和胶凝剂。压裂液采油和油气井钻井是多
糖胶用量最大的行业之一。 目前应用最广的半乳甘
露聚糖型植物胶是瓜尔胶 ,其年消耗量达 500 000
t ,瓜尔豆主产于印度和巴基斯坦。美国每年瓜尔胶
进口量超过 150 000 t ,我国每年的进口量也接近
50 000 t。受天气、种植条件和政治等多种因素的影
响 ,瓜尔胶的价格一直很不稳定 ,严重影响了我国相
关行业的健康发展。特别是二十世纪九十年代以来 ,
随着我国各相关行业的快速发展和田菁胶资源的日
趋萎缩 ,这一影响更为显著。在对我国植物胶资源进
行调查和筛选过程中 ,我们惊喜地发现我国太行山
区蕴藏着丰富的野生野皂荚资源 ,其种子中的植物
多糖胶性能优于田菁胶 ,在一些行业可替代进口瓜
尔胶使用。为了有效利用这一资源 ,我们开展了种子
化学成分、种子多糖胶结构与性能、多糖胶提取工艺
和装备技术的研究。
　　野皂荚种子化学成分研究表明 ,种子千粒重为
137. 9 g,种子中种皮、胚乳和胚的含量分别为
26. 75%、 41. 37%和 31. 88% ,胚乳和胚的含量分别
高于其他豆科植物胶资源 ,种子中粗蛋白含量达
22. 12% ,胚乳中聚糖含量超过 66% ,因此野皂荚种
子是理想的植物胶原料 ,制胶后的种子剩余物含有
丰富的蛋白质 ,可用作饲料或开发天然绿色食品的
优质原料 [ 3]。种子中野皂荚油含量达到 7. 45% ,组
成分析测定表明 ,野皂荚油与大豆油组成比较接近 ,
总不饱和脂肪酸达 84. 1% ,其中亚油酸的含量最
高。 据报道 ,多不饱和脂肪酸具有降血脂 ,抑制血小
板聚集 ,防止人类动脉硬化症 ,抗炎 ,抗肿瘤和增强
人体免疫功能等生理作用 [4 ]。
多糖化学结构研究表明 ,野皂荚种子多糖与瓜
尔多糖化学结构基本相同 ,同属半乳甘露聚糖 ,即主
链由 β - ( 1→ 4) - 苷键连接的 D—吡喃甘露糖组
成 , D—半乳糖以侧式通过α- ( 1→ 6) -苷键连接到
主链甘露糖分子上 ;其半乳糖与甘露糖比值为 1∶
3. 2;种子多糖均为中性粘多糖 ,熔点 263℃ ,粘均分
子量为 206, 000。野皂荚胶主要性能指标分析测定
如下:总糖 82% ;聚塘 66. 7% ;水不溶物 28. 4% ;表
观粘度 120 mPa. s;铅含量≤ 10 mg /kg;砷含量≤ 3
mg /kg;水分 12% ; pH6. 5;灰分 1. 38% 。野皂荚胶
符合食品添加剂使用卫生标准要求 ,物理增粘后的
野皂荚胶表观粘度达到 180～ 200 mPa. s,其性能超
过田菁胶 ,与瓜尔胶和胡芦巴胶性能相似 ,可作为增
稠剂、稳定剂、粘合剂应用于石油、 (下转第 33页 )
23第 5期　　　　 　　　　　　　　　　蒋建新等: 野皂荚资源分布及开发利用　　　　　　　　　　　　　　　　　　
从而大大提高和扩大多糖胶的应用性能和使用范
围 [4 ]。例如多糖胶在油田水基压裂液中用作传递压
力和携带砂粒的良好载体、用作浆胶炸药的胶凝剂
和用作选矿工业的絮凝剂、滑石抑浮剂等。最常见的
交联剂是硼酸盐 ,硼酸盐中的硼离子与半乳甘露聚
糖中顺式邻位羟基起络合反应。 Olivier N. E等人
用 13 CNMR和 1HNMR研究了瓜尔胶与硼酸盐的相
互作用过程和立体化学 ,他们认为不同聚合物链的
交联作用能形成凝胶 ,单一聚合物也能与硼酸盐离
子形成凝胶 ;当聚合物浓度较高时 ,三维网状结构中
的溶剂大部分被固化 ,形成半固体凝胶 ;半乳甘露聚
糖分子中半乳糖侧链比主链甘露糖基更易与硼离子
形成络合物 ,但两者形成分子间交联点的机会是相
等的 ;半乳糖中 C-3、 C-4羟基与硼离子能形成络合
物 , C-4、 C-6羟基更容易与硼离子形成络合物 [5 ]。表
5列出了多糖胶与硼离子作用形成冻胶的粘度值 ,
五种多糖胶的冻胶粘度都大于 30 000 cp,达到油田
压裂液稠化剂使用标准其中胡芦巴冻胶粘度最高 ,
这是由于胡芦巴半乳甘露聚糖中半乳糖含量最大。
表 5　多糖胶冻胶粘度 ( 0. 6%浓度 )
胡芦巴
2. 5 h
皂荚
100 s
野皂荚
54 s
塔拉
14 min
瓜尔
55 min
冻胶粘度
( cp)
5. 94×
106
6. 66×
104
3. 596×
104
5. 594×
105
2. 198×
106
参考文献:
[1 ]　 Satida M. Review of th e ph ysical-chemical characteris tic and
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[ 4]　张　洁 ,费砚良 ,刘金鉴等 . 新经济作物—— 瓜尔豆 . 北京:科
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[ 5 ]　 Olivier N. E. , Taravel F. Nuclear magn etic resonance
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(上接第 23页 )
食品和纺织印染等行业。尤其是在钻井液中使用 ,其
综合性能高于改性淀粉、羧甲基纤维素和黄原胶
等 [5 ]。
野皂荚多糖胶提取工艺和装备技术的研究。与
胡芦巴和瓜尔豆相比 ,野皂荚种子种皮厚 ,试验表明
胡芦巴胶半湿法工艺和瓜尔胶研磨法生产工艺都不
适合野皂荚种子制胶。对种子进行低温加热 ,使种
皮、胚乳和胚三部分结合力削弱 ,再对种子进行短时
间高温烘炒 ,使种皮脆化。然后在打击力和挫撕力双
重作用下将种子打开成两至三瓣 ,再经重复选片和
筛选获得较完整的胚乳片。 种皮厚而硬的种子在开
片和选片工段能否将种皮和胚彻底分离而较完整地
保留胚乳 ,主要取决于种子的预热时间、烘炒温度和
烘炒时间 ,分别对这三个因素进行单因素试验和正
交试验。课题组完成了年产 1 500 t野皂荚胶生产线
工艺设计、设备选型和关键单机的试制工作 ,这一成
果于 2001年 5月通过了部级科技成果鉴定 ,并于同
年底建成了年产 1 500 t野皂荚制胶示范生产线。示
范生产线上的测试表明 ,野皂荚多糖胶抽提率
82. 4% ,粘度 122 mPa. s,野皂荚生产工艺也适用于
塔拉种子多糖胶的分离提取。本项目的特点: 采用纯
物理方法从种子中分离提取出纯度较高的植物胶 ,
生产中不使用或添加任何化学物质 ,废水排放量极
低 ,不造成二次污染 ;根据植物胶资源自身特点 ,采
用高效手段进一步提高植物胶的产品质量和综合利
用率 ,扩大产品应用范围 ,提高总体效益 ,从而实现
资源的高效利用和综合利用。
参考文献:
[ 1 ]　郑万钧 .中国树木志 .北京:中国林业出版社 , 1985: 1200-
1208.
[2 ]　范玉田 ,陈振江 ,赵树庭 . 野皂荚的生物学特性及播种造林 .河
北林果研究 , 1999
[ 3]　朱莉伟 , 蒋建新 ,徐嘉生 . 野皂荚豆及其化学成分的研究 . 中
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[ 4 ]　孙晓明 ,吴素玲 ,李宪平 . 胡里豆脂肪酸组成分析 . 中国野生
植物资源 , 2000, 19( 4): 33- 34.
[5 ]　蒋建新 ,朱莉伟 ,徐嘉生 .野皂荚豆胶的研究 .林产化学与工业 ,
2000, 20( 4): 59- 61
33第 5期　　　　 　　　　　　　　　　蒋建新等: 植物多糖胶流变性质的研究