全 文 ：我国皂荚资源的化学利用
蒋建新 1　张卫明 1　朱莉伟1　梁静谊 1　向天敏 2
( 1.南京野生植物综合利用研究院 ,江苏 南京 210042; 2.北京开元药材种植有限公司 ,北京 100085)
摘　要　介绍了皂荚种子、荚果和皂刺的化学利用 ,以期对皂荚资源的产业化开发工作起到推动作用。
关键词　皂荚 ;种子 ;荚果 ;皂刺 ;化学利用
Chemical Utilization of ChineseGledits ia s inensis Resources
Jiang Jianxin
1 , Zhang Weiming
1 , Zhu Liw ei
1 , Liang Jingyi
1 ,Xiang Tianmin
2
( 1. Nanjing Wild Plant Research Institute, Nang jing 210042;
2. Bei jing Kaiyuan Medicinal Herbs Planting Company Limited Bei jing 100085)
Abstract　 In this paper, the chemical utili za tion o f Gledi tsia sinensis seeds, pods and stings has
been discribled.
Key words　Gleditsia sinensis; Seeds; Pods; Stings; Chemical utilization
　　早在 20世纪 60年代黄元鸿等人就开展了皂荚
种子的研究与应用 ,但由于当时的科技和经济发展
水平的限制 ,皂荚的开发利用并没有形成规模 [1 ]。在
随后的 30年中 ,因皂荚资源的日趋减少 ,其化学利
用一直未引起研究和应用部门的重视。直至 90年代
以来 ,随着各地退耕还林积极性的提高 ,皂荚资源又
重新得到恢复和发展。皂荚树上生长的荚果、种子和
皂刺都具有非常高的经济价值。 作者就近几年来皂
荚资源的化学利用进行回顾 ,以期对皂荚资源的产
业化开发工作起到推动作用。
1　皂荚种子的化学利用
皂荚组成测定结果表明 ,随着品种的不同 ,种子
在荚果中所占的百分比也相差较大 ,种子含量低者
只有 15% ,种子含量高者可达 33% ;种子中多糖胶
的原胶粘度也在 162～ 282 mPa· s( 30℃ , 170 S- 1 )
幅度范围内有较大变化。所以就胶源植物开发而言 ,
建设皂荚人工林基地时应重视选择高含量高粘度植
物胶的皂荚品种。
皂荚豆的化学组成和皂荚胶的流变性质研究表
明:皂荚豆中蛋白质含量为 15. 38% ,内胚乳占种子
组成的 37. 8% ,内胚乳中聚糖含量为 68. 6% ,皂荚
豆资源是可供工业化开发的植物胶资源 ;通过 GC、
PC、 IR及 HNMR分析多糖结构 ,半乳糖与甘露糖
配比为 1∶ 2. 5,主链是以 β -( 1, 4) -苷键连接的 D-吡
喃甘露糖 ,支链是以α-( 1, 6) -苷键连接的 D-吡喃半
乳糖 ;皂荚胶 1%水溶液表观粘度达 274 mPa· s
( 30℃ , 170 S- 1 ) ,大于瓜尔胶 ,皂荚胶将有可能成为
高效增稠剂应用于食品、纺织、造纸和采油等行业 ;
皂荚胶粘度随浓度升高而升高 ,随 pH值的降低而
有所降低 ,皂荚胶的自然抗生物降解能力高于瓜尔
胶 ,因而皂荚胶表现出比瓜尔胶更高的稳定性 [2 ]。皂
荚豆氨基酸组成以及脂肪酸组成分析表明 ,种子脂
肪酸组成中不饱和脂肪酸大于 84% ,其中亚油酸含
量最高 (> 66. 5% ) ,亚油酸是维持哺乳动物正常生
长所必需的而体内又不能合成的脂肪酸。种子蛋白
质含有人体不能合成而必需的氨基酸 ,其中谷氨酸、
天冬氨酸和精氨酸等含量较高 ,分离提胶后的种子
剩余物可作为蛋白饲料或生产绿色食品的原料 [ 3]。
从种子化学组成来看 ,目前皂荚豆具有工业化
开发前景的产品主要有皂荚多糖胶和天然无污染蛋
白质。皂荚多糖胶提取工艺和装备技术的研究 ,已于
2001年 5月通过了部级科技成果鉴定 ,中试生产线
上的测试表明 ,野皂荚多糖胶得率大于 25% ,增粘
产品的粘度大于 350 m Pa· s。从制胶后的种子剩余
物中分离提取高含量蛋白质的分离工艺也已通过中
试。 以上成果的取得标志着皂荚种子的开发已具备
工业化基础 ,皂荚胶改性产品和复配产品的开发将
第 22卷第 6期
2003年 10月　　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源Chinese Wild Plant Resources　　　　　　　　　　　 Vo l. 22 No. 6Dec. 2003
进一步提升皂荚种子利用的技术水平。
2　皂荚荚果的化学利用
皂荚果实中种子占 15%～ 30% ,荚果占 70%～
85% ,荚果的产量是种子产量的 3～ 5倍。因此 ,皂荚
荚果的开发利用对皂荚资源的高效利用和综合利用
具有决定性的意义。
研究表明 ,皂荚荚果中含有三萜类皂甙等天然
活性成分 (皂荚素 ) ,这些皂甙类成分呈中性 ,泡沫丰
富 ,易生物降解 ,对皮肤无刺激 ,对人体无毒无害 ,具
有较好的表面活性和一定的洗涤去污能力 ,较好的
耐酸、耐碱、耐盐能力 ,还能与多种表面活性剂复配
产生协同效应 ,是一种很有潜力的强极性非离子的
天然表面活性剂。可以用来洗涤丝绸及贵重金属 ,不
损光泽 ,也可用在电镀业清洗待镀金属等 ,还可作轻
质混凝土的起泡剂 ,配制泡沫灭火剂溶液 ,配制农药
作杀虫剂等。远在古代 ,人们就已经知道用它可以洗
涤衣物、毛发了。 现代 ,由于合成活性剂的快速发展
及其优良性能 ,皂角的用量日益减少。但随着人们环
保意识的增强 ,由皂角提取出的天然活性剂又重新
得到重视 ,许多采用皂角活性剂与合成活性剂复配
所制成的新型洗涤产品深受用户喜爱。廖久明等人
研究了试验条件对提取皂荚中活性剂的的影响规
律 ,经优化试验 ,研究出提取皂荚中活性剂的最佳工
艺条件 ,并对其性能进行了全面评价。从皂荚中提取
的物质的确是表面活性剂 ,而且该活性剂具有一定
的的耐酸、耐碱、耐盐能力 ,与添加剂有较好的相容
性 [4 ]。王正武等人系统研究了皂荚素单组分及其复
配体系在常温下的表面张力及泡沫性能 ,以及温度、
盐度、水硬度、 pH等因素对表面活性的影响。结果
表明皂荚素是一种优良的表面活性剂 ,具有较强的
耐盐和耐硬水能力 ,与其他几种常见的阴离子、阳离
子、非离子表面活性剂复配后 ,均有显著的协同效
应 [5 ]。用模糊变换—正交设计法对多因素、多水平、
多指标的餐具洗涤剂配方进行优化设计 ,优选出的
配方表面活性剂含量仅比标准洗涤剂多 20% ,去污
力却提高了 2. 84倍 ,其余指标也高于一般标准 ;同
时配方中用了大量天然植物皂荚素 ,既降低了成本 ,
又保护了环境 [6 ]。
皂荚素具有较强的除湿杀虫功效 ,赵博光等人
研究发现了皂荚乙醇提取物对松毛虫的抑食作
用 [7 ] ;熊力夫发明了一种含皂荚、枫杨叶等的无毒无
公害杀虫剂敌蚜灵 ,为生物制剂 ,无毒无残留无公
害 ,对蚜虫有杀伤作用 ,杀虫效果好 [ 8] ;殷振鹏发明
了一种由皂荚等 16种中草药组成的多用途无公害
复合植物农药 ,该农药具有用量少 ,杀灭害虫种类
多 ,对人畜无害 ,有利于综合生态环境保护等优
点 [9 ] ;王国政等人发明了一种含皂荚提取物的柏杨
植物杀虫剂 ,对人畜低毒 ,不含有致癌物质 ,具有杀
虫力强 ,杀虫广谱 ,不污染环境等特点 [ 10]。国家质检
总局继 2002年开始实施米、面、油、酱油和醋等产品
的市场准入制度后 , 2003年底前对包括肉制品、奶
制品、方便食品、速冻食品和饮料等食品实行市场准
入 ,这将为保障食品安全的生物农药迎来新的发展
机遇。据统计 ,目前全球生物农药的需求量正以每年
5%以上的速度增长 ,到 2004年将形成近 60亿美元
的市场规模 ,因此含皂荚素植物源农药的开发前景
诱人。
梁静谊等人研究了皂荚荚果中所含的化学成
分 ,测定了皂甙、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、蛋
白质相对于绝干皂荚的质量百分含量 ,其中皂甙的
含量为 15. 37% ,纤维素的含量为 16. 90% ,综纤维
素的含量为 39. 84% ,酸溶木质素的含 量为
23. 92% ,酸不溶木质素的含量为 2. 73% ,果胶酸钙
的含量为 9. 65% ,粗蛋白质 8. 15% 。皂甙、纤维素、
半纤维素、木质素、果胶等是皂荚的主要化学成分 ;
定性试验表明 ,皂荚荚果中含有鞣质、酚性物质、生
物碱、有机酸、糖类、油脂等物质 ,为皂荚荚果的综合
利用提供了依据 [11 ]。陈晓岚等人从皂荚的乙醇提取
物中首次分离提取了一种三萜类皂甙化合物 ,根据
理化性质、衍生化反应和红外、核磁、质谱等波谱分
析手段 ,确定了该化合物为 3-羟基-12-齐墩果烯-
28-酸 [12 ]。 张智正等人从皂荚中分离鉴定出四种新
的三萜皂甙: 3-O-β -D-吡喃木糖基 -( 1→ 2) -α-L-吡喃
阿拉伯糖基-( 1→ 6) -β-D-吡喃葡萄糖齐墩果酸 28-
O-β -D-吡喃木糖基 -( 1→ 3) -β -D-吡喃木糖基 -( 1→
4) -α-L-吡喃鼠李糖基-( 1→ 2) [ ( 6S, 2E) -6-羟基 -2,
6-二甲基 -2, 7-辛二烯基 -( 1→ 6) ]-β -D-吡喃葡萄糖
酯 , 3-O-β -D-吡喃木糖基 -( 1→ 2) -α-L-吡喃阿拉伯糖
基-( 1→ 6) -β -D-吡喃葡萄糖齐墩果酸 28-O-β -D-吡
喃木糖基 -( 1→ 3) -β -D-吡喃木糖基 -( 1→ 4) -α-L-吡
喃鼠李糖基 -( 1→ 2) [ ( 2E) -2-羟甲基 -6-羟基 -6-甲基
10　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 22卷
-2, 7-辛二烯基 -( 1→ 6) ]-β -D-吡喃葡萄糖酯 , 3-O-β -
D-吡喃木糖基-( 1→ 2)-α-L-吡喃阿拉伯糖基 -( 1→
6) -β-D-吡喃葡萄糖刺囊酸 28-O-β -D-吡喃木糖基 -
( 1→ 3) -β-D-吡喃木糖基 -( 1→ 4)-[β -D-吡喃半乳糖
基 -( 1→ 2) -α-L-吡喃鼠李糖基 -( 1→ 2) -[ ( 2E) - 2-羟
甲基 -6-羟基-6-甲基-2, 7-辛二烯基 -( 1→ 6) ]-β -D-
吡喃葡萄糖酯 , 3-O-β -D-吡喃木糖基 -( 1→ 2) -α-L-吡
喃阿拉伯糖基-( 1→ 6)-β -D-吡喃葡萄糖刺囊酸 28-
O-β-D-吡喃木糖基 -( 1→ 3)-β -D-吡喃木糖基 -( 1→
4) -[ β -D-吡喃半乳糖基 -( 1→ 2) -α-L-吡喃鼠李糖基
-( 1→ 2)-[ ( 6S, 2E) -6-羟基 -2, 6-二甲基 -2, 7-辛二
烯基 -( 1→ 6) ]-β -D-吡喃葡萄糖酯 [13 ]。皂甙及皂甙
元化学结构的鉴定为皂荚资源的药用成分的开发提
供了化学依据。 Chow LM等人研究了皂荚提取物
对人体肿瘤细胞防扩散作用的影响 ,结果表明皂荚
提取物有胞毒抗性作用 ,能够降低人体肿瘤细胞
的 [14 ]。
皂荚素是三萜烯酸配糖体 ,有着优良的表面活
性作用、乳化性、分散性、可溶性、浸透性等功能 ,现
在欧美日等广泛用作饮料起泡剂、各种香辛料的乳
化剂。皂荚素有很大的起泡性及起泡稳定性 ,即使在
有乙醇及酸性条件下起泡性也不低 ,因而常用作饮
料特别是非醇饮料的起泡剂及泡泡糖的起泡剂 ,有
的性质优于使用蔗糖、脂肪酸酯和聚甘油脂肪酸酯
等化学合成表面活性剂。 因此 ,皂荚皂甙是一种医
药、食品和日用化工上均有广泛应用前景的天然产
物。
3　皂荚刺的化学利用
皂荚刺即皂荚树的棘刺 ,为我国传统中药材 ,是
中医治疗乳腺癌、肺癌等多种癌症常用的配伍药之
一 ,被列为抗癌中草药 [15 ]。 皂荚刺始载于《图经本
草》。苏颂谓皂刺与米醋熬嫩刺作煎 ,涂疮癣有奇效 ;
《本草纲目》将本品列于“皂荚”项下。 李时珍云: “治
痈肿妒乳 ,风厉恶疮 ,胎衣不下。”又云: “治风杀虫 ,
功与荚同 ,但其锐利直达病所为异耳。”
皂荚刺全年均可采收 ,以 9月至次年 3月为宜 ,
将棘刺剪下 ,晒干或趁鲜纵切成斜片或薄片后晒干。
完整皂荚刺的棘刺为主刺及 1～ 2次分枝 ,全体紫棕
色 ,光滑或有细皱纹 ,有时带有灰白色地衣斑块 ,全
刺扁圆柱状 ,长 5～ 18 cm,基部粗约 8～ 12 mm,末
端尖锐 ;分枝刺螺旋形排列 ,与主刺成 60°～ 80°角 ,
向周围伸出 1～ 7 cm;于次分枝上又常有更小的刺 ,
分枝刺基部内侧常呈小状隆起 ;体轻 ,质坚硬 ,不易
折断。
皂荚刺紫外光谱鉴别:取样品粗粉 ( 20～ 40目 )
1 g , 4份 ,分别置于 50 mL碘量瓶中 ,各加石油醚
( 60～ 90℃ )、氯仿、无水乙醇和蒸馏水 20 mL,室温
浸泡 2 h ,振摇 ,过滤 ,滤液用相应的溶剂适当稀释
后 ,岛津 UV -3000型紫外分光光度计上测定紫外光
谱。测试条件:波长范围 190～ 400 nm ,吸收度量程 0
～ 3A,狭缝 1 nm,扫描速度 200 nm /min,尺度扩张
20 nm /cm。结果皂荚刺石油醚 λmax为 221. 0, 249. 0
( sh ) , 256. 0, 262. 0 ( sh ) nm ,氯仿 λmax为 247. 0,
291. 0, 320. 5 nm ,乙醇 λmax 209. 0, 282. 0 nm ,水λmax
199. 5, 279. 5 nm
[16 ]。
皂荚刺中含有黄酮类化合物为黄颜木素 (即 3,
7, 3 , 4 -四羟基双氢黄酮 )、非瑟素 ( 3, 7, 3 , 4-四羟
基黄酮 ) ,并含有无色花青素 ;此外 ,皂荚刺还含有酚
类、氨基酸等 [17 ]。 李万华等人从皂荚刺的正丁醇提
取部分分离鉴定出刺囊酸和皂荚皂甙 C两种化合
物的结构 [18 ]。本课题组在对皂荚刺进行超临界 CO2
流体萃取鉴定出萃取物中含有黄酮类化合物、酚类
化合物和氨基酸等。我国皂荚刺资源丰富 ,皂荚刺的
开发利用也应走中药现代化之路。
参考文献:
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(下转第 26页 )
11第 6期　　　　 　　　　　　　　　　蒋建新等:我国皂荚资源的化学利用　　　　　　　　　　　　　　　　　　
马鞍菌虽繁生在胡杨林中 ,但并非所有胡杨林均有
菌体生长。从新疆轮台县桑塔木林区设的 30个固定
样地对 9个环境因子类型与菌体繁生频度关系的调
查得出 ,土壤含水率 15%左右 ,落叶层覆盖厚度
2 cm ,有机质含量 2%～ 3% ,土壤含盐量小于
0. 4% , pH高于 8. 3,菌体发生频度最高 (表 1)以上
最佳环境因子组合是该菌体最适宜的繁生条件。
表 1　白柄马鞍菌繁生环境与繁生样点频数的关系。
环境因子 因子类别 繁生样点数 频度% 环境因子 因子类别 繁生样点数 频度%
洪水 洪水漫灌 30 100 无 1 3. 3
漫灌情况 无漫灌 0 0 林下落叶层厚度 < 2 15 50
根萌更新幼林 15 50 ( cm) 2— 3 13 43. 4
林地类型 成过熟林 13 43. 3 > 3 1 3. 3
2 6. 7 < 8 3 10
甘草+ 小蓟 16 53. 4 0～ 10cm土壤 8～ 10 6 20
林下 甘草 12 40 有机质 ( g /kg ) 10. 1～ 20 14 46. 7
主要植被 骆驼刺 1 3. 3 20. 1～ 30 4 13. 3
骆驼刺+ 牛皮鞘 1 3. 3 > 30 3 10
壤质沙土 9 30 0～ 10cm < 4 21 70
土壤质地 砂质壤土 10 33. 3 土壤盐量 4～ 6 3 10
轻—中壤土 11 36. 7 ( g /kg ) 6. 1～ 25 6 20
0～ 10 cm < 100 6 20 < 8. 1 0 0
土壤水分 100～ 150 13 43. 3 土壤 p H 8. 1～ 8. 2 13 43. 3
( g /kg ) > 150 11 36. 7 8. 3～ 8. 8 17 56. 7
5　白柄马鞍菌开发前景
白柄马鞍菌迄今仍处于自生自灭的野生状态 ,
通过对其营养成份分析比较 , 100 g含人体必需的
氨基酸总含量达 37. 4 g蛋白质 ,高于双孢菇、香菇、
竹笋、松茸和野生猴头菌 ,维生素 C、 B1、 B2的含量高
于银耳、木耳、香菇、平菇。近几年 ,国内、国际对它的
需求量很大 ,均因货源不稳而未能成交。新疆有丰富
的天然胡杨林资源 ,也是白柄马鞍菌的发源地 ,如果
增加科技投入 ,注重人工模拟栽培与研究 ,白柄马鞍
菌一定具有较大的经济潜力和发展前景。
参考文献:
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(上接第 11页 )
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26　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 22卷