全 文 ：第 27 卷 增刊 1 农 业 工 程 学 报 Vol.27 Supp.1
138 2011 年 5 月 Transactions of the CSAE May. 2011

三种山杏种子生物柴油特征评价
王利兵
（中国林业科学研究院，林业研究所，林业新技术研究所，北京 100091）

摘 要：对中国分布广泛的 3 种山杏 27 株优树进行了测试和分析，测试分析指标主要包括山杏种子的出仁率、杏仁含油
率、杏核含油率、脂肪酸组成及其作为生物柴油的几个重要特征指标。研究表明 3 种山杏杏仁的含油率分别为西伯利亚
杏（Armeniaca sibirica (Linn.) Lam.）50.18%、东北杏（Armeniaca mandshurica (Maxim.) Skv.）47.16%和野杏（Armeniaca
vulgaris var.ansu (Maxim.) Yü et Lu）53.20%。其中，西伯利亚杏杏核含油率较高，达 21.14%。西伯利亚杏 AS-80 优树是
理想的生物柴油原料种质资源，而西伯利亚杏 AS-17 和 AS-27 优树以及野杏 AV-45、AV-48 和 AV-62 优树也是比较有
潜力和前途的种质资源，这些优良的种质资源均可以通过无性繁殖的手段进行推广。
关键词：生物柴油，脂肪酸，试验，山杏，优树，含油率
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.z1.027
中图分类号：TK6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2011)-Supp.1-0138-05
王利兵. 三种山杏种子生物柴油特征评价[J]. 农业工程学报，2011，27(增刊 1)：138－142.
Wang Libing. Assessment of three Armeniaca species seed oils for biodiesel traits [J]. Transactions of the CSAE, 2011,
27(Supp.1): 138－142. (in Chinese with English abstract)

0 引 言
山杏为蔷薇科李亚科杏属木本植物，是亚洲特有的
生态经济型树种，通常为落叶乔木或灌木,原产于大陆性
干燥地区的深山之中[1]。主要分布在俄罗斯的西伯利亚,
蒙古东部、东南部以及中国内蒙古、辽宁、河北、北京、
山西、黑龙江、吉林、新疆、西藏半干旱、半湿润的风
沙平原、山地和丘陵地区[1-2]。山杏喜光、抗寒、耐旱、
耐瘠薄、耐风沙、根系发达、萌蘖能力强、容易繁殖、
生长快、病虫害少[3-4]，是固沙保土、涵养水源、改善生
态环境的优良乡土树种[5-6]，并且有较高的经济价值和药
用价值,如用作食用油、高级润滑油、化妆品、表面活化
剂以及阻止心血管疾病和降低胆固醇等药物[1,7-8]。
生物柴油是“绿色能源”，从 20 世纪 80 年代以来，
经过各国科学家的长期努力，已经确定了多种具有开发
利用价值的能源植物，但是目前中国可利用的能源植物
种类、品种不多，且分布零散，很多优良的能源植物品
种尚处于野生状态，未被驯化栽培[9-10]。山杏分布广泛，
广布于中国东北、华北、西北以及西南等地区，面积达
227 万 hm2之多，年产杏核 20 万 t 左右[11]。杏仁油已经
根据其脂肪酸组成推算和测试，基本符合欧美生物柴油
的标准[12]，而且具有对环境安全、无毒害和可生物降解
等优点[13]，但是关于作为生物柴油，山杏良种选育的研

收稿日期：2010-12-21 修订时间：2011-01-12
基金项目：国家财政部、科技部公益性行业科研专项“新型木本生物质能源
资源培育及开发利用研究”(201004001)，国家科技部科技支撑计划“生物
质液体燃料资源植物品种选育和丰产栽培技术示范”(NC2010MB0142)。
作者简介：王利兵（1981－），男，汉族，内蒙古呼和浩特市人，博士。主
要从事林业工程及木本能源植物开发利用的研究。北京 中国林业科学研究
院林业研究所，100091。Email: wlibing@163.com
究工作很少。本文通过 2007－2010 年的优树初选、复选
和决选，最终选择出的 3 种山杏 27 株丰产高油优树，并
进行了种子采集、实验室分析以及对生物柴油的几个重
要参数进行评价，为选定生物柴油优良种质资源提供一
定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 取样方法
选取 2007－2010 年确定的 27 株山杏优树为研究对
象，其中包括西伯利亚杏 17 株、东北杏 5 株和野杏 5 株
（表 1），分布区域 35°04.492′～44°08.200′N，107°11.657′～
131°08.086′E，横越黑龙江省、辽宁省、河北省、山东省、
甘肃省、陕西省和内蒙古自治区等 7 个省（自治区）。
在各优树杏核完全成熟后采集杏核，（因为不成熟的杏
核达不到其最终的脂肪酸组成[14]），并且对每株优树进
行 GPS（Garmin GPSMAP76）定位。从每株优树不同部
位均匀收集杏核 200 g 左右，然后取回实验室，室温干燥
保存备用。
1.2 油脂和脂肪酸含量测定
把取回的优树种子放入干燥瓶，然后放入烘箱，80℃
烘 8～10 h 后，取出干燥瓶，并立即放入铺有吸湿剂的干
燥器内，冷却 15～20 min 后，称重，记录数据。放入烘
箱再次干燥 1～2 h，同样冷却后再称重。这样反复直至
接近恒重，并记录数据。迅速用手工方法砸碎杏核，并
取出杏仁，称重，重复 3 次，计算其出仁率（以质量百
分数计），杏核出仁率=（杏仁质量/杏核质量）×100%。
用粉碎机粉碎种仁样品后，分别称取杏仁 10g，以沸
程为 30～60℃的石油醚作为提取介质，用球形索氏提取
器（70℃水浴）将油脂提取完全。将所得油脂经蒸馏后
放置于 35℃的恒温干燥箱内干燥处理到恒重，称量油脂
增刊 1 王利兵：三种山杏种子生物柴油特征评价

139
表 1 三种山杏 27 株优树地理位置和群落分布
Table 1 Geographic positions and distribution situation of 27 superior trees in 3 Armeniaca species
山杏种 优树代码 地理位置 东经 北纬 海拔/m 分布情况
AS-013 辽宁省阜新市阜新县 121°22.121′ 42°09.387′ 289 次集中分布
AS-015 辽宁省朝阳市北票市 120°54.304′ 42°02.457′ 288 集中分布
AS-016 辽宁省朝阳市北票市 120°54.612′ 42°02.468′ 293 集中分布
AS-017 辽宁省阜新市彰武县 122°32.463′ 42°41.085′ 206 集中分布
AS-021 辽宁省阜新市彰武县 122°31.549′ 42°44.494′ 249 次集中分布
AS-024 内蒙古兴安盟科左中旗 121°08.280′ 44°53.575′ 341 集中分布
AS-027 内蒙古通辽市白音查干 120°44.098′ 44°39.632′ 415 集中分布
AS-028 内蒙古通辽市白音查干 120°39.133′ 44°38.537′ 459 集中分布
AS-029 内蒙古通辽市扎鲁特旗 121°07.454′ 44°29.047′ 247 集中分布
AS-033 内蒙古赤峰市喀喇沁旗 119°00.109′ 42°04.118′ 703 集中分布
AS-035 内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗 119°54.490′ 44°55.827′ 540 集中分布
AS-038 内蒙古赤峰市宁城县 118°52.083′ 41°50.638′ 1 033 次集中分布
AS-039 内蒙古赤峰市宁城县 118°52.123′ 41°50.253′ 1 002 集中分布
AS-043 内蒙古赤峰市克什克腾旗 117°32.361′ 43°24.030′ 1 303 次集中分布
AS-044 内蒙古赤峰市克什克腾旗 117°32.861′ 43°24.120′ 1 375 次集中分布
AS-073 河北省张家口市涿鹿县 115°23.128′ 39°58.289′ 841 次集中分布
西伯利亚杏
A. sibirica
AS-080 河北省保定市涞水县 115°35.154′ 39°25.509′ 89 零星分布
AM-001 黑龙江省双鸭山市 131°00.912′ 46°38.126′ 404 零星分布
AM-002 黑龙江省牡丹江市北山 129°35.128′ 44°36.576′ 323 次集中分布
AM-003 黑龙江省牡丹江市东村 129°40.982′ 44°31.601′ 385 零星分布
AM-004 黑龙江省牡丹江市东宁县 131°08.086′ 44°08.200′ 382 次集中分布
东北杏
A. mandshurica
AM-005 黑龙江省牡丹江市东京城 129°15.673′ 44°05.801′ 365 次集中分布
AV-045 甘肃省庆阳市镇原县 107°11.657′ 35°40.931′ 1 260 次集中分布
AV-048 甘肃省庆阳市镇原县 107°13.601′ 35°46.231′ 1 280 次集中分布
AV-053 甘肃省平凉市泾川县 107°29.928′ 35°26.738′ 1 169 零星分布
AV-062 陕西省延安市志丹县 108°45.741′ 36°49.025′ 1 366 次集中分布
野杏
A. vulgaris var.ansu
AV-069 山东省潍坊市青州市 118°24.868′ 36°37.538′ 323.8 零星分布

质量，重复 3 次，计算杏仁含油率和杏核含油率（以质
量分数计），杏仁含油率=（油脂质量/杏仁质量）×100%，
杏核含油率=杏仁含油率×出仁率×100%。脂肪酸的组成
和相对含量由北京市营养源研究所检测中心（计量认证
证书编号：2004010329Z，国家实验室认可：No.CNAS
L2678）采用中华人民共和国标准-动植物油脂脂肪酸甲酯
的气相色谱分析法（GB/T17377-1998）测定。
1.3 生物柴油特征值计算
油脂的皂化值（SN）、碘值（IV）和十六烷值（CN）
可根据下列公式计算[12,15-16]
∑ ×=
i
i
MW
A
SN
560
（1）
∑ ××=
i
i
MW
ADIV 254 （2）
IVSNCN ×−+= 225.0/54583.46 （3）
式中，Ai 为百分比；D 为双键数；MWi 为每个成份的分
子量。
计算十六烷值的公式已经在花生油、大豆油、葵花
籽油等中得到了很好的检验，其准确性较好，与实际值
误差仅存±2.5%[12]。
1.4 测试数据处理和分析
测试数据采用 EXCEL 软件进行处理和分析，其中 3
种山杏的出仁率、杏仁含油率、杏核含油率及脂肪酸各
组成成分的方差分析和多重比较均由 SPSS16.0 软件完成。
2 结果与讨论
2.1 三种山杏含油率和脂肪酸组成
植物的含油率是选择生物柴油物种的决定性指标，
含量的高低决定着其开发利用的价值。由表 2 可以看出，
3 种山杏杏仁含油率，野杏最高，西伯利亚杏次之，东北
杏最低，分别为（53.20±2.98）%、（50.18±3.92）%和
（47.16±5.27）%，与生物柴油物种麻疯树（Jatropha curcas，
50.2-59.7）%、Ximenia caffra var. caffra[(47.6±7.5)%]和
Ricinodendron rautanenii [(53.3±13.7)%]的含油率相当[17-18]，这
也与张加延报道的 50%~55%[4]，Gradziel 的 54%[19]以及
罗艳、刘梅的 49.9%基本相似[16]。
山杏作为生物柴油原料采购时，一般收购杏核，收
购杏仁的较少，所以，杏核含油率也是非常重要的指标，
农业工程学报 2011 年

140
3 种山杏中，西伯利亚杏核含油率较高，显著高于其他两
种山杏（表 2），这主要是由于西伯利亚杏的出仁率最高
导致的，其出仁率高达 42.04%，显著高于其他 2 种山杏
（表 2），在西伯利亚杏 17 株优树中有 12 株出仁率大于
40%，优树 AS-24 和 AS-27 杏核出仁率高达 50%，而东
北杏和野杏 10 株优树的杏核出仁率均小于 40%。
表 2 三种山杏的杏仁含油率及脂肪酸组成
Table 2 Oil contents and fatty acid composition of three
Armeniaca species
树种 西伯利亚杏 东北杏 野杏
出仁率/% 42.04±3.88a 35.30±3.7b 32.45±6.06b
杏仁含油率/% 50.18±3.92ab 47.16±5.27b 53.20±2.98a
杏核含油率/% 21.14±2.85a 16.34±3.14b 17.18±2.90b
饱和脂肪酸 4.92±1.01b 4.68±1.25b 6.25±1.26a
肉豆蔻酸 C14:0 0.03±0.09a 0a 0.07±0.16a
棕榈酸 C16:0 3.79±0.78b 3.59±0.83b 4.87±0.69a
硬脂酸 C18:0 1.01±0.31a 1.01±0.43a 1.14±0.35a
花生酸 C20:0 0.09±0.04a 0.08±0.03a 0.10±0.02a
单不饱和脂肪酸 66.01±4.83a 64.11±5.02a 68.13±6.11a
棕榈油酸 C16:1n7 0.67±0.25ab 0.45±0.22b 0.73±0.11a
油酸 C18:1n9c 65.23±4.97a 63.57±5.53a 67.28±6.16a
二十碳烯酸 C20:1 0.11±0.02a 0.09±0.02b 0.11±0.02a
多元不饱和脂肪酸 29.07±4.62a 31.21±6.13a 25.63±6.37a
亚油酸 C18:2n6 28.92±4.62a 31.06±6.02a 25.47±6.38a
脂
肪
酸
组
成
/%
α-亚麻酸 C18:3n3 0.14±0.05a 0.15±0.08a 0.16±0.06a
注：上述数据是平均值±标准差。多重比较为不同树种比较，不同字母表示
差异有统计学意义(P<0.05，a>b)，相同字母表示差异无统计学意义。

生物柴油的质量主要由脂肪酸的组成决定[13]，3 种山
杏杏仁脂肪酸组成见表 2，组成成分和含量基本相似，组
成主要有肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、
亚油酸、α-亚麻酸、花生酸和二十碳烯酸，但东北杏杏仁
中不含肉豆蔻酸；野杏具有最高的饱和脂肪酸含量，为
6.25%，显著大于西伯利亚杏和东北杏；3 种山杏中单不
饱和脂肪酸和多元不饱和脂肪酸的质量百分数均无显著
差异；3 种山杏杏仁的油酸和亚油酸总含量占脂肪酸组成
的绝大多数，分别为西伯利亚杏 94.15%、东北杏 94.63%
和野杏 92.75%（见表 2）。
2.2 三种山杏作为生物柴油原料的特征指标比较
脂肪酸甲酯（fatty acid methyl ester, FAME）是目前
生产的主要生物柴油。许多欧美国家都已经制定出评定
FAME 质量的标准，如德国（ DIN51606 ）、欧盟
（EN14214）、美国（ASTMPS121，ASTMD6751），中
国也于 2007 年制定并试行了生物柴油国家标准 GB/T
20828-2007[20]。虽然各个国家制定的标准都不尽相同，但
所选取的一些特定指标大致是相同的，其中尤为重要的
是十六烷值、碘值和脂肪酸组成等指标[21-24]。
十六烷值（CN）是衡量柴油燃烧性能的重要指标。
十六烷值对柴油机的运转影响较大，内燃机车用柴油必
须有合适的十六烷值，否则将引起柴油机的加速磨损，
较高的十六烷值能使生物柴油在发动机中运行更流畅，
噪音更小。十六烷值主要取决于生产原料，碳链长度增
加则增加十六烷值，不饱和双键增加则降低十六烷值。
美国、德国、欧盟和中国试行标准分别设置了生物柴油
的十六烷值不得低于 47、49、51 和 49[21-24]。但是，随着
十六烷值的升高，油的不饱和性则会降低，这样会致使
生物柴油的熔点过高，低温性能差，并且十六烷值过高，
会使燃料燃烧不完全，导致发动机冒黑烟、油耗增大、
功率下降等，所以亦需要制定十六烷值的上限值。美国
（ASTMPS121）制定的生物柴油标准，将十六烷值的最大
值设为 65[22-23]。
碘值是油脂不饱和度的度量，碘值越高，表明不饱和
脂肪酸的含量越高。为了防止油脂固化，生物柴油中必须
含有一定量的不饱和脂肪酸，但是不饱和程度高的生物柴
油在燃烧过程中会导致甘油三酯的聚合反应，产生沉积
物，不利发动机的润滑。因此，在德国和欧盟的生物柴油
标准中设定了碘值的最大值分别为 115 和 120，而美国和
我国试行的生物柴油标准没有设定碘值的最大值[20-24]。
为了防止油脂的不饱和度过高，欧盟生物柴油标准
中也对多元不饱和脂肪酸的含量作了限制，亚麻酸的含
量不能超过 12%，含四个不饱和双键的脂肪酸不超过
1%[29]。美国生物柴油标准对脂肪酸甲酯的碳链长度进行
了规定，范围在 C12 和 C22 之间可保证生物柴油的燃烧
性能[22-23]。
表 3 3 种山杏 27 株优树杏仁油作为生物柴油的特征
Table 3 Biodiesel traits of the 27 superior trees representing three
Armeniaca species
山杏种 地区代码 皂化值 碘值 十六烷值
AS-013 199.40 113.48 48.14
AS-015 199.31 113.04 48.25
AS-016 199.70 115.66 47.61
AS-017 199.51 108.19 49.31
AS-021 199.53 113.75 48.06
AS-024 199.83 114.12 47.94
AS-027 199.41 107.23 49.54
AS-028 199.60 112.16 48.41
AS-029 199.16 111.17 48.69
AS-033 199.72 117.42 47.21
AS-035 199.80 116.29 47.45
AS-038 199.46 114.69 47.86
AS-039 199.61 111.45 48.57
AS-043 199.36 114.19 47.98
AS-044 199.33 109.82 48.97
AS-073 200.27 115.05 47.67
西伯利亚杏
A. sibirica
AS-080 199.39 99.76 51.23
AM-001 199.55 114.14 47.97
AM-002 199.46 115.72 47.63
AM-003 199.48 114.44 47.91
AM-004 199.45 115.45 47.69
东北杏
A. mandshurica
AM-005 199.56 113.69 48.07
AV-045 199.81 106.26 49.71
AV-048 199.53 102.94 50.49
AV-053 199.91 116.38 47.42
AV-062 199.33 101.75 50.79
野杏
A. vulgaris var.ansu
AV-069 199.56 112.18 48.41
增刊 1 王利兵：三种山杏种子生物柴油特征评价

141
从表 2 可以看出，α-亚麻酸在所测的 3 种山杏中含量
均比较低，分别为西伯利亚杏 0.14%、东北杏 0.15%和野
杏 0.16%，均远远小于 12%，并且 3 种山杏均不含 4 个双
键的脂肪酸成份；从 3 种山杏的脂肪酸组成可以看出，
其碳链长度为范围在 C14 和 C18 之间，而美国生物柴油
标准要求是在 C12 和 C22 之间。因此，所研究的 3 种山
杏是否符合生物柴油标准主要是由其十六烷值和碘值决
定。根据所测定的 3 种山杏 27 株优树的脂肪酸组成的数
据，对其碘值和十六烷值进行了推算，结果见表 3。3 种
山杏 27 株优树杏仁脂肪酸十六烷值均大于 47 并且小于
120，均符合美国生物柴油标准；只有西伯利亚杏 AS-80
优树杏仁脂肪酸的十六烷值为 51.23，大于 51 并且小于
65，还有其碘值为 99.76，也小于 120，符合标准最高的
欧盟生物柴油标准；西伯利亚杏 AS-17、AS-27 和野杏
AV-45、AV-48、AV-62 优树杏仁脂肪酸的十六烷值大于
49 并且小于 65，碘值均小于 115，符合德国和中国试行
的生物柴油标准。
3 结 论
1）山杏杏仁含油率均比较高，为 50%左右，其中杏
核含油率为西伯利亚杏最高，高达 21.14%，具备开发木
本油料植物作为生物柴油原料的基本条件。
2）3 种山杏 27 株优树的杏仁脂肪酸均符合美国生物
柴油标准；只有西伯利亚杏 AS-80 优树符合要求最高的
欧盟生物柴油标准；西伯利亚杏 AS-17、AS-27 和野杏
AV-45、AV-48、AV-62 优树符合德国以及中国试行的生
物柴油标准。因此，西伯利亚杏的 AS-80 优树是理想的
生物柴油原料种质资源，而西伯利亚杏的 AS-17 和 AS-27
优树以及野杏的 AV-45、AV-48 和 AV-62 优树也是比较
有潜力和前途的种质资源，这些优良的种质资源均可以
通过无性繁殖的手段进行推广。
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Assessment of three Armeniaca species seed oils for biodiesel traits

Wang Libing
(Research Institute of Forestry, Chinese Academy Forestry, Beijing 100091, China)

Abstract：Rate of almond, oil content of almond, oil content of kernel, fatty acid composition and biodiesel traits
analyses of almond oils were performed for 27 superior trees representing three widely distributed Armeniaca species in
China. The oil contents of the kernels of Armeniaca sibirica (Linn.) Lam., Armeniaca mandshurica (Maxim.) Skv. and
Armeniaca vulgaris var.ansu (Maxim.) Yü et Lu were 50.18%, 47.16% and 53.20%, respectively. However, A. sibirica
oil content of kernel was comparably higher, i.e., 21.14%. A. sibirica superior tree AS-80 has been identified as the ideal
biodiesel germplasm resource while A. sibirica superior trees AS-17 and AS-27 and A. vulgaris var.ansu superior trees
AV-45, AV-48 and AV-62 were found to be the most promising and potential biodiesel germplasm resources. The
establishment of promising genotypes plantations through clonal means can result in increased productivity.
Key word: biodiesel, fatty acids, experiments, Armeniaca, superior trees, oil content