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我国山苍子的研究现状及展望



全 文 :第 37卷 第 2期
2 0 1 0年 6月
福 建 林 业 科 技JourofFujianForestrySciand Tech
Vol.37 No.2
Jun., 2 0 1 0
doi:10.3969/j.issn.1002-7351.2010.02.038
我国山苍子的研究现状及展望
赵 婷 ,陈国华 ,张鼎华
(福建师范大学生命科学学院 ,福建 福州 350108)
摘要:综述了山苍子的生物学特征 、用途 , 以及近年来山苍子的繁殖技术 、造林技术 、精油的提取纯化等方面的研究进展;总
结了山苍子资源开发利用中存在的问题 ,提出山苍子研究的方向。
关键词:山苍子;研究现状;研究展望
中图分类号:S573.8   文献标识码:A   文章编号:1002-7351(2010)02-0158-05
TheResearchStatusandProspectofLitseacubebainChina
ZHAOTing, CHENGuo-hua, ZHANGDing-hua
(SchoolofLifeScience, FujianNormalUniversity, Fuzhou350108, Fujian, China)
Abstract:ThispaperreviewedtheLitseacubebabiologicalcharacteristicsanduses.Itmainlyintroducedtherecentresearchprogress
ofLitseacubebainareasincludingreproductiontechonlogy, aforestationtechnology, oilextractionandpurification.Anditalsosum-
marizedtheproblemsofthedevelopmentandutilizationofresourcesanddiscussedtheresearchdirectionofLitseacubeba.
Keywords:Litseacubeba;researchstatus;researchprospect
  山苍子(Litseacubeba)为我国南方重要香料和生物质能源树种 。近些年来 ,国际市场山苍子油价格一
路飙升 ,至 2008年底 ,含 70%以上柠檬醛的山苍子油价格为 10万元 · t-1以上。我国年产山苍子油达
20 000多 t,为世界上最大的生产国和出口国 ,年出口量达 3 500t左右 ,产品远销美 、日 、法 、德 、瑞士 、荷兰
等国 ,享誉国内外 [ 1] 。
山苍子种仁是重要的生物质能源 ,含油率达 40%以上 。随着国际石油价格不断攀升 ,生物质能源利
用越来越引起人们的重视 。近些年来 ,我国大力发展生物质能源 ,但重点放在了农田发展方面 ,如采用大
量甘蔗 、玉米等进行发酵生产燃料乙醇 ,从而造成了糖和由玉米为主的产品大幅提价 ,国家发改委紧急叫
停了许多用玉米 、甘蔗生产燃料乙醇的厂家。随着资源的日益匮乏 ,仅仅只利用天然资源和农田作物已远
远不能满足市场的需求 ,这也为山地人工培育生物质能源植物提供了广阔的空间 。而山苍子正是一种将
生态 、经济 、社会效益高度统一的树种 。本文对山苍子的生物学特征 、繁殖造林技术 、精油的提取纯化利用 、
山苍子资源开发利用中存在的问题进行了总结 ,旨在为将来对山苍子资源更好的开发利用提供参考。
1 山苍子的生物学特征及用途
1.1 形态特征
山苍子又名木姜子 、山鸡椒 、花椒 ,为樟科(Lauraceae)木姜子属落叶灌木或小乔木 [ 2] ,高 3 ~ 10m。山
苍子幼树树皮为黄绿色 ,老时变成灰褐色 ,有白色斑点 ,全树具有芳香气味 。单叶互生 ,为披针形或矩圆
形 ,叶片光滑 ,羽状脉 。花单性 ,雌雄异株 ,腋生伞形花序有总梗 ,花 4 ~ 6朵 ,为黄色小花 ,花被片 6, 11月
着生花蕾 ,翌年 2— 3月开花 。果实为近球形的核果 ,有短柄 ,无毛 。果实成熟期分 2种:7月中 、下旬左右
为炼油成熟期 ,柠檬醛含量最多 ,所以采集的果实最适于炼油 ,此时果皮呈青色 ,有白色的小斑点 ,破裂后
有强烈的芳香气味;8— 9月为采种成熟期 ,采集的种子发芽率可达 70%以上 ,此时果皮呈黑色 ,无白色的
 收稿日期:2009-11-19;修回日期:2009-12-31
 基金项目:福建省科技厅重点科技攻关项目资助(2008N0035)
 作者简介:赵婷(1987—), 女 ,安徽安庆人 , 福建师范大学生命科学学院在读硕士研究生 , 从事生态学研究。
 通讯作者:张鼎华 ,电话:13358275665。
第 2期 赵婷 , 等:我国山苍子的研究现状及展望
小斑点 ,果皮发皱 ,柔软易破 ,破裂后芳香气味较淡 。
1.2 自然分布
山苍子喜温湿的环境 ,主要生长在阳坡 、采伐迹地 、火烧迹地 、荒山灌丛和稀疏林中 [ 3] ,要求年平均温
度 10 ~ 18℃,可耐 -12℃低温 ,年降水量 1 200 ~ 1 800mm,分布在海拔高度 300 ~ 1 800m的低丘和山地
阳坡 , pH值 5 ~ 6的酸性红壤或黄壤 ,适与杉木 、油桐 、油茶 、松树等混交种植 [ 4] 。
在全世界范围内 ,山苍子共有 250余种 ,主产区在亚洲东部 、大洋洲和太平洋诸岛。中国约有 46种山
苍子 ,主要分布于浙江 、福建 、湖南 、湖北 、江西 、广东 、广西 、云南 、贵州 、台湾等省(区),印度 、印度尼西亚 、
马来西亚等国也有分布[ 5] 。
1.3 利用价值
1.3.1 药用价值  山苍子根 、茎 、叶和果实均可入药 ,可用于治疗风寒感冒 、劳倦乏力 、久行脚肿 、急性乳
腺类疾病 、虚寒型胃痛 、外伤出血 、毒蛇咬伤 、痧胀腹痛腹胀和风湿关节痛等疾病 ,能治疗血吸虫病 ,有抗血
栓 、抗哮喘病和抗过敏功效 。
1.3.2 食用价值 精制的山苍子油具有新鲜柠檬果香味 ,是我国 GB2760— 86规定允许使用的食用香
料 ,可直接用于糖果糕点 、口香糖 、冰淇淋 、饮料 、酱类调味品 、调味油及焙烤食品等的调味增香 [ 6] 。
1.3.3 工业价值 山苍子芳香油经分馏得到柠檬醛 ,可进一步用于生产香皂 、牙膏 、香水和香粉等日用品
和化妆品。从山苍子中提取的脂肪油可以制成金属离子沉淀剂 ,用于对重金属污水的处理 。以山苍子脂
肪油为原料生产的润滑油添加剂 ,能使润滑油在 60 ℃低温下不结冻 ,而高于 60 ℃又能增加润滑的粘度 ,
因而可用于生产机械工业部门的润滑油和航空润滑油。国外还将山苍子核仁油及其主要成分月桂酸广泛
用在医药 、冶金 、化工 、建筑 、化学 、环境保护 、电子工业等方面 [ 7] 。
1.3.4 农业价值 山苍子油具有广谱抑菌性 ,对黄盐霉 、桔青霉 、总状毛霉 、米根霉等多种霉菌均有较强
的抗菌作用 。可以直接消除稻谷中的黄曲霉 ,对蚕豆 、玉米的成虫都有较高熏杀作用 ,能防治茶树 、棉花黄
萎病和茶毛虫 、红锈革病 ,并且对人体无毒 ,不污染环境 ,又有宜人的香味。因此 ,山苍子油的主要成分柠
檬醛在防治储粮害虫 、食品害虫 、卫生害虫 、杀菌防霉及防治作物病害等方面具有突出优点 ,发展前景
广阔[ 8] 。
1.3.5 其他价值 山苍子是速生树种 ,萌芽力强 、繁殖快 ,树下植被稀疏 ,几乎没有茅草等易燃草类 ,能减
少森林火灾的发生和减缓森林火灾的蔓延 ,又因为它是落叶小乔木 ,而森林火灾大多发生在风干物燥的冬
初 ,这就避免了冠上火的发生 ,从而减缓了林火的蔓延速度 ,利于扑火。山苍子可作为南方林区 ,特别是森
林火灾多发地区的生物防火带和天然更新树种 [ 9] 。山苍子的适应性广 ,生长快 ,根系分布广 ,根蘖多 ,截
水固土性能好 ,可用于治理疏林地水土流失。
2 研究现状
2.1 繁殖技术的研究
2.1.1 播种繁殖 山苍子的采种宜选择树龄为 6 ~ 8年生的优良单株 ,留作采种母树。在 8月底或 9月
初 ,当果实表皮呈紫黑色时 ,即可采种 。种子采回 ,完成后熟作用后 ,拣去果柄和枝叶 [ 10] 。如果播种未经
任何处理的种子 ,其发芽率仅为 17%,而除去果皮果肉后 ,出芽率则上升为 51%,因为种子含有抑制其发
芽的抑制物质 ,陈卫军等(2004)研究发现利用草木灰揉搓种子 、用 H2O2浸种均可以去除山苍子种子中的
抑制物质 ,提高其发芽率 ,发芽率分别高达 67.5%和 71.0%,说明去除山苍子种子中的抑制物质 ,是提高
种子发芽率的关键[ 3] 。如果需要保存种子 ,可以采回果实去除果皮和果肉后 ,用 5%的高锰酸钾溶液消毒
处理 3 ~ 5h,取出阴干 ,然后按 1∶3的比例混沙贮藏 ,沙的湿度以能用手捏成团松手即散开为宜。以后每
隔 2 d翻动种子 1次 ,并注意保持沙的湿度 ,可用喷雾器喷少量的水保湿 [ 11] 。
2.1.2 扦插繁殖  陈卫军等(2004)通过实验证明山苍子插条的采集部位与其成活率有很大的关系 ,从
根颈部位采集萌芽条作为扦插材料比从树冠南 、北部采集嫩枝扦插生根成活率要高得多 ,其生根成活率可
达 70.0%。如因扦插繁殖材料来源有限 ,也可采用树冠上嫩枝给予适当生根措施来处理和繁殖 ,其生根
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成活率亦可达到 51.7%和 55.0%[ 3] 。赵海鹄等(2008)研究了不同扦插时间和不同生根试剂及浓度对扦
插生根的影响 ,结果表明随着气温升高插条生根需要的时间缩短 ,成活率提高。 11月份扦插 ,温度低 ,光
照弱插条生根慢;3月份气温逐渐回升 ,扦插生根快 ,且成活率可达到 67%以上 ,扦插育苗宜选择在春季
3— 4月份进行 。经 100、50 mg·L-1的 IBA和 ABT6处理的插条 ,平均根长较长 ,侧根多 ,且根系粗壮 ,表
明低浓度的生根试剂对根系生长有一定促进作用 [ 2] 。
2.1.3 组织培养繁殖 马崇坚等(2005)通过对山苍子不同外植体的组织培养的研究结果表明:山苍子
芽的萌动最早 ,且成活率高 ,生长时间短 ,诱导效率高达 63.7%,适合于作为快速繁殖材料;茎的愈伤形成
率为 53.01%,速度较慢 ,但形成愈伤组织颗粒大 ,且茎横放时的诱导速度较快 ,诱导出的愈伤多 ,取材方
便 ,因而亦比较适合大规模生产;叶的愈伤形成率为 10.26%,生长速度慢 ,且极易褐变 ,产生愈伤组织的
能力差 ,因而不宜用作组织培养材料 [ 12] 。
2.2 造林技术的研究
2.2.1 直播造林 一般在 8月下旬— 9月底播种最适宜 ,种子最好是随采随播 ,选择肥沃 、疏松 、向阳且
排灌条件良好 , pH为 4.5 ~ 6.0的沙壤土 ,整地后 ,每个穴(宽 30m、深 15 cm)内播种 6 ~ 8粒 ,覆土 2cm。
次年春天出苗 ,出土 15 d后除草 、松土 , 7— 8月再进行 1次松土 、除草[ 13] 。
2.2.2 苗木造林 一般多采用野生苗移栽 ,少量的可育苗移栽。 3— 4月 ,挖取 1 ~ 2年生 、直径 1 cm左
右 、无病虫害 、生长健壮的山苍子苗 ,苗高 50 ~ 80 cm以上 ,随挖 、随运 、随栽 ,株行距以 1m×1 m为宜 ,每
隔 3 ~ 5行可栽 1行雄株作为授粉树 ,也可采取隔一定株数的母株混栽 1棵雄株的配置方法 ,以提高结实
率 。如果在杉木 、油茶及其他林内混栽 ,要以不影响杉木 、油茶生长为原则 [ 14] 。
2.2.3 扦插造林 宜在早春进行 。插条从生长健壮无病虫害的雄株以及结果丰产的雌株上剪取 ,插条长
15 cm左右 ,扦插株行距 10 cm×15cm,插条三分之二入土 ,浇足水 ,一般成活率 90%[ 15] 。
2.2.4 人工促进天然山苍子林更新 这是一种简单易行的好方法。其方法是在分布较集中 、结实较好的
野生山苍子纯林或混交林中 ,加强人工抚育管理 ,去杂去密 、补稀填空 、调整林相密度 ,使之成为高产的山
苍子林 。对结实较差 、树势衰老或分布不均的野生山苍子林地 ,可于 3— 4月或 7— 8月山苍子成熟后 ,割
除林地杂草 、灌木 ,火烧后整地 ,将落在地上的山苍子种子翻入土内 ,出苗后 ,经过 2 ~ 3 a的抚育管理 ,山
苍子幼树平均高可达 3 ~ 4m,成为一片高产山苍子林[ 14] 。
2.3 山苍子油的研究
2.3.1 提取及纯化方法的研究
1)精油提取 。从山苍子植物中提取精油一般用水蒸汽蒸馏 ,其中又分水中蒸馏 、水上蒸馏和水汽蒸
馏 3种 。以水汽蒸馏最好 ,提取率可达 98%。鲍逸培(1995)提出了压榨—减压精馏法工艺 ,可分提取和
分离 2个步骤。首先采取机械压榨法将山苍子汁液压榨出来 ,压榨后的残渣再进行水蒸气蒸馏 ,可将有效
成分完全提尽[ 16-17] 。
2)柠檬醛提纯。山苍子精油的主要成分是柠檬醛 ,传统的柠檬醛提纯方法有水蒸气蒸馏法 、亚硫酸
氢钠加成法 [ 18] 、减压蒸馏法 [ 19-20] 、微波萃取法 [ 21] 。此外还有陈学恒的三温段减压蒸馏法[ 22] ,杨兆娟等设
计的真空减压蒸馏法 [ 23] ,张德权的二氧化碳超临界流体技术萃取山苍子油研究[ 24]和王发松等的分子蒸
馏技术纯化柠檬醛[ 25] 。
3)核仁油的分离纯化。水解是山苍子核仁油开发利用的重要一步 ,油脂的水解方法主要有皂化酸化
法 、常压催化水解法(Twitchel法)、加酶水解法 、低压(催化或无催化)间歇水解法 、中压间歇水解法和高
压连续无催化水解法 [ 26] 。周根大等(1994)对山苍子核仁油进行了脂肪酸分离提取和烷基醇酰胺合成的
实验 ,并对比作了初步的经济分析 ,为山苍子核仁油开发利用的工业生产提供了一定依据 [ 27] 。朱伟等
(1997)将相转移催化技术用于山苍子核仁油的水解 ,大大缩短了反应时间 ,简化了工艺步骤 ,而且反应条
件温和 ,达到 97%水解率仅需 8 h,而传统的 Twitchel法需 24 h以上 [ 26] 。
2.3.2 山苍子精油的研究
1)提取方法对山苍子精油含量的影响 。传统的提取山苍子精油的方法是水蒸气蒸馏法 ,近年来又出
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现了一些新的精油提取技术:采用微波辐照从山苍子中提取制备柠檬醛 ,精油的得率较传统的直拉水蒸气
蒸馏法平均提高 2.48%以上[ 21] ;运用超临界 CO2流体技术萃取山苍子油 ,萃取率可达 30%以上[ 24] ;将山
苍子籽粉碎后 ,用水中蒸馏法提取山苍子油 ,可缩短提油时间 1.4 ~ 2.3 min· mL-1 ,即省时 37.1% ~
37.8%[ 28] ;山苍子油经磁化后 ,柠檬醛的含量提高 2% ~ 7%[ 29] 。
2)不同器官山苍子精油得率的研究。山苍子的果实 、花 、叶和根均含有精油 ,不同器官的精油得率有
很大的差异:新鲜果实精油得率为 3.0% ~ 6.0%,果皮精油得率一般在 3.0% ~ 4.0%之间[ 30] ;雄花含油
率为 1.6% ~ 1.7%,雌花含油率为 1%,雄花含油率高于雌花[ 31] ;树干出油率为 0.5% ~ 2.3%[ 31] ;鲜叶精
油含量一般为 0.01% ~ 0.02%[ 32] ;根精油含量一般为 0.1% ~ 0.3%,老根得油率低于嫩根[ 16, 33-34] 。
3 山苍子资源开发利用中存在的问题及研究展望
我国山苍子产品虽然产量高 ,但整体生产水平低 ,出口以初级原油为主 ,实属高成本低产出的作坊模
式 。在科研方面 ,虽然山苍子精油和柠檬醛的提取等方面已有诸多研究 ,但是得率依然不高 ,提取方法有
待进一步改善。另外 ,大部分实验还是以野生山苍子为材料 ,对于各地产的山苍子还没有系统的研究 ,没
有确定哪里的山苍子种源具有最高的经济效益 。这些应该是目前山苍子研究的重要方向 。
为了更合理地利用我国山苍子资源 ,使资源优势转化为经济优势 ,特提出以下开发利用建议:选择优
良品种 ,在适宜的林地上建立原料基地 ,统一管理 ,既能保证充足优质的原料供应 ,又能提高山苍子油的质
量;保护现有野生资源 ,指导林农合理采收山苍子 ,防止对资源的掠夺性利用;加强基地建设 ,提高经营水
平 ,形成规模效益;加强新技术新工艺的研究和推广 ,树立品牌 ,参与国际竞争;深化体制改革 ,组建山苍子
产业集团 ,创出品牌 ,进一步巩固和提高我国山苍子在国际上的地位。
山苍子主要分布于我国 ,国外少有分布 ,长期以来 ,国外主要从我国进口山苍子油 ,在国际市场上占有
举足轻重的地位 。山苍子油作为植物天然成分提取物 ,具有多项生理功效 ,且绿色环保 ,深受人们喜爱 ,具
有很大的发展潜力。开发利用山苍子资源有广阔的空间 ,无论在今天的科研还是在以后的工业中必将得
到广泛的应用。
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