橡胶籽资源的研究开发现状

潘晓威　叶剑芝　曾绍东　杨春亮

摘要    我国橡胶籽资源广泛且价格低，开发橡胶籽资源对实现资源综合利用以及提高橡胶产业经济效益具有重要意义。本文介绍了橡胶籽的主要组成成分，总结了橡胶籽在饲料、食品、医药和工业应用等方面的研究进展，分析了利用过程中存在的问题，并提出了开发利用建议，以期为橡胶籽资源高效综合利用提供更多的研究思路。

关键词    橡胶籽;橡胶籽油;橡胶籽粕;橡胶籽壳;开发利用

中图分类号    S794.1        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）24-0131-05                                                                                      开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    China′s rubber seed resources are extensive and low in price，the development of rubber seed resources is of great significance to realize comprehensive utilization of resources and improve the economic benefits of the rubber industry.This paper introduced the main components of rubber seeds，summarized the research progress of rubber seeds in feed，food，medicine and industrial application，analyzed the problems existing in the utilization process and put forward some suggestions for development and utilization，in order to provide more research ideas for the efficient and comprehensive utilization of rubber seed resources.

Key words    rubber seed;rubber seed oil;rubber seed meal;rubber seed shell;development and utilization

橡胶籽是大戟科乔木植物巴西三叶橡胶的种子，其形状呈卵圆形，褐色并带有银灰色斑纹，外表包有柔软的薄膜层。橡胶籽是一种热带木本植物油料，是橡胶种植业的副产物[1]。橡胶籽主要由橡胶籽壳、橡胶籽油、橡胶籽仁等组成，产量丰富且潜在开发价值巨大。橡胶籽油是重要的工业原料，还可以作为一种高品质的油脂产品，富含不饱和脂肪酸。榨油后的橡胶饼粕中含有高达25%～30%的粗蛋白含量，其中氨基酸组成平衡，微量元素含量较高，是一种值得重点推广的高品质饲料蛋白源。橡胶籽壳质地坚硬，富含木质素、纤维素、半纤维素，具有良好的分散性，灰分含量低且挥发分含量高，橡胶籽壳质是制备木塑复合材料、有机物质补充填料和不定型颗粒活性炭的优质原料。橡胶籽的主要产地为东南亚地区，我国橡胶籽产地主要分布于海南、广东、广西、福建、云南和台湾等6个省份，每年产橡胶籽逾100万t，可利用资源十分丰富[2]。

自20世纪初，世界各主要种植橡胶的国家开始对橡胶籽资源进行开发和研究，主要针对橡胶籽油的脂肪酸组成、非皂化物和橡胶籽氨基酸组成等方面，同时也研究了其在制皂、醇化树脂和环氧油等工业方面的应用，还有部分学者利用橡胶籽研究新型生物柴油的开发与利用，但并未进行系统全面的研究[3-4]。我国于20世纪50年代后期才逐渐认识到橡胶籽资源的开发利用价值，有部分学者才开始研究，起步较晚[5]。目前，在我国的三大橡胶种植区中，在海南、广东两省基本未加工利用橡胶籽，而云南省仅有少数加工企业在开发利用橡胶籽[6]。长期以来，我国各大橡胶园所产生的橡胶籽仅有少量被用于育种及籽油的初加工，而90%以上的橡胶籽并未得到有效的开发和利用，造成了资源浪费。

橡胶籽可开发出众多产品，其开发价值巨大，如橡胶籽壳可用于生产活性炭[7];橡胶籽仁可榨油，其毛油不仅可用作工业添加剂，还可生产生物柴油，且精制后的油是一种优质、低廉的保健油脂[8-9]。橡胶籽压榨取油后的副产物橡胶籽粕可进行微生物发酵，去除菜豆甙和棉酚等抗营养因子后，可作为一种优质、绿色的能量蛋白饲料。当前，每年我国蛋白饲料原料需要大量进口才能满足市场所需，直接导致企业生产成本升高，降低了我国蛋白饲料的市场竞争力，严重制约了我国蛋白饲料的快速发展[10]。我国蛋白饲料原料市场上基本无以橡胶籽粕为主的蛋白饲料产品。我国橡胶籽资源的开发潜力与严重的资源浪费呈明显对比。因此，研究橡胶籽的潜在开发利用价值具有重要的科学意义和经济意义。本文介绍了橡胶籽在饲料、食品、医药和工业应用等方面的研究进展，分析了利用過程存在的问题及解决方法，以期为橡胶籽资源高效综合利用提供更多的研究思路。

1    橡胶籽的组成成分

橡胶籽主要由橡胶籽壳、橡胶籽仁中的橡胶籽油和蛋白质、还原糖、淀粉、纤维等组成。橡胶籽壳、橡胶籽仁、橡胶籽仁粕等值得重点开发利用。橡胶籽种仁约占橡胶籽的40%左右，主要组成成分为油脂、蛋白质、淀粉等，三者含量依次为50.11%、18.10%、14.42%（以烘干计）。由表1可知，橡胶籽仁蛋白质中含有丰富的氨基酸，具有巨大的利用潜力[11]。

2    橡胶籽的开发利用价值

2.1    橡胶籽粕

2.1.1    橡胶籽粕的组成成分和营养价值。橡胶籽粕是橡胶籽仁榨取油脂后得到的一种副产物，是一种比豆粕更为优质的纯天然蛋白质原料[12]。通过榨取油脂后，粗蛋白含量可提高3～4倍，即由含量为9%升至25%～30%[13]。与豆粕相比，饼粕中含有更多、更均衡的10种饲料必需的氨基酸（表2）[14]。

由表3可知，橡胶籽饼粕中的微量元素含量十分丰富，如Mg、Fe、Zn、Mn、Ca等，其微量元素含量均不低于其他饲料原料;同时，其重金属含量均低于《饲料卫生标准》的限量标准。因此，橡胶籽饼粕可作为豆粕的优质植物蛋白补充源[15]。

2.1.2    橡胶籽粕的毒素及其脱毒。虽然橡胶籽粕是一种成本低廉、矿物质和粗蛋白含量较高的饲料原料，但其在饲料中的应用依然受到众多因素的制约。因为橡胶籽粕进入生物體内后会产生氰化物，会有严重的毒害作用，同时橡胶籽粕中还含有多种抗营养因子，如棉籽酚、多糖等[16-18]。曾有研究证实，小鼠在饲喂含橡胶籽粕的饲料后，其生长性能和肝脏相对重量均降低[19]。研究表明，以橡胶籽粕代替豆粕饲喂小猪，当橡胶籽粕蛋白替代量超过10%后，小猪血浆总蛋白和白蛋白沉积率均呈下降趋势[10]。

目前，常用的降低橡胶籽饼粕中生氰糖苷含量的方法如表4所示。郭蔼明等[20]研究发现，蒸煮法对HCN的脱除率最高，但是却明显降低了蛋白质的含量。水煮法的脱氰率次之，溶剂提取法、烘烤法、微波加热法的脱氰率相差不多。蒸煮法因其具有工艺简单、成本较低、无溶剂污染等优点，建议优先考虑脱毒最完全的蒸煮法处理橡胶籽饼粕。张  烨等[21]研究表明，加入外源β-葡萄糖苷酶的异烟酸-吡唑啉酮分光光度法检测出的氰化物含量明显高于单独采用异烟酸-吡唑啉酮分光光度法的检出值。检测最优条件为水煮浸泡时间3.35 h，浸泡温度45.06 ℃，加酶量24.11 U/100 mL，浸泡pH值为5.56。有研究者经试验研究发现，将添加了少量甲硫氨酸的饲料进行喂食后，发现提高了蛋白质的利用率，还有效抑制了生物体内生氰糖苷转化为氰化物的过程，增加了饲料安全性[22-23]，说明在橡胶籽粕中添加甲硫氨酸对改善生物体的蛋白沉积率有积极作用。Muhammad等[24]经研究发现，经微生物发酵后的橡胶籽饼粕添加进蛋白饲料后，可发现鲤鱼对鱼饲料的消化能力有了显著的提高。分析其原因可能是经微生物发酵除去了部分抗营养因子。彻底解决橡胶籽粕在养殖业或者工业方面的应用限制，需加强对橡胶籽粕的毒素及其脱毒工艺的研究，找到切实有效的脱毒方法。

2.1.3    橡胶籽粕的开发利用。有学者认为，橡胶籽饼粕将成为一种可替代现有来源的非常有前景的应用于水产养殖业的天然蛋白质资源[25-26]。郭  雄等[27]通过超声波辅助提取橡胶籽粕中粗蛋白，在提取时间为60 min时，橡胶籽粕蛋白最佳提取工艺为超声功率315 W、提取温度52 ℃、液料比46∶1（mL∶g）、碱溶pH值10、酸沉pH值4.5，在此条件下，橡胶籽粕蛋白的提取率达82.51%。王蕾[28]以橡胶籽饼粕为原料，开发了一种总氮蛋白量可达75%，多肽含量达70%的活性多肽产品，确定了以木瓜蛋白酶水解制备橡胶籽多肽的最优工艺条件为水洗预处理30 min、料液比1∶20、水解时间为2.5 h、酶添加量为4%、1 k超滤除杂。Alim[29]认为，生氰糖苷、棉酚、多糖等抗营养因子可通过翻炒膨化、微生物发酵、水醇浸泡等方法去除，经饲养试验也证明，脱毒后橡胶籽饼粕以50%比例添加进罗非鱼饲料中并不会对鱼的生长性能产生任何负面影响。鲁琼芬等[30]研究了橡胶籽饼对蛋鸡生产性能及蛋品质的影响，结果表明，饲粮中配合 5%～10%橡胶籽饼不影响蛋鸡体重、产蛋率，但随配合比例的提高，蛋鸡采食量和蛋壳厚度增加，料蛋比呈现上升趋势，平均蛋重和腹脂率呈现下降趋势，鸡蛋品质不受影响。还有部分学者通过籽饼提取了β-葡萄糖苷酶，取得了很好的结果，也进一步拓宽了籽饼资源的开发利用范围[31]。同时，橡胶籽饼还可以往有机肥方向发展，应用于一些高附加值的种植业中，如有机茶园（普洱茶）、香樵、烤烟种植、柑橘种植等，以为其提供质优价廉、无毒、无公害的有机肥。

2.2    橡胶籽油

2.2.1    橡胶籽油的组成成分和营养价值。橡胶鲜籽来源广泛，价格低廉，可作为理想的营养和功能性食品，其含油率约为21.1%，且富含多种人体必需的脂肪酸[32]。橡胶籽油是一种富含不饱和脂肪酸的高品质保健油脂，不饱和脂肪酸含量高达81.7%（表5）。研究表明，亚麻酸是人体所必需的营养成分，而橡胶籽油中α-亚麻酸的含量约为19.5%，是大豆油和菜籽油的3～4倍，是花生油和葵花籽油的数十倍，具有极其巨大的开发潜力[33]。亚油酸和亚麻酸必须从膳食中摄取，属于人体必需脂肪酸，对其长期摄入不足将会导致生理功能异常或疾病。同时，亚油酸对降血胆固醇和预防动脉粥样硬化具有显著效果，是一种药用和食用均较好的物质成分[34-35]。此外，橡胶籽油还具有健脑益智、改善视力、增强免疫力等作用，可有效预防血栓、脑溢血和癌症的发生[36]。

2.2.2    橡胶籽油的工业价值。橡胶籽油也具有广泛的工业用途。在化工工业如肥皂生产、醇酸树脂原料制备、油胶生产等方面已经得到广泛应用。橡胶籽油经环氧化处理后还可作为增塑剂、热稳定剂和生物降解材料等。环氧橡胶籽油作为PVC的增塑剂和热稳定剂，具有挥发性小，提升拉伸性能等优点[37]。同时，橡胶籽油还可制备金属皂，是一种新型PVC生物降解添加剂。当前能源短缺问题日益突显，橡胶籽油在新型能源开发方面也具有重要作用，不仅能用于生产生物柴油，提高内燃机效率，降低燃料消耗，还可与棕榈毛油混合，降低其中的不饱和脂肪酸含量，改善生物柴油属性，增强低温流动性[38]。目前，各国专家针对橡胶籽生物柴油生产技术中燃料特性、橡胶籽油催化剂、橡胶籽油利用率、原料品质等方面进行了深入研究，均取得了极其重要的进展[39]。

2.2.3    橡胶籽油的食用价值。橡胶籽初榨油开发潜力巨大，可开发出压榨橡胶籽油、精炼橡胶籽油，以及富含α-亚麻酸的橡胶籽营养油等不同级别的食用油脂，在创造巨大利益的同时，还可以丰富我国居民的食用油品种，改善膳食结构，减轻食用油进口的压力。我国每年的油脂消费都在千万吨数量级，而其中富含ω-3脂肪酸的油脂品种（亚麻籽油、紫苏油）等累计年产量不足1万t，不足我国消费总量的0.04%[40]。橡胶籽油是ω-3脂肪酸的一種新油品，可以大大提高国民对ω-3脂肪酸摄入的需求。经研究发现，将橡胶籽油中的氰化物完全去除后进行饲养试验，发现橡胶籽油对大鼠无任何毒害作用，是一种优良的植物油脂[41]。

近几年，随着分子蒸馏技术、超临界萃取技术在橡胶籽油研究方面的快速发展，橡胶籽油的榨取技术也在不断地进行革新。越来越多技术更加先进、成本更加低廉、效率更加高效的橡胶籽油榨取技术在持续拓展橡胶籽油的应用范围。

2.3    橡胶籽壳

2.3.1    橡胶籽壳的组成成分。橡胶籽壳约占橡胶籽总重的30%～45%，其外表呈深棕色且附着银灰色条纹，富含木质素、纤维素、半纤维素、树脂和铁质，可作为生产优质纤维的原料，其质地坚硬，外表富含蜡质，具有良好的分散性，灰分含量低且挥发分含量高[42]。

2.3.2    橡胶籽壳的开发利用。橡胶籽壳可以用于制备木塑复合材料、有机物质补充填料和不定型颗粒活性炭，可广泛应用于化工、食品、环保、医药和石油等行业，能有效缓解中国活性炭原料供应不足的问题[43]。吴春华等[44]、孙  康等[45]分别采用微波辐照方法和水蒸气活化法制备了性能优良的橡胶籽壳活性炭，并优化了橡胶籽壳活性炭制备工艺，得率可达23.5%～40.5%，具有极大的推广利用潜力。任风芝等[46]在活性筛选时发现，橡胶籽壳富含木脂素，并用醇进行提取，其提取物对肿瘤细胞和白细胞弹性蛋白酶有良好的抑制作用。郑云武等[47]转化了一种可以用于制备胶黏剂、塑模材料、泡沫、薄膜等材料的液态活性物质，橡胶籽壳粉在硫酸为催化剂的作用下，其在多元醇体系中进行液化反应，使固态材料转化成为了一种富含羟基和酚基的液态活性物。

橡胶籽壳是橡胶籽的主要组成部分，可开发潜力巨大，应该对其进行更多的应用开发研究，例如木塑复合材料、玻璃钢等的产品技术开发，加大技术革新的投入，进一步拓展橡胶籽壳的应用范围，提升经济效益。

3    存在的问题

中国橡胶种植面积广阔，资源丰富，其副产物橡胶籽除用于育苗外也是一种优质可利用资源。目前，对橡胶籽的开发利用缺乏政策和市场引导，欠缺对橡胶籽优质资源的宣传，开展橡胶籽多用途综合开发的科研技术薄弱。同时，胶农缺乏橡胶资源的综合利用意识，没有对橡胶副产物的采收、运输和加工投入精力，导致大部分橡胶籽没有得到有效的利用而被弃置。同时，由于橡胶籽相关生产工艺和设备落后、橡胶籽产品有毒物质分离技术不成熟、榨取和保存研究落后以及商业体系不完备等因素，均严重制约了橡胶籽资源开发利用的发展。

4    开发利用建议

4.1    加大橡胶籽资源的宣传力度

橡胶籽资源开发潜力巨大，对中国饲料行业、医药行业、食品业和工业具有重要作用。但是目前对橡胶籽的开发价值宣传远远不够，因而需要制定合理的宣传推介手段，进一步提高社会对橡胶籽资源开发价值的认知。政府、企业以及科研工作人员应该通过产业白皮书、科普文章、产品宣传等多种宣传方式激发社会对橡胶籽资源的开发热情，从而促进整个产业的进一步发展。

4.2    提高扶持力度

因各种原因，我国以前曾建立的大多数橡胶籽企业所剩较少，目前仅云南保留少数橡胶籽加工厂能够正常运转。因此，政府部门应提高对相关开发利用加工企业的扶持力度，激发社会对橡胶籽资源的开发热情。在加大橡胶籽资源开发潜力的宣传力度的同时，需要配套出台一些相应的优惠政策，鼓励和扶持一批生产加工企业，促进橡胶籽产业形成以生物技术研发、橡胶籽综合加工利用技术研发和规模化、产业化生产经营的高新技术企业为龙头，形成以橡胶籽收购、加工、储运等一体化为基础的发展模式，以进一步调动人们对橡胶籽收集、利用的积极性，进而提高其开发利用水平，提升综合效益。

4.3    加强技术研发

虽然我国已经拥有橡胶籽油精炼加工的技术，但是在实际生产中用作食用的橡胶籽油仍较少，其大多进一步进行加工，提取工业用油。这可能是因为在流程、工艺及质量标准方面，食用油的要求比工业用油更加严格。因此，应大力支持有关企业及科研单位开展一系列以橡胶籽油为核心的研究工作，如橡胶籽油的企业标准的制订、橡胶籽油的国家标准的制订、橡胶籽油加工工艺的研究优化、系列橡胶籽专用加工设备的开发等工作。研究、生产专用设备，以加工橡胶籽油。进一步探索橡胶籽油的各方面功效，扩大橡胶籽油作为食用油的市场。

为高效利用橡胶籽资源，提高我国橡胶种植产业的效益，应从政策和市场上进一步引导，加强宣传，支持综合开发利用多用途的橡胶籽，在种植橡胶区形成完整的橡胶籽综合开发利用产业链。加大技术革新的投入，建立完善的商业生产体系，通过资源整合和政策支持等方式加快橡胶籽资源的开发进程。

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