山桐子产业在我国的开发利用情况

方晓璞，李 欣，鲁海龙，史宣明

(1.西安中粮工程研究设计院有限公司，西安 710082； 2.中国科学院植物研究所，北京 100093)

山桐子(IdesiapolycarpaMaxim.)是大风子科(Flacourtiaceae)落叶乔木植物，高8～12 m，跨亚热带与暖温带，在中国、日本、韩国都有分布，是东亚特有的树种，在我国主要分布于西南三省、甘肃、陕西、山西、河南、台湾等17个省区。山桐子分布于海拔300～1 200 m山坡，山谷两侧的疏林或林缘。山桐子树干通直，不裂、耐寒、抗旱，适应性强，且山桐子树干高大，树冠广展，花色黄绿，红果累累，果实含油率高，是优良的木本油料树种和良好的绿化及观赏树种[1]。

山桐子果实中提取的油脂可以加工出优良的保健食用油、生物柴油以及润滑油等，其油脂经深加工还可用于制药，具有降低血脂、血压等功效[2]，应用前景广阔。最近数年，全国出现“山桐子热”，全国已有十多个省、市在发展山桐子产业。本文从山桐子国家扶持政策、良种选育、人工栽培、山桐子油食用安全性、山桐子油加工工艺及深加工方面论述了山桐子在我国的开发利用情况，以供参考。

1 山桐子产业国家扶持政策

自1981—1985年四川省科委将“毛叶山桐子生物学特性及油脂食用卫生安全性研究”列为该省研究课题以来，国家对山桐子产业进行了大力扶持。2004年四川师范大学尤炳清教授主持的“毛叶山桐子开发应用”被国家科技部列为“国家星火计划项目”。江苏省林业科学研究院于2004年承担了国家“948项目——山桐子树种优良种资源及培育技术引进”。2007年9月22日，国备院办公厅印发《关于促进油料生产发展的意见》指出：食用植物油(油茶籽油、核桃油、牡丹籽油、橄榄籽油、山桐子油等)是城乡居民重要的生活必需品。2009年，国家财政拨款150万元在四川省青川县建设山桐种质基因库，国家计划投资634万元，占地10 hm2，收集全国各地山桐子种质资源，每份种植30株。2011年3月11日，财政部印发《关于整合和统筹资金，支持木本油料产业发展的意见》，决定从2011年起，整合和统筹资金支持油茶、核桃、油橄榄、山桐子等木本油料产业发展。2013年1月22日，国家林业局发布《中华人民共和国植物新品种保护名录(林业部分)第五批》。第五批林业植物新品种各录包含120个植物的属或种，山桐子属作为必须保护的植物新品种写入了保护名录中。2014年4月，国家林业局发布了《关于印发文冠果原料林可持续培育指南和山桐子原料林可持续培育指南的通知》。2014年5月，国家林业局、国家发改委、财政部印发《全国优势特色经济林发展布局规划(2013—2020年)的通知》，规划指出，在陕西、四川两省发展10个重点基地县，在四川新发展山桐子4 000 hm2，改造山桐子4 800 hm2，规划期内重点发展特色木本食用油料山桐子经济速丰林。

2 山桐子良种选育

经课题组与多个合作单位共同努力，已发掘10多个山桐子良种，现将其中5个良种进行介绍。

(1)欣桐1号，学名毛叶山桐子(IdesiapolycarpaMaxim. Var. Vestita Diels)。树高4.1 m，胸径6.5 cm，冠幅2.1 m×2.5 m，树龄6年，2018年产果31.5 kg。果色深红，圆球形，果径0.4～0.7 cm，单果重0.2～0.4 g。每个果序果数89～126个，果序重13.6～24.8 g。

(2)欣海2号，学名山桐子(IdeslapolycarpaMaxim. Var. polycarpa)。树高7.1 m，胸径14 cm，冠幅8 m×8.5 m，树龄5年，2018年产果72 kg。果色鲜红，圆球形，果径0.5～0.8 cm，单果重0.5～0.9 g。每个果序果数181～208个，果序重71.8～98.5 g。特点：单株产果多；无大小年、每年丰产。

(3)欣海4号，学名山桐子(IdesiapolycarpaMaxim. Var. polycarpa)。树高6.2 m，胸径11.5 cm，冠幅5 m×5.5 m，树龄5年，2018年产果28 kg。果色金黄，圆形，果径0.6～0.9 cm,单果重0.5～0.7 g。每个果序果数90～150个，果序重70～120 g。

(4)欣波1号，学名长果山桐子(IdesiapolycarpaMaxim. Var. longicarpa S.S. Lai)。树高10 m，胸径22.4 cm，冠幅7.2 m×8.3 m，树龄20年，2018年产果135 kg。果色鲜红色，倒卵形长圆形，果长1.3～1.8 cm，果径0.7～0.9 cm，单果重0.6～0.9 g。每个果序果数65～98个，果序重55～91 g。长果山桐子为稀少品种，因此较珍贵。

(5)欣波2号，学名毛叶山桐子(IdesiaPolycarpaMaxim. Var. Vestita Diels)。树高7.1 m，胸径16.5 cm，冠幅4.3 m×4.5 m，树龄19年，2018年产果56 kg。果棕色，圆形，果特大，果径1.2～1.5 cm，单果重1.1～1.5 g，每个果序果数108～228个，果序重128～256 g。其中有一个果序，长52 cm，有果400多个，该果序重约500 g。特点：果实特大，冠幅小。

表1为课题组测得的5个品种山桐子果相关指标。从表1可知，山桐子果实中平均含油量超过25%，其中脂肪酸组成中亚油酸含量最高，超过了60%。

表1 不同品种山桐子果特征指标 %

3 山桐子人工栽培

3.1 山桐子人工栽培情况

1959年中国科学院植物研究所在北京香山樱桃沟栽种的两株毛叶山桐子，是我国人工栽培山桐子属植物最早的记录。之后国家林业部门和各地政府积极支持山桐子产业的发展，鼓励并支持企业大面积种植山桐子。目前四川从事山桐子产业开发的企业有20多家，人工栽培基地超过6 666.67 hm2(10万亩)。

2017年广东鼎峰生态农业有限公司投资1.3亿元，在广东、河南、贵州、四川、吉林等省建有数十万亩山桐子人工栽培基地，并建有山桐子组培室，获8项国家发明专利；湖北旭舟林农科技有限公司投资数亿元，建有山桐子组培育苗室和数万亩山桐子人工栽培基地；河南林达山桐子新能源有限公司在河南省临颖县3个区域投资1 000万元，建有80 hm2(1 200亩)育苗基地，目前培育一年生苗300万株，两年生苗50万株。云南镇雄华林种植发展有限公司已在云南昭通市种植约5 333 hm2(8万多亩)山桐子，2019年准备再种植2万hm2(30万亩)的山桐子。湖南省怀化市准备在2019年大力发展山桐子产业，山东省寿光市已培育出大量的山桐子苗木，准备在山东省大力发展山桐子产业。

3.2 栽种过程中注意事项

3.2.1 山桐子栽种密度

山桐子栽种密度要根据优株的类型确定，如植株矮小、冠幅小的“欣桐1号”应按2 m×4 m的株行距，每亩栽83.3株，其中雌株82株，冠幅较大的例如欣海2号，采用3 m×5 m株行距，每亩栽44.4株为宜。

3.2.2 雌雄株比例

现在各地的山桐子基地，多数雄株占30%左右，根据北京香山樱桃沟，两株山桐子雌株，百米以外才有雄株，而每年都能结果，在中国科学院植物所宿舍五号楼北面，种的多株山桐子均为雌株，只在离此地200 m以外才有雄株，可是每年结果很多，因此雌雄株比例100∶1即可。

3.2.3 山桐子林下套种见效快的经济作物

栽种山桐子4～5年才能结果，要等4年出售果实才有收入，大大影响了种植山桐子的积极性。栽种的山桐子行距有4～5 m，如能在山桐子林下套种见效快的经济作物，当年有收益，就可大大提高种户的积极性。山桐子林下可套种蛋白草，当年栽种，当年见效，种后每月收割此草做饲料或出售给加工厂。山桐子林下套种蛋白草，当年可产蛋白草15～20 t，第2年产鲜草25 t以上，按收购价400元/t计算，当年收益可达6 000～8 000元。山桐子林下还可套种魔芋、丹参、黄精、花生、黄豆、红苕等，各地可根据当地气候土壤特点，选择适合套种的作物，使山桐子种植户当年就有经济收入。

3.2.4 山桐子树的成活率问题

在栽种山桐子过程中，存在成活率低的问题，课题组采用“ABT”生根粉进行了初步试验，具体试验过程及结果为：用“ABT”生根粉浸泡山桐子一年生苗2 h再移栽，成活率为90%，而未用生根粉的只有50%；浸泡山桐子2～3年生苗2 h，浸后用苔藓裹包，放树荫下，10 d后再移栽，成活率80%，对照苗移栽后，全部死亡。

4 山桐子油安全性研究

魏明山等[3]通过对照试验对小白鼠食用毛叶山桐子油后的健康状况、食欲和病理组织学进行了比较，未发现有明显的区别。并且对陕西省汉中宁强县长期食用该油的人群进行了调查，也未发现有因食用毛叶山桐子油而中毒者。

李蕴涛等[4]通过动物的急性毒性试验、亚慢毒性试验、致畸致突变试验、一代繁殖试验和寿命观察，均未发现异常。并且对四川省广元食用山桐子油地区的人群健康状况进行了调查，结果表明恶性肿瘤死亡率、高血压患病率、常见先天性畸形及遗传性疾病与正常人比较属低水平或者在正常范围内，与相同生活环境下食用菜籽油人群比较，差别无统计学意义。按化学物质经口急性毒性分级标准，毛叶山桐子油属于无毒范围。

吴全珍等[5]对四川广元产区马家等8个乡祖辈食用毛叶山桐子油的19 790人进行了健康状况流行病学调查：确认食用毛叶山桐子熟油后无不适，总血脂、胆固醇水平、外周血淋巴细胞微核率、孕妇早产及死产发生率、恶性肿瘤标准化死亡率、高血压患病率、先天畸形及遗传性疾病患病率都在正常范围内，与食用菜籽油组和两种油都吃的人相比无统计学差异。

目前，我院联合湖北旭舟农林科技有限公司，就山桐子油作为新食品原料进行相关毒理学实验。

5 山桐子油的加工

王国礼等[6]在实验室中采用化学碱炼法和水蒸气蒸馏法精炼山桐子毛油；周伯川等[7]研究了山桐子油的工业化生产；王金锡等[8]报道了四川省林业科学研究院已能将毛叶山桐子油的异味消除。根据课题组的反复研究及试验确定了如下的制备及精炼工艺。

5.1 制备生产工艺

前处理：先在原料中加水湿润压坯，然后在95℃下蒸坯30 min，使物料水分保持在15%左右。后在温度100～105℃下炒坯20～30 min，经蒸坯、炒坯后的物料水分控制在5%～8%。

压榨：采用202-3型预榨机进行预榨。将预榨机预热到85～90℃，调整好榨条间隙和压榨进料速度及出料速度，开始压榨。控制压榨饼的残油小于15%。

浸出：用6号溶剂对压榨饼进行浸出，浸出条件为料液比1∶1.2、溶剂温度50℃、浸出时间120 min、蒸脱机预脱层温度80℃、脱溶温度90℃、烘干温度110℃，浸出后使饼中残油降低至1%左右。

5.2 精炼生产工艺

脱胶：取一定量的山桐子毛油，加热至50～60℃，加入山桐子油质量0.2%的磷酸和3%～4%的水，慢速搅拌15 min，升温至75℃，保温4 h后过滤。

碱炼脱酸：由于毛叶山桐子油酸价(KOH)通常较高，在20 mg/g以上，故需进行两次碱炼。第一次碱炼需用浓碱，将脱胶油加热至40℃，根据酸价计算加碱量，加入质量分数为17.81%的氢氧化钠溶液，搅拌10 min，升温至60℃，静置，使油皂分离，对上层油相进行二次碱炼；二次碱炼用稀碱，加入质量分数为8.07%的氢氧化钠溶液(按山桐子油质量的0.2%～0.4%超碱量加入)，在油温70℃左右下搅拌碱炼，加完碱后升温到90℃左右保温沉淀。放掉油脚，加入油质量10%的热水将油层洗至中性并进行脱水。经两次碱炼后山桐子油的酸价(KOH)降至1 mg/g左右。

脱色：将脱酸油加入5%的白土，在真空下加热至180～200℃，搅拌脱色20～30 min后，停止加热，冷却至室温过滤。

表2为课题组采用此工艺研究的不同活性白土添加量对山桐子油脱色效果的影响结果。

表2 不同活性白土添加量对山桐子油脱色效果

脱臭：将脱色油倒入脱臭装置中，在真空压力300 Pa，温度220～250℃通入水蒸气(通气量为10%左右)0.5～2 h，即得精炼油。

表3为课题组采用此脱臭工艺，在脱臭时间90 min下，不同脱臭温度下的脱臭山桐子油指标。

表3 不同脱臭温度下山桐子油脱臭效果

6 山桐子油的深加工

6.1 提取亚油酸

亚油酸能中和人体血液中的胆固醇，具有抗辐射、降低胆固醇和抗动脉硬化等保健作用，因此在医疗上亚油酸经常用于治疗血脂过高动脉硬化等症，对高血压、心血管疾病、冠心病等有较好的疗效。最新的研究指出，亚油酸可促进人体生长发育，增强机体的免疫力乃至养颜、美发，含山桐子花蜜的蜜糖，具有降血压和利湿的效果[9]。针对毛叶山桐子油富含亚油酸的特性开发出制备高纯度亚油酸工艺，汪全义等[10]分离得到高纯度的亚油酸。经工艺优化后，亚油酸收率为47.5%，纯度高达98.5%。

6.2 制备共轭亚油酸

共轭亚油酸是亚油酸的同分异构体，具有降脂、抗癌、调节人体代谢、减肥、提高免疫力、抗氧化、调节血压、降低血脂、调节血糖、防治糖尿病、提高骨骼密度、抗动脉粥样硬化等保健功能。共轭亚油酸的合成主要有微生物发酵法、化学法及酶催化异构化法等。汪全义等[10]以山桐子油中提取的亚油酸为原料，经过工艺优化后，在最优条件下制备可以得到共轭亚油酸，得率为77%，纯度为88.92%。

6.3 制备润滑油

通过化学改性的方法制备环境友好型生物润滑油基础油，可以解决植物油基础油热氧化稳定性低、低温流动性较差的缺陷，可直接作为润滑油使用。朱卫霞等[11]采用环氧化对山桐子油进行改性制备润滑油，制备的润滑油基础油黏度22 mm2/s、倾点-48℃、闪点213℃。

7 结束语

近两年的中央1号文件明确提出：结合重大生态工程，加快发展木本油料等特色经济林。山桐子作为我国中南省份山地区域的特色树种，是一种典型的木本油料作物，同时具备经济林的优势。通过良种选育选择高产优良的山桐子种苗进行栽培，可用于园林绿化和防止水土流失；在栽培过程中进行林下套种见效快的经济作物和药材，可有助于当地林农收入的提高，助力国家精准扶贫政策的落实。山桐子油若作为食用油，可缓解我国食用油的对外依存度，同时其还可作为原料制备生物柴油、润滑油基础油。因此，山桐子产业发展潜力巨大。