世界酸角研究现状及进展

陆承志

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第20卷第1期2OO5年2月云南农业大学学报

Journal of Yunnan Agricultural Universi

世界酸角研究现状及进展

赵一鹤，杨时宇一，李 昆

(中国林业科学研究院资源昆虫研究所，云南昆明65O224)

摘要：从酸角果肉和种子的研究与开发利用、生物生态学、繁殖栽培技术研究等方面，对国内外酸角的研究现状进行了综述。指出目前国内外酸角的研究多集中在果肉的加工利用，罗望子多糖的提取和应用，繁殖技术研究等方面。提出今后应加强新产品开发利用，种质资源收集，抗性育种，开花结实机理等方面的研究。

关键词：酸角；研究进展；综述

酸角(Tamarindus indica L．)其又称罗望子，为苏木科(Caesalpiniaceae)酸豆属(Tamarindus)的一种常绿大型乔木，为单属单种植物。原产非洲热带，现全世界热带、南亚热带地区均有引种和栽培，尤以印度、苏丹、印度尼西亚、泰国、中国、巴基斯坦等国种植最普遍。我国云南、四川、海南、广东、广西、福建、台湾等省(区)南部、中部和北部(金沙江干热河谷)常见，但均呈零星的野生或半野生状态。川滇两省境内的金沙江干热河谷是我国酸角主产区，其单产和品质都优于国内其它地区 。酸角适应性强，生长较快，耐干旱和瘠薄，病虫害较少，是热带、亚热带地区生态环境建设和“四旁”绿化的优良树种之一。从栽种到开花结实约需4～5年，20～ 30年进入盛果期，单株可产荚果100～500 kg左右，结实期可达200年以上-3’4J。酸角果肉含丰富的有机酸、糖类、维生素、蛋白质、游离氨基酸和矿物质等，是加工儿童和老年保健食品和饮料的好原料，亦是抗佝偻病和抗缺铁性食品的天然优质配料。酸角种子中蛋白质含量l6．85％ ～19．50％ ，可饲养猪和牛等牲畜[5l，种子中罗望子多糖含量58．50％ ～65．00％，为一种类似果胶但性能又优于果胶的良好食品增稠剂和稳定剂。酸角花量大，花期长，是极好的蜜源植物，花可以用来做西餐沙拉。树叶富含碳键糖基磺酮类化合物，可作饮水漂白剂，或食用。木材质地坚硬致密，商人们誉之为“马德拉红木”[ ， 。酸角是集多种用途于一身的重要经济树种，而越来越受到人们的关注。对酸角研究也引起了人们的重视，本文对国内外酸角的研究现状进行综述，并就今后研究重点提出看法和建议。

1 酸角果肉的研究与开发利用

国内外对酸角果肉成分的分析与测定研究较多，主要集中在常规营养成分、矿质元素和氨基酸含量的分析，芳香类成分的提取等方面。结果表明，果肉中还原糖含量33．33％ ～47．05％，这在水果中除葡萄外，还很少见；有机酸含量13．86％ ～24．28％，主要为酒石酸，远较柠檬、梅含量高；粗蛋白3．19％ 一6．79％，极为特殊的是，18种氨基酸含量高达5．75％，其中8种人体必需氨基酸含量占氨基酸总量的30．43％，明显高于柑桔、苹果、桃、李、猕猴桃等水果；此外，Ca含量高达123．00～214．00meCl00 g，还富含P 130．00～185．00 neck00 g，Fe1．47～4．66me,／100 g等多种矿质元素，维生素中胡萝b素含量1．15rag／100g，Ve含量1O．44 negloog，Ve含量48．27 nee100 g．可见，酸角果肉营养价值较高，无论是鲜果还是干果，其果实营养成分的这种独特性质，是大多数水果无法媲美的l8 。。。果肉中的芳香成分种类随抽提方法、使用原料和分析方法而有异，LEE P L等_l 使用GLC—MS技术，定性了61种芳香类物质，主要成分a一乙酰呋喃、苯乙醛、苯甲醛、已醇、已烯醇、萜品醇、a一苯乙醇、里那醇、黄樟素等。ZI-IANG Y等[12]运用溶剂抽提并同时蒸馏，再经GC—MS分析，确定了糖醛、5一甲基一2(3H)呋喃糖、苯乙醛和5一甲基糖醛等28种化合物。酸角可作为水果直接食用，张家华等【l3]按食品毒理学评价程序，对酸角进行了一、二阶段毒性鉴定，进行了较为系统的致突变性研究，认为酸角无潜在的致突变作用，不致造成远期遗传危害。酸角果肉药理作用的研究表明，其具有抑菌【HJ、降血糖[15]、轻泻[16]、抗突变和抗致癌物[17,18]、保护细胞损伤[19]等作用，药理作用的研究结果为新药开发提供了理论依据。

酸角果肉具有很高的食用价值和保健作用，国内外许多学者对酸角果肉进行了开发利用研究，相继研究并提出了酸角桑椹汁、酸角番荔枝汁、酸角蜂蜜茶、酸角茶、加香酸角汁等多种保健饮料的工艺流程、工艺参数和配方，生产出了符合饮料行业国家标准的产品，并且许多产品已申请了专利[20-25]。王家金等[26]研究了酸角果露，认为酸角果露含丰富的蛋白质、氨基酸、糖和12种人体必需的微量元素，其味酸甜适口，夏季饮用具有生津止渴，开胃健脾的作用，在生产过程中未加入任何有机溶剂和合成色素，是一种深受人们喜爱的天然饮料。针对酸角果露易产生沉淀的特点，一些学者[ ～30]研究了酸角浓缩果露的加工工艺及配方，采用不同的处理方法，试制了酸角浓缩果露，其保留了原果实的营养成分和风味，长时间存放未发现沉淀现象。在苏丹、印度、印度尼西亚、泰国、巴基斯坦等酸角主产国，随处可见用酸角开发加工的糕点、面饼、蜜饯、果脯、酸角糖(片)、咖喱粉、果酱、果冻、酸角浓缩汁、酸角果肉粉等产品 1 2o]。

2 酸角种子的研究与开发利用

2．1 种仁的研究与开发利用

从2O世纪7O年代开始，国内外就开展了对酸角种仁的研究，研究范围主要包括种仁营养成分分析，种子油的提取与分析等方面。国外一些学者相继测定了种仁的营养成分【3l1 ，发现种仁中罗望子多糖含量约为58．5％，蛋白质为19．4％，脂肪为7．8％，水分为12．3％，灰分为3．3％，粗纤维为5．O％。矿质元素Na含量为0．21％，K为1．02％，Ca为0．12％ ，Mg为0．18％ ，Fe为O．08％ ，Zn为0．10％。氨基酸组成除苏氨酸和酪氨酸外，其它6种氨基酸俱全，尤其是赖氨酸(4o6 mg／g)、苯丙氨酸(520 neCg)和亮氨酸(496 neCg)3种氨基酸含量极为丰富。可见，酸角种子中大多数成分为罗望子多糖和蛋白质，在印度、苏丹等酸角产主国，用酸角种仁开发的豆蛋白饲料广泛用于饲养牲畜l5』。酸角种子油的质量较高，印度的一些学者[33,34』运用溶剂抽提与GI~法对6个酸角油种子油的样品进行分析，结果表明，酸角种仁含油率为6．O％ ～9．O％，含15种脂肪酸，主要有亚油酸(36％～49％)、亚麻酸(15％～27％)、棕榈酸(14％～2o％)、硬脂酸(6％～7％)、二十四碳烷酸(3％～8％)、山嵛酸(3％～5％)，此外还含7种甾醇，主要是B一谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇。

罗望子多糖简称 P(Tama nd Seed Polysaeeha．ride)，其又名罗望子胶，是从酸角种仁中提取出来的一种多糖物质，多糖的分子主链为p—D一1，4一连接的葡萄糖、侧链是a—D一1，6连接的木糖和p— D一1，2一连接的半乳糖，这3种单糖经糖苷键相连形成的高分子化合物。罗望子多糖的研究是国内外酸角研究的热点之一，也是目前国内外研究最多与最深入的部分，并且许多研究成果已在生产中广泛应用。从20世纪50年代开始，美国、日本、西班牙等国家先后开展了罗望子多糖的提取工艺[353、流变学特性[363与改性[ 。发现罗望子多糖具有优良的化学和物理性能，对酸、盐和热的耐受性好，加糖形成凝胶，凝胶能力为果胶的两倍以上。

国内对罗望子多糖的研究，起步相对较晚，自20世纪80年代中期提取罗望子多糖获得成功后l3 ，一些学者相继开展了罗望子多糖提取工艺 ]、毒性试验[4o]和营养成分分析_4l_的研究。目前，国内外生产罗望子多糖多采用醇沉降多糖法[35,39]，针对该法工艺成本较高的实际，国内学者赵元藩等_42]改进了生产工艺，不需醇作沉降剂，而是采用加热煮沸20—30min，静置沉降2—4h，这种处理减少了工序，降低了成本，有利于蛋白质等的沉降完全，提取率可达68．20％．该工艺具有工艺简单，原料利用率和产品的收率较高，产品质量好等优点。罗望子多糖无潜在的急性毒性和致突变的作用，可长期食用。其营养成分含量与一些粮食作物如大米、小麦等相似，其蛋白质含量为4．87％ ，脂肪5．88％，总糖78．16％ ，灰分4．49％ ，水分6．33％ ．人体必需

的矿质元素Na为1 700 rag／100 g，K为334．40 rag／100 g，P为106．60 nw'100 g，Mg为83．90 rag／100 g，Ca为48．20 rag／100 g，Zn为0．64 rag／100 g的含量均较高，罗望子多糖中18种氨基酸含量高达4．6％，且含量较为均匀。

罗望子多糖可作食品添加剂、胶粘剂和增稠剂等，在美国、英国、法国、日本、印度、中国等国家广泛应用，20世纪60年代日本首先工业化生产罗望子多糖并以商品出售用作食品添加剂，日本不是酸角的主产国，但到目前为止，日本已生产出一系列的罗望子多糖产品，并在其国内应用广泛。使用冷水溶的罗望子种子粉制作的工业用胶粘剂，在三合板的制作、橡胶和造纸工业上广泛应用[43,44]。在国内，罗望子多糖主要在食品、饮料和烟草工业上应用，其价格远比果胶、卡拉胶等效果好且更为经济，市场供不应求。用罗望子多糖作为再造烟叶的粘合剂，与目前我国多采用的羧甲基纤维素(CMC)、羧甲基淀粉(CMS)作为粘合剂制成的再造烟叶的耐水性进行比较，罗望子多糖不仅起到很好的粘合作用，还能提高耐水性，且再造烟叶燃烧后无异味L45 J，因而具有很好的应用和发展前景。

2．2 种皮的研究与开发利用

酸角种皮约占种子的28．6％，其主要成分是粗纤维占21．6％，灰分7．4％，单宁20．0％ 一24．0％。据报道，酸角种子的外皮含大量单宁，非洲人用以治疗痢疾，煎剂用以治脓疡；种子粉制成膏，食用可退热，配加枯茗可治慢性腹泻和痢疾[拍。。国外一些学者运用超临界二氧化碳萃取方法，得到的酸角种皮抽提物在猪油与植物油中表现了很强的抗氧化性，是一种安全、纯天然和低成本的抗氧化剂，可广泛用于食品、食用油和肉类的加工上[47,48]。酸角种皮用热水或热碱处理，去掉苦味的黄酮类化合物，再用碱、酒精提取，能得到一种很好的棕色无毒的食品添加色素。国内学者张敬熔等[49J研究了酸角种皮色素提取的工艺流程和色素产品，所制备的酸角种皮色素呈红棕色，具有金属光泽，不吸潮，配成水溶液，长期受阳光作用，颜色不但不减退，反而有加深的趋势，着色效果好，这些研究结果为酸角种皮色素的开发利用提供了理论依据。

3 生物生态学

国内外酸角生物生态学的研究，绝大多数都集中在宏观物候学特征和生态特征的观察与描述上，对其内在的发育特性、生理生化特征及适应性等深入和系统的研究，相关文献尚未见有报道。酸角为半常绿大型乔木，其物候表现在不同地区有差异，在澳大利亚，酸角春季换新叶，花期在夏季，结果期在冬季，果熟期在早春[50]。在苏丹，花期5 7月，果期从8月一翌年4月⋯。国内酸角一般2-4月换新叶，5—8月开花，翌年1 2月果熟。酸角为阳性树种，性较喜光和喜热，具有适应干旱炎热气候的特性，在热带、亚热带地区生长良好，尤其适应干热气候类型，也能适应季风气候类型。温度和湿度是影响酸角分布与生长的主要生态因子，其中心分布区的年平均温度l8．2 23．8 oC，最冷月平均温度12．5—15．2℃ ，积温6 650—8 6OO oC，极端低温一3．9 oC，年降雨量540 1 201 nlln，年平均相对湿度50—79％[1,50,51]。多雨气候对生长和发育不利，在马来西亚南部，降雨充沛，许多酸角树表现生长不良的现象[ 。酸角属深根性树种，根系发达，生长较快，对土壤要求不严，酸、碱性土壤，沙质或粘性土壤上均可生长，尤喜酸性冲积土，也能在瘠薄的荒坡上生长[1,20,51]。DWIVEDI S G等[52 研究发现，当土壤中盐浓度达到45％，酸角仍能生长、发育良好，表明酸角具有较强的耐盐性。国内李建增等[53]研究了云南元谋干热河谷3种不同燥红土壤对酸角生长和产量的影响，认为酸角在普通燥红土上生长量和产量较高，品质最好，黄粉沙质燥红土次之，变性燥红土最差。

4 繁殖栽培技术

4．1 种子催芽技术

酸角种子贮存期间易遭受虫害，自然条件下不能长时间贮存，PARAMESWARI K等[54,55J等做了酸角种子贮存技术的试验，发现用氯或碘等卤素化合物杀虫剂处理种子，可有效地避免虫害的发生。用聚乙烯包装和贮存种子，与其它材料相比，发芽率可提高15％以上。酸角外种皮较坚硬，不进行处理，发芽率低且发芽历期长。国外许多学者对酸角种子催芽技术做过系统的研究，研究内容主要集中在用物理或化学方法处理酸角种子，对发芽率和发芽历期影响的对比试验研究上，并取得了一些成效和经验。用粗糙的砂纸摩擦酸角种子以破坏坚硬的种皮，进行保湿层积催芽，发芽率92％以上，发芽历期缩短至2 d【56]，但这种处理方法不便于在生产上应用。更为简便和有效的方法，用98％的硫酸处理酸角种子30min，或用甲醇处理种子10min，两种处理方法的结果发芽率均为80％以上【57]。用l2种不同方法处理酸角种子进行试验，结果表明，每l【异种子用95％的硫酸200 mL处理20 min，发芽率85％以上，与不处理相比，其发芽时间提前15 d，发芽率提高50％以上 J。

4．2 繁殖技术

从已有文献来看，印度、泰国、苏丹等国家对酸角有性或无性繁殖技术研究较多。对酸角容器育苗技术的研究，主要是在最佳的培养基质、酸角种子大小和容器规格的选择上。此外，对提高苗木生长量和质量的技术也进行了研究。1988年，印度的CHA11DPADm Y P K等【59]进行了不同基质对酸角种子发芽和苗木生长的探讨，总结出酸角容器育苗选用的最佳培养基质。为培育优良酸角容器苗，应选直径l0．8 mln以上的大粒种子进行播种，容器规格以25 cm×15 cm较适宜【60J。一些学者在研究肥料对酸角苗的生长和产量的影响后认为，酸角种子播种前用生物肥料包衣，接种VAM菌根，或施用磷肥等措施对发芽率，苗木生长，优良苗木产量有显著的影响[61,62]。目前，国外酸角生产上为达到保持母本优良性状、速生、结实较早、生长一致等目的，多采用无性繁殖方法。酸角扦插技术研究国内外相关文献未见有报道，以酸角的子叶、胚轴、茎尖等繁殖体发育成完整植株的组织培养技术研究，组培苗栽植成活率75％以上[63,64 J，由于组培技术要求高和成本投资大，使得组培苗较少应用于生产。嫁接是无性繁殖的主要途径，国内外酸角嫁接技术的研究起始于20世纪90年代，一些专家学者分别从嫁接方法、嫁接时间和年龄效应等不同的角度对酸角嫁接技术进行了研究。在印度、泰国、苏丹等国家已研究和总结的补片芽接法【65]、嫩枝接法[66,67]、切接法[68]和靠接法[69]等嫁接方法大规模运用于繁殖酸角，并且效果较好。印度学者AWASTHI O P等【7o]报道了在巴斯达半湿润气候地区，酸角嫁接的最佳时间是在3～4月份，嫁接成活率76．6％～82．5％，GRJATaT,V V AE 7l_进行深入的研究，发现温度和相对湿度对酸角接穗发芽和嫁接成活率的影响较显著。SATISHA j E72]和SATHISHKU—MAR V[68]等利用嫩枝接法或切接法对不同年龄的酸角苗砧木进行了嫁接试验研究，结果表明，以9～ l0个月的酸角苗作砧木，嫁接苗高、粗等生长量指标最大，成活率84．5％ ～84．99％。此外，我国学者李建增等【73J研究和总结了主要用于品质差、产量低的酸角树改造的高接换种技术，嫁接成活率85％以上，为酸角低产林的改造提供了很有价值的资料。国内外已取得的这些成功的嫁接技术为酸角走无性系改良的途径，获得更为直接和显著的遗传增益开辟了有效的途径。

4．3 经营管理技术

从已有文献来看，国内外相关研究较少，总体上还不够深入、系统和完善。国内外一些学者从以下几个方面来研究和总结了酸角的经营管理技术，SARASWATHY S等【74]研究了不同修剪强度对酸角生长、果实产量和质量的影响，认为轻度修剪酸角树的高度和冠幅，果实长度、宽度和产量，果肉比例和酒石酸含量各项指标均高于其它修剪强度，该研究结果对酸角生产有一定的指导意义。李建增等【75]在云南元谋干热河谷研究和总结了酸角经营管理的技术，提出了酸角土肥管理和整形修剪的技术措施。酸角树花量大，但座果率较低，仅为1％～ 5％，“千花一果”现象普遍存在。酸角多为昆虫授粉，SASIDHARAN K R等[76J研究认为，通过蜜蜂等昆虫授粉，与自然授粉相比，座果率由3％ ～5％增加到70％ ～9o％，能大幅度提高酸角产量和果实品质。我国学者李建增等[77J在云南调查了酸角座果率低的原因，认为提高座果率的有效措施是花期喷硼砂液和赤霉素，盛花期喷水，幼果期喷萘乙酸，秋梢生长期喷施植物生长调节剂，开花前环割等提高座果率。酸角病虫害较少，在印度、泰国发现酸角的主要虫害有天社蛾、露尾甲、蓑蛾、毒蛾、卷蛾和蚧壳虫等，病害主要有根腐病和叶白粉病等[68,69]。有关酸角幼林肥效试验、病虫害防治技术等方面的研究，国内外相关文献未见有报道。

5 今后酸角研究的重点和方向

从2o世纪70年代以来，国内外在酸角果肉的加工利用，罗望子多糖的提取和应用，繁殖技术等方面研究较多，并且研究成果在各个领域得到广泛应用，然而这些研究仅只是一个好的开端，尚有许多研究方向还未涉及，深度还不够深入，为推动我国酸角栽培与产业发展，笔者认为，今后应侧重开展如下的研究。

5．1 新产品的开发利用研究

酸角具有很好的发展前景，其在医药、化工、食品和饮料等方面用途广泛，在目前国内外开发利用的基础上，加大市场调查预测，加强深加工产品的开发利用研究。当前，第3代功能食品开发，正在世界范围内蓬勃展开，膳食纤维作为目前国内外营养学研究的重点之一，被誉为人类的第7大营养素，可溶性膳食纤维含量高的植物种类较少，且产量低，价格昂贵，但酸角种子中富含可溶性膳食纤维——木聚葡糖，是一种理想的膳食纤维来源，今后应将系统研究这一新来源的膳食纤维的生物学活性。酸角果肉具有较多的药理活性作用，在今后的药理研究中，应加强酸角药理活性成分的提取和作用机理研究，以便为新药或新药模板研究提供理论依据。

5．2 种质资源收集与保存

在国内，酸角多于“四旁”零星栽种，栽培管理粗放，集中表现为品种少，良莠不齐，品质差，产量低，病虫害危害较严重，导致一些优良品种种质资源已趋枯竭灭绝。另外，我国现有酸角品种种质资源的数量和质量与国外相比有很大的差距，印度、苏丹、泰国等国家在酸角生产上选育成功的优良品种主要有东印度种(T．occ／denta／／s)、西印度种(T．indica)，Manila Sweet，Ziton，Bargeton，Zichupoton等，这些品种具有质优、丰产、早果、矮化等优良特性，已在国外广泛栽培。加强酸角种质资源的发掘、收集与评价，重视开展酸角原地保存与异地保存新技术和遗传多样性的研究。以保持酸角群体遗传多样性和丰富性，对已有酸角种质资源要做好保存，并不断引进国外生产上选育成功的优良品种，以补充新的育种资源。酸角种质资源是进一步进行遗传改良的物质基础，亦能满足不同育种方向的需要。因此开展酸角种质资源的收集、引进和保存很有必要。

5．3 抗性育种

国内外酸角栽培品种较多，但是对各品种间个体、细胞和分子不同水平上的遗传变异规律的深入研究较少，利用现代生物技术，进行不同水平上的深层次研究，进一步摸清酸角的系统谱系，这样可有效地创造新的变异，新的变异又能快速选择和测试，选育出新品种。在目前国内外酸角的育种目标集中在高产及优质的同时，今后应加强多向育种研究，把抗逆性生长作为育种目标，开展酸角抗生物逆境(抗病、抗虫等)和抗非生物逆境(抗寒、抗风和抗旱等)的抗逆性机理的研究，一方面进行酸角抗性的生理生化学研究，即研究树体内养分状况、激素、酶与抗性的关系，另外进行抗性的分子机制和抗性基因定位的研究，利用基因工程导入抗性基因，进行遗传改良，培育出高抗型酸角优良品种。

5．4 开花结实机理研究

为提高酸角座果率，增加产量和缩短投产时问，从根本上消除酸角开花多、结实少的现象，开花结实机理研究是基础。今后一方面加强生殖生物学研究，研究酸角授粉机制，受精及早期胚胎发育，果实成熟与晚期胚胎发育的关系，还需要深入到生理、生化、基因层次探讨其各器官的发育机制。其次是加强生殖生态学研究，研究光照、温度、水分、土壤等生态因子对酸角传粉、授精和果实发育的影响，弄清楚开花、花粉传播、受精，结实的生物学规律和主要环境生态因子的关系。

*基金项目：国家林业局“948”办公室资助项目

作者简介：赵一鹤(1970一)，男，云南大理人，助理研究员，从事林木引种驯化与栽培技术研究。

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lijianch

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