20世紀(jì)80年代，我國(guó)學(xué)者經(jīng)過大量的研究分 析，篩選出適合我國(guó)廣泛種植的豆科植物胡蘆巴，作 為我國(guó)植物多糖膠的生產(chǎn)品種，旨在替代瓜爾膠的 進(jìn)口。胡蘆巴膠與瓜爾膠的半乳甘露聚糖無(wú)論是在 化學(xué)結(jié)構(gòu)上還是理化性能上均類似，只是在半乳糖 和甘露糖的比例上稍有區(qū)別 ，理論上胡蘆巴膠完半乳甘露聚糖膠（Galactomannan gum)以其粘 度高、剪切流動(dòng)性好、膠液穩(wěn)定、與其它膠復(fù)配效果 好等優(yōu)良的性能而被用作增稠劑、膠凝劑、絮凝劑、穩(wěn)定劑等，在石油鉆采、紡織印染、軍工炸藥、食品、輕工、造紙等多個(gè)行業(yè)有廣泛應(yīng)用，目前我國(guó)年需要 量在6萬(wàn)t左右，且用量逐年增加。半乳甘露聚糖 膠的生產(chǎn)原料主要來自豆科植物，如瓜兒豆（^^ mopsis tetragonoloba lu)、長(zhǎng)角豆（Ceratonia siligua L.)、胡蘆巴（7Hgwic//a ybemwn - graecum L.)、田普 (Sesbania cannabina Pere. ) > -^ ^ ( Gleditsia sinensis Lam.)、野阜英(G/editsia Aeterop/iyWa Bunge.)等⑴，全可以替代瓜爾膠在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

 

胡蘆巴膠的半乳甘露聚糖也是以P-D - (1 —4)鍵合的D—甘露聚糖為骨架的，在一些D—甘露 糖殘基04上有單個(gè)ct一D—半乳糖基側(cè)鏈，這種 結(jié)構(gòu)與瓜兒豆的半乳甘露聚糖一致，所區(qū)別點(diǎn)是半 乳糖在甘露聚糖主鏈上的分布。采用透射電鏡可以 直接觀測(cè)到聚糖的分子軌跡，通過對(duì)其分子軌跡的 解析，可初步繪制出聚糖精細(xì)結(jié)構(gòu)的特征片段（圖 1)。半乳糖在這兩種甘露聚糖分子上取代是不均 —的，不連續(xù)的，這種情況與皂莢多糖、塔拉多糖存 在一定差異。相關(guān)研究還表明，胡蘆巴聚糖分子中 半乳糖與甘露糖比例為1:1. 18 ~ 1.23，瓜爾膠聚糖 的比例為1:1. 55 ~ 1.62，相應(yīng)的粘均分子量34.04 xl04、43.06 xl04。工業(yè)產(chǎn)品的胡蘆巴膠與瓜爾膠 特性比較參見表1。

 

表1胡蘆巴膠與瓜爾膠性能比較指標(biāo)胡蘆巴膠瓜爾膠外現(xiàn)淡黃色粉末乳白色粉末含水率8~108-10水不溶物/%6-1220-251%膠液粘度/叫》，8(30丈170 S-1)160-220200 ?300pH值(30丈)6.5~7.56.5-7.5凍膠粘度(0.6%膠液）5.94x10*2.198 xlO6總糖90.491.6聚糖含童/%74.674.7蛋白質(zhì)/%5.54.5半乳糖與甘?糖配比1:1.21:2.0A:G G G G G 0 G G 1111 ||||G G G 1 1 1G G I 1lilt 11(1—M-MII 11 1 -卜M-M —B：G G G G G G G1 1 . I . I 1 I1G G G 1 . 1 1GI ?

 

A?胡蘆巴半乳甘露聚糖；B.瓜爾半乳甘露聚糖圖1胡蘆巴與瓜兒豆的半乳甘露聚糖分子精細(xì)結(jié)構(gòu)比較2胡蘆巴膠的主要應(yīng)用領(lǐng)域2.1油田水基壓裂液胡蘆巴膠作為水基壓裂中的懸浮劑和攜帶劑， 有較低的摩阻性能。由于其剪切穩(wěn)定，因此在大排 量和湍流狀態(tài)下減阻作用更為明顯[3]。分子中含 —20 — 有鄰位順式羥基，可與硼、鈦、鈷交聯(lián)形成大分子三 維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)凍膠，同時(shí)可以控制破膠時(shí)間，快速反 排。由于胡蘆巴膠水不溶物含量較低，所以破膠后 的殘?jiān)草^低，對(duì)地層傷害小。胡蘆巴凍膠粘度高， 攜砂比例大，這兩點(diǎn)都優(yōu)于瓜爾膠。在塔里木油田 超深井上試用表明，采用胡蘆巴膠交聯(lián)的壓裂液系 列具有延遲交聯(lián)、良好的耐溫耐剪切性能、低濾失、 快速?gòu)氐灼颇z、助排、破乳、殘?jiān)?、傷害小等特點(diǎn)。 現(xiàn)場(chǎng)施工摩阻低、攜砂性能強(qiáng)、破膠水化徹底、反排 快、增產(chǎn)效果明顯，可滿足低、中、高溫不同溫度儲(chǔ)層 要求W。近十多年來，我國(guó)已累計(jì)生產(chǎn)出胡蘆巴膠 近萬(wàn)噸，分別在大慶、勝利、吉林、克拉瑪依、中原、塔 里木、大港、長(zhǎng)慶、延安等油田成功壓裂油井幾千口， 使用效果得到各油田一致好評(píng)。

 

2.2紡織印染行業(yè)針織面料印花需要使用糊料，其主要原料為植 物膠或淀粉，低檔印花糊料可以采用羥乙基化淀粉、 羧甲基化淀粉和田菁膠粉等為原料，作為毛毯、棉布 的印花使用，而絲綢、絲絨、高檔羊毛衫、出口針織 品、紡織品印花要使用高檔的印花糊料，其原料可以 使用瓜爾膠等優(yōu)質(zhì)植物膠。國(guó)外以瓜爾膠或其改性 產(chǎn)品為跡撕的纖織物印棚占據(jù)著高■料 市場(chǎng)，作為紡織品大國(guó)，我國(guó)每年需大量進(jìn)口。目前，以 胡蘆巴膠替代瓜爾膠，已開發(fā)出絲綢印染專用糊料，經(jīng)竣 甲基化改性后的胡蘆巴膠，其持水性能優(yōu)于海藻酸鈉，可 餓海藻_用作活《料印花的糊料[5_6】。

 

2.3食品、保健品行業(yè)胡蘆巴膠是天然多糖，無(wú)任何毒副作用，且加工 過程完全采用物理分離工藝，是一種純天然增稠劑， 可替代瓜爾膠、明膠、卡拉膠、阿拉伯膠等品種在食 品加工業(yè)中應(yīng)用。精制胡蘆巴膠已于1999年正式 列為食品添加劑增稠劑增補(bǔ)品種，在冷凍食品、面 粉、面制品、飲料、糖果、罐頭等產(chǎn)品中應(yīng)用，效果與 瓜爾膠一致。相關(guān)研究還表明，胡蘆巴多糖對(duì)預(yù)防 和改善冠狀動(dòng)脈硬化造成的心臟病也有顯著作用， 同時(shí)還可以起到抑制或延緩膽固醇與甘油三酯在淋 巴中的吸收，對(duì)肥胖癥、高血壓、便秘等常見病都有 —定療效和預(yù)防作用[7]。南京野生植物研究院開 發(fā)的保健食品“雙膠潤(rùn)通膠囊”的主要成分就是胡 蘆巴多糖。

 

2.4其它行業(yè)應(yīng)用于水膠炸藥，可廣泛用在礦井、水下等潮濕 帶水的作業(yè)中，能夠代替瓜爾膠，降低產(chǎn)品成本;應(yīng) 用于護(hù)發(fā)護(hù)膚產(chǎn)品，賦予產(chǎn)品良好的質(zhì)感和流變形 態(tài)，并起到穩(wěn)定體系的作用，具有用量節(jié)儉、對(duì)皮膚 刺激小等優(yōu)點(diǎn);胡蘆巴經(jīng)陽(yáng)離子化后可制作成高級(jí) 調(diào)理劑，具有優(yōu)良持久的保濕性、潤(rùn)滑性、抗靜電性 能;在陶瓷、高級(jí)紙張和高強(qiáng)石裔板中可作粘合劑和 增量劑;在選礦中可作絮凝劑，在涂料中可作增稠 劑、管道流體潤(rùn)滑劑。

 

3胡蘆巴資源及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀胡蘆巴早在西漢時(shí)期就傳人我國(guó)，在我國(guó)已有 2 000多年的栽培史，它作為一種傳統(tǒng)中藥材在我 國(guó)黃淮地區(qū)、內(nèi)蒙河套地區(qū)以及西北地區(qū)普遍種植， 栽培技術(shù)成熟。其收獲季節(jié)與小麥基本一致，根據(jù) 緯度不同分為春播和秋播兩種。胡蘆巴在豆科植物 中根瘤比較發(fā)達(dá)，固氮改良土壤效果明顯，在種植上 對(duì)土壤要求不髙，較貧瘠的土壤連續(xù)種上2 ~3年 后，可得到較大改善，這些優(yōu)點(diǎn)有利于胡蘆巴的推廣 種植。

 

良好的適應(yīng)性是胡蘆巴作為一種經(jīng)濟(jì)作物的前 提，但資源的穩(wěn)定發(fā)展還必須由經(jīng)濟(jì)效益來衡量。 胡蘆巴在皖北地區(qū)已有10多年的推廣歷史，其間資 源發(fā)展情況深刻地說明這一點(diǎn)。在20世紀(jì)90年代 初期，該地區(qū)種植胡蘆巴，每667 m2收入可達(dá)350 元左右，略優(yōu)于小麥的種植效益，但胡蘆巴不使用化 肥、農(nóng)藥，種植成本低，而且成熟期要早于小麥半個(gè) 月，茬口好，對(duì)秋糧增產(chǎn)很有幫助，因而農(nóng)民種植積 極性非常高，推廣的幾個(gè)鄉(xiāng)種植面積都在萬(wàn)畝以上， 胡蘆巴膠產(chǎn)業(yè)在這個(gè)時(shí)期也獲得了良好的發(fā)展機(jī) 遇。當(dāng)時(shí)，半乳甘露聚糖膠的市場(chǎng)主要是被瓜爾膠 壟斷，每噸價(jià)格在2萬(wàn)元左右，改性后膠粉達(dá)到每噸 24 000元，胡蘆巴膠售價(jià)在17 000元，因水不溶物 低、凍膠性能優(yōu)良、生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格合理，贏得了 下游用戶青睞，市場(chǎng)份額不斷加大，與種植業(yè)的發(fā)展 勢(shì)頭形成良性互動(dòng)，為農(nóng)民帶來了實(shí)惠。但1999年 后，國(guó)際瓜爾膠價(jià)格大幅跳水，從每噸2萬(wàn)元左右一 下跌到1.0萬(wàn)元，而且貨源充足。這種超低價(jià)格對(duì) 我國(guó)發(fā)展中的胡蘆巴膠是一個(gè)致命打擊。按照當(dāng)時(shí) 的收購(gòu)價(jià)格，生產(chǎn)1噸胡蘆巴膠原料成本已達(dá)萬(wàn)元 左右，致使生產(chǎn)廠家無(wú)法生存，而國(guó)內(nèi)糧食價(jià)格提高 幅度較大，相對(duì)而言，胡蘆巴的種植效益已無(wú)優(yōu)勢(shì)可 言。

 

胡蘆巴膠與瓜爾膠的競(jìng)爭(zhēng)將是長(zhǎng)期的。近年 來，國(guó)際植物膠市場(chǎng)價(jià)格回漲，胡蘆巴又面臨著發(fā)展 轉(zhuǎn)機(jī)。筆者認(rèn)為，胡蘆巴種子收購(gòu)價(jià)格在2. 5元/kg 以上，對(duì)農(nóng)民才具有吸引力，加工企業(yè)要發(fā)展原料基 地，必須讓惠與民，同時(shí)通過開展產(chǎn)品的精深加工和 副產(chǎn)物的綜合利用，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步降低 能耗和物耗，使胡蘆巴膠在價(jià)格和性能上對(duì)瓜爾膠 形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

 

4對(duì)胡蘆巴膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議4_1緊抓源頭，從種植開始原料基地建設(shè)是發(fā)展胡蘆巴膠產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵，必 須提髙種植效益，充分調(diào)動(dòng)農(nóng)民種植的積極性。作 為一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品深加工產(chǎn)業(yè)，首先要培育出一個(gè)穩(wěn)定 成熟的原料生產(chǎn)基地。胡蘆巴作為大宗的工業(yè)原 料，種植已有10多年的歷史了，農(nóng)民雖然有一定種 植經(jīng)驗(yàn)，但是還缺乏科學(xué)性，這就需要針對(duì)各地區(qū)的 生態(tài)條件，通過示范研究，制定出一套適于推廣的高 產(chǎn)栽培技術(shù)規(guī)范，通過加強(qiáng)田間管理，提高產(chǎn)量，增 加種植效益。安徽皖北地區(qū)有部分農(nóng)戶連續(xù)幾年種 出了 667 m2達(dá)350 ~ 400 kg的胡蘆巴髙產(chǎn)田，其種 植經(jīng)驗(yàn)應(yīng)得到深入研究和總結(jié)并大力進(jìn)行推廣。

 

4.2加強(qiáng)品種選育和種子改良工作胡蘆巴種植了十幾年，但品種改良工作仍沒有 得到開展，甚至連最基本的品種復(fù)壯工作也沒有進(jìn) 行，直接導(dǎo)致現(xiàn)在的種子畝產(chǎn)量下降、千粒重降低。 目前，印度、摩洛哥、以色列、加拿大等國(guó)都有胡蘆巴 種植，而且還有一些髙產(chǎn)優(yōu)良品種，有的品種千粒重 在14 g以上。如果將這些良種引進(jìn)馴化改良，相信 能夠培育出適合我國(guó)生長(zhǎng)的優(yōu)良品種，667 m2產(chǎn)量 超過400 kg的目標(biāo)完全可能達(dá)到。如果收購(gòu)價(jià)格 按照2. 5元/kg，種植胡蘆巴每667 m2毛收入可達(dá) 1 〇〇〇元，這與其他經(jīng)濟(jì)植物相比，就具有很大的競(jìng) 爭(zhēng)力了。此外，從加工業(yè)角度，還應(yīng)該積極應(yīng)用現(xiàn)代—21 —的分子育種技術(shù)，培育半乳甘露聚糖、薯蕷皂苷元 高、色澤淺、氣味輕的新品種，以不斷提高胡蘆巴多 糖膠的品質(zhì)。

 

4.3加強(qiáng)胡蘆巴資源的綜合開發(fā)發(fā)展胡蘆巴產(chǎn)業(yè)，不能單純依靠胡蘆巴膠這個(gè)單一的產(chǎn)品，很容易在國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)中，受制于瓜爾 膠。胡蘆巴全身都是寶，通過合理加工進(jìn)行綜合利 用，可開發(fā)眾多副產(chǎn)品（圖2)，從而有力的支撐起胡 蘆巴膠的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，胡蘆巴產(chǎn)業(yè)的可持續(xù) 開展，必須在資源綜合利用上狠下功夫。

 

涂料、紙板漿料粘合劑'?一灰粉\ ,工業(yè)用膠 <一物理改性<一胡蘆巴膠胡蘆巴植物全株一?秸稈、I胡蘆巴種子 辛香飼料添加劑胡蘆巴粉一提取胡蘆巴酊、浸裔一?豆膠粘合劑香包(草藥清香，防霉防蟲）

 

食品級(jí)胡蘆巴膠提取薯蕷皂苷元一?-脲醛樹脂增董劑\ \低聚糖保健食品提取蘆巴油提取蛋白圖2胡蘆巴的綜合利用示意圖提膠后的胡蘆巴下腳料中含有近1%的薯蕷皂 音元，可以作為醫(yī)藥中間體薯蕷皂苷的替代性原料; 制膠下腳料含有豐富的可消化蛋白質(zhì)和碳水化合 物，蛋白質(zhì)含量在30%以上，氨基酸組成比較平 衡[8]，添加到飼料中既可替代餅粕，又起到調(diào)味增 香和抑菌作用。由于制膠工藝采用純物理方式，蛋 白質(zhì)沒有變性和污染，因而可以進(jìn)行食用濃縮蛋白 或分離蛋白的加工，以獲取更高的利用價(jià)值，如作為 膠合板粘合劑，壓制的板子干強(qiáng)、濕強(qiáng)、回潮變形等 物理指標(biāo)均符合同類商品標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)期存放后板子不 開裂、不變形、不變色、無(wú)霉點(diǎn)，不含甲醛類有毒物 質(zhì)，是室內(nèi)裝潢用的理想環(huán)保材料。

 

胡蘆巴也是一種香料植物，歐美各國(guó)以胡蘆巴 籽作為調(diào)味香料，目前仍是美國(guó)紐約香料市場(chǎng)中常 見品種。用乙醇提取的胡蘆巴酊已具有悠久生產(chǎn) 史，它作為一種煙草調(diào)香劑，被廣泛應(yīng)用在歐美的髙 檔卷煙中。

 

5結(jié)語(yǔ)胡蘆巴膠是我國(guó)特色半乳甘露聚糖膠品種，其 資源培育和產(chǎn)業(yè)開發(fā)有助于降低我國(guó)對(duì)進(jìn)口植物膠 的依賴程度，作為一種新型優(yōu)質(zhì)的天然多糖膠，可為 眾多下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)提供創(chuàng)新發(fā)展的動(dòng)力。盡管目前 胡蘆巴在資源發(fā)展上面臨著很大挑戰(zhàn)，但只要抓住制 約胡蘆巴膠發(fā)展的關(guān)鍵問題，選擇好切實(shí)可行的對(duì)策 加以實(shí)施，加大品種復(fù)壯和改良工作，并通過資源的 集約化加工和綜合利用，提高產(chǎn)業(yè)綜合效益，就能充 分調(diào)動(dòng)農(nóng)民種植的積極性，就能增強(qiáng)胡蘆巴膠的市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)力，并使胡蘆巴膠產(chǎn)業(yè)邁人良性發(fā)展軌道。