星油藤繁殖和应用的研究进展
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作者:周海兰
摘 要：星油藤（Plukenetia volubilis L.）是一种具有巨大开发潜力的油料经济作物，原产于南美洲，主要可开发利用部分为种子，其种子油是一种营养价值很高的健康食用油，具有很高的经济价值，开发利用前景广阔。文章主要从星油藤的形态特征与分布、繁殖技术、油主要成分与提取工艺以及营养保健、化妆品等产品开发应用方面进行了阐述，并对星油藤今后的研究与开发利用提出了建议与展望。
关键词：星油藤 繁殖技术 星油藤油 提取工艺 开发应用
中图识别号：S565.9 文献标志码：A
Research Progress in Propagation and Application of Plukenetia volubilis L.
ZHOU Hailan
（Guangxi Subtropical Crops Research Institute， Nanning 530001， China）
Abstract： Sacha Inchi （Plukenetia volubilis L.） originated from South America is an oilseed commercial crop with great development potential. Its seeds are the main utilizable part which can be processed into healthy edible oil with high nutritional value and high economic value. This paper mainly elaborates the morphological characteristics， distribution and propagation technology of Plukenetia volubilis， and the extraction process and main component of its seedoil，oil development and application in nutraceuticals， cosmetics and other products; puts forward some suggestions and prospects for future research and development and utilization of Plukenetia volubilis.
Key words： Sacha Inchi; propagation technology; extraction process; development and application
星油藤（Plukenetia volubilis L.），又名印加果、野生花生、印加花生或山花生等，印加语称Sacha Inchi，是大戟科一种多年生木质藤本植物，原产于南美洲安第斯山脉地区，是当地一种野生土著植物，在秘鲁有广泛种植，已被当地土著居民食用了3000多年 [1]，一直是该地区各土著部落饮食的组成部分。主要利用部分为种子，种子榨取的油即星油藤油，富含多不饱和脂肪酸、蛋白质、VA、VE等，营养价值高，被誉为“植物脑黄金”，在食品、制药、化妆品工业领域有极高的应用潜力，引起了人们尤其是油料开发商的极大兴趣和高度关注，被认为是世界上最优质的植物油之一[2-3]。星油藤是一种具有巨大潜力经济作物，如东南亚等世界其他地区正在加大力度开发利用[4-5]，而我国起步较晚，2006年才引入中科院西双版纳热带植物园试种，历经4年引种栽培研究喜获成功，2013 年星油藤油获卫生部批准成为国家新资源食品[6]，星油藤有望发展成为国家战略性新兴产业[2]，发展潜力巨大。
1 形态特征与分布
Plukeuetia属（大戟科）包含着21种藤本和蔓藤植物，大多数是缠绕状木质藤本，主要分布于热带美洲、非洲、马达加斯加和亚洲，生长在热带湿性森林、季节性干性森林或灌木丛[1]，其中14种发现于新热带地区[7～9]。最常见的栽培种是星油藤（Plukenetia volubilis L.），分布横跨小安的列斯群岛、苏里南，以及沿着亚马逊盆地北部和西部边缘国家分布，如委内瑞拉、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、玻利维亚和巴西等[10]，东南亚国家也有广泛种植。星油藤是一种雌雄同株、草本或木质的多年生攀援常绿植物，叶片卵形至心形，花单性，在总状聚伞花序中几朵雄花位于1朵或几朵雌花之上，花小，有绿色至乳白色的萼片，没有花被片，果实大，蒴果龙骨状凸起、有棱翅，有4～6个心皮和皮孔的种子[10]。成熟時由绿色变为深棕色;种子近圆形或椭圆形，棕色，直径1.5～2 cm，重0.8～1.4 g，厚度7～8 mm，最佳发芽温度25～30 ℃[11]，花期7-12月，果期12月至次年3月。星油藤雌雄同株，风媒传粉为主，坐果率高，产量较高。星油藤当年种植即可挂果，2～3年即进入盛产期，田间种植植株盛产期可达10～15年。原产地秘鲁报道每667 m2产种子最高可达250 kg以上。据秘鲁农业部统计，星油藤经过自然或人工驯化、选育，星油藤形成了40多个遗传相对稳定的品种。由于起步晚，在我国星油藤种植面积小，品种资源缺乏，仅云南、贵州、广西、广东、海南等地有少量分布，云南省西双版纳地区种植面积较大。
2 繁殖技术研究
星油藤喜温喜光，属于强光性植物，能适应海拔70～2000 m、气温10～36℃及不同类型土壤的环境，生长迅速，投产期短，当年种植当年挂果，2～3年进入盛产期并可维持8～10年，667 m2产种子可达100～180 kg/667 m2，产值2500～4500元，国际上星油藤油价格80～100美元/L，可见，星油藤市场前景大，经济效益明显。星油藤种苗培育一般采用种子繁殖、扦插繁殖育苗，还可通过嫁接、组织培养等获得种苗。 目前，在我国星油藤种苗繁育多数为种子直接播种繁殖，少数扦插繁殖来培育种苗。多数研究表明星油藤种子适宜发芽温度为25～35℃，育苗期3～9月为宜。焦冬英等[12]对从种子萌发的温度、光照及萌发障碍出发对星油藤种子萌发的生态学特性进行了系统的研究，结果表明常温环境25～35℃，湿度适宜，种子就可以很好地萌发。龚德勇等[13]在贵州低热河谷地区引进星油藤，并进行了种子育苗及栽培试验，种子发芽率高达93 %，种子发芽适宜温度为25～35℃，育苗期3-9月为宜。尚秀华等[14]在广东湛江南方国家级林木种苗示范基地温室内以星油藤种子为对象进行研究，表明播种以25～35℃为宜，轻型基质点播育苗效果更佳，同时，研究表明我国引种驯化成功的星油藤品种当年采收的种子发芽率比来自秘鲁当年采收的种子发芽率高。在扦插研究方面，尚秀华等[15]扦插试验结果表明不同生根剂种类、生根剂浓度、穗条根部生根剂浸泡时间对星油藤扦插生根率有显著影响，生根剂 IBA，浓度500～1000 mg/L，浸泡时间 20～60 s 对星油藤扦插生根效果最优，木质化程度低的枝条作为穗条扦插效果优于完全木质化枝条，已经驯化的星油藤扦插效果更优。Cachique 等[16]已经证明利用吲哚-3-丁酸诱导根可以进行扦插繁殖，并对星油藤进行嫁接育苗研究，成活率达100 %。关于星油藤组织培养的繁育研究我国少有报道，Bordignon等[17]以种子播种获得的无菌苗为试验材料，幼苗顶芽为外植体，通过芽的诱导、增殖、生根及移栽等方式形成完整的植株，星油藤组培苗具有提早开花结实、增产等特点，且长成的植株无遗传变异发生。在生长适应性研究方面，2013-2015年黄甫昭等[18]在广西平果县龙何生态重建示范区开展星油藤引种栽培试验，结果表明种植第1年果实无法自然成熟，第2年之后果实可自然成熟，随着植株年龄的增加，星油藤的始花期、盛花（果）期和果实始熟期等均明显提前，植株受寒害程度逐渐降低，种子单粒重、出仁率和含油率逐渐增加，星油藤对桂西南石漠化山区具有较强的适应性，在广西北回归线以南地区具有良好的发展潜力。王榜琴[19]在海南不同试验地进行星油藤引种适应性研究，结果表明星油藤在海南能够正常生长发育，种子产量受光照强度、土壤pH及土壤矿质元素含量影响较大，适合阳光较为充足、土壤偏弱酸性且富含矿质元素的地区进行推广种植。此外，星油藤还能与当地作物间作，如香蕉、菜豆、玉米、木薯等[11]，并对这些作物的生长没有产生显著的负面影响。
由于星油藤为国外引种，在我国的种植年限较短，十多年来多数以繁殖技术、适应性引种栽培、生长环境等方面研究为主。星油藤根系发达，较抗旱耐瘠，不耐低温霜冻，适宜在我国南亚热带无霜雪地区（土层≥1m、年均温≥19.5℃、年积温 ≥6 000℃、年降雨量≥1200 mm、年日照≥1 500 h）推广种植[20]，也适合在山区和丘陵地区种植。通过技术手段筛选和培育抗寒品种，可达到扩大种植区域的目的，因此，随着研究的深入，星油藤将以耐寒品种筛选、抗寒栽培及高產高效种植模式等为重点内容研究。
3 油的主要成分及提取工艺
星油藤是一种新型的油料作物，主要可开发利用部分为种子，其主要成分是油脂、蛋白质、氨基酸、维生素、甾醇等生物活性物质，以及生物碱、皂甙和香豆素等次生代谢物。与我们常见的大豆、花生仁、核桃、杏仁等油料作物相比，星油藤综合营养价值较高，油脂是星油藤种子的主要成分，含量为33 %～54 %[21-23]，与亚麻籽、罂粟籽、紫苏籽、红花籽等相当，是值得开发应用的油料资源。星油藤油含有中性脂质97.2 %、游离脂肪酸1.2 %及磷脂0.8 %，脂类高度不饱和，只有6.8 %～9.1 %的饱和脂肪酸，多不饱和脂肪酸（PUFA）含量为77.5 %～84.4 %，单不饱和脂肪酸（MUFA）含量为8.4 %～13.2 %，与亚麻籽相似[22～25]。星油藤油中亚麻酸（ALA，ω-3） 含量为46.8 %～50.8 %，是主要的脂肪酸，其次是亚油酸（ω-6） 33.4 %～36.2 %，油酸（ω-9） 8.7%～9.6% [22-23，26]。星油藤油中亚油酸（ω-6）的含量约是亚麻籽油的2倍[24，26]，亚油酸（ω-6）与亚麻酸（ω-3）的比值为0.81～1.12[22，24]，一般来说，ω-6/ω-3的比例为1∶1时被认为是人类健康的最佳比例[27]，而星油藤油的这一比例接近于1，可见，星油藤是世界上优秀的天然植物油来源之一，具有较大的市场开发潜力。
有效的萃取工艺是提高星油藤油收率和质量的关键。从种子中提取星油藤油一般有冷压（商用榨油机）、索氏萃取法、超临界CO2萃取法等方法。冷压主要用于制备商业用的星油藤油，通常是初榨油。初榨星油藤油由种子经机械压榨而成，没有经过任何化学提纯。与冷压相比，索氏萃取法的产油率更高，热降解风险更大，而且提取溶剂中含有己烷或石油醚的有毒残留物，有可能污染油。超临界流体（CO2）萃取最大限度地降低了大多数不稳定化合物的热降解，并消除了任何残留在油中的有毒溶剂的可能性。Triana-Maldonado等[28]采用60℃、450 bar压力、CO2流量1270 g/min对星油藤种子进行超临界萃取，结果表明，该方法总收率达60 %，高于索氏提取法（54.3 %）和冷压萃取法（38.4 %）[23]，油的成分也可能会随着萃取条件的不同而发生变化。目前，超临界CO2萃取技术还处于实验室和中试阶段，而工业规模的超临界萃取工艺还处于发展阶段，提取工艺有待进一步深入研究。
4 星油藤的开发应用
4.1 食用保健
星油藤可以开发成冷榨油、精炼油、食用调和油等油制品供人们日常生活食用。星油藤油具有良好的保健功能，可以开发为药品保健品。在秘鲁，当地的土著居民消费由星油藤种子生产的油和面粉，既作为营养，也作为一种传统药物，特别是用于控制胆固醇水平。星油藤油富含的多不饱和脂肪酸ω-3和ω-6对人类健康有积极的影响，研究显示星油藤油在预防心血管疾病，包括冠心病和高血压[29-30]，改善记忆[31]，治疗敏性鼻炎和支气管哮喘[32]等方面有疗效。星油藤种子是一种优质的植物蛋白来源，可制成星油藤蛋白粉，添加到糕点、零食等食品中加工成高蛋白食品，也可以在优化条件下烤制加工成零食[33]，含有较高的生物活性物质，不易被氧化降解，可作为健康零食的替代选择。在厄瓜多尔，种子可能会与可可（Theobroma cacao L.）一起碾碎，用于热饮料[16]。星油藤在安的列斯群岛也有种植，在那里，叶子被当作蔬菜食用或用作饲料。因此，星油藤为居民用油、高蛋白食品、健康零食、保健品等产品开发开辟了一条新途径，在食品和制药行业极具吸引力，有很好的开发前景。当然，开发出的产品如食品、药品，仍需要进行大量的临床研究，来评估其健康的有效性。 4.2 化妆品
星油藤种子营养丰富，富含不饱和脂肪酸、抗氧化剂，高含量的维生素A和E、多酚等物质[22]使其本身具备良好的抗氧化和清除自由基能力，在一定程度上阻止了皮肤的氧化作用和由自由基引起的过氧化反应，从而达到美容养颜、抗皱、抗衰老的作用，可开发为化妆品，是良好的化妆品天然活性原料，这可能解释了星油藤油在化妆品行业越来越受欢迎的原因。含有星油藤油的化妆品已有研究，如润肤霜[34]和护肤乳液[35]等，这些产品涂抹在皮肤上具有抗炎、紧肤和抗衰老的作用。有报道称，在国际品牌“娇韵诗”（英文名：CLARINS）产品中，星油藤油被用来滋养和修复皮肤，以及保持内皮细胞的良好粘聚力。星油藤油在保湿锁水、改善皮肤弹性方面也有一定的效果，谢蓝华等[36]研究结果表明含有星油藤油的护肤霜对改善皮肤弹性、保湿确实具有作用。此外，按摩油、头发护理产品也有用到星油藤油，开发的产品日渐多样化。
4.3 其他应用
星油藤开发利用为一种生物吸附剂[37]，用于去除水溶液中的Pb2+和Cu2+，也可以用于制备生物柴油[38]，但其所需的物理化学性质仍有待确定。星油藤在生物吸附剂、新能源方面的研究尚处于初级阶段，相关研究报道很少，有待于进一步深入开发研究。一种新的趋势是将星油藤用作观赏植物应用。在插花中，星形果实与卵形或心形叶片的草绿色相结合是非常吸引人的。此外，虽然花不显眼，雄花是优雅的，很适合户外景观的花卉部署。在厄瓜多尔，在家庭花园中种植星油藤是很常见的，一部分是为了烹饪，也有一部分是为了星油藤爬藤和星形果实的审美价值。
5 建议与展望
星油藤作为一种新型油料作物，在我国引种种植时间不长，栽培面积不大，研究和开发应用尚处于起步阶段。为加速星油藤的开发应用，建议在以下方面做进一步的研究：
①收集保存、评价和挖掘优异种质，开展育种研究，选育高产、抗逆新品种，建立星油藤种质资源库和繁育种保存基地，为星油藤种质资源创新利用提供便利。
②星油藤栽培技术与区域适应性栽培研究。星油藤在我国引种种植时间较短，仅在少数省份有少量栽培，对其进行自然或人工栽培环境的适应性研究以及高产栽培种植研究，利于区域规划推广种植星油藤，加快星油藤产业的发展。
③星油藤油的提取工艺优化研究。加强在提高出油率和质量、油脂氧化稳定性、分离纯化等技术开发研究，开发出成熟制油工艺，开发出高营养价值的星油藤油。
④高附加值产品的研究。星油藤油可作为更多日常食用的糕点、副食品以及具有调节胆固醇、改善心血管疾病等保健品和藥品以及生物能源的开发原料，但星油藤油作为生物能源的研究尚处于初级阶段，又很多不确定性，有待进一步深入研究;此外，星油藤种子蛋白含量丰富，也可作为植物蛋白粉等高附加值产品的开发原料。
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基金项目：广西亚热带作物研究所基本科研业务费专项项目（桂热研201901）。
作者简介：周海兰（1989-），硕士，研究实习员，种质资源创新利用、热带作物栽培育种，E-mail：398803451@qq.com。
收稿日期：2020-05-01
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