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瓜儿豆与瓜尔豆胶简介

1 引言

图1 瓜儿豆——从大田到工业应用

瓜尔豆[Guar or cluster bean (Cyamopsis tetragonoloba)]是一种半干旱 - 亚热带地区的豆科作物，主要生长在印巴次大陆的热带沙漠地区。瓜尔豆有一个大胚乳，含有半乳甘露聚糖胶，是在水中形成凝胶的物质。这就是俗称的瓜尔豆胶，在诸如冰淇淋、奶酪等乳制品以及冷肉类加工中作为稳定剂使用。瓜尔胶衍生物也用于工业应用，如造纸和纺织工业、矿石浮选、制造炸药以及油气层的水力压裂等。

瓜儿豆浑身都是宝，除主要用于提取瓜儿胶外，其产品还有多种用途：

●嫩豆荚像四季豆那样可以炒食，也可盐腌或油炸来吃。成熟的种子可代替扁豆使用，在非洲，嫩叶像菠菜一样做菜吃。

●瓜尔豆常作为绿肥、家畜饲料来栽培。

●瓜尔豆耐旱而有根瘤，可改良土壤，有利于其他轮作作物的生产。

●瓜胶生产过程中产生的壳和胚芽称为“提胶后的瓜尔豆粉”，也叫“瓜尔豆粕”，在国际市场上作为牛饲料广泛销售。“提胶后的瓜尔豆粉”是高蛋白质，富含油和硬蛋白，其中胚芽含有50％左右，壳含25％左右。食品级瓜尔胶粉的质量是根据其颗粒大小、水化速率、微生物含量定义的。E412瓜尔豆胶是一种重要的天然食品补充，具有很高的营养价值。

现代研究发现，瓜尔豆胶已被证明对胆固醇有积极作用，所用剂量为12 至15克/天。对短期轻度至中度高脂血症患者的研究表明，瓜尔豆胶降低了患者的血清总胆固醇水平。瓜尔豆胶已被用来作为传统的降脂辅助治疗。与洛伐他汀合用导致18周的治疗后，总胆固醇水平下降达到44％。而单独服用洛伐他汀仅下降34％。瓜尔豆胶还可以控制糖尿病和维持维护肠胃运动，减少了人类罹患心脏疾病的风险。

2 植物形态学

图2 瓜儿豆株型

瓜儿豆英文名guar 或clusterbean，拉丁名Cyamopsis tetragonoloba(L.) Taubert(cyamopsis psoralioides DC.)，蝶形花科。瓜尔豆属是一种直立、粗粝生长的一年生草本植物，因其抗旱性而著称，适宜于中度碱性土壤生长（pH值7.0〜8.0）,高可达3m，有很发达的根系，具有大而明显的根瘤，其长长的主根深达土壤深处汲取水分。分枝具有棱角，有沟槽，被短柔毛，某些品种有白霜。叶互生，3小叶，小叶长5~10cm，卵圆形，有锯齿。花小，生于密集的腋生总状花序上，粉红到白色，两侧对称，果实为压扁的长圆形豆荚，长达12cm，有喙；种子每荚5~12粒，广椭圆形，呈白色、灰色或者黑色，长约5mm，很坚硬，表面显粗糙。荚果从植株基部直到顶端密集生长，属密集型豆类（见图2、图3）。

大多数瓜尔豆改良品种的叶、茎和荚光滑无毛，根据品种不同有单茎、细分支或基础分支。

图3 瓜尔豆guar（Cyamopsis tetragonoloba(L.)Taubert(cyamopsis psoralioides DC.) 瓜尔豆属的植物一共有三种，一个是上面介绍的亚洲种，这是一种栽培种，有很多变种，它在亚洲分布极广，尚未发现野生种；另一个是塞内加尔瓜尔豆(C. senegalcnsis )几乎只产在非洲，它以野生状态生长在非洲的半荒漠地区，在塞内加尔，人们将它用作绿肥；第三个种是狭叶瓜尔豆(C. stenophylla ) 发现于撒哈拉南部地区，这个种的发现还仅仅局限于该地，这是一种荒漠植物。

3 分布与生产

3.1世界

关于瓜尔豆的起源问题，有起源于亚洲热带和非洲热带两种说法。但较多的学者认为，非洲热带是瓜尔豆的起源中心。如谢莫维奇（Hymowitz，1972）认

为，在公元9~13世纪时，随着印度和阿拉伯之间贸易的发展，印度沿海地区每年需要从阿拉伯进口大量的马，当时运输马的海船，将塞内加尔瓜尔豆（Cyamopsis senegalensis）作为马料带到印度。而印巴次大陆西部干旱地区的气候土壤条件很适合瓜尔豆繁衍生长，经过长期栽培选择，逐步驯化为现今的瓜尔豆。

今天的印度是全球最大的这一宝贵的豆科植物的生产国，巴基斯坦紧随其后。在印度和巴基斯坦，瓜尔豆是喂牛的饲草、绿肥、供人食用的蔬菜和人畜共用的药用植物。

瓜尔豆在19世纪以前只是印度和巴基斯坦等少数国家作为蔬菜、饲料和绿肥作物大量栽培的一种豆科作物。20世纪以后，有10多个国家先后引种。美国、南非、津巴布韦、澳大利亚、巴西等是除印度和巴基斯坦之外的主要种植国。

图4 瓜尔豆及其构成

瓜尔豆在全球范围内的大规模种植是伴随着半乳甘露聚糖胶在工业上的大量应用而兴起的。20世纪初期，美国将长角豆胶用于工业上。到20世纪40年代，长角豆胶被用作增稠剂和稳定剂大量地使用在食品和其他行业上。第二次世界大战期间，美国从地中海地区进口工业原料长角豆（Ceratonia siliqua）种子很困难，价格上涨，长角豆胶不能满足工业需要，这才寻找其代用品，所以同样含有半乳甘露聚糖的瓜尔豆开始得到重视。在研究多种植物之后，麦凯维伊（1947）等首先确认瓜尔豆有许多潜在的工业用途。惠斯特（1948）等对瓜尔豆种子的理化性质做了详细的研究。此后，经过大量研究工作和应用试验，瓜尔豆逐步发展成为现代工业用胶的重要原料。

近年来，尤其是2012年以来，随着美国页岩气开采业对瓜尔胶的巨大需求，作为瓜尔胶来源的瓜尔豆也受到极大关注，价格暴涨900～1000%，印度政府甚至于2012年4月临时关闭了期货交易所，暂停了交易。瓜儿豆供不应求的形势促使一些大的商业种植者纷纷转向瓜尔豆生产。

2012年世界瓜儿豆产量如表1所示。

表1 2012年世界瓜儿豆产量

国家和地区产量占全球产量比例

世界 198.2万吨 100%

印度 135.9万吨 68.56%

巴基斯坦 53.8万吨 27.14%

南非 24000吨 2.82%

津巴布韦 17000顿 2.00%

得克萨斯 12500吨 1.47%

缅甸 9800吨 1.153%

苏丹 6600吨 0.77%

马里 4400吨 0.51%

西印度群岛 3500吨 0.41%，

美国西部 2400吨 0.28%

马尔代夫 2000吨 0.23%

挪威 1250吨 0.14%

澳大利亚 1075吨 0.12%

新西兰 475吨 0.05%