橡膠籽資源的研究開發(fā)現(xiàn)狀

潘曉威　葉劍芝　曾紹東　楊春亮

摘要? ? 我國橡膠籽資源廣泛且價(jià)格低，開發(fā)橡膠籽資源對實(shí)現(xiàn)資源綜合利用以及提高橡膠產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。本文介紹了橡膠籽的主要組成成分，總結(jié)了橡膠籽在飼料、食品、醫(yī)藥和工業(yè)應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展，分析了利用過程中存在的問題，并提出了開發(fā)利用建議，以期為橡膠籽資源高效綜合利用提供更多的研究思路。

關(guān)鍵詞? ? 橡膠籽;橡膠籽油;橡膠籽粕;橡膠籽殼;開發(fā)利用

中圖分類號? ? S794.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）24-0131-05? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Abstract? ? China′s rubber seed resources are extensive and low in price，the development of rubber seed resources is of great significance to realize comprehensive utilization of resources and improve the economic benefits of the rubber industry.This paper introduced the main components of rubber seeds，summarized the research progress of rubber seeds in feed，food，medicine and industrial application，analyzed the problems existing in the utilization process and put forward some suggestions for development and utilization，in order to provide more research ideas for the efficient and comprehensive utilization of rubber seed resources.

Key words? ? rubber seed;rubber seed oil;rubber seed meal;rubber seed shell;development and utilization

橡膠籽是大戟科喬木植物巴西三葉橡膠的種子，其形狀呈卵圓形，褐色并帶有銀灰色斑紋，外表包有柔軟的薄膜層。橡膠籽是一種熱帶木本植物油料，是橡膠種植業(yè)的副產(chǎn)物[1]。橡膠籽主要由橡膠籽殼、橡膠籽油、橡膠籽仁等組成，產(chǎn)量豐富且潛在開發(fā)價(jià)值巨大。橡膠籽油是重要的工業(yè)原料，還可以作為一種高品質(zhì)的油脂產(chǎn)品，富含不飽和脂肪酸。榨油后的橡膠餅粕中含有高達(dá)25%～30%的粗蛋白含量，其中氨基酸組成平衡，微量元素含量較高，是一種值得重點(diǎn)推廣的高品質(zhì)飼料蛋白源。橡膠籽殼質(zhì)地堅(jiān)硬，富含木質(zhì)素、纖維素、半纖維素，具有良好的分散性，灰分含量低且揮發(fā)分含量高，橡膠籽殼質(zhì)是制備木塑復(fù)合材料、有機(jī)物質(zhì)補(bǔ)充填料和不定型顆?；钚蕴康膬?yōu)質(zhì)原料。橡膠籽的主要產(chǎn)地為東南亞地區(qū)，我國橡膠籽產(chǎn)地主要分布于海南、廣東、廣西、福建、云南和臺灣等6個(gè)省份，每年產(chǎn)橡膠籽逾100萬t，可利用資源十分豐富[2]。

自20世紀(jì)初，世界各主要種植橡膠的國家開始對橡膠籽資源進(jìn)行開發(fā)和研究，主要針對橡膠籽油的脂肪酸組成、非皂化物和橡膠籽氨基酸組成等方面，同時(shí)也研究了其在制皂、醇化樹脂和環(huán)氧油等工業(yè)方面的應(yīng)用，還有部分學(xué)者利用橡膠籽研究新型生物柴油的開發(fā)與利用，但并未進(jìn)行系統(tǒng)全面的研究[3-4]。我國于20世紀(jì)50年代后期才逐漸認(rèn)識到橡膠籽資源的開發(fā)利用價(jià)值，有部分學(xué)者才開始研究，起步較晚[5]。目前，在我國的三大橡膠種植區(qū)中，在海南、廣東兩省基本未加工利用橡膠籽，而云南省僅有少數(shù)加工企業(yè)在開發(fā)利用橡膠籽[6]。長期以來，我國各大橡膠園所產(chǎn)生的橡膠籽僅有少量被用于育種及籽油的初加工，而90%以上的橡膠籽并未得到有效的開發(fā)和利用，造成了資源浪費(fèi)。

橡膠籽可開發(fā)出眾多產(chǎn)品，其開發(fā)價(jià)值巨大，如橡膠籽殼可用于生產(chǎn)活性炭[7];橡膠籽仁可榨油，其毛油不僅可用作工業(yè)添加劑，還可生產(chǎn)生物柴油，且精制后的油是一種優(yōu)質(zhì)、低廉的保健油脂[8-9]。橡膠籽壓榨取油后的副產(chǎn)物橡膠籽粕可進(jìn)行微生物發(fā)酵，去除菜豆甙和棉酚等抗?fàn)I養(yǎng)因子后，可作為一種優(yōu)質(zhì)、綠色的能量蛋白飼料。當(dāng)前，每年我國蛋白飼料原料需要大量進(jìn)口才能滿足市場所需，直接導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本升高，降低了我國蛋白飼料的市場競爭力，嚴(yán)重制約了我國蛋白飼料的快速發(fā)展[10]。我國蛋白飼料原料市場上基本無以橡膠籽粕為主的蛋白飼料產(chǎn)品。我國橡膠籽資源的開發(fā)潛力與嚴(yán)重的資源浪費(fèi)呈明顯對比。因此，研究橡膠籽的潛在開發(fā)利用價(jià)值具有重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)意義。本文介紹了橡膠籽在飼料、食品、醫(yī)藥和工業(yè)應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展，分析了利用過程存在的問題及解決方法，以期為橡膠籽資源高效綜合利用提供更多的研究思路。

1? ? 橡膠籽的組成成分

橡膠籽主要由橡膠籽殼、橡膠籽仁中的橡膠籽油和蛋白質(zhì)、還原糖、淀粉、纖維等組成。橡膠籽殼、橡膠籽仁、橡膠籽仁粕等值得重點(diǎn)開發(fā)利用。橡膠籽種仁約占橡膠籽的40%左右，主要組成成分為油脂、蛋白質(zhì)、淀粉等，三者含量依次為50.11%、18.10%、14.42%（以烘干計(jì)）。由表1可知，橡膠籽仁蛋白質(zhì)中含有豐富的氨基酸，具有巨大的利用潛力[11]。

2? ? 橡膠籽的開發(fā)利用價(jià)值

2.1? ? 橡膠籽粕

2.1.1? ? 橡膠籽粕的組成成分和營養(yǎng)價(jià)值。橡膠籽粕是橡膠籽仁榨取油脂后得到的一種副產(chǎn)物，是一種比豆粕更為優(yōu)質(zhì)的純天然蛋白質(zhì)原料[12]。通過榨取油脂后，粗蛋白含量可提高3～4倍，即由含量為9%升至25%～30%[13]。與豆粕相比，餅粕中含有更多、更均衡的10種飼料必需的氨基酸（表2）[14]。

由表3可知，橡膠籽餅粕中的微量元素含量十分豐富，如Mg、Fe、Zn、Mn、Ca等，其微量元素含量均不低于其他飼料原料;同時(shí)，其重金屬含量均低于《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的限量標(biāo)準(zhǔn)。因此，橡膠籽餅粕可作為豆粕的優(yōu)質(zhì)植物蛋白補(bǔ)充源[15]。

2.1.2? ? 橡膠籽粕的毒素及其脫毒。雖然橡膠籽粕是一種成本低廉、礦物質(zhì)和粗蛋白含量較高的飼料原料，但其在飼料中的應(yīng)用依然受到眾多因素的制約。因?yàn)橄鹉z籽粕進(jìn)入生物體內(nèi)后會(huì)產(chǎn)生氰化物，會(huì)有嚴(yán)重的毒害作用，同時(shí)橡膠籽粕中還含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，如棉籽酚、多糖等[16-18]。曾有研究證實(shí)，小鼠在飼喂含橡膠籽粕的飼料后，其生長性能和肝臟相對重量均降低[19]。研究表明，以橡膠籽粕代替豆粕飼喂小豬，當(dāng)橡膠籽粕蛋白替代量超過10%后，小豬血漿總蛋白和白蛋白沉積率均呈下降趨勢[10]。

目前，常用的降低橡膠籽餅粕中生氰糖苷含量的方法如表4所示。郭藹明等[20]研究發(fā)現(xiàn)，蒸煮法對HCN的脫除率最高，但是卻明顯降低了蛋白質(zhì)的含量。水煮法的脫氰率次之，溶劑提取法、烘烤法、微波加熱法的脫氰率相差不多。蒸煮法因其具有工藝簡單、成本較低、無溶劑污染等優(yōu)點(diǎn)，建議優(yōu)先考慮脫毒最完全的蒸煮法處理橡膠籽餅粕。張? 燁等[21]研究表明，加入外源β-葡萄糖苷酶的異煙酸-吡唑啉酮分光光度法檢測出的氰化物含量明顯高于單獨(dú)采用異煙酸-吡唑啉酮分光光度法的檢出值。檢測最優(yōu)條件為水煮浸泡時(shí)間3.35 h，浸泡溫度45.06 ℃，加酶量24.11 U/100 mL，浸泡pH值為5.56。有研究者經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，將添加了少量甲硫氨酸的飼料進(jìn)行喂食后，發(fā)現(xiàn)提高了蛋白質(zhì)的利用率，還有效抑制了生物體內(nèi)生氰糖苷轉(zhuǎn)化為氰化物的過程，增加了飼料安全性[22-23]，說明在橡膠籽粕中添加甲硫氨酸對改善生物體的蛋白沉積率有積極作用。Muhammad等[24]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)微生物發(fā)酵后的橡膠籽餅粕添加進(jìn)蛋白飼料后，可發(fā)現(xiàn)鯉魚對魚飼料的消化能力有了顯著的提高。分析其原因可能是經(jīng)微生物發(fā)酵除去了部分抗?fàn)I養(yǎng)因子。徹底解決橡膠籽粕在養(yǎng)殖業(yè)或者工業(yè)方面的應(yīng)用限制，需加強(qiáng)對橡膠籽粕的毒素及其脫毒工藝的研究，找到切實(shí)有效的脫毒方法。

2.1.3? ? 橡膠籽粕的開發(fā)利用。有學(xué)者認(rèn)為，橡膠籽餅粕將成為一種可替代現(xiàn)有來源的非常有前景的應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的天然蛋白質(zhì)資源[25-26]。郭? 雄等[27]通過超聲波輔助提取橡膠籽粕中粗蛋白，在提取時(shí)間為60 min時(shí)，橡膠籽粕蛋白最佳提取工藝為超聲功率315 W、提取溫度52 ℃、液料比46∶1（mL∶g）、堿溶pH值10、酸沉pH值4.5，在此條件下，橡膠籽粕蛋白的提取率達(dá)82.51%。王蕾[28]以橡膠籽餅粕為原料，開發(fā)了一種總氮蛋白量可達(dá)75%，多肽含量達(dá)70%的活性多肽產(chǎn)品，確定了以木瓜蛋白酶水解制備橡膠籽多肽的最優(yōu)工藝條件為水洗預(yù)處理30 min、料液比1∶20、水解時(shí)間為2.5 h、酶添加量為4%、1 k超濾除雜。Alim[29]認(rèn)為，生氰糖苷、棉酚、多糖等抗?fàn)I養(yǎng)因子可通過翻炒膨化、微生物發(fā)酵、水醇浸泡等方法去除，經(jīng)飼養(yǎng)試驗(yàn)也證明，脫毒后橡膠籽餅粕以50%比例添加進(jìn)羅非魚飼料中并不會(huì)對魚的生長性能產(chǎn)生任何負(fù)面影響。魯瓊芬等[30]研究了橡膠籽餅對蛋雞生產(chǎn)性能及蛋品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，飼糧中配合 5%～10%橡膠籽餅不影響蛋雞體重、產(chǎn)蛋率，但隨配合比例的提高，蛋雞采食量和蛋殼厚度增加，料蛋比呈現(xiàn)上升趨勢，平均蛋重和腹脂率呈現(xiàn)下降趨勢，雞蛋品質(zhì)不受影響。還有部分學(xué)者通過籽餅提取了β-葡萄糖苷酶，取得了很好的結(jié)果，也進(jìn)一步拓寬了籽餅資源的開發(fā)利用范圍[31]。同時(shí)，橡膠籽餅還可以往有機(jī)肥方向發(fā)展，應(yīng)用于一些高附加值的種植業(yè)中，如有機(jī)茶園（普洱茶）、香樵、烤煙種植、柑橘種植等，以為其提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、無毒、無公害的有機(jī)肥。

2.2? ? 橡膠籽油

2.2.1? ? 橡膠籽油的組成成分和營養(yǎng)價(jià)值。橡膠鮮籽來源廣泛，價(jià)格低廉，可作為理想的營養(yǎng)和功能性食品，其含油率約為21.1%，且富含多種人體必需的脂肪酸[32]。橡膠籽油是一種富含不飽和脂肪酸的高品質(zhì)保健油脂，不飽和脂肪酸含量高達(dá)81.7%（表5）。研究表明，亞麻酸是人體所必需的營養(yǎng)成分，而橡膠籽油中α-亞麻酸的含量約為19.5%，是大豆油和菜籽油的3～4倍，是花生油和葵花籽油的數(shù)十倍，具有極其巨大的開發(fā)潛力[33]。亞油酸和亞麻酸必須從膳食中攝取，屬于人體必需脂肪酸，對其長期攝入不足將會(huì)導(dǎo)致生理功能異常或疾病。同時(shí)，亞油酸對降血膽固醇和預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化具有顯著效果，是一種藥用和食用均較好的物質(zhì)成分[34-35]。此外，橡膠籽油還具有健腦益智、改善視力、增強(qiáng)免疫力等作用，可有效預(yù)防血栓、腦溢血和癌癥的發(fā)生[36]。

2.2.2? ? 橡膠籽油的工業(yè)價(jià)值。橡膠籽油也具有廣泛的工業(yè)用途。在化工工業(yè)如肥皂生產(chǎn)、醇酸樹脂原料制備、油膠生產(chǎn)等方面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。橡膠籽油經(jīng)環(huán)氧化處理后還可作為增塑劑、熱穩(wěn)定劑和生物降解材料等。環(huán)氧橡膠籽油作為PVC的增塑劑和熱穩(wěn)定劑，具有揮發(fā)性小，提升拉伸性能等優(yōu)點(diǎn)[37]。同時(shí)，橡膠籽油還可制備金屬皂，是一種新型PVC生物降解添加劑。當(dāng)前能源短缺問題日益突顯，橡膠籽油在新型能源開發(fā)方面也具有重要作用，不僅能用于生產(chǎn)生物柴油，提高內(nèi)燃機(jī)效率，降低燃料消耗，還可與棕櫚毛油混合，降低其中的不飽和脂肪酸含量，改善生物柴油屬性，增強(qiáng)低溫流動(dòng)性[38]。目前，各國專家針對橡膠籽生物柴油生產(chǎn)技術(shù)中燃料特性、橡膠籽油催化劑、橡膠籽油利用率、原料品質(zhì)等方面進(jìn)行了深入研究，均取得了極其重要的進(jìn)展[39]。

2.2.3? ? 橡膠籽油的食用價(jià)值。橡膠籽初榨油開發(fā)潛力巨大，可開發(fā)出壓榨橡膠籽油、精煉橡膠籽油，以及富含α-亞麻酸的橡膠籽營養(yǎng)油等不同級別的食用油脂，在創(chuàng)造巨大利益的同時(shí)，還可以豐富我國居民的食用油品種，改善膳食結(jié)構(gòu)，減輕食用油進(jìn)口的壓力。我國每年的油脂消費(fèi)都在千萬噸數(shù)量級，而其中富含ω-3脂肪酸的油脂品種（亞麻籽油、紫蘇油）等累計(jì)年產(chǎn)量不足1萬t，不足我國消費(fèi)總量的0.04%[40]。橡膠籽油是ω-3脂肪酸的一種新油品，可以大大提高國民對ω-3脂肪酸攝入的需求。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，將橡膠籽油中的氰化物完全去除后進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)橡膠籽油對大鼠無任何毒害作用，是一種優(yōu)良的植物油脂[41]。

近幾年，隨著分子蒸餾技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)在橡膠籽油研究方面的快速發(fā)展，橡膠籽油的榨取技術(shù)也在不斷地進(jìn)行革新。越來越多技術(shù)更加先進(jìn)、成本更加低廉、效率更加高效的橡膠籽油榨取技術(shù)在持續(xù)拓展橡膠籽油的應(yīng)用范圍。

2.3? ? 橡膠籽殼

2.3.1? ? 橡膠籽殼的組成成分。橡膠籽殼約占橡膠籽總重的30%～45%，其外表呈深棕色且附著銀灰色條紋，富含木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、樹脂和鐵質(zhì)，可作為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)纖維的原料，其質(zhì)地堅(jiān)硬，外表富含蠟質(zhì)，具有良好的分散性，灰分含量低且揮發(fā)分含量高[42]。

2.3.2? ? 橡膠籽殼的開發(fā)利用。橡膠籽殼可以用于制備木塑復(fù)合材料、有機(jī)物質(zhì)補(bǔ)充填料和不定型顆粒活性炭，可廣泛應(yīng)用于化工、食品、環(huán)保、醫(yī)藥和石油等行業(yè)，能有效緩解中國活性炭原料供應(yīng)不足的問題[43]。吳春華等[44]、孫? 康等[45]分別采用微波輻照方法和水蒸氣活化法制備了性能優(yōu)良的橡膠籽殼活性炭，并優(yōu)化了橡膠籽殼活性炭制備工藝，得率可達(dá)23.5%～40.5%，具有極大的推廣利用潛力。任風(fēng)芝等[46]在活性篩選時(shí)發(fā)現(xiàn)，橡膠籽殼富含木脂素，并用醇進(jìn)行提取，其提取物對腫瘤細(xì)胞和白細(xì)胞彈性蛋白酶有良好的抑制作用。鄭云武等[47]轉(zhuǎn)化了一種可以用于制備膠黏劑、塑模材料、泡沫、薄膜等材料的液態(tài)活性物質(zhì)，橡膠籽殼粉在硫酸為催化劑的作用下，其在多元醇體系中進(jìn)行液化反應(yīng)，使固態(tài)材料轉(zhuǎn)化成為了一種富含羥基和酚基的液態(tài)活性物。

橡膠籽殼是橡膠籽的主要組成部分，可開發(fā)潛力巨大，應(yīng)該對其進(jìn)行更多的應(yīng)用開發(fā)研究，例如木塑復(fù)合材料、玻璃鋼等的產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)，加大技術(shù)革新的投入，進(jìn)一步拓展橡膠籽殼的應(yīng)用范圍，提升經(jīng)濟(jì)效益。

3? ? 存在的問題

中國橡膠種植面積廣闊，資源豐富，其副產(chǎn)物橡膠籽除用于育苗外也是一種優(yōu)質(zhì)可利用資源。目前，對橡膠籽的開發(fā)利用缺乏政策和市場引導(dǎo)，欠缺對橡膠籽優(yōu)質(zhì)資源的宣傳，開展橡膠籽多用途綜合開發(fā)的科研技術(shù)薄弱。同時(shí)，膠農(nóng)缺乏橡膠資源的綜合利用意識，沒有對橡膠副產(chǎn)物的采收、運(yùn)輸和加工投入精力，導(dǎo)致大部分橡膠籽沒有得到有效的利用而被棄置。同時(shí)，由于橡膠籽相關(guān)生產(chǎn)工藝和設(shè)備落后、橡膠籽產(chǎn)品有毒物質(zhì)分離技術(shù)不成熟、榨取和保存研究落后以及商業(yè)體系不完備等因素，均嚴(yán)重制約了橡膠籽資源開發(fā)利用的發(fā)展。

4? ? 開發(fā)利用建議

4.1? ? 加大橡膠籽資源的宣傳力度

橡膠籽資源開發(fā)潛力巨大，對中國飼料行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、食品業(yè)和工業(yè)具有重要作用。但是目前對橡膠籽的開發(fā)價(jià)值宣傳遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因而需要制定合理的宣傳推介手段，進(jìn)一步提高社會(huì)對橡膠籽資源開發(fā)價(jià)值的認(rèn)知。政府、企業(yè)以及科研工作人員應(yīng)該通過產(chǎn)業(yè)白皮書、科普文章、產(chǎn)品宣傳等多種宣傳方式激發(fā)社會(huì)對橡膠籽資源的開發(fā)熱情，從而促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

4.2? ? 提高扶持力度

因各種原因，我國以前曾建立的大多數(shù)橡膠籽企業(yè)所剩較少，目前僅云南保留少數(shù)橡膠籽加工廠能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，政府部門應(yīng)提高對相關(guān)開發(fā)利用加工企業(yè)的扶持力度，激發(fā)社會(huì)對橡膠籽資源的開發(fā)熱情。在加大橡膠籽資源開發(fā)潛力的宣傳力度的同時(shí)，需要配套出臺一些相應(yīng)的優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)和扶持一批生產(chǎn)加工企業(yè)，促進(jìn)橡膠籽產(chǎn)業(yè)形成以生物技術(shù)研發(fā)、橡膠籽綜合加工利用技術(shù)研發(fā)和規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)營的高新技術(shù)企業(yè)為龍頭，形成以橡膠籽收購、加工、儲(chǔ)運(yùn)等一體化為基礎(chǔ)的發(fā)展模式，以進(jìn)一步調(diào)動(dòng)人們對橡膠籽收集、利用的積極性，進(jìn)而提高其開發(fā)利用水平，提升綜合效益。

4.3? ? 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)

雖然我國已經(jīng)擁有橡膠籽油精煉加工的技術(shù)，但是在實(shí)際生產(chǎn)中用作食用的橡膠籽油仍較少，其大多進(jìn)一步進(jìn)行加工，提取工業(yè)用油。這可能是因?yàn)樵诹鞒?、工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面，食用油的要求比工業(yè)用油更加嚴(yán)格。因此，應(yīng)大力支持有關(guān)企業(yè)及科研單位開展一系列以橡膠籽油為核心的研究工作，如橡膠籽油的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂、橡膠籽油的國家標(biāo)準(zhǔn)的制訂、橡膠籽油加工工藝的研究優(yōu)化、系列橡膠籽專用加工設(shè)備的開發(fā)等工作。研究、生產(chǎn)專用設(shè)備，以加工橡膠籽油。進(jìn)一步探索橡膠籽油的各方面功效，擴(kuò)大橡膠籽油作為食用油的市場。

為高效利用橡膠籽資源，提高我國橡膠種植產(chǎn)業(yè)的效益，應(yīng)從政策和市場上進(jìn)一步引導(dǎo)，加強(qiáng)宣傳，支持綜合開發(fā)利用多用途的橡膠籽，在種植橡膠區(qū)形成完整的橡膠籽綜合開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)鏈。加大技術(shù)革新的投入，建立完善的商業(yè)生產(chǎn)體系，通過資源整合和政策支持等方式加快橡膠籽資源的開發(fā)進(jìn)程。

5? ?參考文獻(xiàn)

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