橡胶籽资源研究进展

2015-04-17杨晓琴黄元波

绿色科技 2015年7期

何怡，杨晓琴，黄元波

（1.云南省林业调查规划设计院昆明分院，云南昆明650224；2.云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室；西南林业大学材料工程学院，云南昆明650224）

1 引言

橡胶籽是橡胶树的种子，通常人们种植橡胶树的目的是为了得到橡胶，因此，橡胶籽作为橡胶树的副产物大部分都被抛弃。近几年，随着可再生资源的利用，人们逐渐地重视起橡胶籽资源，并对其进行了相关的研究，橡胶籽由壳和仁两部分组成，橡胶籽仁可压榨橡胶籽油，剩作部分为橡胶籽粕，可作为饲料，橡胶籽壳也可用于制备炭材料。

2 橡胶籽的主要成分

橡胶籽经处理压榨后，主要为橡胶籽油、橡胶籽粕和橡胶籽壳三部分。其中橡胶籽油为半干性油，碘值为135～145g／100g[1]，橡胶籽油中含有大部分不饱和脂肪酸，不饱和度约为80%，另外橡胶籽油中还含有磷脂约0.7%、橡胶烃约3%、橡胶约3%。橡胶籽油目前没有作为食用油应用。

橡胶籽去壳榨油后的部分为橡胶籽粕，橡胶籽粕中约含有60%的碳水化合物，25%的粗蛋白，28%的氨基酸，氨基酸是家畜生长必需营养物质。橡胶籽粕中氨基酸具体含量见表1[2]。

橡胶籽壳致密、坚硬、灰分含量低，主要成分是半纤维素、纤维素、木质素，燃烧值约为5000Cal，可以制备木炭或活性炭等材料。

表1 橡胶籽粕中的氨基酸含量

3 橡胶籽资源研究进展

橡胶籽的三大组成部分成分不同，对其进行的研究方法及目的也有很大的差别。因此，笔者分别从橡胶籽油、橡胶籽粕、橡胶籽壳3个方面阐述橡胶籽资源的研究进展。

3.1 橡胶籽油研究进展

目前随着石油资源的日益短缺，可再生能源越来越受到世界各国的重视，天然可再生资源替代石油资源已成为必然趋势。植物油作为一种天然可再生资源，因其价格低廉、易于种植、环保等特点日益受到人们的广泛关注，研究其代替石油产品来生产燃油或化学品，有着非常重要的经济价值和科学意义。橡胶籽油目前还未作为食用油使用，若将其用来代替石油产品，则不存在与人争粮、争地等问题。因此，许多相关人员对其进行了研究。

王红[3]等采用两步法，以橡胶籽油为原料制备了生物柴油，所制备的生物柴油中脂肪酸甲酯的含量约为82.29%。刘守庆等[4]以固体碱为催化剂，制备了橡胶籽油生物柴油，其理化指标与0＃柴油相近，可作为内燃机燃料。秦敏[5，6]等对橡胶籽生物柴油的氧化安定性及其与橡胶材料的相容性做了研究，研究表明，未经改性的橡胶籽生物柴油氧化安定性差，诱导期仅为6h，添加抗氧剂后，其诱导期可达到国家标准；在油品中加入的橡胶籽生物柴油含量越低，橡胶材料质量、体积、硬度等物性变化越小；调合橡胶籽生物柴油与典型车辆用O型密封圈具有良好的相容性。郑志锋[7]、黄元波[8]等主要进行了橡胶籽油代替石油化学品方面的研究，利用非均相分子筛催化剂制备了环氧橡胶籽油和橡胶籽油多元醇。此外，橡胶籽油还可以作为矿物浮选剂[9]。

3.2 橡胶籽粕研究进展

橡胶籽粕中高含量的粗蛋白质，为其作为优质的蛋白质饲料奠定了良好的基础，但由于橡胶籽中含有氰甙，在动物体内易生成剧毒物质——氢氰酸，新鲜的橡胶籽可能含有高达1000mg／kg的氰化氢[2]，所以，橡胶籽不能直接用来喂食家畜，必须要经过加温干燥处理，除毒后方可作为饲料使用。

云南农业大学的杨瑞瑜等[10]通过研究证明，橡胶籽饼作为饲料对鸡的生长发育、增重效果、以及肌肉化学成份和品质都没有不良影响。通过对氰化氢的物理性能分析，认为氰化氢沸点低、比重小，室温下就可挥发，而橡胶籽在榨油压制橡胶饼的加工过程中存在高温阶段，氰化氢此阶段更易挥发，再经过一段时间的贮存，氰化氢进一步挥发。因此，残留在橡胶饼中的含量非常少，且被动物食用后，动物机体本身的解毒作用使其变成了相对无毒的硫酸氰盐，因此，橡胶籽饼完全可以作为饲料使用。卢智文[2]通过对比橡胶籽粕和大豆粕的必需氨基酸和脂肪酸，认为橡胶籽饼作为饲料应用，除了保证饼粕已脱毒之外，还应补充赖氨酸和蛋氨酸，否则会引起食用猪的生长性能不良，即使如此，猪饲料中橡胶籽粕或饼的用量亦不应超过20%。刘天余等人[11]对食用橡胶籽饼肥猪的胴体、内脏器官，猪肉成分及其品质进行了深入的研究，证明橡胶籽完全可以替代饲料中部份鱼粉、豆饼或全部豆饼，并具体地指出在等能等蛋白质条件下，橡胶籽饼的用量在0～24%最宜。

3.3 橡胶籽壳研究进展

橡胶籽壳致密、坚硬、灰分含量低，主要成分是半纤维素、纤维素、木质素，是制备不定型颗粒活性炭的优质原料[12]。西南林业大学吴春华等[13]采用微波辐照方法，以氯化锌为活化剂制备了橡胶籽壳活性炭，并获得了最佳制备工艺，得率可达23%。孙康[14]等采用水蒸气活化法制备了性能优良的橡胶籽壳活性炭，其得率可达40.5%。郑云武[15]等系统地研究原料预处理对橡胶籽壳热裂解特性的影响，最终指出，水洗和酸洗使得橡胶籽壳最大失重速率和分解温度升高，熔盐使其分解温度降低，分解速率加快，硫酸浓度对橡胶籽壳热裂解特性影响明显，但硫酸处理后的橡胶籽壳的热裂解特性综合指数D比原橡胶籽壳的低，而其它处理方法却与之相反。此外，郑云武等[16]采用无机－有机催化方法对橡胶籽壳进行了液化，研究表明，在液化剂苯酚的作用下，橡胶籽壳几乎全部液化，致使分子组成（纤维素，半纤维素，木质素等）发生了变化，生成了具有活性官能团的醇类以及酚类物质，同时，伴有新的化合物的生成。该团队进一步采用热化学方法液化橡胶籽壳[17]，并对其进行了动力学分析，得到了最佳的液化工艺，此工艺条件下，液化产率高达94.32%，通过动力学分析表明，活化能Ea＝20.60kJ／mol，在外界供能的前提下，液化体系较易反应，体系有序性发生了变化，变得复杂，反应形成了某种形式的协同过渡态。