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巴西橡胶树初生乳管中天然橡胶的提取及橡胶特性初步研究

橡胶树幼嫩茎及叶片中含有大量初生乳管,可合成和贮存天然橡胶。为研究橡胶树初生乳管中天然橡胶的特性,本研究采用丙酮和环己烷溶剂从橡胶树幼嫩枝叶提取初生乳管橡胶,对橡胶成分进行质谱鉴定,分析橡胶的分子量表征,比较不同无性系的橡胶含量。结果表明,提取到的橡胶含99%的聚异戊二烯,叶片橡胶分子量与常规橡胶的相似,橡胶含量随无性系而异。本研究结果将为橡胶树灌木化栽培生产方式提供理论依据。

关键词 橡胶树 ;天然橡胶 ;初生乳管 ;萃取

中图分类号 S794.1 文献标识码 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2017.11.015

The Primary Study on Extraction and Characteristics of Rubber

from Primary Laticifers in Hevea Brasiliensis

YAO Xingcheng CHEN Xianhong ZHOU Jun WANG Jun LIN Weifu

(Rubber Research Institute, CATAS, Danzhou, Hainan, 571737)

Abstract The young branches and leaves of hevea was full of primary laticifer,could store natural rubber. The primary laticifer rubber was extracted by acetone and hexamethylene solutions and identified by GC-MS. The molecular characteristic was analyzed. The rubber contents were compared among different clone lines. The results showed that there were 99 per cent of polyisoprene in the primary laticifer rubber. The molecular characteristic of primary rubber was the same as that of conventional rubber. The rubber content varied with the clones. This provided references for the shrubby cultivation of Hevea brasiliensis.

Keywords Hevea brasiliensis ; natural rubber ; primary laticifer ; extraction

巴西橡膠树中的乳管分为初生和次生乳管两种类型。成龄树树皮的次生韧皮部中主要为次生乳管,其中合成和贮藏的胶乳可以通过割胶来获取。初生乳管主要分布在幼嫩枝条和叶片中,也能够合成和贮存天然橡胶。目前,关于初生乳管的研究主要集中在细胞的分化与发育上[1-2],对于初生乳管内天然橡胶的提取方法及其橡胶性能的研究尚没有发现文献报道。

由于割胶方法的特殊性,初生乳管橡胶不能通过割胶方法获取。对于其它产胶植物,如蒲公英、银胶菊、杜仲、向日葵等,也不能通过割胶方法获取天然橡胶,人们通过其它方法提取天然橡胶,如溶剂法、物理研磨法从蒲公英提取橡胶[3],如溶剂法、碱煮法提取杜仲橡胶[4-5],溶剂法提取向日葵橡胶[6]、银胶菊橡胶[7],等等。这些橡胶采收过程可以在工厂车间内机械化完成。

本研究参照银胶菊橡胶的提取方法,尝试以溶剂萃取法从橡胶树幼嫩枝叶组织内提取初生乳管中的天然橡胶,分析橡胶成分及橡胶分子量等表征,并比较不同无性系枝叶的初生乳管橡胶含量,探讨初生乳管内的天然橡胶的利用潜力,为橡胶树灌木化栽培方式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

橡胶树热研7-33-97无性系种植于中国热带农业科学院橡胶研究所苗圃育苗基地(海南儋州)。选取5蓬龄的枝条,在晴天中午时分,用枝剪从第5个叶蓬处剪下,先将枝条晾晒至半干,以胶乳不能渗出为宜。枝条从第3~4蓬连接处切断,第4、5蓬的枝干及叶片弃掉,只留上部3蓬的枝叶,然后在烘箱内60℃烘烤至恒重。植物干样经微型植物粉碎机(型号FZ102,天津泰斯特仪器有限公司)粉碎成粉末,装入密封袋内,在干燥器内存放待用。

1.2 方法

1.2.1 初生乳管橡胶的提取

从橡胶枝叶组织提取天然橡胶的方法参照银胶菊橡胶的提取方法[8]并作修改。取植物粉末10 g,装入滤纸袋,然后放入索氏抽提器(500 mL)的提取管内。索氏抽提器烧瓶加入约350 mL丙酮(分析纯)。索氏抽提器在水浴锅内75 ℃回流至少12 h;然后倒掉丙酮,烧瓶加入约350 mL环己烷(分析纯),在水浴锅90 ℃回流至少12 h。回流完毕后,环己烷提取液倒入一个收集烧瓶,然后通过旋转蒸发仪(型号Heidolph,Laborata 40000 efficient,德国)挥发并回收环己烷。收集烧瓶经若干次收集环己烷提取液后,置于烘箱60℃干燥,然后用长镊子把烧瓶内壁粘附的提取物刮取下来,室温存储。

1.2.2 橡胶成分鉴定

溶剂法提取到的橡胶采用质谱法进行定性及定量分析。提取的橡胶在裂解器内高温裂解,裂解气进入GC-MS仪器(裂解气相色谱-质谱联用仪,日本岛津GCMS-QP2010)气相色谱系统。色谱柱:DB-5MS柱(长30 m,内径0.25 mm,膜厚0.25 μm)。气相色谱条件:从柱初温50℃ 保持2 min 然后以10℃/min升温至280℃ 保持40 min。质谱条件:GC-MS接口温度230℃,离子源温度200℃。

成龄橡胶树常规割胶得到的干胶(次生乳管橡胶)作为对照,也进行成分鉴定。

1.2.3 初生乳管橡胶分子量分析

从橡胶树叶片提取到的橡胶用凝胶渗透色谱法(GPC)测定橡胶的分子量。仪器设备为美国waters 1515凝胶渗透色谱仪。标准物质为日本shodex公司生产的PS。流动相为四氢呋喃。样品由上海复昕

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