天然产物研究进展
已发现二十多种植物含有天然甜味素成分[5]。目前已开发的有甜叶菊甘、甘草甜素等。天然甜味素以其安全性而引人注意。
天然色素主要着重于红、黄、兰三种天然色素主要着重于红、黄、兰三种色素的开发,如从辣椒、仙人果、火刺、苋菜等植物中提取红色素,从姜黄中提取黄色素,从蚕砂、菠菜等中提取蓝色的叶绿素铜钠盐等。但天然色素乃有许多问题需要解决,例如,色素的纯度及对光热的稳定性等问题,都很值得研究。
3.2油脂裂解产物及衍生物的制备
如用蓖麻油裂解制备葵二酸[10];用椰子油制备表面活性剂;用漆籽油制备洗涤剂等。
3.3植物油脂与人工合成高分子化合物共聚改性
如桐油改性Novalac型酚醛树脂复合阻尼材料,是桐油扣苯酚在催化剂的作用下聚合而成。该材料具有某些优良的新特性[11]。
4食品、饮料及食品添加剂
1原生生物资源的研究
直接以原生生物力为研究对象。对原生生物中有开发价值的生物成分进行研究,然后再研究这些成分的应用,最后进行工业性试验。如黄栌化学成分的研究[1]是在研究化学成分的基础上,直接利用其叶提取工业桔酸。类似的研究如甜味素[2]、天然色素[3]、精油[4]等的开发。
1.1天然甜味剂、色案及香精
2.2淀粉及植物多糖的利用研究
2.2.1淀粉的生物转化
淀粉的酶解,是一个基本已经成熟的问题。经过酶解可生产醇、醛、酮及酸等一系列化工产品。这一领域的研究仍然有一定活力。通过多年研究,现在已可用发酵法使淀粉转化为需要量很大的糊精。而所谓的生物塑料(Bio-Plastics)则是现代科技工作者感兴趣的问题之一。普鲁兰是由麦芽三糖基通过a-1,6直键以直链方式聚合而成的线型结构。分子量在16200-81000之间,最高可达20万,市售品的分子量在20万左右。因为其为直链线型分子,分子量分布又不太广,不会出现结晶化和凝聚现象,是一种易溶于水的水溶性高分子。可以用于制造薄膜、纤维、塑料,还能通过醚化制成不溶于水的塑材。
[8]黄利群等,中国化学会第三届全国农副产品综合利用化学学术会议《论文预印集》[J],武昌,1989,303:169-180
[9]林启先等,中国化学会第三届全国农副产品综合利用化学学术会议《论文预印集》[J],武昌,1989,303:241
[10]李如松等,中国化学会第三届全国农副产品综合利用化学学术会议《论文预印集》[J],武昌,1989,69:210
2.3.4淀粉的接枝
近代对于淀粉与高分子共聚接枝的研究颇受重视。通过接枝所得的材料具有天然和人工合成两类高分子材料的性质,很有发展前途,如淀粉与烯类单体的共聚[7]。淀粉与丙烯睛接枝共聚等。
3油脂及其衍生物
油脂及其衍生物的研究,有重要的经济价值。主要包括两个方面的研究:一是油脂工业废料的再利用,二是油脂的改性。
大量的农、副产品,如玉米秆、稻草、麦桔、油饼渣、酿糙废料、食品加工、废料、糠批。茶籽、漆籽、橡子等,都可以开发应用。这方面的研究状况,可以概括以下几方面:
2.1植物纤维素的利用
纤维素通过酯化、醚化和接枝共聚反应可获得具有不同性能的产物。将单一功能团的纤维素转化为多功能团的化合物,可以提供人们所要求的各种性能。比如羧甲基纤维素、羧基纤维素、醋酸纤维素等。再生纤维素膜近年来国外有不少专利公布[6]。这也是值得研究的方向。
6中草药资源的合理利用
我国是一个天然药物王国,中草药的需要量很大。近十几年来,在有效利用中草药方面已作了许多工作。大量的中成药相继问世。中成药的疗效已得到确认。在此基础上,综合利用中草药已成为可能。“中药系统工程”的提出[15],为中药制剂的彻底改革指明了方向。如能将中草药分别抽提出有效成分,制成单方成药,直接以单方成药配制复方中成药,经济效益将是巨大的。抽提有效成分后的大量药渣,也可得到综合利用。
[11]姚少华,中国化学会第三届全国农副产品综合利用化学学术会议《论文预印集》[J],武昌,1989,120:220
[12]江之桢等,中国化学会第三届全国农副产品综合利用化学学术会议《论文预印集》[J],武昌,1989,69:240
[13]杨连军等,中国化学会第三届全国农副产品综合利用化学学术会议《论文预印集》[J],武昌,1989,142:367
关键词:原生生物;再生生物;淀粉;油脂;生态环境
引言
天然产物是指动物、植物、昆虫、海洋生物和微生物体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内源性的化学成分统称作天然产物。随着生态系统的日益破坏,物种多样性的减少将直接影响到天然物的多样性。越来越多的国家和科研机构开始重视,并投入了大量的人力和财力开展对天然产物的研究。天然产物的研究,近代发展到了一个新的高峰。由于分离手段的进步和现代波谱仪器的普及,使天然产物的分离与结构鉴定相对变得较为容易。发现新化合物的速度大大加快。
随着近年来食品工业的发展,食品添加剂的需要量越来越大。例如用玉米淀粉制备SP-面食类粘弹性增强剂[12],从葵花盘、橙皮提取果胶,都是再生生物资源在食品添加剂方面的应用。此外,还可从某些植物提取天然防霉剂、天然抗氧化剂[13]。从植物中提取的食品添加剂比人工合成的安全,因而深受重视。
5林业副产品及海洋生物资源
香精的研制一直是国外化妆品工业及食品工业瞩目的问题。除了从天然产物中寻找香精外,香精的人工合成是近代发展的一个趋势。我国的松香、松节油产量丰富,在这方面的研究工作是大有作为的。
1.2天然杀虫剂、昆虫信息素及生长激素
植物中的天然杀虫成分可以作为人工合成的模型。还可用基因工程进行细胞培养,大量生产该种杀虫成分。杀虫成分可分为直接杀灭与间接杀灭两类。利用植物中的有毒成分可以直接杀灭昆虫。利用植物中的拒食成分可以间接杀灭昆虫。天然农药容易降解,不会对生态环境造成破坏。
[2]周文华,食品科学,1988,(6):3-6
[3]黄小凤等,中国化学会第三届全国农副产品综合利用化学学术会议《论文预印集》[J],武昌,1989,246:247-250
[4]胡隆基等,天然产物研究与开发[D],1989,1 ( 2 ):9 3
[5]王定选,中国化学会第三届全国农副产品综合利用化学学术会议《论文预印集》[J],武昌,1989,403:18-30
2.2.2淀粉的化学转化
淀粉及其水解产物可以进行衍生化,从而可获得一系列产品。如葡萄糖用镍式亚铬酸酮作催化剂在高压下加氢或电解还原,可转化成山梨醇。近年来,由双醛淀粉为出发点,研究开发系列有机合成原料,是一个引人往意的课题。
2.2.3淀粉的变性
对淀粉进行二次处理,以得到具有各种特性的材料,从而可以满足工业上对材料的不同要求。经过二次处理的淀粉称之为变性淀粉。随着变性淀粉的发展,开拓了许多新产品,在食品、纺织、建筑、石油钻井、造纸等工业部门的应用越来越广泛。
由油料饼粕提取浓缩蛋白,用于生产各种强化型食品。研制各种脂肪酸比例适当的混合型营养食用油;用魔芋制备各种低热量食品等方面,已作了许多工作。但这方面仍有许多课题可以研究,特别是保健食品的研制,是一个颇受童视的课题。
饮料是个很大的市场,开发新型饮料显著的经济效益。天然果汁和保健型饮料是今后的发展方向。我国研制的“维力”与天府可乐已成功地进入国际市场,如何迎合消费者的口感和心态,是研制饮料应该注意的问题。
林业主要提供木材,但同时有许多林副特产可供开发利用。这一课题很广泛,已形成“林产化学加工”的独立体系。其研究内容包括松香、拷胶、紫胶、植物原料水解、木材热解和活性炭、林产词料、大漆、桐油、白蜡、五倍子、香料、香精、色素、药材等。其中有些项目已包括在前述的研究内容之中。
海洋中大量动植物资源的开发,是当今很受重视的大课题。可以从海洋生物的副产品中提取各种化学制品及药品。例如从海藻中提取卤素碘和溴[14],就具有重要的经济价值。
天然产物研究进展
姓名:张真真学号:20115051247
化学化工学院化学专业
指导老师:曹新华职称:讲师
摘要:随着社会的不断发展,科技的不断进步,人们的各种观念也在随之改变。特别是对身心的健康越来越重视,对环境、食物、医药、日常用品等要求也是越来越高。所以没有危害成份的纯天然产物就越来越受广大人群的喜爱,于是关于天然产物的研究也随之兴起。
淀粉变性的方法可以分为4种类型:
预凝胶:用加热或施加剪切力的方法,将淀粉颗粒破坏,以获得水溶性的无定型产品。常用滚筒干燥法和挤出法。
轻度降解法:在酸、酶或氧化剂的作用下,使淀粉轻度降解,可降低其糊粘度。
化学取代:这是主要的变性法。对淀粉中的烃基进行醋化源自醚化,可以造成产品性能的显著变化。
用双官能基的醋化剂(如乙二酸二乙酸醉)或醚化剂(如环氧氯丙烷)进行交联反应,可提高淀粉糊粘度的稳定性。交联淀粉也是合成淀粉基离子交换剂、鳌合剂、酶载体和药物载体的重要原料,它还是优良的乳胶制品隔离剂。
昆虫信息素及植物生长激素,都可以人工合成。昆虫信息素结构复杂,大量生产尚有困难。蜕皮激素可从植物中提取。
2再生生物资源的开发研究
这是生物资源化学的主要研究内容。这类资源数量庞大,如能科学的利用,既可减少环境污染,又可创造可观的财富,对于我们这样一个农业大国,一个可耕地少而人口众多的大国,这是一个十分重要的问题。
3.1植物油皂角综合利用[8]
在植物油厂情炼菜油过程中,大量皂角(油脚),全国数以百万吨计。皂角含有各种有机杂质,易腐败反臭,不宜贮存,污染环境,其综合利用的问题急待解决。一个途径是用皂角制备MFS-1皮革加脂剂。还可从中提取脂肪酸[9]。
植物油浸出厂中,油脚是生产过程中的必然产物,含油脂约30 %左右,如何将这部分油脂提取出来,也值得研究。
[6]GustavDunweg,UK patentGB 2086798AB.U.Cauouiob.T.B.Pempoda,Z.A.Cyphuha CP SU,1982,151(3):682-691
[7]岛秀树,土山健二,公干特许公报[A],昭1987,62:30508岩田道隆,真锅征一,公开特许公报[A],昭1987,62:30508
[14]日本专利,特许公报[A],昭62-32911