蓖麻资源在能源,环境,医药和高科技领域中的应用

一 磊． 蓖麻资源在能源、环境、医药和高科技 领域中的应用① ． 塞蔓 ．塑里 武汉大学 邮编 430072 能源、环境和材料是当前人类面临的多重 压力的挑战。煤、气、油的储量越来越少，造成能 源不足，迫使人们重新考虑可再生植物资源对 人类的巨大贡献。工业的发展。环境的日趋恶 化，人类健康受到巨太的威胁。各国科学家开始 研究绿色植物的自净作用和生物杀虫杀菌以防 治多重污染，改善人类所处的环境。高科技领域 的发展，需要研制更多的新材料和特性材料，以 适应科学向新的领域拓展。蓖麻资源集多种开 发功能于一体的生物资源，正在各种领域发挥 越来重要的作用。据美国化学文摘社提供的专 利资源明，目前世界各国的专家在蓖麻资源 综合开发方面的专利，正以每年 250多项申请 的速度增加。蓖麻资源开发的重点，除集中在聚 胺酯涂料，牯台剂系列，皮革整理剂等精细化工 产品外，同时也开始把研究的目光转向能源、环 境、医药和高科技领域，本文就蓖麻资源在能 源、环境、医药和高科技领域的重要应用研究概 述如下： 1 蓖麻是一种重要的生物质能源 蓖麻油可以直接作燃料。自七十年代世界 能源危机以来，它又是一种宝贵的生物能源资 源。利用蓖麻油可以生产出多种与汽油、柴油相 近的优质低污染燃料。由此可见蓖麻油不仅是 重要的化工原料．还是重要的能源品种。研究和 开发蓖麻生物能源．即可有助于生态环境的良 性循环．又可对能源结构的转变起重要的作用。 1、1 蓖麻油醇型刹车油t ①收稿日期{1996-12-9 S ．s。c} 早在60年代初期，国内外就开始了蓖麻油 醇型燃料的开发。我国在 80年代末．已生产出 台格的国产刹车油。它主要由5o 的精制蓖麻 油与 5O 的乙醇混合乳化而成。它所具有良好 的润滑性和对橡胶具有的轻微侵蚀性是其它油 材料无法比拟的。通过加入增溶剂，从而太太提 高了这种刹车油的低温性能 目前国内还生产 出新的刹车油，蓖麻油含量提高到75 ，掺和 的醇已由乙醇扩太到C一 的直链烃饱和醇，其 问还可掺和丙酮、KOH等。此刹车油开始用于 高速轿车刹车油。同期美国生产的蓖麻油型刹 车油，已突破零下 40℃以下使用范围。因此蓖 麻油酵型刹车油还有一定的开发市场。 1．2 蓖麻油，醇、水型柴油t 蓖麻油取代柴油和汽油，这是能源发展的 一 种趋势，据美国专利(US：4929252)，这 种柴油的基本油基是 75％的精制蓖麻油，其中 掺加乙醇和水的共沸物。这种柴油具有较高的 闪点，便于运输，燃烧时放出低含量的NOx，是 一 种低污染柴油。据最新研究结果报告，掺水燃 油可以提高燃油火焰，实现低氧燃烧，降低不完 全燃烧所产生的烟尘，碳黑等化学不完全燃烧 产物，提高传热效率。掺水蓖麻油基燃料必须使 油水均匀，其掺和最佳值已达6 左右，这样可 以降低蓖麻油基柴油的组成成本，提高燃油的 经济效益。 1、3 蓖麻油、醇或酯燃料油 据德国专利报道 ]，德国目前生产的蓖麻 油酵汽油，台蓖麻油8O ，C —s的直链或支链 维普资讯 http://www.cqvip.com ／9 z) 一 等 姘 嘀 翩 ． 醇 6—20 ，汽油含量10 。这种汽油具有低流 出点和低废气排出量，排出气只台微量的sO：， 是一种很有发展前途的低污染汽车用油 据德 国的另一份专利报告8)，蓖麻油也可和脂肪酸 c一的直链醇酯合成柴油和其它燃料油。 1．4 蓖麻油燃料添加剂 蓖麻油衍生物可以作为添加剂的成份掺人 燃料，用以提高燃料的燃烧稳定性和燃烧值。用 于节能。有文献报告，将煤粉和燃油的混和物掺 水 20 ，再加入 2 的羟乙基化蓖麻油和拨甲 基纤维，在 70—90℃温度下陈化 3h，可以制得 一 种在室温下稳定三个月的半固体复合油基燃 料 据美国的最新研究报道，蓖麻油衍生物可以 作为触变剂用作火箭复合固体燃料。蓖麻油掺 人柴油 樟脑、苯甲酸和石油混合复合组成一 种新的燃油添加剂。提高燃油的燃烧率，在节能 方面发挥较大的作用。由此可见蓖麻油能源作 用的开发不失为一种解决能源危机的一条新途 径。既是近期急需的能源补充，又是未来的能源 结构。鉴于目前蓖麻油深加工行业的不景气，蓖 麻种植面积缩减-蓖麻油与矿物油燃料相比大 部分价格较贵，面临进入市场的困扰，但从再生 资源能源的发展前景来看，蓖麻不失为一种具 有战略意义的生物能源，值得蓖麻同行进行认 真的研究和开发。 2 蓖麻资源是一种重要的生物杀虫、抗癌和生 物抗污染源 2．1 蓖麻植物对环境的净化作用 种植蓖麻不仅为绢纺工业，化学工业提供 宝贵的原材料，而且硕大的蓖麻叶可以吸收大 气中的CO。，减少石油工业能源的cO：排放量。 蓖麻叶有吸收空气中有害气体NOx的能力，有 关资料表明其吸收能力为每lOOcm。吸收0．12 毫克，这对减少城市汽车排放的 NOx，降低 NOx对大气的光化学污染有很好的净化作用。 据江苏植物研究所潘如生进行的最新研究结果 表明0 一蓖麻植物对重金属 Cu，Pb，As的污染 具有较强的抗性，其中对 As具有更强的选择 性。实验还表明蓖麻植物吸收的重金属绝大多 数积累在根叶，不影响蓖麻籽的产量，因此可以 将受污染的根叶集中处理，防治有害金属近回 而造成二次污染。其吸附机理有待于进一步的 探讨和研究。以上的研究结果为种植蓖麻植物， 防治大气重金属污染提供了有力的依据。因此 重金属污染区大力栽培阔叶蓖麻植物，即可为 化学工业提供重要的化工原料，又可减少重金 属对人体健康的危害。据一项日本专利报告 (JP611943O6)，蓖麻油聚合物还可以用于放射 性废弃物的固化，这对核工业废弃物的净化处 理具有积极的作用。 2．2 蓖麻是一种重要的生物杀虫原料： 目前合成农药生产投资大，使用农药的劳 动强度大，环境污染越来越严重，生物农药取代 化学合成农药受到各国科学家的关注。大量文 献报道，蓖麻毒索是一种较强的杀虫、杀菌剂。 从蓖麻籽中提取的蓖麻毒索是制取生物农药的 重要原料。蓖麻叶中所台的某些成份对特定的 害虫具有很好的杀灭效果 国内某些单位采用 种植蓖麻诱捕棉花害虫已取得阶段性的实验成 果 据一项德国专利报道(DE3925765)，蓖麻叶 粉与拟除虫菊酯配合可制成长效生物农药，对 虫害、蟑螂、蚊虫在24小时之内有明显的杀灭 作用。蓖麻油与枳子提取液再加聚丙烯乙二醇 酯表面活性剂一可制得一种低成本的广谱生物 杀虫剂。据一项日本专利报告(]PO11723O37)， DEET和蓖麻油基配合，可以制得血吸虫杀虫 药一目前这些技术较为成熟．使蓖麻资源作为一 种生物农药的生产的推广成为可能。 2．3 蓖麻的生物抗癌活性 蓖麻所具有的生物抗癌活性实验，目前在 国内外文献中均有报道。一是蓖麻籽中所提取 的蓖麻毒索与胃癌抗体结合对肿瘤的抑制作 用，国内刘辉等人已作了这方面的实验研究“】。 蓖麻毒索用于防治癌症药物的制造，早在几年 前美国已研制成功。二是从蓖麻油中提取了脂 溶性的抗癌活性成份。据国内薜少安同志的研 究报告证明L5】，蓖麻油的主要成分 12一羟基一9一 十八碳烯酸，与蜂王浆中所含的抗肿瘤活性 10一羟基一2一癸烯酸具有相似的结构，都属于羟 维普资讯 http://www.cqvip.com ·46· 氨基酸和生物资源 基不饱和酸。对此他们进行了蓖麻油具有抗癌 活性性质的验证实验，他们将蓖麻油中提取的 脂溶性成份制成乳剂和多相脂质体．在动物体 内进行抗癌活性实验。发现蓖麻油提取物对小 鼠S1so实体癌具有较强的抑制作用，尤其当这 种提取液封于脂质体中，可使毒性明显下降，在 较高剂量时．抑癌率可达58％。对ARS腹癌的 抑制作用亦十分强烈，有64 的小鼠腹水癌被 完全治愈，生命延长率大于 i36 (p<0．001)。 目前关于这一药物的进一步临床应用以及和其 它药物的协同作用正在进一步研究之中，这一 系列的研究成果为蓖麻资源在抗癌药物领域的 应用展现了诱人的前景。 3 蓖麻资源在高科技材料中的应用 据最新专利文献报告，蓖麻油与聚丁二烯 和二异氰酸酯在一定条件可形成受激二聚物产 物．该产物可作激光器的激态分子。蓖麻油掺人 无色染料．在光氧化一还原系统作用下，形成一 种光致变材料·这种材料具有良好的贮存稳定 性和重复使用寿命．用于光学材料和国防工业 材料。由蓖麻油水解得到的 12一羟基硬脂酸和 色素芘反应形成一种新型的荧光色素，这种色 素可以使荧光寿命提高十倍以上。 综上所述．蓖麻资源是一种能够再生循环 而安全性高的生物能源之一。能够摆脱石油危 机带来的能源枯蝎的困扰。种植蓖麻对保护生 态环境具有一定的作用。随着高科技领域的发 展蓖麻资源必将发挥它越来越大的作用。 参考文献 DE‘41l6口05． DE‘4135~94． 番如生等．环境科学学报．1991．(2)．231--233． 剜辉等·中国实验临床免症学杂志．1993，5(2)+38—40 薛步安等·中国中药杂志．1992．17(9)．560--561． 《氨基酸和生物资源》编辑部启事 ‘氪基酸和生物资源)杂志是由武汉大学生命科学学院和武汉市科学技术情报研究所主办的学术性与技术性 期刊，创刊于1978年，国际标准刊号ISSN1006--8376国内统一刊号CN42--1398／Q．季刊，每逢季度末出版发行， 现在订户已遍布全国30个省、市、自治区的大专院校、科研单位、图书馆以及氨基酸、生物化工、生物工程技术企 业。在此，我们向广大读者、作者表示衷心的感谢。 ‘氨基酸和生物资源’主要刊登氨基酸、氪基酸衍生物、多肽、蛋白质、酶、桉酸、糖、维生索及与生命活动相关的 其它生物资源领域内新的科技成就，传播科技信息，交流学术思想．促进科技成果商品化、产业化。适合大专院校师 生、科研和生产单位科技工作者回读。本刊欢迎作者投稿，属国家科研项目研究论文优先采用。 <氪基酸和生物资源)杂志经武汉市工商行政管理局批准．从1993年起承接帝l作、发布国内外杂志广告业 务·欢迎工矿企业与本编辑部联系制作、刊登广告业务事宜。 本编辑部现有少量过刊杂志，1981年第 l2期(每本5．00元)I1982--1996年每年(4期)20．O0元}生产技术资 料专寨：<猪毛制备氪基酸)复印费 120．O0元I‘氨基酸学术论文寨’两本，每本 l0元．以上价格均含邮资． 本刊1997年开始由邮局发行，邮发代号：38—3。g·边远地区如有订不到者，或错过_邮局订回的读者，请与本编 辑部直接联系订回，1997年全年价格为20．。。元。 本编辑部联系及汇款地址：武汉市武汉大学(氨基酸和生物资源)编辑部 邮编 430072 电话t(027)7882712--2756。 维普资讯 http://www.cqvip.com