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生物质能源树种-小桐子及其研究现状


  【摘要】:文章通过对小桐子生物学特性、资源分布及其化学组成和成分的概述,在纵览近年来国内外关于小桐子研究进展的基础上,阐述了这一资源在医药、工业、农业等领域的用途,并展示了人类对这种多用途植物未来的综合开发与可持续利用前景。。
  【关键词】:小桐子;生物学特性;资源分布;化学组成;药理活性;开发利用
  中图分类号:Q94 文献标识码:A 文章编号:1002-6908(2007)1110004-02
  
  引言
  
   生物质能源,由于其极端重要性以及发展前景,对于有力促进自身发展的我国而言是刻不容缓的事。其中,生物柴油产业开发研究是关注焦点。而小桐子油,根据相关研究,相比较于茶油、光皮油、桐油、菜籽油,在制取生物柴油上的经济性状最高。因此,由于小桐子在生物柴油产业上开发地位,近年来,逐渐受到人们的关注。
   小桐子的种子除含油率高外,毒蛋白的浓度也很高。小桐子的茎、叶、树皮均有丰富的白色乳汁,也含大量毒蛋白。麻疯酮等抗病毒、抗AIDS、抗糖尿病、抗肿瘤成分,是21世纪主要开发产品。小桐子不仅是生物农药的主要原料,还是扶贫和生态环境建设的重要树种,可作为保水固土、防治沙化、增加土壤有机质的水土保持防护林。
  
  1.小桐子的生物学特性和地理分布特点
  
   小桐子(Jatropha curcas L.)俗名又为麻疯树、膏桐、黑皂树、木花生、油芦子、老胖果等,属于大戟科(Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha)落叶灌木或小乔木,原来产于热带美洲。现在在海南、广东、广西、四川、贵州和云南有栽培或者逸生[1-2]。由于它可以通过扦插法繁殖,而且成活率高,生长速度快,在第一年就可以有收成,产量会逐年增加,在干热河谷地区生长良好。因此,可以结合干热河谷地区的绿化和水土保持等工程,大力种植发展小桐子油料植物,而且其综合利用的前景非常广阔。
   小桐子高2-5m,枝、叶折断后有乳汁。树皮光滑,苍白色;枝粗壮,圆柱形,具凸起的叶痕,绿色无毛,单叶互生;叶柄为8-18cm;叶片纸质或近膜质,近圆形至卵状圆形,约8-18cm,先端近尖,基部心形,边缘不分裂或3-5浅裂,幼时下面脉上被柔毛。5月开花,花单性,雌雄同株,聚伞花序腋生,花淡绿色或绿白色,直径7-8mm;蒴果卵形,长3-4cm。种子椭圆形,长18-20mm,直径11 mm。花期4-5月;果期9-10月,果实幼时绿色,逐渐变黄,成熟时变为棕色,干时为黑棕色,果皮平滑,成熟时裂成3个2瓣裂的分果片。种子干时黑色,平滑。
   野生小桐子的生态分布很广泛,从干热的亚热带到潮湿的热带雨林都有其分布。小桐子常生于海拔200-1600m的平地、丘陵、坡地、河谷和荒山,常栽培于园边作绿篱;也有半野生状态,多生于平地路旁的灌木丛中。小桐子喜光、喜暖热气候;耐干旱瘠薄,在石砾质土、粗骨土、石灰岩裸露地均能生长。结实丰富,种子大;林下天然更新良好。
  
  2.小桐子的化学组成和成分
  
   2.1 小桐子的化学组成
   小桐子的化学组成为水分6.2%,蛋白质8%,脂类38%,碳水化合物17%,纤维15.5%,灰分5.3%;小桐子种子含油量为35%-40%,种仁的含油量高达50%-60%,油中包含21%饱和脂肪酸和79%的不饱和脂肪酸。
  
   2.2 小桐子的化学成分
   小桐子含有各种化学成分,其主要分布于种子、树皮、叶、根和乳汁中。已从小桐子中分离得到的化学成分主要有萜类、黄酮类、香豆素类、脂肪类、甾醇类和生物碱等物质。
   2.2.1 萜类
   从小桐子中分离得到的萜类主要是二萜和三萜类。二萜类主要为四环二萜型,一部分是从根中分离到的,共分离得到了4个二萜,分别为麻疯树酚酮A( jatropholone A )、麻疯树酚酮B (jatropholone B )、麻疯树醇(jatrophol) [3]和Caniojane[4];另一部分是从种子油中分离得到的,为12-脱氧-16-羟基佛波醇(12-deoxy-l6-hydroxyphorbol ) 。小桐子的二萜类及一些衍生物均具有明显的抗癌活性。
   2.2.2 黄酮类
   从小桐子中分离得到的黄酮类共有9种。从新鲜叶中分离得到5种,分别为5,7,4,-三羟黄酮,也称芹素(apigenin)、牡荆素(vitexin)、异牡荆素(isovitexin )、5,4-二羟-6,7葡萄糖苷黄酮( 5,4-dihydroxyflavon-6,7-glueoside)和5-羟-3,7,4-鼠李糖苷黄酮(5-hydroxyflavon-3,7,4-rhamnetin ),后两者属于类黄酮糖苷,是从叶中的乙醇提取物中分离得到的。从根中分离得到4种,分别为5,6,7,8,3,4,-六甲氧基黄酮,也称川皮甙(nobiletin) [3]、5α-豆甾烷-3,6-二酮(5α-Stigcastane-3.6-dione) [5]、5-羟基吡咯-2-酮(5-hydroxypyrrolidin-2-dione)、嘧啶-2.4-酮(pyrimidine-2.4-dione) [5]。
   2.2.3 脂肪类
   从小桐子种仁中分离得到了较多的脂肪类物质,分别是13.3%的棕榈酸(palmitic),1.4%的棕榈酸油(palmitoleic),8.8%的硬脂酸(stearic),41.6%的油酸(oleic),33.8%的亚油酸(linoleic ),1.1%的亚麻酸(linolenic) [6]。
   2.2.4 香豆素类
   从小桐子中分离得到的香豆素共有4种,分别是白腊树内脂(fraxetin),麻疯素(jatrophin) [3],5-羟基-6.7-二甲氧基香豆素(5-hydroxy-6.7-dimethoxycoumarin)[4]或tomentin[3],6-甲氧基-7-羟基香豆素(6-methoxy-7-hydroxycoumarin)[6]。
   2.2.5 甾醇类
   从小桐子根和叶中分离得到了几种甾醇类物质,主要有β-谷在春(β-sitosterol),胡萝卜甾醇(daucosterol)[4],豆甾醇(sterols stigmasterol)和类甾醇(steroid sapogenins) 。
   2.2.6 蛋白质和多肽类
   小桐子种子中含有较多的蛋白质[7],其中已研究的蛋白质只有二种,一种是curcain,它是从小桐子乳汁中分离得到的一种蛋白酶;另一种是curcin,它是从小桐子种子中分离得到的一种毒蛋白。
  
  3.小桐子的毒性和药理活性
  
   小桐子虽然在人类许多疾病的治疗及工业应用方面有着广泛的用途,但其内部存在的毒性是不可忽视的。小桐子种子中已发现毒性最强的物质有三种:一种是麻疯树毒蛋白,一种是麻疯树种子油,再一种就是佛波醇脂,是一种二萜类物质。其毒性存在的部位,种子最强,枝叶次之。小桐子中还有些物质对人体和动物是有利的,因此小桐子在热带地区被作为药用植物,而且它还具有一定的抗HIV病毒和抗肿瘤活性。
  

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