低蛋白天然胶乳的制备及其性能研究

应用2709碱性蛋白酶与稳定体系并用脱除天然胶乳（NRL）蛋白质的生物化学方法,采用多变元析因设计安排试验,研究了低蛋白天然胶乳（LPNRL）的稳定体系、酶的用量及制备条件、LPNRL的贮存及应用性能。研究结果表明:（1）2709碱性蛋白酶与稳定体系并用对鲜胶乳的脱蛋白效果较好;（2）所制备的LPNRL的氮含量为0.06％～0.07％,水溶性蛋白质（WSP）含量为1.8μg/g胶膜,达到国际上同类型产品的先进水平;（3）与正常NRL相比,LPNRL的硫化速率稍慢,但其硫化胶乳的贮存性能稳定,成膜性能良好;其干胶膜的物理性能稍低,但差别不大。      

自然凝固和乙酸凝固的天然橡胶动态性能的比较

用橡胶加工分析仪(RPA)和动态力学热分析仪(DMA)对同一批新鲜天然胶乳的乙酸凝固和自然凝固工艺制备的天然橡胶(NR)生胶、混炼胶及硫化胶的弹性模量(G′)、弹性扭矩(S′)、损耗因子(tanδ)、储能模量(E′)、玻璃化转变温度(Tg)及损耗模量(E″)进行研究.结果表明:自然凝固的生胶、混炼胶及硫化胶的G及S′比乙酸凝固的生胶、混炼胶及硫化胶的高,tanδ较乙酸凝固的生胶、混炼胶及硫化胶的小;在低温时,自然凝固NR硫化胶的E′比乙酸凝固NR硫化胶的低,Tg及E″较乙酸凝固NR硫化胶的高,但当温度大于-80℃时,自然凝固的硫化胶的E′则稍高.     

不同保存体系低氨浓缩天然胶乳的性能研究

低氨浓缩天然胶乳能在一定程度上缓解高氨胶乳带来的氨污染问题,并在多种乳胶制品中获得越来越广泛的应用。本研究采用BCT-2、HY、HM和LS 4种天然胶乳保存剂与氨复合保存制备低氨浓缩胶乳,并与高氨浓缩胶乳进行对比分析,研究不同保存体系低氨浓缩胶乳性能之间的差异。结果表明,4种保存体系对低氨浓缩胶乳保存效果良好,均能达到GB/T 8289—2016国家标准的要求。其中,BCT-2保存的低氨浓缩胶乳挥发脂肪酸值（VFA No.）最低,但胶乳黏度值最高,机械稳定度（MST）最低,稳定性最差;此外,橡胶粒子平均粒径较高;热稳定性和氧化锌机械稳定性（ZST）较低;干胶膜强度较高。HY保存的低氨浓缩胶乳VFA No.较低,黏度最低,MST和热稳定度最高;浓缩胶乳预硫化速度最快;预硫化胶乳黏度最低,MST和热稳定度最高;硫化胶膜强度较高。HM保存的低氨浓缩胶乳黏度较低;MST较高,稳定性良好;浓缩胶乳干胶膜强度最低;浓缩胶乳预硫化速度最慢。LS保存的低氨浓缩胶乳VFA No.较高,黏度值较高;MST较低,稳定性较差;橡胶粒子粒径最小;浓缩胶乳干胶膜和硫化胶膜强度均最高;干胶膜热稳定性最好。对比分析表...     

纳米TiO_2/天然橡胶复合材料的抗菌性研究

采用溶胶凝胶法,以钛酸四丁酯掺杂金属Ag制备纳米二氧化钛(Ag-TiO2)水溶胶,并与天然胶乳湿法共混制备得到纳米TiO2/天然橡胶复合材料。紫外可见光谱表明,金属Ag能提高TiO2的光催化性能;透射电子显微镜观察到TiO2颗粒粒径为50nm左右,并且均匀的吸附在胶粒表面。研究此复合材料的抗菌性能结果表明,其具有良好的抗细菌和抗霉菌效果,对大肠杆菌的抗菌率达到90%以上,特别是硫化过后的纳米TiO2/天然橡胶复合材料的抗细菌率更达98.5%。     

硫酮衍生物LS对天然胶乳保存效果的研究

天然胶乳很容易腐败变质,而当前的高氨保存体系存在严重的污染问题。本研究采用硫酮衍生物LS保存天然胶乳,研究保存剂LS对天然胶乳的保存效果。结果表明：LS保存的鲜胶乳挥发脂肪酸值（VFA No.）和黏度值均比较低,当LS用量为0.1%时,对鲜胶乳的保存效果优于0.25%氨;采用LS-氨复合保存制备低氨浓缩胶乳,当LS用量为0.01%～0.05%时可稳定保存浓缩胶乳达180d之久;所保存的低氨浓缩胶乳挥发脂肪酸值（VFANo.）较低,稳定性良好,各项指标均满足当前生产应用需求。此外,LS-氨复合保存低氨浓缩胶乳具有优异的理化性能和成膜性能,硫化胶膜的拉伸强度和撕裂强度普遍优于当前高氨保存浓缩胶乳。通过红外吸收光谱分析,LS-氨复合保存的低氨浓缩胶乳硫化胶膜的结构无明显变化;热分析结果表明,硫化胶膜热稳定性与高氨浓缩胶乳胶膜基本一致。此外,安全性分析结果表明,LS-氨复合保存低氨浓缩胶乳干胶膜不具有潜在毒性影响;同时无皮肤刺激性反应,安全性良好。硫酮衍生物LS对天然胶乳具有优异的保存效果,复合保存制备低氨浓缩胶乳性能良好,可用于多种纯胶制品的生产,同时使用成本低廉,具有广阔的应用前景。     

环保促进剂TBzTD对硫化天然胶乳胶膜的硫化性能及力学性能的影响

目前胶乳工业中常用的硫化促进剂如TMTD（秋兰姆类）、ZDC（二硫代氨基甲酸盐类）等,均会在胶乳制品硫化过程中产生强致癌N-亚硝胺,对人类健康产生严重影响。采用硫磺硫化体系,考察未产生有毒N-亚硝胺的促进剂四苄基二硫化秋兰姆（TBzTD）对天然胶乳配合胶膜的硫化性能及其硫化胶膜力学性能的影响。同时也考察氧化锌（ZnO）及硫化温度对天然胶乳配合胶膜的硫化性能及硫化胶膜力学性能的影响。结果表明：随TBzTD,ZDC及ZnO用量的增加和硫化温度的提高,天然胶乳配合胶膜的硫化速度显著提高;当用量为0.5~1.5份时,随TBzTD用量的增加,天然胶乳硫化胶膜的定伸应力、拉伸强度及撕裂强度均先增大后减小;随着硫化温度（90~110 ℃）的提高,以ZDC作为促进剂的硫化胶膜的力学性能先提高后降低,而以TBzTD为促进剂的硫化胶膜的力学性能则逐渐提高。     

环氧化天然胶乳改性陶土对天然橡胶硫化胶的作用研究

以环氧化天然胶乳（ENRL）作为陶土的改性剂。采用IR并结合胶含量、表现交联密度、界面作用强度表征值、蠕变和力学性能测定,研究了ENRL对陶土的改性作用及其对天然橡胶硫化胶性能的影响。结果表明,ENRL对陶土具有较好的改性效果。环氧化程度较高的ENRL,最适宜用量较低;环氧化程度较低的ENRL,最适宜用量较高。ENR15为17．5％ENR25为15％ENR35为12．5％,ENR45为10％。以最适宜用量的ENRL对陶土的改性效果以ENR25较好,ENR15、ENR35次之,ENR45较差。     

蛋白质含量对天然橡胶减震性能的影响

利用酶解蛋白质原理,采用单因子试验,固定稳定剂用量和消化温度,考察不同酶用量对天然橡胶力学性能、减震性能及热稳定性能的影响。结果表明:随着蛋白质含量降低,天然橡胶硫化胶的拉伸强度呈增大趋势,其老化后性能保持率稍有下降。蛋白质含量对天然橡胶热稳定的影响作用较小,随着蛋白质含量降低,天然橡胶的减震性能有所提高。     

新型无氨保存剂HY对天然橡胶性能的影响

采用水溶性、不挥发性的广谱抗菌剂-三嗪衍生物(HY)作为天然鲜胶乳的新型无氨保存剂,研究其对生胶及硫化胶片性能的影响。结果表明:HY保存生胶的门尼粘度略低于氨保存生胶;相比于氨保存混炼胶,HY保存混炼胶诱导期(t10)对温度依赖性低,而正硫化时间(t90)对温度的依赖性高;硫化动力学分析结果表明,HY保存橡胶与硫化体系协同性较好;动态热机械分析(DMA)测定结果显示,HY硫化胶片与氨硫化胶片玻璃化转变温度(Tg)基本相同;热重分析(TGA)结果显示,HY硫化胶片耐热氧性略有降低。     

微生物凝固和酸凝固对天然橡胶性能的影响

通过微生物凝固和酸凝固两种方法制备天然橡胶,对比二者性能的差别。结果表明：微生物凝固天然橡胶的溶胶含量较低,相对分子量大,门尼粘度和塑性初值大,塑性保持率略微低于酸凝固天然橡胶;微生物凝固天然橡胶硫化胶的交联密度高,物理机械性能好。     

鲜胶乳生物凝固工艺技术研究

研究了生物凝固液用量、鲜胶乳浓度、气候条件、氨含量等因素对鲜胶乳生物凝固效果的影响。结果表明：凝固剂适宜用量为10％;鲜胶乳浓度对凝固影响较小;当全天最高气温在25DC以下时,胶乳完全凝固需16h以上;氨含量达0．02％时即可显著影响胶乳的凝固,用量达到0．08％时。胶乳不能凝固;添加辅助凝固剂可加快胶乳的凝固。     

工艺因素对鲜胶乳快速生物凝固速度的影响

研究了凝固工艺对鲜胶乳快速生物凝固速度的影响。结果表明利用自选菌种和自制的微生物培养剂A制备的生物凝固液凝固鲜胶乳的效果最理想,其用量少于1%时,胶乳凝固不完全;用量超过3%时,增加用量并不能加快生物凝固鲜胶乳的速度。增加凝固辅助剂用量可以加快鲜胶乳生物凝固的速率。胶乳的浓度由34%稀释到26%时,对胶乳生物凝固速度的影响不大,胶乳的浓度稀释到22%以下时,凝块较软而对胶乳生物凝固的速度稍有影响。生物凝固液的培养时间对胶乳生物凝固速度的影响非常明显,这种影响1～2d时最显著。同时凝固液中培养剂的浓度为5%时达到较好的凝固效果。     

不同制备工艺的天然橡胶裂解色谱-质谱分析

采用热裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)仪,对4种不同制备工艺的鲜天然橡胶(NR)[(NR-1)醋酸凝固鲜天然胶乳,(NR-2)微生物快速凝固鲜天然胶乳,(NR-3)微生物凝固乙醇胺混合鲜天然胶乳和(NR-4)自然凝固蛋白酶混合鲜天然胶乳]的生胶分子结构进行分析,主要鉴定其中的挥发性裂解产物,用气相色谱峰面积归一法测定各组分的相对百分含量,并对其定性结构进行比较。研究结果表明:在550℃裂解温度条件下,4种制备工艺NR生胶的裂解碎片都生成了顺式结构的1,3戊二烯单体(NR-1还生成了2-甲基1,3-丁二烯单体)的特征离子;同时也生成了大量的二聚体1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)环己烯和1,4-二甲基4-乙烯基环己烯及三聚体β-蛇麻烯和甘葡环烃等,但它们的组成即相对百分含量存在差异。其细微结构的差别为:NR-3和NR-1都含有少量含氮杂环、羟基和羰基基团;NR-2结构较简单;NR-4含有氯甲酰氧基和羰基等。     

加工工艺对生物凝固NR性能的影响

分别以鲜胶乳、凝块、绉片为原料形式,探讨加工工艺对生物凝固天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明：以凝块和绉片为原料的产品PO稍大,PRI明显降低,但其硫化胶的拉伸强度较高;在胶厂进行鲜胶乳生物凝固,适宜的熟化时间为16～18 h;随储存时间的延长,以绉片为原料的产品P0、PRI值有下降的趋势,以凝块为原料的产品性能优于绉片;根据凝块、绉片原料的清洁度,压绉次数可以减少为3～6次。     

保存剂HB对鲜胶乳保存效果及生胶性能的影响

当前,生产上普遍采用氨作为鲜胶乳的保存剂,但氨具有很强的挥发性和刺激性,存在严重的污染问题。本研究采用一种水溶性、不挥发的丙二醇衍生物广谱杀菌剂（HB）与碳酸钠复配作为天然鲜胶乳的无氨复合保存剂,研究其对鲜胶乳保存效果及生胶性能的影响。结果表明,HB复合保存鲜胶乳挥发脂肪酸值上升速度远低于氨保存的样品,HB用量在0.12%~0.14%（质量分数）时鲜胶乳保存到第10天时挥发脂肪酸值依然低于0.1;HB保存生胶的6项指标均符合GB/T 8081—2008 标准中对于SCR5的要求,其中塑性保持率（PRI）高于氨保存生胶样品20个单位;HB保存硫化胶样品的物理机械性能优于氨保存硫化胶样品的物理机械性能,其中撕裂强度比氨保存硫化胶高出4.14~ 7.01 KN/m;此外,HB复合保存生胶样品玻璃化转变温度略高于氨保存生胶样品,热降解性能与氨保存生胶基本一致,分子量大小和分布与氨保存生胶相比差别也很小。因此,HB复合保存剂对天然鲜胶乳具有优异的保存效果,所制备的生胶具有良好的物理机械性能。     

橡胶树不同粒径橡胶粒子结合凝集相关蛋白的分析

橡胶树是重要的产胶植物,其树皮组织中的次生乳管是合成和贮存天然橡胶的主要组织。天然橡胶是从乳管中的胶乳中提炼而成,由特殊的细胞器-橡胶粒子合成。橡胶粒子为半个单位膜的球状结构,内部贮存合成的天然橡胶,外周膜上结合有多种蛋白质,这些蛋白与其执行的功能密切相关。目前对天然橡胶合成相关蛋白的研究较多,对与橡胶粒子凝集相关的蛋白研究甚少。以‘RY7-33-97’胶乳为材料,利用不同的离心速度,分级分离获取不同粒径的橡胶粒子,并进行不同程度的清洗,以Tricine-SDS-PAGE以及Western-blotting技术对橡胶粒子上结合的蛋白进行比较分析。研究结果表明,不同粒径的橡胶粒子上结合的蛋白含量存在差异。小橡胶粒子膜蛋白（SRPP）随着粒径的减小含量明显增加;而橡胶延伸因子蛋白（REF）的含量基本维持稳定,与粒径大小关系不大。存在于C-乳清中的Hev b7胶乳过敏原蛋白和3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）与橡胶粒子有明显的结合;存在于黄色体B-乳清中的β-1,3-葡聚糖酶（Glu）、橡胶素（Hev）和几丁质酶（Chit）均能与橡胶粒子结合,但几丁质酶与之的结合能力最弱。橡胶粒子经清洗后,作为橡胶粒子的主要膜蛋白,SRPP含量随着清洗次数增加明显降低,而REF蛋白含量变化不明显,可见SRPP与橡胶粒子膜的结合紧密程度不如REF;来自C-乳清和B-乳清的凝集相关蛋白随清洗次数增加也明显降低含量。体外孵育小橡胶粒子与不同的蛋白样品,结果表明,橡胶粒子可体外结合多种不同的蛋白,其中多种蛋白都与橡胶粒子的凝集有关。本研究对不同粒径橡胶粒子上结合的凝集相关蛋白进行了初步解析,旨在为阐明橡胶树排胶机制奠定基础。     

三种农业因素对鲜胶乳快速生物凝固速度的影响

研究农业因素如季节温度、品系、化学刺激对鲜胶乳快速生物凝固速度的影响。结果表明：环境温度对鲜胶乳生物快速凝固的效果影响非常大；多数橡胶品系鲜胶乳的凝固效果差异不明显，存在鲜胶乳较稳定的品系；化学刺激橡胶树的割胶制度对鲜胶乳生物凝固的速率影响较小，除第一刀所产鲜胶乳的凝固速度较快外，其余各刀所产鲜胶乳的凝固速度差异较小。     

Post-harvest storage effects on guayule latex,rubber, and resin contents and yields

Guayule is a new crop being commercialized for hypoallergenic latex production. Because natural processes that occur in the plant following harvest, notably dehydration, result in rapid loss of latex and immediate processing of guayule shrub for latex on a commercial scale is not feasible, storage conditions that maintain latex concentration and yield need to be established. The objective of this study was to determine the effects of different storage conditions on the extractable latex, total rubber, resin, and guayulin A and B contents, and extractable latex, total rubber, and resin yields in harvested guayule shrub. The experiment was established using plants transplanted into the field at the University of Arizona Maricopa Agricultural Center, Maricopa, AZ, USA, on 22 March 2001. A randomized complete block design with four replications was used. Two germplasm lines (11591 and AZ-2) were used for this experiment. Twenty plants of each line were harvested six times (November 2002, March 2003, July 2003, November 2003, March 2004, and July 2004) from each field plot. Two plants of each line were randomly assigned to each of 10 storage treatment combinations reflecting wet, dry, or wet alternated with dry conditions prior to chipping for latex extraction. Extractable latex content, total rubber content, resin content, and guayulin A and B contents were determined after storage and compared with freshly harvested shrub. Plant biomass, latex yield, rubber yield, and resin yield were also determined and compared with fresh harvested shrub. AZ-2 was significantly lower in latex, rubber, and guayulin A content than 11591, and significantly higher in biomass, latex yield, rubber yield, resin content, resin yield, and guayulin B content. The results from this study show that moist storage of harvested shrub prior to dry chipping allows a higher yield of latex. Storing the shrub under moist conditions may allow more flexible harvesting and processing schedules, by limiting post-harvest latex losses and increasing the time interval between harvesting and processing.     

3个橡胶树引进品种的胶乳生理特性研究

以3个橡胶树引进品种为研究对象,‘热研73397’和‘RRIM600’为对照,测定胶乳产量、干胶含量、排胶初速度及胶乳中蔗糖、无机磷、镁离子和硫醇等生理参数,比较分析不同品种的产排胶特性。结果表明,各测定参数在品种间存在较大差异。‘热试09-5’干胶产量高,蔗糖含量、排胶初速度低于‘热研73397’,干胶含量、硫醇含量、无机磷含量差异不显著,认为该品种产胶潜力大,胶乳稳定性好,排胶快,糖利用率高;‘热试09-6’干胶产量一般,与‘RRIM600’相比,干胶含量、堵塞指数高,排胶初速度和蔗糖含量差异不显著,认为该品种有较好的产胶潜力,但胶乳代谢强度低,可考虑通过刺激提高代谢强度,达到增产;‘热试09-7’干胶产量低,与‘RRIM600’相比,干胶含量高,排胶初速度低,蔗糖含量相当,认为该品种排胶障碍,糖的利用效率低,是否可以通过刺激割胶增加产量还需要进一步的试验验证。