竹材高品位资源化利用途径分析研究

论文摘要

竹材是我国可持续发展的优势生态经济资源,亦是山区农民脱贫致富的优良资源。我国是竹材资源大国,年产850万吨竹材,工业产值达370多亿元。目前我国竹材主要用于生产竹胶板、竹地板、竹纤维等领域,然而经济效益不理想,再加上利用率低,不利于竹材产业的可持续发展。因而,竹材精深加工特别是保健功能开发研究迫在眉睫,而从中提纯保健成分具有最大化的经济效益与生态效应。因此,本文以新鲜毛竹为原料,采用工业可利用的浸提工艺对竹片、竹材、竹叶进行苯/醇抽提,结合利用气相色谱—质谱联用（GC/MS）、热裂解—气相色谱—质谱联用（Py-GC/MS）、热脱附—气相色谱—质谱联用（TD-GC/MS）等技术对竹材、竹叶的苯/醇抽提物成分进行分析,旨在挖掘竹材资源的保健功效,扩大其在医药、香料、特殊化工等领域中的应用范围,为竹材保健产品开发提供理论依据和技术支撑。获得以下主要结果：（1）毛竹片苯/醇抽提物的GC/MS分析。GC/MS分析结果表明,毛竹片苯/醇提取物中含有大量生物活性物质。经研究发现,在毛竹片苯/醇提取物中,十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十九烷、二十一烷、二十七烷在医学上具有清热止血、解毒消肿的作用,邻苯二甲酸酯是常用天然香料,驱蚊叮是驱除蚊蝇的药效成分,羽扇豆醇民间用来治疗急性结肠炎、眼结膜炎、毒蛇咬伤等症,富含的天然维生素E具有抗自由基、抗衰老、提高人体及动物的体能免疫功能等许多重要的生理功能。因此,毛竹片苯/醇提取物的绝大部分成分具有医疗保健开发价值。（2）毛竹材苯/醇抽提物的Py-GC/MS分析。经溶剂抽提、热裂解、MS解析,毛竹材苯/醇抽提物的350℃C下热裂解产物中共鉴定出140种化合物,主要是醛酮类、酸类化合物,保留时间集中在20-30min之间含量高达60.64%；600℃下热裂解产物中共鉴定出188种化合物,主要是醛酮类、酸类化合物,保留时间集中在20-30min之间含量高达42.91%；750℃下热裂解产物中鉴定出188种化合物,主要是烃类、酸类化合物,保留时间集中在10-30min之间含量高达97.6%。功能分析结果表明,毛竹材苯/醇抽提物不同温度下热裂解产物中具有丰富的珍贵药物成分、名贵香料香精原料、有机合成原料,具有较高的综合开发利用价值。（3）毛竹材挥发物的TD-GC/MS分析。经热脱附、MS解析,毛竹材在40℃氦气挥发物中共鉴定出36种化合物,主要是酸类和烯类,保留时间小于10min的组分相对含量为56.97%；60℃下氦气挥发物中共鉴定出31种化合物,主要是酸类和烯类,保留时间小于10min的组分相对含量为50.61%；90℃下氦气挥发物中共鉴定出29种化合物,主要是酸类和烷类,保留时间小于10min的组分相对含量为78.73%；150℃下氦气挥发物中鉴定出67种化合物,主要是酸类和醛酮类,保留时间小于10min的组分相对含量为87.35%；180℃下氦气挥发物中鉴定出145种化合物,主要是酸类和醛酮类,保留时间小于10min的组分相对含量为97.25%。功能分析结果表明,毛竹材不同温度下的热脱附氦气挥发物中富含多种生物活性成分,如壬醛、香兰素、雪松醇、α-蒎烯、β-蒎烯、1R-α-蒎烯、樟脑、石竹烯等,可用于生物医药、化妆品、护肤品、香料等的制备。（4）毛竹叶苯/醇抽提物的Py-GC/MS分析。经溶剂抽提、热裂解、MS解析,毛竹叶苯/醇抽提物的350℃下热裂解产物中鉴定169出种化合物,主要是烃类、酯类化合物,保留时间在20-30min间的组分相对含量为49.44%；600℃下热裂解产物中鉴定出218种化合物,主要是烃类、酯类化合物,保留时间在20-30min间的组分相对含量为54.95%；750℃下热裂解产物中鉴定出199种化合物,主要是烃类、酸类化合物,保留时间大于30min的组分相对含量仅为3.79%。功能分析结果表明,毛竹叶苯/醇抽提物不同温度下热裂解产物中,含有丰富的珍贵天然药物成分、高品质香料香精原料、医药中间体、多种重要化工原料等,在医药、香精、特殊化工具有极大应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 竹材利用现状
• 1.1.1 竹材资源利用现状
• 1.1.2 竹材化学资源的研究现状
• 1.2 林木抽提物的研究现状
• 1.2.1 林木抽提物的资源化利用现状
• 1.2.2 木材抽提物的组分分析与鉴定研究
• 1.2.3 抽提物与木材利用
• 1.2.4 环境对木材抽提物的影响
• 1.3 研究目的及意义
• 2 毛竹片苯/醇抽提物的GC/MS分析
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 GC/MS条件
• 2.1.3 样品处理与苯/醇抽提
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 毛竹片苯/醇抽提及GC/MS测定
• 2.2.2 毛竹片苯/醇抽提物的化学成分
• 2.3 小结
• 3 毛竹材苯/醇抽提物的Py-GC/MS分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 GC/MS条件
• 3.1.3 苯/醇抽提与热裂解
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 毛竹材苯/醇抽提及化学成分
• 3.2.2 竹材苯/醇抽提物中化学成分比较
• 3.2.3 毛竹材苯/醇抽提物的资源化利用途径对比
• 3.3 小结
• 4 毛竹材挥发物的TD-GC/MS分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 GC/MS条件
• 4.1.3 样品预处理与热脱附
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 毛竹材热挥发物的测定
• 4.2.2 化学成分比较
• 4.2.3 毛竹材有机挥发物的资源化途径分析对比
• 4.3 小结
• 5 毛竹叶苯/醇抽提物的Py-GC/MS分析
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 GC/MS条件
• 5.1.3 苯/醇抽提和热裂解
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 毛竹叶苯/醇抽提物的成分测定
• 5.2.2 化学成分比较
• 5.2.3 毛竹叶苯/醇抽提物的资源化利用途径对比
• 5.3 小结
• 6 结论与创新点
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 参考文献
• 附录:攻读学位期间的主要学术成果
• 致谢