能源油料植物续随子的生物学及开发利用研究
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2个产地续随子种子油体提取及其脂肪酸成分的比较分析摘要:油体是植物种子贮脂的细胞器,通过分离油体来提取脂类为研究植物脂类提供了方便快捷的方法。
首次建立了能源植物续随子种子油体的提取方法,提取了江苏海安和河南朱集2个产地的续随子种子油体,并通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,分别测定油体脂肪酸的组成与含量。
结果表明,2个产地的续随子种子油体脂肪酸都以油酸为主,含量分别为83.32%、73.99%,其中含量较多的脂肪酸还有棕榈酸、亚油酸、硬脂酸等;2种种子中的脂肪酸以油酸(82.04%、75.63%)和棕榈酸(6.00%、11.75%)为主,相对含量差异显著,且油酸含量与棕榈酸含量呈负相关,即油酸含量高的种子的棕榈酸含量较低。
关键词:能源植物;油体;提取;气相色谱-质谱联用技术;脂肪酸中图分类号:S216.2;TQ646 文献标志码: A文章编号:1002-1302(2015)03-0256-03油体是植物种子贮脂的细胞器,化学组分含量因植物种类而异,且与植物生长的环境和营养条件有关,一般为直径0.5~2.0 μm的弹性球体或椭球体[1-3]。
油体的主要成分为中性脂(主要为三酰甘油,简写为TAG)、油体蛋白和磷脂(PL),其内部为疏水的液态TAG核心,外层是由磷脂单分子层及镶嵌的油体蛋白形成的半单位膜,油体表面具有亲水特性[4]。
磷脂和蛋白通过空间位阻和静电排斥作用赋予油体显著的物化稳定性(抗机械搅拌、抗冻融、抗氧化等),从而阻止油体相互融合,这一特性使得油体可用离心的方法分离纯化[5-6]。
大戟科植物续随子(Euphorbia lathyris)是一种优良能源植物,其种子油脂肪酸成分以C16、C18脂肪酸为主,且油酸(只含1个不饱和双键)含量高达83%[7],与理想柴油替代品的分子组成类似。
有研究表明,理想的生物柴油替代品结构特点是单不饱和脂肪酸含量高、多不饱和脂肪酸含量低、饱和脂肪酸含量适中[8],其分子式可表示为C19H36O2。
植物学在生物能源领域的应用与前景随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,寻找可再生、清洁、高效的能源方式成为当今社会的重要课题之一。
植物学作为研究植物的科学,对于生物能源的开发与利用具有重要的意义。
本文将探讨植物学在生物能源领域的应用与前景。
一、生物质能源的开发与利用生物质能源是指通过生物质来源,如植物秸秆、农业废弃物等,经过生物转化和化学转化等过程而获得的能源。
植物学在生物质能源的开发与利用方面发挥着重要的作用。
1. 生物质能源的生产植物学研究了大量的植物物种,从中挑选出适合生物质能源生产的植物,如青贮玉米、甜高粱等。
通过种植这些植物,可以获得大量的生物质资源,为生物质能源的供应提供了基础。
2. 植物纤维的转化植物学研究了植物生长的细胞结构和成分,以及植物纤维的性质和变化规律。
通过植物纤维的转化,可以将生物质转化为生物质燃料、生物质醇等能源形式,如通过纤维素酶的作用将纤维素分解为葡萄糖,再通过发酵过程将葡萄糖转化为乙醇。
3. 植物油的提取和利用植物学研究了许多油料作物,如大豆、油菜等,以及它们的种植、收获和提取油脂的方法。
通过植物油的提取和利用,可以得到生物柴油等可再生能源,为替代传统石油能源提供了更环保的选择。
二、植物光合作用与生物能源光合作用是植物通过叶绿素等光合器官吸收太阳能,并将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
利用植物的光合作用可以产生太阳能,并且在不产生温室气体和污染物的情况下提供能源。
1. 光合作用的机理研究植物学研究了光合作用的机理,如叶绿素的吸收光谱、光合酶的结构和功能等。
通过深入了解光合作用的机理,可以优化光合作用的效率,增加能源的产量。
2. 光合作用的模拟与改良植物学通过模拟光合作用过程,研发了人工光合作用系统,如人工叶片、光合酶催化体系等。
这些人工系统可以利用太阳能来产生氢气、电能等生物能源,具有重要的应用前景。
三、植物能源的挑战与前景尽管植物学在生物能源领域取得了很多进展,但仍然存在一些挑战和问题。
燃料能源林树种选育及培育技术研究进展康树珍;贾黎明;彭祚登;何宝华【期刊名称】《世界林业研究》【年(卷),期】2007(20)3【摘要】能源林作为生产并提供生物质能源的一种重要方式,以其可再生、生物量大、环境友好及适应地域广而倍受国际社会关注。
文中依据其主要用途将能源林分为燃油能源林、生物发电能源林与薪炭能源林等3类。
燃油能源林树种包括续随子、霍霍巴、油楠等,生物发电能源林树种包括柳树、桉树、杨树等,薪炭能源林树种相对较多。
生物发电能源林与薪炭能源林可统称为燃料能源林。
目前,国外十分重视燃料能源林树种选育及高产培育技术研究和实践。
不同树种、无性系、种源的燃料能源林生物产量差异很大,瑞典选育出蒿柳和毛枝柳等,南魁北克选育出了柳树无性系SX64与SX61。
造林密度与收获周期紧密相关,巴西的澳洲金合欢树3年收获时密度以10000株/hm2生物量最大;欧洲2年收获与3年收获的柳树能源林适宜密度为15000株/hm2。
另外,文中对能源林类型、燃料能源林树种选育、立地条件、造林整地、造林密度、收获周期、抚育管理等技术进行了介绍,希望对能源林的栽培提供依据。
【总页数】7页(P27-33)【关键词】能源林;树种选育;培育技术;生产力【作者】康树珍;贾黎明;彭祚登;何宝华【作者单位】北京林业大学森林培育与保护省部共建重点实验室北京林业大学【正文语种】中文【中图分类】S727.4【相关文献】1.培育文冠果做为风景观赏树种山地苗圃及生物能源林的潜力和空间 [J], 陈日宏;吕凤云2.金沙江干热河谷能源林树种及其培育技术 [J], 覃忠义;高成杰;刘方炎3.高热值速生能源树种选育及应用研究进展 [J], 龙应忠;吴际友;童方平;王旭军;程勇;宋庆安;廖德志4.我国纸浆林树种选择与培育技术研究进展 [J], 高捍东;蔡伟建;王章荣;喻正发;罗斯汉5.“4个南方重要经济林树种良种选育和定向培育关键技术研究及推广”获2007年度国家科技进步奖二等奖 [J], 立早因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
能源植物利用现状及新疆主要能源植物资源简介能源危机是人类即将面临的巨大挑战,生物能源的开发利用已成为当今国际上的一大热点。
本文对国内外能源植物资源培育及其开发利用现状及新疆能源植物作以简要介绍,以求引起社会各界对能源植物资源开发利用的重视。
1 能源植物1.1 富含类似石油成分的能源植物,石油的主要成分是烃类、如烷烃、环烷烃等,富含烃类的植物能源是最佳来源。
已发现的有续随子、绿玉树、橡树和西蒙德木等。
1.2富含碳水化合物的能源植物,利用这些植物所得到最终产品是乙醇,如木薯、甜菜、甘蔗等。
1.3富含油脂的能源植物,既是人类食物的重要组成部分,也是工业用途非常广泛的原料。
产油植物大体有3类:一是大戟科植物,其植物油可制成类似石油的燃料,大戟科的巴豆属制成的液体燃料可供柴油机使用。
二是豆科植物。
三是其他木本植物,如棕榈树、南洋油桐树、澳大利亚阔叶木棉等。
2能源植物利用研究进展2.1据资料报道,世界上含油的植物有上万种之多。
如巴西的苦配巴树,在其树干上钻个孔,每个孔3小时可获得10L-20L油,可直接在柴油机上使用,而且成本低于天然石油。
产于澳大利亚的古巴树,树长到成年后,每棵树每年可产25L燃料油。
美国含油大戟,1天至少可收获25桶生物石油,经过改进,甚至可收获125桶,成本低于天然石油。
巴西试种的油棕榈树,第3天开始结果产油1万kg/hm。
我国海南岛直径0.4m、高12m的油楠树,可年产拟柴油物质10L-25L,一棵大树可产50L。
生活在干旱半干旱地区的美洲香槐,可以从这种大戟科植物中得到约1600IAud(约10桶)燃料油。
我国的木姜子种子含油率高达66.4%,黄脉钓樟种子含油率达67.2%,苍耳子等植物都有较高的含油量。
某些野草也有类似“石油”的成分,美国加利福尼亚洲境内广泛生长的野草“黄鼠草”或“鼠忧草”,可提炼1t/hm石油,若经过杂交人工种植,石油产量可高达6t/hm。
日本科学家最近发现一种芳草类植物“象草”,属于芒属作物,1季就能长3m高,从亚热带到温带的广阔地区都能生长,可以获12t/hm“生物石油”,而且种植成本还不到种油菜的1/3,可是变成石油所生产的能力却相当于菜籽油提炼的生物油的两倍。
中国木本油料能源树种资源开发潜力与产业发展研究随着全球人口的急剧增长和工业化进程的不断推进,能源危机与环境污染问题日益加剧。
开发新能源、培育新的能源资源、探索利用可再生能源替代化石能源成为目前发达国家能源发展的主要方向之一。
我国正处于社会经济发展的重要阶段,无论从能源资源的结构性短缺上,还是从经济可持续发展的要求来考虑,积极开发包括生物质在内的新能源和可再生能源已经成为当务之急。
木本油料能源是一种清洁、环保、高效、完全可再生的低碳能源,可以对化石燃料进行部分替代,对于减缓能源危机与环境污染,促进能源高效清洁化利用以及经济、社会、环境的和谐与可持续发展具有重要的现实意义和战略作用。
近年来,木本油料能源产业的兴起与发展在世界范围内受到了越来越多的重视。
我国虽然对于木本油料能源的研究和开发起步较晚,但是发展潜力巨大。
在我国,木本油料资源丰富,适合规模化发展的木本油料能源树种较多,且有大规模适宜发展木本油料能源原料林的待开发土地。
同时,我国发展木本油料能源产业具有以下优点:(1)木本油料能源树种再生能力强,在自然条件适宜的情况下,具有生生不息的活力,可源源不断地提供植物燃料。
(2)木本油料能源在燃烧的过程中产生的废气和有毒物质比石化燃料少,可以减少污染,保护环境,维持生态平衡。
(3)木本油料能源原料林的种植还能绿化荒山,调节气候,保持水土,净化环境。
(4)木本油料能源没有危险性和局限性,具有较高的经济效益和生态效益,其不与农业争地,能达到能源、经济和生态效益相统一的良性循环。
目前,在我国《可再生能源法》以及《可再生能源中长期发展规划》等政策法规的指引下,一些小规模的木本油料能源示范性开发项目在我国陆续开展起来,但由于我国现阶段对于木本油料能源的研究多集中于资源数量与类型调查、能源树种的筛选、良种繁育及生产技术的研发方面,无法为项目开发与产业发展提供全面的理论基础与理论依据。
因此建立一套比较系统、完整、科学的木本油料产业开发理论体系,对我国木本油料能源开发利用进行理论指导,促进木本油料能源产业健康可持续发展是木本油料能源开发利用面临的主要问题。