微生物快速凝固鲜胶乳影响天然橡胶性能的机理研究

通过对鲜胶乳的微生物快速凝固、甲酸凝固（对照）在凝固和凝块熟化过程各时间段制备的天然橡胶（NR）和残留在乳清中非胶组分的提取、分析研究，确定这二种凝固工艺各时间段的NR的非胶组分、以及非胶组分中与NR性能关系最为密切的磷脂、生育酚、甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及脯氨酸等9种重要组分含量的动态变化和差异，并把这9种重要组分采用正交试验逐一加入高纯化的NR中，研究各组分与NR性能的相互关系，并研究凝固方法与NR分子量、分子量分布、分子结构和凝胶含量的差异，这些差异与NR性能的动态关系。对这些结果用多变元统计方法进行全面的综合分析研究，寻找它们之间的内在联系，探索微生物快速凝固鲜胶乳影响NR性能的机理。一旦探明了微生物快速凝固鲜胶乳影响NR性能的机理，则可在生产中通过控制尽可能多地保留相应组分，从而大大提高国产NR的质量，对增强国产NR的市场竞争力有重要意义。

本项目完成了计划的全部工作，取得了下列成果。.无论是微生物快速凝固鲜胶乳工艺生产的NR，还是甲酸凝固鲜胶乳工艺生产NR，其拉伸强度、P0和门尼粘度均与NR水抽提物的总游离氨基酸含量及大部分单个游离氨基酸含量呈正相关关系；微生物快速凝固NR的拉伸强度、P0和门尼粘度与其总水解氨基酸含量及大部分单个水解氨基酸含量呈正相关关系，甲酸凝固NR的拉伸强度、P0和门尼粘度则与其总水解氨基酸含量及大部分单个水解氨基酸含量呈负相关关系。二种凝固工艺生产NR的PRI均与它们的水抽提物的总游离氨基酸含量及大部分单个游历氨基酸含量呈负相关关系；二种凝固工艺生产NR的拉伸强度、P0和门尼粘度均与其乙醇抽提物的醇溶性蛋白质含量和乙醇、丙酮抽提物的总磷脂含量呈负相关关系，PRI值则与拉伸强度、P0和门尼粘度的结果相反。经过对天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸、生育酚和磷脂（脑磷脂、卵磷脂、磷脂酰丝氨酸和它们的分解产物乙醇胺、胆碱）等16种成分与NR性能关系的验证，发现天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸、生育酚、脑磷脂、卵磷脂、磷脂酰丝氨酸、乙醇胺和胆碱对高纯度NR均有硫化促进作用和防老化作用，亮氨酸、脯氨酸、赖氨酸、甘氨酸、乙醇胺和胆碱对有高纯度NR有补强作用。.基于上述各点及NR各种非胶成分含量的关系，可以得出，影响NR各项性能的起主导作用的是NR加工过程中蛋白质分解并保存于NR中的游离氨基酸，而存在于NR中未经分解的蛋白质则对NR各项性能的影响有限；磷脂（脑磷脂、卵磷脂、磷脂酰丝氨酸）则起次要作用，脑磷脂和卵磷脂的分解产物乙醇胺和胆碱所起的作用较脑磷脂、卵磷脂大一些；生育酚存在NR中含量非常低，其对NR性能影响不大。.微生物快速凝固鲜胶乳生产工艺影响NR性能的机理在于：相对于甲酸凝固鲜胶乳而言，微生物凝固液加入天然鲜胶乳后，微生物快速繁殖并使胶乳凝固，在胶乳凝固和凝块熟化过程中，微生物的不断繁殖加速了橡胶中非胶成分的分解，蛋白质分解产生的以及留存于NR的氨基酸（即游离氨基酸）远高于甲酸凝固的NR；同时微生物的繁殖也使脑磷脂和卵磷脂的分解更快，其分解产物乙醇胺和胆碱所起的作用较脑磷脂、卵磷脂所起作用更明显。这些因素的共同作用使微生物快速凝固鲜胶乳工艺生产的NR，其性能明显优于甲酸凝固的NR。