之前两期我们盘点了银胶菊、蒲公英橡胶草、杜仲胶、桉叶藤、锯齿莴苣、古塔波胶和巴拉塔胶等产胶植物,它们或在科研前沿焕发新生,或在特种领域独当一面。其实,自然界中能合成橡胶的植物超过2500种,其中还有不少曾在历史上被尝试开发,却因种种原因未能成为主流。
今天,我们就来聊聊这些产胶植物——它们或许已经淡出人们的视野,但每一株都曾经承载过人类对橡胶多元化的探索。
秋麒麟草
秋麒麟草(goldenrod)是菊科一枝黄花属的多年生草本植物,与银胶菊、蒲公英橡胶草同属菊科家族。作为一种温带产胶植物,秋麒麟草的优势在于适应性强,能够在北美和欧洲的温带气候中自然生长。它的植株中含有一定量的橡胶成分,虽然含量远不及巴西三叶橡胶树,但作为菊科产胶植物的一员,它为研究者提供了丰富的基因资源和产胶机制研究素材。

后来人们认识到秋麒麟草橡胶的分子量远低于巴西三叶橡胶的分子量,这是造成秋麒麟草橡胶质量较差的主要原因。在天然橡胶替代植物的研究体系中,秋麒麟草与银胶菊、蒲公英橡胶草一起,常被列为重点关注的菊科产胶植物。
向日葵
如果说有一种产胶植物最让人意外,那一定是向日葵。向日葵,菊科,向日葵属,一年生草本植物,是我们日常生活中最常见的农作物之一,葵花籽不仅是美味的零食,而且还是重要的油料作物。然而向日葵还含有天然橡胶,化学结构为顺式-1,4- 聚异戊二烯。向日葵叶子含胶较多,含胶量随向日葵的品种不同而变化,一般为0.1%~2%,但是向日葵橡胶(suflower rubber)的分子量远低于巴西三叶橡胶树。

向日葵作为一年生作物,优势十分明显:2014年全美种植面积就超过156万亩,生长周期短,且基本不需要水资源灌溉。如果能通过育种和生物技术手段提高其橡胶含量,向日葵有望成为一种极具潜力的天然橡胶替代来源。我国也有学者早在1984年就关注到向日葵制取天然橡胶的可能性,说明这一方向在国内外都受到一定关注。
木薯橡胶
木薯橡胶(Manihot glaziovii)通常又被称作萨拉橡胶(ceara rubber),原产于巴西,属大戟科,与常见的食用木薯是近亲。所产橡胶和巴西三叶橡胶相同,均为顺式-1,4-聚异戊二烯。木薯橡胶树是一种多年生灌木,茎高可达10m,直径18-60cm。
木薯橡胶和巴西三叶橡胶相类似也是以胶乳的形式产出橡胶,因此也是以割胶的方式获得橡胶。但是木薯橡胶树的胶乳黏度要比三叶橡胶树大,因此胶乳流出的速率和量要比三叶橡胶小,此外胶乳遇到空气过早的凝固也会停止胶乳的流出,因此在产量和生产效率方面木薯橡胶要比三叶橡胶低很多,其产出的橡胶质量与巴西三叶橡胶树也存在差距,最终未能大规模推广。
印度榕橡胶
印度榕(ficus elastica),也就是我们熟悉的橡皮树,原产于印度东北部、缅甸及马来西亚北部。这种桑科榕属的常绿大乔木,树高可达30m,树皮灰白色,全株具白色乳汁。

印度榕以胶乳的形式产出橡胶,化学式为顺式-1,4-聚异戊二烯,胶乳中橡胶烃的含量为30% 左右,与巴西三叶橡胶树的含胶量相近似。但是印度榕橡胶的分子量较低,因此印度榕橡胶的质量较差,几乎没有商业价值。然而,由于印度榕橡胶制取简单,且分子量较低,因此相同质量的印度榕橡胶所含端基数量要比三叶橡胶多很多,因此人们常常在实验里把印度榕橡胶作为一种含橡胶植物进行天然橡胶生物合成以及天然橡胶端基结构方面的比较性基础研究。
美洲橡胶树
美洲橡胶树(castilloa elastica),桑科,高大乔木,又称作巴拿马橡胶树或者墨西哥橡胶树,原产于墨西哥南部、中美洲以及南美洲的西北部地区的热带雨林地区。它的生长适温为23至30℃,树高可达20至25m,直径可达0.9m。
美洲橡胶树也可以通过割胶的方式获取胶乳,但其胶乳呈酸性,需要加碱中和沉淀后才能使用,加工工艺比巴西三叶橡胶树复杂。加上品质上的差距,美洲橡胶树最终也未能撼动巴西三叶橡胶树的地位。但是美洲橡胶由于和三叶橡胶相近的特性以及还有许多三叶橡胶树不具备的优点,比如易于栽培、较低的劳动成本、抵抗多种疾病,包括南美枯叶病,因而非常适合在美洲地区开发与利用。
绢丝橡胶
绢丝橡胶树(funtumia elastica,silkrubber),又称丝胶树,夹竹桃科丝胶树属,原产于西部非洲和中部非洲的加纳、刚果、尼日利亚等地,是一种高大乔木,树高可达30m。丝胶树树形挺拔,树干笔直呈圆筒状,树冠较为狭窄。树皮呈棕色至深褐色,随着树龄增长会逐渐开裂,表面形成颗粒状纹理。其叶片为椭圆形或卵形,长约20cm、宽约9cm,基部圆形或楔形,先端渐尖,叶缘呈波浪状。花朵黄白色,聚伞花序密集,散发芳香,花冠筒长6-10mm,裂片长5-7mm。果实为灰褐色纺锤形,先端尖或渐尖,长度可达30cm,依靠风力传播种子。
丝胶树的树干经割皮后会渗出大量白色乳液,用手反复搓揉胶乳,可聚合成橡胶小球。其干胶组成中,橡胶烃约占80.4%,树脂15.3%,不溶物4.3%。综合性能虽不及巴西三叶橡胶树,但基本能满足工业化应用的门槛。在非洲当地传统医学中,丝胶树是一种应用历史悠久的草药,树皮为主要药用部位,具有抗菌消炎的功效,可用于缓解过敏引起的哮喘等呼吸系统疾病,也可用于疟疾的辅助治疗。目前,丝胶树更多是作为治疗哮喘的药用植物原料和城市绿化行道树来使用,其在橡胶领域的应用价值仍有待进一步开发。
结语
这些未能成为主流的产胶植物,并非因为“不够好”,而是因为在产量、采集便利性和综合性能的赛道上,输给了更有优势的巴西三叶橡胶树。但天然橡胶的世界从来不是一道单选题。从银胶菊的低致敏性,到蒲公英的温带适应性,从杜仲胶的独特硬质性能,到桉叶藤的藤蔓潜力,每一种产胶植物都有自己的“长板”。
天然橡胶的多元化之路,道阻且长,但行则将至。
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