全 文 ：第 3 2卷 第 2期
19 8 1年 3 月
植 物 学 报
A CT A B O T A N I A S CI N I A C
V o 】。 ZJ , N o 。 2
M a r e h
,
1 9 8 1
薇麻种子胶化学性质的研究
赵秀英 李遂英 毋自新
(西北植物研究所 )
赵以文 邓昭藩 曲 红
(玉门石油管理局采油研究所)
摘 要
获麻 ( c 。 。 al r ia 加 , : ea L in n · ) 为豆科猪屎豆属的一年生草本植物 。 在我国多用作绿肥 。
因种子含有 2 6 .卯% 的胚乳 , 其中 70 % 以上为半乳甘露聚糖 , 所以也是一种含胶植物 。 半乳
甘露聚糖中半乳塘和甘露糖的比值为 1 : 2 . 3。
寂麻种子胶在水中随温度的升高而增大其溶解性 , 并提高粘度 。 70 ℃ 以上 , 会导致粘度
的显著下降 。 由于它的高粘性和在碱性介质条件下能与硼砂交联成冻胶 ,在石油工业上 , 寂麻
种子胶可作为一种水基冻胶压裂液的新资源 。
寂麻 , 在我国栽培已久 , 是一种很有前途的绿肥植物 。 但是 ,单就种子 ,特别是把它作
为一种含胶植物的研究报道甚少 , 只是在研究其他种子胶时 , 提及获麻种子。 一 4J 。 我们对
获麻种子胶进行了初步的研究 ,并首次在油田进行了工业性的生产试验。
材 料 和 方 法
材料 精选的获麻种子 , 粉碎后得到两种供试材料— 种子全粉和种子胚乳粉 。聚糖的测定 采用费林氏溶液和乙醇沉淀法山。
聚糖组成的测定 称取 .0 2一 .0 4 克聚糖 , 加入 20 毫升 2 % 硫酸 , 沸水浴上迥流水解
8 小时 , 氢氧化钡中和 , 离心后 , 清液供鉴定聚塘组成 。 用纸层析法 。 展开剂 : 乙酸乙
醋一毗咤 一水 ( 3 . 6 : l : 1. 5 ) 。 显色剂为 2 . 5务邻苯二甲酸苯胺一正丁醇溶液。 酚硫酸法侧定单
糖 。
用奥斯特瓦一伏拉洛维奇粘度计侧定植物胶原液粘度。 斯托姆粘度计侧 定冻 胶粘
度 。
结 果 和 讨 论
一 、 蔽麻种子胶的化学成分及其分布
l 获麻种子的化学成分 从表 1看出 , 获麻种子所含聚塘只占总糖的三分之一 , 为
13
.
14 %
, 而胚乳中有 70 多 的聚搪 ,故聚糖主要贮藏在胚乳中 , 并占胚乳的三分之二 。
款麻种子胚部碳 、 氮贮藏丰富 , 最易引起腐败变质 。 为了避免变质而造成粘度下降 ,
往往采用除去胚的办法 ,提高胶液的放置稳定性 。
本文于 1 9 7 9 年 l 月收到。
1 2 8 植 物 学 报 2 3卷
裹 1蔽麻种子 各部 的主要 化学成分 (单位 :% )
T a b le 1 T he p r ine i p a l c he m i` a le om p o ne o t s o f t he d i f fe e r n t p a r t s o f o o t la叼犷 i a
lu, c o a L i n n
.
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种子部位 糖 含氮物质 乙醚抽出物 灰分
T h e p a r t s o f s e e d S a e e h a r i d e C o n t e
n t e d
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i t r o g e n E t h e r i e A s h
` u b s t a n e e e X t r a C t又O n
总 塘 淀粉 聚 糖
T o t a l S t a r e h P o ly s a e e h a r i d e 总 氮 蛋 白质氮
s a e e h a r id
e T o t a l P r o t e i n
n l t r o g e n n l t r o g e n
种子 s e e d 3 8 。 8 9 1 6 . 67 13 。 14 6 。 1 0 3 8 . 1 1 1 . 3 5 6 . 6 8
种皮 e o a t 1 9 . 9 1 1 6 . 弓1 2 。 0 1 l 。 0 1 6 . 3 1 O 。 26 5 . 46
胚 E m b r y o 4 8 . 7 6 2 9 . 7 2 0 . 2 8 9 . 9 ; 6 2 ` 1 9 8 . 7 3 3 . 5 9
胚乳 E n d o s p e r m 8 9 ` 8 2 1 2 . 9 2 7 0 . 0 0 0 . 5 3 3 . 3 1 0 . 6 4 1 . 6 3
2
.聚糖的组成和组成比 据我们的实验 ,种子全粉在冷提情况下得聚糖为 8 、 18 多 , 热
提得 13 . 14 多 ;胚乳在冷提情况下得聚糖 45 . 56 多 , 热提得 70 . 0 多。 经酸水解后 ,通过纸层
析鉴定证明都只含有 R G 值为 0 . 82 的 D 一半乳糖和 R G 值为 1 . 31 的 D 一甘露塘 。 因此 , 获
麻种子胶的聚糖为半乳甘露聚糖 (与瓜尔豆胶相同 ) , 其中 D 一半乳糖为 30 . 06 多 , D一甘露
糖为 6 9 . 9 4多 , 组成比为 l : 2 . 3 0
二 、 兼麻种子胶的性能
1
. 寂麻种子胶的交联性能 如图 1所示 , 寂麻种子胶在碱性介质条件下与硼砂都能
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5
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原胶浓度 (% )
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图 1 获麻种 子胶不同浓度对交联性能的影响
F ig
.
1 T h e e f f e e t o f C r o 才a l a r名 a l拟 n c 口 a L i n n . s巳 e d g u m o f v a r i o u s e o n e e n t r a t i o n o 。
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. — .
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7。℃ 提取后 1% 硼砂交联 A丘。 r t he
70 ℃ 提取 , 放置 6 天后 l% 硼砂交联
e X t r a C t飞 o n a ( 7 0℃ , 1呱 b o r a x b e i o g e r o s s [ i n k a g e
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e r t h e e x t r a e t i o n a t 7 0℃ , k 巴 p t p r i j n a r y e o l l o i (」a l s o l u t i o n i n
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2 5℃ 提取 ,放置 6 天后 1% 硼砂交联
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.
2期 赵秀英等 : 蔽麻种子胶化学性质的研究
交联形成冻胶 。 但是过多的碱和加人过量的硼砂容易产生冻胶脱水收缩 , 导致冻胶凝聚 。
获麻种子胶只有 p H 值大于 12 的情况下 , 加入原交联剂的 6 倍时 , 才发生冻胶凝聚 。 p H
值在 9一 12 时都产生很好的冻胶 。
2
. 不同浓度寂麻种子胶对粘度的影响 由表 2 看出: 随着浓度增大 , 原胶液粘度增
强 。冷提时其浓度小于 0 . 6关 与 2 毫升 1% 硼砂不交联。 热提时 , 各种浓度都能与 2 毫升
1务硼砂交联成冻胶 。 因此只要原胶液粘度在 25 厘泊以上 , 胶液浓度为 0 . 6多 , 可与最少
量的硼砂交联成冻胶 。 一般冻胶粘度在 15 0 0 厘泊以上 , 在工业上有应用价值 。 通过实验
认为选用 0 . 7多 的浓度为好 。
表 2 提取对获麻种子胶性能 的影响
T a b l e 2 1
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e e f f
e e t o f t h e o x t r a e t i o n o n t h e p r o p e r t y o f C , o t a l a厅 a 护u , c o a L in n . : e e d g u m
方 法 原胶液浓度 (% ) 聚糖含量 原胶液粘度 冻胶粘度 (厘泊 ) v i s e o s i t , o f t h e g e l ( e p . )
M
巴 r h o d C o n e e n t r a t i o n (% ) (厘泊 )
o f t h e p r i m a r y P o l y s a
-
V i s e o s i t y 当日原胶液交 放置 6 天后原胶液交联情况
e o t! o i d a l e e h a r i d e o f t h e 联情况 A f t e r k e p t s i x d a y s , e r o s s
s o l u t i o n C o n t e n t P r l m a
r y e r o s s l in k a g 已 l i n k a g e e o o d i t i o n o 〔 t h e
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C o l d e x t r a e r i o
。
0
.
5 4 0
.
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。
12 16 3 8 6 l , 3 7 6 l弓9 8 6
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6 4 1
.
8 1 1 ,
.
7 5 2 3 60 4 23 8 9 斗 2 0 5 8 4
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7 43
.
2 8 2 8
.
4 6 2 4 0 4 2 20弓8 2 2 1 6 3 2
1
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O 斗3 . 弓l 7 4 . 1 9 4弓4 8 2
热 提 0 . 4 6 1 。 7 0 1 8 . 8 6 4斗2 2 l夕2 2 14 7 2
H
o r e x t r a e t i o n
0
. 弓 6 5 . 3 9 3 7 , 8 6 2 8 7 8 2 1 33 1 2 12 6 2 2
0
.
6 6 2
.
4 1 6 7
.
9 7 4 8夕6 2 4 03 4 2 16 9 8 2
0
.
7 6 1
.
6 1 1 0 7
.
6 4 , 7 1 1 2 , 06 1 2 4 42 4 2
1
。
0 弓1 . 7 9 3 2 0 . 2 5 7 2了7 2 5 67 2 2 4 3 3 4 2
3 不同温度对寂麻种子胶粘度的影响 我们从表 3 看出 : 随着温度的升高 , 粘度显
著增大 , 超过 70 ℃ 粘度又明显下降 , 直到 90 ℃ 时原胶液粘度几乎和 25 ℃ 的粘度近似。
在高温情况下要引起聚糖的降低 , 破坏成胶性能 。 因此温度以 70 ℃ 为好 ,并具有粘度大 ,
半乳甘露聚塘含量高和成冻胶性能好等优点 。
植 物 学 报 2 3 卷
表 3 不同温度对裁麻种子胶性能的影响 *
Ta b le 3 Th e e f fe e t od f i f fe e rn t t e m p e a rt u r
e 0 0
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ot a l盯 ia l“ 忿 c己 a L in n 。 s e e d g um
温 度 聚糖含量 原胶液粘度 冻 胶 粘 度 放置 6天后原胶液交联的
(℃ )( % )( 厘泊 )v is e s o it y o fth e g e l冻胶粘度
Te m p 巴 rat ue rp o ly s a e e h a r id e V is e s o it y o fV is c os it y o f c r os s l in k 昭 e
、
(℃ )C n ot e n t t h e p r im a ry g e l o ft h e p r im a ry e o l lo-
( % )
e o l l od ia ld ia ls o l u r i on a ft e rk e p t
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厘 泊 加人硼砂量 厘 泊 加人硼砂量
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乡多 乡 6.19 多8 .2 0 斗 78 8 2 3 39 72
7O 62
.
4 1 1 0 7
.
4 64 8 762 4 2 63 2
8乡 多4 . 71 , 0 . 弓7 2 3 4 9 2 2 4 3 6 2
9乡 弓0 . 5 8 19 . 0 6 1 49 2 1 2 8 2
* 原胶液浓度为 0 .
* C o n e e n t r a t i o n
6%
。
1 t h e p o i m a r y e o l [ o id a l ; o lu t i o n 15 0
.
6%
4
. 碱对寂麻种子胶粘度的影响
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碱量 (克 ) A l k a l i n o w e i g卜t (g )
图 2
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C尹。 才a l江r i a
碱对蔽寐种子胶粘度的影响
e f f e e t
l r t刀右巴左
o f a l k a l i o n t h e v i s e o s i t y o f
L i n n
.
s e e d g u m
. — . 原胶液 T h e p r i n l a r y c o l l o id a l s o l u t i o no — o 冻胶 T h e 9 0 1
图 2 指出 , 不同浓度的氢氧化钠 , 并未引起原胶液粘
度的明显变化 。 原胶液粘度基本上一致 。 但是它
却大大地提高了冻胶粘度 。 以此进一步证明 , 原
胶只有在碱性介质条件下 , 才能与硼砂交联成很
好的冻胶 。
5
. 寂麻种子胶放置安定性及其热稳定性 获
麻种子胶受温度 、 光线 、湿度和微生物等因素的影
响而改变其性质 。 从上述实验中可以看出放置 6
天后都可交联。 19 7 7年 7 月现场配制的 胶液放
置 30 天 ,仍可交联 ,说明它有一定的放置安定性 。
和其它植物胶一样 , 寂麻种子胶的热稳 定 性 差。
表 4 指出 , 获麻种子胶的冻胶 , 在 80 ℃ 时粘度迅
速下降 ,但一般若能保持不低于 5 0 一 10 0 0 厘泊 ,
仍有应用价值。
三 、寂麻种子胶水基冻胶压裂液的应用
为了检验获麻种子胶水基冻胶压裂液使用效
果 , 我们在玉门石油管理局白杨河油矿进行了首
次现场压裂试验 。 从选择注水井压裂效果来看 ,压裂前 , 7 个月只注水 39 天 , 注入压力为
1 05 一 13 5 公斤 /厘米 2 , 注人量为 105 吨 。 经寂麻种子胶压裂后 , 仅 5 个月共注水 夕4 天 , 泵
2 期 赵秀英等 : 寂麻种子胶化学性质的研究 1 31
压 5 6一 12 0公斤/厘米 2 ,注入量 13 0 2 吨 , 并未发生堵塞 , 证明有一定效果 , 因此 ,蔽麻种子
胶 可作为水基冻胶压裂液的一种植物胶的新资源。
表 4 蔽麻种子胶的热稳定性
T a b l e 4 H e a t s t a b i ! i r y o f C犷。 了a l ar 名 a j z才刀 c 口 a L i n n
。
s e e d g u m
原胶液浓度%( ) } 。 含聊 (%) ’ } _ _ . }常温冻胶粘度 (厘泊 )sI 。℃ 冻胶粘度(厘泊)’
。 ` _ ` : _ _ _ 、 ` L _ } 。 _ _ _ ` _ , L _ _ _ _ . 1 p H 值 l 、 , : _ _ _ _ 卜 _ _ _ “ ` _ _ _ 1 1 : , : _ _ _ _ : ` _ . _ ` , 二 _ _ 曰` o n c 己 , , L , “ t` “ ” “ “ ` ’ c } 七 J ” L C ” L C曰 U u ’ “ ! } v ” ` u “ “ y ” “ ” ` “ “ } ’ ` ’ L ” ’ ` L y ” “ ` ’ “ “ “
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〔 1 ] A n d r e ws , P . , L . H o u g h a n d J . K . N . J o n e s , 1 9 5 2 : M a n n o s e e o n t滋 n i n g p o l了as e e h a r i d e . P a r t 1 1 . T h e
g a la e t o m a n n an
o f f e n u g r e e k s e e d (介勿。 住 e Zl a f o e外公仍 g r a e eum ) . J o肠 ,儿 a l of 艺h e e h e仍乞c a Z s o e艺e云, -
2 7 4 4- 2 75 0
汇2 」 E r n e s t a n d E r s o n , 1 9 4 9 : E n d o s p e r m m u o i l a g e s o f l i g u m e s o e o u r en o e a n d e o m P o s i t io n . I件 d它绍才,落a 乙
a 舰 d E 冷夕艺倪 e e ,乞倪口 C人。饥 `s古r夕 , 4 1 ( 1 2 ) : 2 5 5 7一2 9 9 0 .
[ 3 ] I
a i n
,
C
.
M
.
D e n a n d 户u lht o n g , M o r r i s o n . 1 9 7 5 : hC e m i s t即 a n d i o t e r a c t i o n o f s e e d g a l a e t o m a n n a n s .
A d o a 叽。 e s `呱 e盯b o甸d r a t o c孔。饥钻公? , 仙 d b` o e瓦琳钻恋r夕, 3 1 : 2 4 1一3 0 3 .〔 4 〕 T o o k e了 , H . L . a n d Q u e n血 . J o n e s , 1 9 6 5 : N e w o o u r e e s o f w a t e r s o lu b z e s e e d g u m s . E e o 二 o , 艺。 B o
艺a 件 , , 19 ( 2 ) : 1 6石一 1 7 4 .
S T U D I E S O N T H E C H E M IC A L P R O P E R T IE S O F C R O T A L A R L八
J U N C E A L IN N
.
S E E D G U M
Z h a o X i u
一户 n g , L i S u i 一户n g an d W u Z ih 仅 i n
(望无e N o r 云h叨 ` s t l 彻 t公t肠艺e o f B o才邵夕)
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A b s t r a e t
C r o才a l a r 艺a 加倪。 e a L i n n . 15 a n a n n u a l h e r b a e e o us P lan t o f C r o云a 乙二落a L i n n . o f ht e
L e g u l n i n o s a e
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T h e s e e d g u m o f t li e C r o t a l a 尹落a j 肠n e e a L i二 i n w a t e r w i l l i n e r e a s e i t s s o l u b i l i ty a n d
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C r o t a l a r 讯 娜 n e e a L i n n . s e e d g um m盯 b e a n e w s o u r e e : fo r t h e h y d r a u li o fr a o tur i n g f lul 曲
o f h y d r o g e l
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