林產物加工利用及研發

「林產物加工利用及研發」之中文摘要： 一、「柳杉造林木抽出成分之病媒蚊趨避活性」：本計畫目的係利用水蒸餾法萃取柳杉各部位精油，評估其對埃及斑蚊及白線斑蚊2種病媒蚊成蚊的趨避活性，利用GC-MS分析不同部位精油成分之組成分。試驗結果得知，柳杉葉子精油的收率最高，可達1.42%（18.65 mL/kg）。柳杉各部位精油經由GC/MS分析鑑定，結果顯示材部精油主要為sesquiterpene hydrocarbons，其中以γ-Cadinene最多，白線斑蚊在高劑量及低劑量的效果幾乎雷同。由此可知埃及斑蚊對葉子精油較白線斑蚊敏感。 二、「柳杉樹皮抽出物之抗氧化活性探討」：評估柳杉樹皮抽出物的抗氧化活性，並由樹皮抽出物中篩選出具抗氧化活性之可溶部及天然物。試驗結果顯示樹皮乙醇抽出物具有良好的DPPH自由基清除活性、還原力與總抗氧化能力。各可溶部的抗氧化活性篩選試驗中，以乙酸乙酯可溶部的抗氧化活性最佳，進一步由活性次分離部分離出兩種黃酮類化合物 (+)-Catechin與(-)-Epicatechin；目前已證實柳杉樹皮的乙醇抽出物和其成分為有效的天然抗氧化物質，期盼能將這些抽出物和具抗氧化活性的天然物繼續研究利用，發展為具有潛力的保健食品。 三、「開發柳杉天然物製造功能性之化妝品」：本研究中最主要的目的就是從柳杉中開發具有機能性的物質來製造化妝品。由於氧化的緊迫導致皮膚老化進而影響皮膚健康，反言之，具有高抗氧化能力的化合物將有助於活化皮膚與促進肌膚健康。在本研究中將利用表皮細胞的實驗模式進行柳杉活性美白化合物之篩選。當然在此實驗模式中表皮細胞的細胞毒性測試，將作為日後開發為機能性化妝品的一個重要安全考量。 四、「柳杉抽出物之抗發炎與護肝功能評估」：今年度計畫將以確認柳杉成份護肝功能的評估並研究其作用機制。主要計畫目標：1. 鑑定與分離柳杉抽出物或化合物並進行抗發炎的相關之生物活性測試，並建立化學指紋圖譜。 2. 依生物活性為導向之分離策略來大量製備再精製之活性成分。 3. 以肝損傷小鼠動物模型系統來評估活性柳杉成份之體內抗發炎與護肝功效。4.有效規範出具護肝功能之柳杉抽出物成份組合，並於未來開發成為護肝功能保健食品。我們已獲得一精緻之活性抽出物與其主要之活性與指標成分。它們均具有抑制四氯化碳造成小白鼠肝損傷的能力，作用機制並已深入探討。 五、「柳杉抽出物抑制前列腺癌之探討」：九十五年度，由柳杉皮部萃取純化得雙萜化合物以6-hydroxy-5,6-dehydrosugiol，簡稱HDHS對前列腺癌細胞具特異性抑制。將人類前列腺腫瘤殖入裸鼠作癌症動物模式，口服給予HDHS。結果顯示，HDHS， 0.8 mg/kg劑量能減緩腫瘤成長，腫瘤病理切片顯示，HDHS降低癌細胞增生、提高癌細胞凋亡、減少血管內皮細胞數量。28天口服HDHS每天4.0 mg/kg，對小鼠體重、活動力並無影響，無急性毒。證實柳杉所含HDHS具抗前列腺癌效果，為柳杉林產開發作醫藥保健利用之科學根據。 六、「柳杉林芬多精成分解析及其精油作用於動物行為之影響」：柳杉曾為臺灣重要且主要的造林木之一。當年所大量栽種的柳杉造林木已陸續屆為成熟林，其利用問題已成為當前林業經營與林產利用的重要課題。本研究即針對林內所釋放出來的森林芬多精進行分析，結果共分析出26種成分，其中之α-pinene (19.35%)、β-myrcene (16.98%)以及limonene (15.21%)含量最高。 七、「柳杉抽出成分對雜草種子發芽及生長抑制之研究(2/3)」：Cineole等含氧單萜化合物及Eugenol等酚類化合物,此等成分在發芽及生長抑制試驗中均顯示高抑制效果.以70%乙醇萃取之樹皮萃取液及其後之各部,對於發芽及生長方面亦均具有良好之抑制效果,尤於酸性部,於濃度0.2%下具90.7%之發芽抑制率.胚根及胚芽生長抑制率則分別為97.7%與70.3%.而ethyl 4-ethoxybenzate具有良好之抑制效果,如於濃度0.05%時,發芽抑制率高達82.1%,胚根及胚芽抑制則分別為68.8%及86.1%. 八、「柳杉造林木之液化及其應用於合成樹脂之開發(3/4)」：本研究以聚乙二醇液化柳杉木材及樹皮，液化產物與PMDI混合製造硬質聚胺基甲酸酯發泡體(PU foams)；與Desmodur N混合製造軟質PU發泡體及PU彈性體。液化處理時，各部位柳杉木材及經乙醇萃取材均有良好之液化效果，樹皮則較不易進行液化處理。各不同條件液化柳杉均可與PMDI反應製造硬質PU發泡體，將液化柳杉與Desmodur N反應可製造軟質PU發泡體及PU彈性體，其軟質PU發泡體具有回彈特性及壓縮回復性。PU彈性體製造時，以液化木材為原料所製造者，其彈性係數、拉伸強度及破壞伸長率較高。 九、「土肉桂枝條抽出物抗氧化活性之評估」：土肉桂為台灣固有種植物，本研究針對土肉桂枝條乙醇抽出物及其正己烷可溶部、乙酸乙酯可溶部、正丁醇可溶部以及水可溶部等進行抗氧化活性評估。抗氧化活性試驗包括DPPH自由基清除試驗、超氧自由基清除試驗、還原力測定、金屬螯合試驗、脂質過氧化抑制試驗及PCL試驗等；進一步分離及純化正丁醇可溶部，得到Kaempferol-7-O-rhamnoside。綜合上述試驗結果確知土肉桂枝條具有極佳的抗氧化能力，極具開發應用之潛力。 十、「土肉桂抽出成分生合成之基因表現圖譜分析及微體繁殖之建立(2/3)」：土肉桂(Cinnamomum osmophloeum Kaneh.)是臺灣固有的闊葉樹種。本計畫即進行土肉桂功能性基因體之研究，利用基因庫cDNA library建構，匯集性狀表現基因(Expressed Sequence Tags，EST。我們希望藉此研究策略，能在短時間內釐清與土肉桂生長分化與二次代謝物生合成有關之酵素，以提供未來從事樹木生理、演化、基因轉殖、及藥用成分開發等研究時之重要參考資料。 十一、「台灣土肉桂不同部位之生理活性成分分析與鑑定」：土肉桂葉部成分之定量分析研究。總共分析葉部5個主要成分，包括:桂皮醛、肉桂醇、乙酸桂皮酯、F-1與F-3等，依據化合物的極性分布採用兩種不同層析條件分別定量，並利用樣品與標準品之波峰面積差異製作單點校正，並求得其再現性。 結果顯示葉部中五種主成分含量與乾燥的葉重比，依序為桂皮醛（1.38%）、kaempferitrin（0.32%）、乙酸桂皮酯（0.27%）、kaempferol-3-O-rhamnoside（0.2%）、肉桂醇（0.07%). 十二、「土肉桂降尿酸活性及抑制脂肪生成酵素活性評估」：土肉桂為台灣特有樹種，其為珍貴之處在於其葉部即具有如肉桂般的氣味及成分本計畫中利用動物模式評估其於動物體內降低尿酸之活性，探討土肉桂成分對脂肪合成酵素之抑制活性。研究結果顯示，小鼠未經氧酸鉀處理前其血液中之尿酸濃度為1.73±0.27 mg/dL，經氧酸鉀處理後3小時，其體內尿酸濃度提高了2.03倍，由1.73 ± 0.27增加至5.25 ± 0.03 mg/dL。而經過強迫餵食肉桂醛(150 mg/kg)後之小鼠血液中之尿酸值迅速降低84.48%，即由5.25 ± 0.63 mg/dL，降低至2.10 ± 0.04 mg/dL；同時，餵食別嘌呤醇(10 mg/dL)之小鼠亦降低至1.84 ± 0.13 mg/dL。由以上的試驗結果發現，肉桂醛確實效降低動物體內之尿酸濃度。以不同濃度之肉桂醛(1、5、10、20 μg/mL)處理乳癌細胞(MDA-MB-231) 可有效抑制脂肪合成酶之表現。 十三、「土肉桂種原蒐集、繁殖及精油品系分子標記指標之建立(2/3)」：藉由9組ISSR引子得到的DNA分子標記共有293個。其中在29個野外種原依化學品系分類可以得到3種品系，分別是桂皮醛型、枷羅木醇型、乙酸桂皮酯型。經過逐步複線性迴歸分析，可以得到這3種精油分型相關的條帶。ISSR引子及Chalcone synthase基因序列可以將陰香與土肉桂明顯區隔。已採得43個野生營養系，共約5,000 枝插穗。採穗扦插的營養系共44個，每一營養系至少扦插81枝穗，共約6500枝穗，已獲得發根苗木約2000株，苗木大小介於10-30公分之間。 十四、「竹炭之炭化、活化與製備條件對重金屬污染改善效應之影響」：主要探討孟宗竹、桂竹及麻竹等三種竹材之炭化溫度，活化條件對其比表面積，微孔直徑，微孔容積等之影響，進而探究其上述基本性質，與竹炭顆粒尺寸，竹炭數量對農漁牧水質中鉛、銅、鉻、鎘、鎳、砷等離子以及氯離子之吸附效能。 (1) 由炭收率、炭化與活化過程之耗能可推估其製造成本。 (2) 由比表面積、碘值可瞭解其微孔容積，孔徑比率、孔徑分布情形 (3) 可究明炭化、活化條件對重金屬離子吸附效能。 (4) 可究明竹炭顆粒尺寸，竹炭量對重金屬離子之吸附效能。(5)可究明吸附時間對竹炭吸附重金屬離子之效能。