林產加工利用及研發─臺灣主要造林樹種創新應用與生產技術開發

「林產加工利用及研發─臺灣主要造林樹種創新應用與生產技術開發」之中文摘要：一、「以小鼠試驗模式評估相思樹心材抽出成分治療痛風之功效」 相思樹（Acacia confusa Merr.）為臺灣的本土樹種，目前研究已證實相思樹心材抽出物含有豐富的酚類化合物，為了增加新的利用契機，本計畫乃利用氧酸鉀誘導ICR小鼠急性痛風之動物模式來評估相思樹心材抽出物及其成分治療急性痛風之功效。試驗結果得知，使用相同劑量(100 mmol/kg)，相思樹心材主要成分(-)-2,3-cis-3,4-cis-4’-Methoxy-3,3’,4,7,8-pentahydroxyflavan、Melanoxetin及Okanin與目前臨床用藥安樂普利諾（Allupurinol）降低氧酸鉀所造成的高尿酸血症能力相當。本研究結果證實相思樹心材抽出物及其成分具有潛力開發為治療痛風之天然藥劑。二、「臺灣相思樹黃酮類成分生合成之調控及應用」 相思樹 ( Acacia confusa ) 是臺灣重要之經濟樹種。至目前為止已有相當多篇的研究指出相思樹所含之黃酮類成分具有抗氧化及抗發炎活性。但就分子生物學的角度來看，這些參與相思樹黃酮類成分生合成相關酵素研究，則尚未有研究論文發表。因此本計畫即欲進行相思樹黃酮類生合成基因的選殖，期望未來在代謝體學、轉殖技術及生物資訊學等配合下，尋找相思樹植物二次代謝物生合成有關之基因表現，除可建立其生合成之代謝途徑，亦可藉由無性繁殖大量生產有效成分，做為未來醫藥開發等研究時之重要參考資料。三、「臺灣主要造林樹種成分對代謝症候群之調節活性開發」 代謝症候群又稱做syndrome X，是一種源自於代謝產生的脂質及非脂質特徵的聚集，常與心血管疾病危險因子的聚集現象相關。在過去幾年的研究中，臺灣的研究團隊已自本土造林樹種分離鑑定出許多生物活性的成分，是否可以進一步地開發其對代謝症候群的調節活性，則是本計畫之研究重點。因次在此規劃三年的計畫中，將先以細胞中與膽固醇及脂肪酸生成有關的酵素為調節目標，先將一系列由造林樹種中所獲得的抽出物及主要成分對其進行活性評估，並探討這些成分確切的作用機制；接下來並將以不同的動物模式，對所篩選出具調節代謝症候活性成分進行活性確認；最後，並將同時評估具活性抽出物及活性成分在動物體內的安全劑量，以作為未來開發成醫療保健產品的準備。我們認為本計畫的執行可將過去幾年所累積的研究成果進一步地開發成產品，並有效解決已屆成林之造林木利用問題，賦予林產特產物新的意義與價值。四、「臺灣肖楠特殊成分之開發與利用」 臺灣肖楠為臺灣的特有植物與造林樹種，本研究目的為評估臺灣肖楠不同部位抽出物抑制酪胺酸酶的活性，並篩選抽出物中對酪胺酸酶抑制活性最佳的分離部。試驗結果顯示各部位抽出物中，以心材抽出物對酪胺酸酶的抑制效果較佳。而心材抽出物各可溶部中，以正己烷可溶部的活性較佳，在二種不同受質(多巴與酪胺酸)的酪胺酸酶抑制試驗中，其半數抑制濃度均低於心材抽出物。正己可溶部中各次分離部對酪胺酸酶的抑制活性的評估試驗中，以次分離部CX9-CX11的效果較佳。以不同溶劑萃取心材抽出物，以乙醇抽出物的收率最高，對酪胺酸酶的抑制活性則以乙酸乙酯抽出物略優於其他溶劑抽出物。五、「提煉精油後之柳杉及相思樹幹材於生質能源利用之特性評估」 柳杉（Cryptomeria japonica D. Don.）及相思樹（Acacia confusa Merr.）為台灣本土常見的造林樹種，生長快速，木材加工性質良好，其於生物活性應用開發上，已獲致卓越的成果。在全株利用的前提下，本計畫以提煉精油後之柳杉及相思樹幹材，分析其生質能利用障礙特性，以做為未來發展生質能利用的依據。結果顯示經提煉精油常用之21天冷浸萃取後，柳杉及相思樹心材仍可以索氏萃取法得到約2-2.5％成份。在化學組成份上，相思樹較於柳杉，木質素含量較低且多為S-type的單體木質素；而由單糖組成分析得知，相思樹六碳糖含量較柳杉的為低，但五碳糖的部分，相思樹卻明顯較柳杉的為高，顯示柳杉及相思樹化學組成份是相當不同的。六、「森林生質物與造林木創新利用研發」 本研究計畫主要解決目前林業經營上的兩大問題：第一是以能源化的角度處理未來精油提煉過程中所產生的生質廢棄物，量測其在抽出程序前後與造粒，焙燒後的熱化學性質的變化，以提供作為燃料使用時依據。第二是研究現行造林木疏伐收獲流程，藉引進移動式製材機來改善後段的運材與製材效率，降低生產成本。並評估國外新式的林木收穫機引進國內的可行性，或規劃開發適合國內林地使用的新型設備；最後並提出可能的標準作業流程。七、「開發新型態木質複合材料」 本計畫以台灣主要造林樹種—柳杉作為主要材料，開發木質平切單板刨切技術(98年)，以及導電高分子薄膜塗佈技術(99年)，以開發衍生3C產品，讓木材利用更具經濟價值。臺灣主要造林樹種包含有柳杉、台灣杉、相思木等。柳杉是於日治時代引進台灣的主要造林樹種，栽植於台灣中海拔山區，曾被期待為林業永續發展與利用、伐木與栽植循環不息的樹種之一。目前柳杉以木材型態之應用大部分只利用於建材方面，尚未有其他應用。而台灣種植之柳杉已屆疏伐期，未來將有大量柳杉需砍伐，因此除供建材外需利用創新技術找到柳杉應用之新方向。木質平切單板刨切技術為創新林產利用之方向，由於柳杉具有特殊紋理與柳杉香味，適合製做拼花圖案膠合板、傢俱、建築的貼面等。因此，開發柳杉木質平切單板製作技術，以選擇最佳製程參數，製作出高價值之優質薄片。未來更將利用此等平切單板，開發衍生創新3C產品，讓柳杉應用性更為廣闊。本計畫第一年已完成項目為開發柳杉木質平切單板技術。其重要規格為：所生產之木平切單板厚度達0.2mm以上，寬度為5cm以上之中小徑平切單板。本計畫之第一年已完成之主要工作項目為:一、木質平切單板最適化製程條件之探討：包含木質軟化條件測試、刨切技術試驗以及木質平切單板乾燥技術等。二、木質平切單板產品性能測試：包括厚度測試、含水率測試、機械強度測試(耐磨耗性、硬度、濕潤度等)、以及表面顯微結構觀察等。三、木質平切單板產品應用性評估：將柳杉平切單板應用在生活用品、檯燈罩等，以評估衍生產品開發之可行性。