赵振东, 王 婧,3, 卢言菊, 陈玉湘
(1.中国林业科学研究院 林产化学工业研究所;生物质化学利用国家工程实验室;国家林业和草原局林产化学工程重点实验室;江苏省生物质能源与材料重点实验室;江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210042; 2.中国林业科学研究院 林业新技术研究所,北京 100091; 3.北京林业大学 材料科学与技术学院,北京 100083)
松脂是中国的优势特色资源产品,其主要化学构成为二萜树脂酸、单萜烯和少量倍半萜烯。将松脂中的树脂酸与萜烯进行物理分离可得到脂松香和脂松节油。脂松香和脂松节油是我国十分重要和传统的林产化工产品,是我国国民经济建设不可或缺的特色资源产品,因具有较高经济和商业价值而被广泛应用[1]。据中国林产工业协会松香分会的不完全统计,我国在2003~2019年间年均松香产量约58.6万吨(折合松脂约75万吨),年均产值约57亿元人民币。按照每名工人年采脂2.5~4吨计算,可解决19~30万人的就业问题,这还不包括松脂深加工产业链上其他方式的就业。可以看出,松脂产业可为几十万乃至上百万农户增加经济收入,具有良好的经济和社会效益。丰富的松树及松脂资源,是我国松脂加工工业的基础,也是松香、松节油深加工以及高附加值精细化利用的基本保证。松脂资源的精细化高附加值利用,在松树全树化学利用体系中是不可或缺的,同时是获得可持续的经济效益和社会效益最好的利用方式。笔者主要就可再生松脂资源(含落地松脂)的可持续利用问题,并结合松香、松节油高附加值精细化利用特点及目前松脂资源化学特征展开分析和讨论,以期为研究培育松香、松节油精深加工利用个性化松树(或松脂)资源提供理论依据和参考方向。
可采割松脂的松树资源总量及质量直接关系到松香和松节油深加工利用行业的发展命运。我国的主要采脂树种有马尾松、思茅松、云南松、湿地松、南亚松和加勒比松等,主要分布在广东、广西、云南、江西、福建、海南等省区[2-3]。乡土树种马尾松是分布最广、利用最多,也是最重要的采脂树种,目前也面临严重病虫害威胁。地方性树种思茅松和云南松分布地域有限,但是资源比较丰富,只是立地条件和采脂条件比较艰苦。据云南省林业调查规划院教授级高工董静曦先生提供的2020年初步统计结果,全国现有可供产脂松树用材林面积约为1 500万hm2,其中,湿地松约250万hm2、云南松约100万hm2、思茅松约30万hm2,其余部分主要为马尾松,包括少量的南亚松、加勒比松等。引进树种加勒比松和本土树种南亚松,同样受到种植区域和气候条件的限制,主要局限在海南省和雷州半岛的部分区域。引种树种湿地松是推广种植面积最大、种植区域较广的松树,在江西吉安地区已基本上取代了马尾松,在广东省的种植区域及面积也不少,已在我国松脂生产中占到了举足轻重的地位。
中国松脂资源主要集中在华南、中南和西南山区或丘陵地区,普遍存在资源分散、经营管理难度大、立地条件差、采集困难、运输困难、机械化程度低、市场波动大、经济效益低等诸多不利因素,严重制约着松脂资源的有效开发和高效利用。中国松脂采集、检验[4]及加工技术已十分成熟,松香、松节油深加工利用技术水平已得到明显提升,深加工利用率大幅提高,如2019年松香、松节油产量分别为38.7万吨(出口3.54万吨)和6.92万吨,同年实际深加工用量分别为30.5和9.38万吨,即松香深加工利用率已接近80%(不包括7万吨进口松香),松节油深加工利用率几近100%。中国松香、松节油深加工企业不断稳步发展,实力不断增强,正逐步成为松香、松节油深加工产品的生产、利用和出口大国。但由于国内松脂加工及松香、松节油深加工利用产能过剩,国内松脂资源市场供求关系经常失衡,使得国外松脂及松香、松节油市场逐步形成价格优势。中国虽然长期处于传统脂松香、脂松节油生产和出口大国地位,但国内松香、松节油产量已呈逐年下降趋势,甚至已不能满足国内需求,正逐步变成松脂、松香、松节油净进口国家。据不完全统计,2018年,我国进口松脂1.82万吨,净进口松香2.13万吨(出口4.86万吨,进口6.99万吨),净进口松节油4 180吨(出口900吨,进口5 080吨)。2019年净进口松香4万吨(进口7.55万吨,出口3.54万吨),净进口松脂3万吨,相当于全年进口松香约10万吨。
因此,我国应充分利用松树资源分布广泛、可采脂利用松树种类较多、采脂自然环境气候多样、松树种质资源丰富、松脂加工技术成熟、深加工产品种类齐全、深加工技术进步快等诸多优势条件,抓住机遇,加大研发投入,加强松树遗传育种、优质和个性化松树培育及松脂深加工精细化利用等学科交叉型基础研究和应用基础研究,切实开发实用新技术、新产品及应用技术,以维护我国长期以来形成的脂松香和脂松节油品牌优势,逐步确立松香、松节油深加工利用大国和强国地位,保障林农、松脂生产与流通、松脂加工与利用等各环节的合理经济效益,从而促进林业、生态、工业的可持续良性发展。
2.1 精细化学利用概况
松脂由松香和松节油两部分组成,一般情况下松脂很少直接进行利用,而必须先将松脂进行分离得到松香和松节油两个基本产品,再以化学方式开展深加工利用,也就是说,松脂的化学利用实际上就是松香和松节油的化学利用。从松树树干采割得到的松脂,经过溶解、过滤、洗涤、澄清、分离、水蒸气蒸馏等一系列加工过程后,获得松香和松节油两个主要产品,对于马尾松松脂来说还可得到少量的重松节油产品[5]。依据化学组成及分子结构特点,松香、松节油可进行直接利用、深加工利用或精细化学利用[6-7]。松香、松节油的直接利用方式已经越来越少,而是以它们所具有的二萜树脂酸、单萜烯和倍半萜烯等化学结构(图1)为基础进行化学深加工利用,或是将其中的枞酸[8-9]、海松酸[10]、异海松酸[11]、去氢枞酸[12]、α-蒎烯、β-蒎烯[13]、长叶烯[14]等重要化学成分进行分离和提纯以后再进行精细化利用的方式已逐渐成为深加工利用的主流,尤其是从松节油中分离得到的α-蒎烯、β-蒎烯已经成为不可或缺的基本化工原料[7]。
图1 松脂中常见的单萜烯、倍半萜烯和二萜树脂酸成分
直接从松脂或从松脂加工产品松香、松节油中获得容易分离与纯化的目标化学成分,是进行精细化高附加值利用的基础。经过松香、松节油深加工利用研究,从松节油分离制备α-蒎烯、β-蒎烯[10]、长叶烯[14]等重要单体物质的关键技术已经取得突破,并在全行业得到了工业化推广和应用;从马尾松松香中提取枞酸[8-9],从马尾松松香或湿地松松香中提取海松酸[10]、异海松酸[11]等海松酸型树脂酸[10]的关键技术也已经取得突破;将松香进行歧化反应获得歧化松香,再制成合成橡胶、合成ABS树脂等必不可少的乳化剂歧化松香皂,或者再进行分离和提纯得到作为塑料成核剂使用的去氢枞酸[12],也已得到工业化应用。
2.2 松香的精细化学利用
松香的主要化学成分是树脂酸,包括枞酸型树脂酸和海松酸型树脂酸,还有少量的中性物。松香树脂酸的羧基可以与各种醇类、碱类、金属氧化物等进行反应转化成为松香衍生物,如广泛应用于胶黏剂、油墨、涂料、食品添加剂等领域的各种松香树脂,合成橡胶、农药等领域所使用的各种松香盐类。以松香中的枞酸型树脂酸中的双键为中心进行适当的异构化、歧化、加成、氢化、自加成聚合等反应,即发生改性反应生成改性松香,使分子中的双键发生位移、减少或增加,使分子骨架增大、相对分子质量增大或分子链增长,使活性基团增多等,有的还要再进行更深入的二次、三次甚至更多次的衍生化或改性反应以便于适应更广泛、更精细的应用途径。随着应用领域的细分以及对应用性能要求的提高,将松香按照分子组成类型进行分类利用、按照分子结构差异进行分离和提纯后作为单体树脂酸进行利用等,将会越来越得到普及。王琳琳等[15]分别综述了枞酸、左旋海松酸、脱氢枞酸、新枞酸等松香树脂酸在医药、农药、表面活性剂制备以及在其他精细化学品合成中的应用;文献[8~9]对枞酸的分离与应用分别进行了报道;李兴迪等[10-11]对海松酸型树脂酸特别是异海松酸的单离和提纯进行了研究;王迷霞等[16]将异海松酸单离后制成甲酯衍生物;韩春蕊等[17]介绍了枞酸衍生物的合成及生物活性。刘娟娟等[18-20]将单体树脂酸如海松酸、异海松酸等分离提纯后可以作为活性药物中间体使用,将去氢枞酸提纯分离(或成盐)后可以成为优良的塑料成核剂[12]。
2.3 松节油的精细化学利用
松节油的主要化学成分是α-蒎烯和β-蒎烯,还含有少量莰烯、月桂烯、柠檬烯、β-水芹烯等单萜烯,在马尾松松节油中还含有少量的长叶烯、β-石竹烯等倍半萜烯。松节油直接应用的情况已经很少,主要是用作药物原料、特殊配方等。目前,绝大多数的松节油是作为化工原料,或者经过精馏分离成为α-蒎烯、β-蒎烯、柠檬烯(苧烯)、水芹烯、长叶烯等单体物质,而后再进行更深入的二次、三次甚至更多次的化学深加工利用。比如由松节油或α-蒎烯合成莰烯[21]、樟脑、冰片、松油醇、α-松油醇[22]、二氢月桂烯醇、萜烯树脂、改性萜烯树脂等,以β-蒎烯为原料合成月桂烯、龙涎酮、檀香、香茅醛、柑青醛、新铃兰醛、紫苏醛等上百种产品,可以应用于药物中间体、食品添加剂、日化香料、增黏剂、增塑剂等行业[23-25]。高附加值精细化学利用已成为松节油深加工利用的常态。
3.1 品质优良的基础松脂资源
3.1.1集约化资源 松脂的资源基础是松树资源。在立地条件比较好的地方集中、连片种植和培育优质松树资源,建设保障型集约化松脂生产基地,进行松脂资源的集约化经营管理,适当引进机械化作业,有利于降低生产者劳动强度和提高劳动生产效率,同时也有利于开展松脂资源的高效利用、精细化高附加值利用。我国拥有的1 439万hm2可采脂马尾松、云南松、思茅松林[3]大部分属于天然林或者飞播林,但可集约化经营利用的人工林相对较少,立地条件好的人工林更少。另外,还有相当大比例松脂资源属于农民个体经营,无论农民自己采脂或承包给他人采脂,采收过程都是很分散的,距集约化经营甚远。相较而言,引种湿地松却是推广种植面积最大、种植区域较广、集约化程度较高的资源,如在江西吉安地区已基本上取代了马尾松资源,其集约化经营利用效果较好、效益较明显。
3.1.2高产脂资源 松脂单株产量高、单位面积产量也高的松树资源,有利于提高松脂产量,降低生产成本,增加市场竞争力。根据广西林科院杨章旗教授、云南美森源林产科技有限公司周光平高工等提供的试验数据,传统采脂树种典型的单株年产脂量为:马尾松3.5 kg,思茅松3.0 kg,云南松2.5 kg,湿地松5.0 kg,加勒比松4.5 kg,南亚松5.0 kg和火炬松3.8 kg。我国本土树种马尾松的平均单株产量在几种工业松脂资源中属于中等水平,但松脂品质优良。云南松、思茅松的单株产量相对较低,但松脂含油率较高、品质较好。湿地松和南亚松的产脂量较高,松脂含油率较高,但湿地松松香品质一般,南亚松松香由于含有二元酸而酸值较高。近年新培育的湿加松松脂单株产量也是比较高的,最高年产量可达12 kg,其中的松节油含量也比较高[26-27];湿地松和加勒比松松节油中共同存在的β-水芹烯比较多,只是β-水芹烯暂时还没有得到很好的利用,从而显得该松脂品质一般,尤其是优级松节油得率低,就目前而言可谓不十分理想。高产脂松树资源的选育如高产脂马尾松选育[28-29]、高产脂思茅松选育[30-31]等工作一直是研究者们关注的重要方向,近几年也取得了很好的研究进展。
3.1.3长流脂资源 采割时割开的树脂道不要快速闭合,流脂时间越长越好,最好能保持半个月以上,甚至更长时间。流脂时间长十分有利于减少采割次数,节约割面,延长采脂年限,降低劳动强度,也可有效降低对树木的伤害。现阶段,马尾松等常用树种几乎每天都要割一刀,劳动强度非常之大,只能通过施用增脂剂、化学刺激剂等途径短暂延缓伤口闭合和延长流脂时间。2013年,广西大学陈小鹏等发明了一种膜下采集松脂的方法[32],可延长树脂道中松脂分泌时间,减少松脂中松节油挥发,从而可提高松脂的品质。如能从树木分泌松脂的机理着手进行研究,找到控制树脂道闭合的生物因子并加以利用,就有可能达到大幅延长流脂时间的目标。
3.1.4易加工松脂资源 在松脂进行粗加工时,一方面需要添加一部分松节油,使松脂溶解成为含松节油36%~40%的具有较好流动性的松脂溶液,以便于进行松脂液的过滤除渣、水洗除去水溶性杂质与色素等净化操作。之后,净脂液进行水蒸气蒸馏或减压蒸馏,获得符合标准的松香、松节油产品,这时还需要花费更多的能源将额外添加的松节油再蒸馏出来。如果松脂中的松节油含量比较高,如思茅松松脂中松节油质量分数高达33%[31],松脂流动性很好,同时,松脂中的杂质又很少的话,很可能会减少松脂溶解用松节油用量及重复使用损失,并可能简化松脂蒸馏前预处理工作,从而降低加工成本,减轻环境负荷。当然,这其中还需要同步改进与升级松脂采割[32]、收集、储运、贮藏[33]、加工等相关技术。
3.2 有效成分含量高的优质松脂资源
3.2.1优质的松脂资源概述 松脂中的有效成分主要是树脂酸和萜烯烃。有效成分含量高的松脂资源都是优质松脂资源,也就是说,能够高得率产出高品质松香和(或)松节油的都是优质松脂资源。如马尾松松脂即属于有效成分含量高的松脂,它富含以枞酸型树脂酸为主的松香树脂酸,同时也富含以α-蒎烯为主的松节油,马尾松松脂经过加工生产得到的马尾松松香和马尾松松节油,是目前作为化工原料进行化学深加工利用最受欢迎的产品。另一方面,马尾松松脂存在的不足则是高含量的枞酸型树脂酸容易结晶析出,而且松节油中的蒎烯等单萜烯成分容易挥发损失。思茅松、云南松、湿地松等松脂富含松节油,都是比较受欢迎的松脂资源,尽管湿地松松香与马尾松松香相比其品质稍差。
3.2.2优质的松香资源 就目前的工业利用而言,松香的有效成分就是树脂酸,树脂酸含量越高,松香的纯度及品质越好,利用价值也越高。松香深加工利用的主要基础是树脂酸成分尤其是枞酸型树脂酸成分的化学反应。在普通松香产品中,海松酸型树脂酸仅发挥二萜树脂酸的作用,因其含量较少且不影响枞酸型树脂酸主成分的化学反应及利用性能,一般不做特别考虑或限制。
我国本土树种马尾松的松脂是目前公认的优质松脂[29-31],马尾松松脂生产所得的脂松香富含枞酸型树脂酸,一般超过82%[34],十分有利于进行马来化、歧化、氢化、聚合等化学深加工改性利用,是质量上乘的能代表中国品质的脂松香产品。思茅松松香和云南松松香的化学组成与马尾松松香类似。南亚松松脂由于含有特殊的二元树脂酸,所得产品酸值较高,制备树脂型产品时醇类原料消耗会有所增加,但是枞酸型树脂酸的化学应用并不受影响。湿地松松脂的单株产量比较高,松节油含量也较高,但是所得湿地松松香中不干性的不皂化物较多,一般不能直接用于生产歧化松香、氢化松香等改性产品,更不能直接用于生产诸如油墨、油漆等对干燥性能要求很高的树脂产品,但若进行精制、提纯或改性后再利用应该是没有任何问题的,只是需要增加一部分生产成本。近两年来逐渐进入市场的湿加松松脂,其性能与湿地松松脂比较接近,其应用性能有待进一步研究和市场检验。
3.2.3优质的松节油资源 松脂中松节油的含量、生产上松节油的得率、松节油中蒎烯的含量等都是衡量松脂资源品质的重要指标。马尾松、湿地松、思茅松等松脂都是公认的优质松节油资源。
新鲜的优质马尾松松脂中松节油一般在20%~30%之间[29],但由于松脂收集及储存周期长,松节油成分容易挥发损失,生产上松节油得率一般在10%~13%之间,但所得优级松节油产品中α-蒎烯一般在80%左右,同时还含有一定量的β-蒎烯,2种蒎烯的量在85%以上[35](GB/T 12901—2006),是公认的质量上乘的中国品质商品。
新鲜湿地松松脂中松节油一般接近甚至超过30%[36],生产上松节油得率一般在17%~20%之间,由于松节油中β-蒎烯一般在20%左右甚至更高而深受欢迎。也就是说,松香质量不是太理想的湿地松松脂对于松节油的生产而言却是优质资源。
思茅松松脂中松节油含量也很高[37],而且,松节油中的β-蒎烯含量与湿地松松节油相当,有的甚至高达35%左右[38-39],但同时也存在β-蒎烯很低而α-蒎烯超过92%的情况[40]。思茅松松脂是一种优质资源,只是其适宜生长区域主要是滇南及滇西南山区,分布范围比较有限,从而影响其大规模开发利用。云南松松脂、南亚松松脂等也是比较优质的松节油资源,但也都有适宜生长区域范围较窄的局限。
3.3 化学组分单一或特殊的个性化松脂资源
3.3.1α-蒎烯型松节油资源 有特殊成分或活性成分含量高的松树资源始终是比较受欢迎的,有的特殊成分哪怕含量不高但是只要易于提取分离,有专一利用价值都是优质松脂资源。生长在普洱市思茅区相当一部分区域的思茅松的松节油中α-蒎烯含量非常高,有的甚至高达94%[40],而β-蒎烯含量则非常低,甚至可以不考虑其存在,这是我国可供生产工业α-蒎烯最好的松节油,该松节油的品质已经接近工业α-蒎烯产品的行业标准[41]要求,甚至不需要处理即可以作为α-蒎烯原料直接进行深加工利用。除此之外,南亚松松节油、马尾松松节油也是比较理想的α-蒎烯型松节油资源。
3.3.2β-蒎烯型松节油资源 与长在思茅的思茅松不同,长在景谷、镇沅、景东、墨江一带处于思茅松林和云南松林混生环境的云南松,却是属于高β-蒎烯含量的松树资源,其松节油中β-蒎烯质量分数一般在20%~30%之间,最高的超过50%[42]。在滇南地区的思茅松中也发现了高β-蒎烯含量的树种,经过无性繁殖获得了松节油化学组成中β-蒎烯平均质量分数超过50%的无性系[43]。就β-蒎烯含量而言,该类型的云南松、思茅松松节油可与湿地松松节油相媲美,目前这部分松节油与湿地松松节油一起都是我国提取工业β-蒎烯的最好原料。利用思茅松、云南松的这些地理种源或变异特性,结合现代遗传育种技术,选育更高含量β-蒎烯型松节油资源应该是完全有可能的。
3.3.33-蒈烯型松节油资源 长在云南澜沧江以西的滇西地区尤其是在怒江以西的龙陵、盈江、梁河等区域的思茅松,其松节油中则含较多的3-蒈烯[44],其质量分数一般超过10%,高的接近20%。3-蒈烯的沸点比β-蒎烯的沸点稍高,且刚好为170 ℃,以至于曾出现过在云南高海拔地区测定馏程(规定为蒸馏到170 ℃时结束)时曾被误算为合格,而到了沿海低海拔地区检验则不合格的事例。尽管目前关于3-蒈烯的利用研究还不够充分[45-46],不能很好地加以利用,但是,至少可选育3-蒈烯含量低的思茅松进行种植,以减少这部分松节油的价值损失。当然,随着深加工利用研究的深入,选育高含量3-蒈烯型松节油资源将是必要的,也是有可能的。
3.3.4β-水芹烯型松节油资源 加勒比松松节油中含有较多的β-水芹烯,其含量随着加工工艺而变化,一般在5%左右[47],是一种较特殊的松节油资源。β-水芹烯在松脂加工时可作为中油产品进行提取,并在精馏提纯后进行深加工利用,只是目前还没有得到很好的开发。近些年培育和推广种植的湿加松[48],已逐渐进入采脂利用期。湿加松不仅生长旺盛,生长速度快,而且松脂产量高,松节油含量也很高,尤其值得一提的是,该松树似乎同时遗传了湿地松和加勒比松的β-水芹烯基因,松脂中的β-水芹烯与β-蒎烯含量差不多,几乎相当于2个母本树种松节油中β-水芹烯含量之和,而蒎烯含量则明显低于母本树种,异海松酸含量基本保持了湿地松特点。湿加松可谓是典型的β-水芹烯型松节油潜在资源。因此,选育高β-水芹烯型(或低β-水芹烯型)松节油资源的可能性应该是很大的。
3.3.5长叶烯型重松节油资源 我国重要的也是分布最广的本土树种马尾松,所产松脂中含有少量特征的倍半萜烯成分,主要是长叶烯和β-石竹烯[14]。马尾松松脂在加工处理后,除了获得常规的松香和松节油主产品以外,还会有少量的重松节油副产品。重松节油的主要成分是长叶烯,次要成分是β-石竹烯,二者的相对质量比约为8 ∶2。目前,马尾松松脂是生产长叶烯及其转化产品异长叶烯和异长叶烷酮最主要的天然资源。根据马尾松松脂含有重松节油的生物学特征,应该有可能选育一种富含长叶烯或石竹烯的马尾松松脂资源。
3.3.6海松酸型松香资源 海松酸型树脂酸是近些年才开始被关注和研究的一类树脂酸成分,尽管其应用性能还没有得到开发,但是其中的海松酸和异海松酸的生物活性在作为医药中间体方面却具有很好的前景[49-51]。湿地松是目前松脂中含有海松酸型树脂酸最多的树种,湿地松松香中,海松酸型树脂酸一般都超过20%,其中异海松酸为12%~18%。因此,由湿地松松香可制备海松酸型树脂酸(同步还可以制备马来海松酸),并进一步提取异海松酸,尽管提取难度比较大,但提取率可达50%以上。马尾松松香中海松酸仅8%左右(马尾松松脂中约为5%),提取率也不高,但是比较容易与其他成分有效分离而得到纯度较高的海松酸产品。海松酸和异海松酸是海松酸型树脂酸的2个典型结构,最主要差别是乙烯基的立体位置不同,其他由环内双键位置不同形成的异构体原则上可以通过异构化反应再进行分离获得[51-52]。因此,定向选育出海松酸或异海松酸含量更高的海松酸型松脂资源将具有重要价值。
3.3.7南亚松酸型松香资源 南亚松松香中含有10%以上的南亚松酸,这是一个双环二萜二元树脂酸,比普通脂松香酸值高很多,是南亚松独有的特征成分[53]。如果能选育出南亚松酸含量更高的松树品种,生产富含南亚松酸型的松香,有可能利用其独有的二元酸结构开发性能独特的深加工利用产品。
3.3.8其他特征成分松香资源 此外,还有一些其他特征成分的松脂资源值得关注,如生长在西藏的高山松松脂含有一定数量的8(9),15-异海松酸[54],生长在西部山区的华山松松脂中含有比较多的糖松酸[55],生长在东北的红松松脂含有较多的苧烯和对伞花烃成分[56]等。
4.1 松脂精细化利用的未来需要单纯的特征组分
松脂产业是我国重要的传统林化产业,松香、松节油是国民经济建设不可或缺的重要林化产品。良好的松树资源保障了松脂产业的健康发展。松脂加工制得松香和松节油是松脂利用必不可少的步骤,松节油中蒎烯的单离已是常规工艺,松香中枞酸型树脂酸和海松酸型树脂酸的分离利用未来也将成为基本工业需求。如今,由松节油精馏分离得到的α-蒎烯和β-蒎烯已经成为基本精细合成原料,从松脂制得左旋海松酸、由松香分离得到枞酸和海松酸型树脂酸的技术已经成熟,相关应用基础研究也在逐步展开。不远的将来,左旋海松酸、枞酸、去氢枞酸、海松酸型树脂酸、海松酸、异海松酸等都可能成为基本精细合成原料。也就是说,松脂、松香、松节油的二次、三次、四次甚至更多次深加工将逐渐成为基本的利用形式。
4.2 松脂精细化利用的未来需要个性化松脂资源
随着松香、松节油精细化利用研究的深入和创新产品及创新功能特性不断出现,对原料松脂的要求也在不断提高,进而对松树资源也不断提出新的需求。松香、松节油精细化利用比较理想的松树资源,应该具有松脂产量大、流脂时间长、松脂品质好、松脂易加工等优良性能,或者是具备有用成分含量高、所含化学成分特别等特殊性质,可提供比如海松酸型松香、异海松酸型松香、南亚松酸型松香、α-蒎烯型松节油、β-蒎烯型松节油、3-蒈烯型松节油、β-水芹烯型松节油、长叶烯型重松节油等特殊的松香和松节油产品。
4.3 松脂精细化利用的未来需要多学科协同创新
思茅松松节油具有化学成分多变的特性,这是否可能是由于遗传基因不稳定造成的,是否可能还会受到诸如海拔、经纬度、气候、地理条件等因素变化的影响,甚至引起新的基因突变。这种遗传基因或者基因变异能否可以通过研究、识别并加以改良和利用?参考有关基因组学在茶学、棉花、拟南芥等方面的应用研究进展,利用基因组学技术改变松树代谢功能、改善松树泌脂能力、提高松脂特色组分含量、增强松树抗病虫害能力等问题,从而实现个性化松脂资源选育应该是有可能的。松脂产业和松香、松节油的精细化学利用,需要理想的个性化松脂资源,更需要遗传学、基因组学、林学、育种学、森林培育学、林业化学、林产化工等多学科协同创新研究。