水果變塑膠

水果變塑膠
知識通訊評論第40期

由水果中萃取的糖類可以變成聚苯乙烯的原料

蘋果汁加玉米，不是石油哦，未來可以成為某些塑膠及製藥的原料，這一點要感謝麥迪遜威斯康辛大學化學專家制定的新化學過程所賜。

化學家杜梅席克(James Dumesic)及其同事已經找到方法，把水果中的果糖、玉米糖漿跟蜂蜜，轉化成化學業界製造好些產品的重要成分。

這種成分叫做5-羥甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural, HMF)，可以轉化成多元酯的構造區塊，這一點意味理論上塑膠可以完全由水果來製造，不見得要用石化原料。5-羥甲基糠醛還可以用來造柴油。

英國倫敦的「皇家化學會」(Royal Society of Chemistry)所轄「環境、永續力暨能源論壇」(Environment, Sustainability and Energy Forum)經理人哈帝(Jeff Hardy)表示，由5-羥甲基糠醛可以造出很多東西；任何科學過程，能由可再生資源造出這些建構物，都值得推崇。

牛奶與蜂蜜

當熱能打破糖類時，就會形成5-羥甲基糠醛；許多加熱處理的食品如果汁、牛奶及蜂蜜裡都會出現，咸認為數量低的時候，不會傷及人體。

但是，只靠著把糖加熱就想造出5-羥甲基糠醛，效果不彰，因為還會造出各式各樣別的化合物。哈帝表示，拿天然的東西來動手，經常得出來的成果，卻是煉丹失敗的糟粕。要把果糖轉變成5-羥甲基糠醛，更有效的方式不少，但都得動用到大量能源、昂貴的觸媒及有機溶劑。杜梅席克團隊打算研發一種方式，能把果糖分解成5-羥甲基糠醛，加以萃取，便宜有效，如此化學業界才會加以採用。

要打破糖類必須動用到酸性物。專家曾用過鹽酸或固態酸性樹脂，但兩種酸性物都會產出副成品。以這種方式，果糖分解後，五分之四會變成5-羥甲基糠醛；他們的研究成果已發表於《科學》期刊。

沙拉醬

杜梅席克

問題的關鍵，在把5-羥甲基糠醛，由發生化學反應的水裡萃取出來。專家為辦到這一點，把一層油性溶劑，放在含糖溶液上頭，就像沙拉醬裡頭的油醋層。

果糖分解成5-羥甲基糠醛時，5-羥甲基糠醛會上升到高出水那一層的地方，進入油性溶劑，如此就能收集並純化5-羥甲基糠醛，防止它再分解回水裡頭。

兩種溶劑裡都有添加物，有助於果糖大部分分解成5-羥甲基糠醛，還讓5-羥甲基糠醛接下來可以跑到油性溶劑那一層，接下來再拿在真空環境中，把溶劑蒸掉，萃取出5-羥甲基糠醛。

哈帝表示，篩選及分離是兩大關鍵；當前的作法往正確的方向邁進一大步，但他懷疑，如果要化學業界採用這種製程，那麼把糖轉化成5-羥甲基糠醛時，效果要更好，不產出副成品，分離5-羥甲基糠醛的方法，也要更簡單才行。