Valorisation of waste fractions from autohydrolysis of selected lignocellulosic materials

Non‐isothermal processing of lignocellulosic materials in aqueous media (autohydrolysis reaction) under mild conditions leads to solutions containing valuable chemicals (oligosaccharides, sugars and acetic acid) and other, undesired, compounds (belonging to the extractive and acid‐soluble lignin fractions) which have to be removed in further purification treatments. Liquors obtained by non‐isothermal autohydrolysis of Eucalyptus globulus wood and corncobs under a variety of operational conditions were extracted with ethyl acetate in order to remove non‐saccharide components, and the suitability of the fraction dissolved in the organic phase was assayed for possible utilisation as an antioxidant. The yield and antioxidant activity of ethyl acetate extracts (measured by the α,α‐diphenyl‐β‐picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging capacity) showed a strong dependence on the autohydrolysis conditions. The antioxidant activity of extracts obtained under selected operational conditions compared well with synthetic antioxidants. © 2003 Society of Chemical Industry     

1,4-丁二醇提取玉米芯木质素的研究

以1,4-丁二醇为溶剂提取玉米芯中的木质素,考察了反应温度、原料／溶剂固液比（g/mL）、1,4-丁二醇的质量分数、反应时间等因素对木质素收率的影响。最佳萃取条件为：反应温度200℃,固液比（g／mL）1：10,1,4-丁二醇的质量分数90％,反应时间1h,以少量硫酸作为催化剂,木质素收率37．03％。红外光谱分析结果表明,1,4．T-醇提取的玉米芯木质素较好地保存了木质素原有结构。     

在乙酸丁酯-水双相体系中玉米芯水解制备糠醛

以玉米芯为原料、硫酸铁为催化剂、乙酸丁酯为萃取剂,在乙酸丁酯-水双相体系中水解制备糠醛。考察了反应时间、催化剂浓度(硫酸铁溶液质量分数)、反应温度以及萃取剂与溶剂体积比对糠醛产率的影响,确定最佳工艺条件为:反应时间3.0h,催化剂浓度10%,反应温度160℃,萃取剂与溶剂体积比为4,在此条件下,糠醛产率达到43.49%。     

改性玉米芯活性炭的制备条件研究

研究以玉米芯为原料,十二烷基本磺酸钠为改性剂制取玉米芯活性炭的最佳工艺条件。通过单因素实验和正交试验得出玉米芯活性炭的最佳条件是:振荡温度为35℃,振荡时间为3h,玉米芯与十二烷基本磺酸钠的料液比为1:6,十二烷基本磺酸钠质量分数为9%,各因素的影响顺序为振荡温度料液比LAS质量分数振荡时间,并对普通玉米芯及市售活性炭吸附性能的对比进行了一定的探讨。     

甜玉米芯多糖对胰岛素抵抗HepG2细胞糖代谢功能的影响

目的：探讨甜玉米芯多糖（sweet corncob polysaccharide，SCP）组分SCP-80-I对胰岛素抵抗HepG2（insulin resistant HepG2，IR-HepG2）细胞糖代谢功能的影响。方法：确立IR-HepG2细胞模型建立的最佳条件，并由此建立IR-HepG2细胞模型；分别以50、100、200、400 μg/mL剂量的SCP-80-I孵育细胞24 h，评价其对细胞葡萄糖消耗的影响，同时利用噻唑蓝法评价其细胞毒性；检测氧化应激标志物超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）及活性氧（reactive oxygen species，ROS）的水平，测定细胞内糖原积累水平及糖酵解关键限速酶己糖激酶（hexokinase，HK）、丙酮酸激酶（pyruvate kinase，PK）的活力。结果：确立以1×10－6 mol/L胰岛素处理24 h作为诱导IR-HepG2细胞形成的最佳条件，并成功建立IR-HepG2细胞模型；在孵育实验中，SCP-80-I能极显著增加IR-HepG2细胞的葡萄糖摄取量（P＜0.01），细胞活力随SCP-80-I质量浓度的增加呈先上升后下降的趋势；200 μg/mL SCP-80-I处理组与模型对照组相比，胞内MDA含量极显著下降，SOD活力极显著提高，ROS水平极显著下降（P＜0.01）；胞内糖原含量极显著增加（P＜0.01），HK与PK活力极显著增加（P＜0.01）。结论：推测SCP-80-I的降血糖功效与其缓解氧化应激所造成的肝脏细胞损伤，改善胰岛素抵抗肝脏细胞的糖代谢功能有关。     

生物炭-膨润土共改性及其铅离子吸附与稳定化研究

重金属污染具有高毒性、持久存留和生物积累等特性, 严重危害人体健康和生态安全。本研究通过氯化钙对玉米芯残渣和膨润土混合物进行碱改性, 在无氧条件下高温煅烧制备了一种碱改性生物炭-膨润土复合物(CaO-Bent-CB)。该复合物的比表面积高, 达到441.1 m²/g, 明显高于直接煅烧制备的生物碳(132.7 m²/g)和碱改性生物炭(177.2 m²/g)。进一步评价了该复合物对水中铅离子吸附性能, 结果表明在水中铅离子浓度为120 mg/L, 膨润土与玉米芯残渣质量比为1:5, 用量为1 g/L条件下, 吸附6 h后铅离子去除率达98%, 吸附量为109.6 mg/g, 均高于生物炭(13.4 mg/g)、膨润土(72.9 mg/g)和碱改性生物炭(86.9 mg/g)。此外, 采用CaO-Bent-CB对铅离子污染土壤进行稳定化处理, 当土壤中铅离子浓度为2200 mg/kg, CaO-Bent-CB用量为土壤干重的8%时, 在pH=3.2的硫酸-硝酸浸提液中浸出12 h, 酸浸出铅离子浓度低至4.5 mg/L, 低于危险废物鉴别标准值(5 mg/L)。上述研究结果表明这种生物炭-膨润土共改性复合物在重金属污染水体和土壤修复中具有很好的应用前景。     

酶法制备活性纤维寡糖的研究

以廉价的玉米芯纤维素为原料,研究了酶法制取功能性纤维寡糖的主要影响因子及纤维素酶的吸附回收方法,为纤维素酶解过程的调控与纤维寡糖的制备提出了一条经济、高效的新途径．     

甲基丙烯酸接枝改性玉米芯对Cd2+的吸附及机理

以甲基丙烯酸为单体、高锰酸钾/浓硫酸为引发体系对玉米芯进行接枝改性,成功引入羧基官能团,结合扫描电镜、红外光谱和zeta电位等分析手段研究了吸附条件对玉米芯吸附Cd²⁺过程的影响及其吸附机理。结果表明,吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学方程,改性玉米芯对Cd²⁺的吸附主要是化学吸附过程,吸附速率是颗粒内扩散速率和膜扩散速率共同影响的结果;在pH 7、投加量为5 g·L^-1、温度为30℃、吸附时间为6 h的条件下,接枝改性玉米芯和原玉米芯对Cd²⁺的最大吸附容量分别为28.00 mg·g^-1和5.96 mg·g^-1,提高了近4倍;玉米芯对Cd²⁺的吸附是一个自发的吸热反应,温度越高,自发程度越大;接枝改性玉米芯对Cd²⁺的吸附过程中,参与反应的主要官能团有羧基、羟基、酰胺基和甲基等,吸附Cd²⁺后的接枝改性玉米芯表面出现褶皱和白色小颗粒,孔隙消失,电负性增大。