低共熔溶剂分离油茶果壳木质素及其抗氧化活性和热解特性分析

为了获得兼具分子量低、分散度低和抗氧化活力高的木质素,本研究以油茶果壳为原料,采用碱法和低共熔溶剂法分离得到四种木质素,利用紫外光谱、凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱和热重分析对其进行结构分析,并通过清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基能力评价其体外抗氧化活性。结果表明:紫外光谱和红外光谱显示油茶果壳木质素主要由紫丁香基和愈创木酚基单元结构组成。凝胶渗透色谱分析表明碱木质素的重均分子量（Mw）和分散度（PDI）分别为41858 g/mol和4.53,而低共熔溶剂提取的木质素具有较小的相对分子量（Mw<11000 g/mol）和分散度（PDI<2）。热重分析可知油茶果壳木质素热稳定性依次为:氯化胆碱-草酸（ChCl-OA）>碱木质素（AL）>氯化胆碱-乙二醇-对甲苯磺酸（ChCl-EG-P）>氯化胆碱-丙三醇（ChCl-GA）。此外,抗氧化活性结果显示4种木质素均有一定的抗氧化活性,清除DPPH自由基的IC₅₀为0.388~1.02 mg/mL。此研究结果为油茶果壳木质素分离和高值化开发利用提供了一定的参考价值。     

葵花籽壳木质素的结构分析及抗氧化活性

以葵花籽壳为原料,采用醋酸法提取木质素,并利用凝胶渗透色谱、紫外光谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和热重分析对提取的木质素进行结构表征,并对提取木质素的抗氧化活性进行评价。结果表明:醋酸法木质素提取率为70.12%(相对于Klason木质素),纯度达到88.54%,结合少量的碳水化合物(2.92%)。葵花籽壳木质素为GS型木质素,含有较高的愈创木基结构单元(G),结构单元之间的连接键以β-O-4结构为主,重均分子质量(M_w)、数均分子质量(M_n)和多分散度(M_w/M_n)分别为2 977、1 931 D和1.54。葵花籽壳醋酸提取的木质素主要降解温度在200~400℃之间,最大失质量速率为0.32%/℃。抗氧化活性研究表明,木质素清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基指数值为1.54,显著高于商业合成抗氧化剂二丁基羟基甲苯(0.94),具有很好地应用于食品及其他工业做抗氧化剂的前景。     

黄麻木质素的化学官能团和化学键分析

采用有机元素分析、红外光谱、质子核磁共振波谱分别对从黄麻秆部和黄麻韧皮部提取出的磨木木质素的化学官能团和化学键特征进行了分析。结果显示,黄麻秆中磨木木质素的C含量比韧皮中磨木木质素的含量高6.38%,而O含量和OCH3含量比韧皮部的木质素分别低6.25%和1.82%,两者的H含量则基本相同;其C9经验式分别为C9H9.62O3.67（OCH3）1.08和C9H9.10O5.08（OCH3）1.41;这2种木质素的芳香环结构均主要由愈疮木基和紫丁香基组成,但各自的含量不同;这2种木质素结构中的主要键型有β—O—4键、β—1键和β—β键,其中以β—O—4键型为主,未检测出β—5键;另外,这2种木质素中脂肪族羟基和游离酚羟基分别占总羟基数的比例不同,但差异较小。     

热水预提取对竹子APMP制浆过程木素结构变化的影响

研究了热水预提取对粉单竹APMP的白度和APMP制浆过程木素结构变化的影响。分别用FTIR和13C-NMR对热水预提取前后的原料、未漂浆和漂后浆的磨木木素的吸收峰强度进行对比分析。通过FTIR分析知,预提取后木素结构中增加的基团主要是酯羰基C=O、芳环结构、C-C、C-O、C-H苯环键、紫丁香基木素、缩合愈创木基木素以及愈创木基木素;通过13C-NMR主要分析预提取前后木素结构中紫丁香基、愈创木基的酚型和醚型的结构变化,为竹子原料的生物质精炼与高得率制浆结合提供理论参考。     

响应面法优化毛竹笋壳中木质素的提取工艺

测定了竹笋壳脂蜡质、水溶物、果胶质、半纤维素、纤维素以及Klason木质素的含量,应用响应面法研究了醋酸提取法提取毛竹笋壳中木质素的最佳工艺条件,并使用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱分析提取的木质素结构特征。以单因素实验考察料液比、提取时间、醋酸体积分数和浓盐酸添加量对木质素提取量的影响。在单因素实验的基础上,用Box-Benhnken设计对木质素提取工艺进行优化分析,建立了良好的数学模型。实验结果表明,脂蜡质、水溶物、果胶质、半纤维素、Klason木质素、纤维素的含量分别为12.9%、10.3%、6.9%、20.8%、17.8%、20.3%;醋酸法提取木质素的最优工艺为提取时间为99min,盐酸添加量为4%,料液比为1/19(g/mL),醋酸体积分数为91.6%,提取量为288.6mg,提取率达84.7%。     

桉树木材性质对其硫酸盐法制浆性能的影响

讨论了桉木的木材密度、木素含量、木素的紫丁香基和愈创木基比值(S/G)、抽提物含量、聚木糖和糖醛酸含量等重要木材性质对其硫酸盐法制浆行为的影响.     

传统熏烤木材中木质素结构表征及其热解特性

为探究传统熏烤肉制品熏烤时所采用不同化学组成及结构的木材类型对产生有害物质多环芳烃的种类和生成量的影响,以传统熏烤肉制品生产时常用的松木、杨木、榉木、枣木、苹果木5种木材为研究对象,通过红外光谱、拉曼光谱、热重及热重-红外联用分析,考察5种木材中木质素的结构特征及其热解特性。结果表明：5种木材中木质素含量,以及木质素中愈创木基结构单元（G）、紫丁香基结构单元（S）含量均存在差异;热解过程基本可分为3个阶段,主要发生在200～500℃范围内,但是5种木质素的质量损失速率、质量损失温度、热解速率、热解温度均不同,说明不同木质素的热稳定性存在显著差异。熏烤木材中木质素含量,S/G结构含量及侧链结构上差异可导致其热稳定性的不同,而热解特性的不同则进一步影响多环芳烃等有害物的生成。     

有机溶剂法麦草木质素的化学特性研究

用不同浓度的乙酸-水、甲酸-乙酸-水、甲醇-水及乙醇-水溶液处理脱蜡的麦草,获得的木质素采用FT-IR、~1H-NMR、~(13)C-NMR及化学法研究其化学特性,结果表明,有机酸溶液比有机醇溶液脱木素作用更加广泛,能选择性降解麦草中的纤维素、木质素及半纤维素。甲酸对木质素的溶解有显著影响。随着乙酸或甲酸浓度的增加,愈创木基结构单元增加,木质素缩合。有机醇处理获得的木质素中,含有几乎等量的非缩合型愈创木基和紫丁香基结构单元及少量的对羟苯基结构单元。     

麦草微波碱法制浆中木质素基团变化趋势研究

通过傅立叶变换红外光谱技术初步研究了碱法麦草蒸煮制浆中木质素的结构变化。通过不同微波辐射功率、温度、时间不同蒸煮制浆,分析黑液中木质素的红外谱图,可看出木质素中羟基溶出量均随着蒸煮温度、时间、功率的增加先增加后减少;随着温度升高,紫丁香基木质素和愈创木基型木质素的溶出量先增加后减少,在较短时间内,二者均大量溶出,而功率对二者溶出量影响较小,且可看出蒸煮温度、功率对木质素甲氧基溶出量在蒸煮过程中影响较小,时间较长时,木质素甲氧基溶出量增加;温度过高,时间过长,功率过大都会使木质素醚键发生断裂。     

衍生还原裂解法研究椴木木素的结构

采用衍生还原裂解法(DFRC)对椴木木素进行降解,并且采用GC-MS分析裂解产物的组成和结构。结果显示:椴木木素降解产物中包含4类化合物,即2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、单糖、有机酸和相关木素单元,其含量分别为3.25%、23.90%、32.68%和40.18%;在椴木木素的结构中S型单元(紫丁香基单元)的相对含量比G型(愈创木基单元)更高,G/S相对比值为1:2.30。     

微波辅助提取油茶果壳木质素工艺优化

采用微波碱液提取法对油茶果壳木质素进行提取分离,以探寻油茶果壳木质素最佳提取工艺。采用单因素试验和正交试验法研究碱浓度、料液比、微波射功率、微波时间对木质素提取效果的影响,并对所提取木质素进行红外和紫外光谱分析。确定最佳提取工艺条件为碱浓度0.7mol/L、料液比1:70(g/mL)、微波功率和时间分别为550W和60min,在此条件下油茶果壳木质素得率达到11.45%;紫外图谱和红外图谱显示该方法提取的木质素保持了木质素的原有结构。优化油茶果壳木质素的最佳提取工艺,对木质素的工业化生产以及油茶的综合开发利用具有重要意义。     

油茶籽美拉德反应及其产物抗氧化性

为了研究油茶籽美拉德反应发生规律,采用不同加热时间与温度处理油茶籽,并测定反应前后油茶籽中还原糖含量、游离氨基酸含量、水分含量、pH值、褐变程度、色值以及美拉德反应产物及其抗氧化性等指标。结果表明:油茶籽在120℃和150℃的温度下随着加热时间延长还原糖含量、游离氨基酸含量、pH值和水分降低最多。油茶籽在120℃和150℃的温度下加热60 min时产生美拉德产物最多且具有明显抗氧化能力,清除DPPH·自由基率分别是43. 06%和48. 87%;清除ABTS~+·自由基率分别是81. 43%和89. 81%。本研究对深入了解油茶籽在加工过程中内部化学物性变化规律及其氧化稳定性特性具有重要意义。     

体外模拟消化体系中油茶多酚以及抗氧化活性的变化

为了研究油茶蒲提取物在消化过程中成分和抗氧化活性的变化,本研究以油茶蒲为原料,研究模拟人体体外消化过程中成分及其抗氧化活性的变化。结果表明,在模拟体外消化的前后油茶蒲提取物总酚含量稍有下降,而HPLC分析中多数酚类物质出现增长,其中鞣花酸增长了4.56倍。体外抗氧化体系中,DPPH?和ABTS?与总酚含量变化一致,呈下降趋势,而?OH的清除能力出现明显增长。综上,研究发现经体外消化油茶蒲提取物总酚含量会降低,而小分子酚酸增长,有利于后续的吸收,同时也,使其对?OH的清除能力增加。     

不同来源木质素抗氧化活性研究

以玉米秸秆纤维素乙醇残渣、芦苇、核桃壳和稻壳4种农业废弃物为原料,采用氢氧化钠法分别提取木质素。通过凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振等分析手段对获得的木质素进行结构分析,探究了不同原料来源木质素的化学结构差异与其抗氧化活性和生物活性之间的关系。结果表明,H型结构单元越多,木质素总酚羟基含量也越高,且木质素总酚羟基含量与其抗氧化活性（DPPH自由基清除能力和还原能力）和生物活性具有正相关关系。当木质素浓度为0.4 mg/mL时,4种不同来源木质素对DPPH自由基的清除率在14.9%～53.5%之间。4种不同来源木质素均具有提高小鼠成骨细胞活力的效果;在浓度为3.2 mg/mL时,玉米秸秆纤维素乙醇残渣木质素可使小鼠成骨细胞活力达到710%,远高于其他3种木质素。     

油茶蒲不同溶剂粗提液的总黄酮提取率与抗氧化活性比较

为探索油茶蒲的有效利用途径,采用各具5个体积分数梯度的5种有机溶剂对油茶蒲进行超声辅助浸提而得到25种粗提液,研究比较了各粗提液的总黄酮提取率和清除DPPH·的能力。结果表明:总黄酮提取率最高的5种溶剂及其对应的总黄酮提取率依次是60%丙酮溶液(6. 28%)、60%乙醇溶液(5. 24%)、80%甲醇溶液(4. 82%)、60%1,3-丁二醇溶液(4. 40%)、60%乙酸乙酯-乙醇溶液(4. 13%);清除DPPH·能力最强的5种粗提液及其对应的清除率依次是100%乙醇溶液提取物(92. 78%)、60%乙酸乙酯-乙醇溶液提取物(92. 69%)、100%1,3-丁二醇溶液提取物(89. 68%)、100%甲醇溶液提取物(86. 54%)、100%丙酮溶液提取物(81. 99%)。黄酮提取率最高的油茶蒲提取物所对应的DPPH·清除能力并不是最强的,说明油茶蒲提取物中除了黄酮以外,可能还有多酚、皂素、多糖等其他抗氧化活性成分。适合油茶蒲黄酮利用的最佳提取剂是60%乙酸乙酯-乙醇溶液,总黄酮提取率达4. 13%,所对应提取物对DPPH·清除率达92. 69%,是一种适应工业化开发利用油茶蒲黄酮的理想溶剂。     

Biological variability in lignification of maize: Expression of the brown midrib bm2 mutation

The cell wall phenolic components in the internodes of three maize genotypes, namely normal, bm2 and bm3 maize, were determined. The bm2 and bm3 brown midrib mutations lowered the lignin content of the bottom, middle and top internodes to a similar extent. However, unlike bm3, the bm2 trait did not induce a sharp reduction of the level of ester-bound p-coumaric acid in maize internodes. The other main alkali labile phenolic acid, ferulic acid, reached similar levels in the three genotypes. The main difference between bm2 and bm3 mutations occurred in the alkyl aryl ether linked structures of the lignin component. In contrast to bm3 lignins, which are characterised by a low syringyl content, the bm2 lignin had a lower content of guaiacyl units than lignin of normal maize internode. Consequently, the syringyl/guaiacyl molar ratio of bm2 lignin gave higher values (2.7–3.2) than those from either normal (0.9–1.5) or bm3 lignins (0.3). The alkali solubility of lignin was also compared between the three genotypes. Incorporation of the bm3 trait in maize led to a high recovery of alkali soluble lignin whereas the bm2 lignin had a similar solubility to the normal one in 2 M NaOH. The monomeric composition of the alkali soluble lignins was consistent with the non-condensed structures of the in-situ polymer. Although the bm3 and bm2 mutations had different effects on lignification, the modification of the cell wall phenolic level was also found in the bm2 maize stem as previously studied.     

Monitoring Phenolic Composition of Maturing Maize Stover by High Performance Liquid Chromatography and Pyrolysis/Gas Chromatography/Mass Spectrometry*

Maize stovers collected every 14 days over an 84-day growth period were subjected to high-performance liquid chromatography with electrochemical detector (HPLC-ED) and pyrolysis/gas chromatography/mass spectrometry (PY/GC/MS) in order to monitor changes in the phenolic composition. Prior to HPLC-ED analyses, ground samples were sequentially extracted with (i) methanol, (ii) 0·1M sodium hydroxide and (iii) 2M sodium hydroxide in the presence of nitrobenzene to separate, respectively, free phenolic monomers, alkali-labile phenolic monomers and alkali-resistant lignin. In turn, solution (ii) was treated with alkaline nitrobenzene to obtain (iv) alkali-labile lignin. Pyrolysis was carried out on ground native samples by using a platinum heated filament pyrolyser. Increases in the absolute phenolic concentrations in the residues of 0·1M sodium hydroxide extraction and in the ratio of alkali-resistant lignin vs total lignin were observed by HPLC-ED during the first 28–42 days of maturation, reaching a steady level in the remaining maturation period. A linear increase of syringyl units vs guaiacyl units was for found the alkali-resistant lignin fraction over the entire period of maturation. Similar trends were showed by PY/GC/MS with regard to relative lignin content and syringyl/guaiacyl ratio. Both techniques showed their usefulness to gauge changes in the phenolic composition during the lignification process.